油氣長輸管道施工技術(shù)研究

高軍

【摘要】在我國油氣產(chǎn)業(yè)總體布局中，油氣儲運業(yè)務具有重要的戰(zhàn)略意義。特別是面臨著我國總體油氣產(chǎn)能不足，且東西部不均衡的條件下，加強油氣管道建設，是當前以及今后相當長時間內(nèi)我國工業(yè)的重要戰(zhàn)略。長輸管道作為油氣輸送過程中的重要方面，具有建設周期長、經(jīng)濟效益好，使用年限久的特點。長輸管道的建設施工和規(guī)劃工作.是本文探討的重點。

【關(guān)鍵詞】油氣 長輸管道 規(guī)劃施工技術(shù)

一、長輸管道建設的主要材料

長距離、大口徑、大輸量、高壓力、高鋼質(zhì)等特點，是管道建設的總發(fā)展趨勢。預計到十三五末期，油氣長輸管道干線和規(guī)劃將達到8×104km，其中天然氣管道干線將達到5×104 km。在西氣東輸管道工程大規(guī)模建設的過程中，我國自行研制了針狀鐵素體管線鋼，這種材料的應用，大大提高了管道建設水平。西氣東輸管道一般所采用的XTO級的針狀鐵素體管線鋼就是我國的自主產(chǎn)品。通過對幾種管道建設中常用的鋼管比較，我們得出了以下的結(jié)果：

螺旋埋弧焊管，這種鋼管在建設早期曾經(jīng)得以大量使用。由于歷史原因，這種鋼管的優(yōu)點和缺點都突出，但從技術(shù)參數(shù)來講，這種管材的發(fā)展空間已經(jīng)不能滿足管道建設需要，有逐漸淘汰的趨勢。

UOE成型法所形成的管材為直縫埋弧焊管，包括U成型、JCOE成型法、O成型、E擴徑等多種生產(chǎn)工藝，我國在油氣管道建設中，對各種材料的鋼管都有過引進和利用。在當前的施工建設過程中，這類鋼管仍然是當前可靠性和質(zhì)量最好的鋼管材料。特別是由于我國地形復雜多變，在大落差地段、河流穿越段、動斷層地帶的管道，以及對于鋪設后維修困難較大，需要更好可靠性的地段，此種鋼管的應用前景更為廣闊。

二、管道的防腐結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀與發(fā)展

管道防腐工作一直備受重視，這是長輸管道建設的關(guān)鍵。從20世紀開始，以石油瀝青為主要材質(zhì)的防腐成為主要防腐的介質(zhì)。從上世紀九十年代開始，聚乙烯防腐層與環(huán)氧粉末、煤焦油瓷漆等為主的防腐材料在管道中得到廣泛應用。隨著技術(shù)的發(fā)展，三層PE結(jié)構(gòu)與環(huán)氧粉末的防腐技術(shù)被更加廣泛地使用。

內(nèi)減阻涂層技術(shù)可以在輸送氣體過程中，降低磨阻、增加管輸量，這種技術(shù)是20世紀末期我國的進行自主研制的，能夠有效地降低管道運行成本。阻涂層技術(shù)是在管道內(nèi)表面首先進行清理干凈，然后通過鋼管的旋轉(zhuǎn)，通過高壓無氣的噴槍使鋼管內(nèi)表面形成連續(xù)光滑、高質(zhì)量涂層，將環(huán)氧涂料噴涂在鋼管的內(nèi)表面進行噴涂的效果較好。預熱系統(tǒng)、內(nèi)除銹系統(tǒng)、內(nèi)噴涂系統(tǒng)、涂層固化系統(tǒng)組成管道內(nèi)涂敷作業(yè)線，能夠有效地降低施工成本。

三、長輸管道施工裝備及施工技術(shù)的發(fā)展

在長輸管道施工設備方面，我國具有較高的優(yōu)勢。其中的主要裝備在國際上也處于領(lǐng)先地位。這里包包括線路測量、管溝開挖、管道下溝、管道組裝與焊接、盾構(gòu)、定向鉆穿越頂管、等均具備了專業(yè)化的施工機具。

管道焊接：作為管道施工的重要一環(huán)，管道焊接對于管道工作的效率和可靠性、安全性都有舉足輕重的作用。從長輸管道建設開始，歷經(jīng)了手工電弧焊焊、半自動焊接和自動焊接技術(shù)等四個發(fā)展過程。

在90年代初期，國內(nèi)長輸管道普遍采用手工電弧焊下向焊的工藝方法，大電流、高焊速是這種技術(shù)的突出優(yōu)點，焊接速度可達20-50cm/min，效率很高。但這種焊接工藝的最大困境是全人工操作，勞動強度大，質(zhì)量控制難，需要有較高的技術(shù)水平，受人為因素影響較大。目前，這種焊接方法主要針對困難復雜地段和焊接設備難以施展的情況。

相對于手持焊槍施焊的技術(shù)，半自動焊有了較大的提高。這種焊接技術(shù)的工作方法是通過送絲機構(gòu)實現(xiàn)連續(xù)送絲。這種方式能夠有效節(jié)省時間，特別是更換焊條等輔助過程，還能同時減少焊接引弧、收弧等焊接缺陷，焊接合格率能夠盡可能地不受人為或者外界因素影響，是長輸管道主要的焊接方式之一。

借助于機械和電氣的方法實現(xiàn)焊接過程的自動化，是當前所用的最為普遍的自動焊技術(shù)。這種焊接工藝中，人工不直接從事管道的焊接，而是主要從事監(jiān)控等作業(yè)。自動焊接技術(shù)的普遍應用和推廣是從西氣東輸工程開始的。這種焊接方法在地面開闊、適合大規(guī)模機械化施工的場所有廣泛的應用前景，特別是在戈壁無人區(qū)等施工現(xiàn)場應用取得良好效果，創(chuàng)造機組日焊接150道口的優(yōu)異成績。

“非開挖”敷設地下管道是當今的一項備受推崇的先進技術(shù)，也是在國際管道工程中具有生命力的技術(shù)。目前，這項技術(shù)在國內(nèi)得到了廣泛使用。在穿越河流、公路、鐵路與障礙物的埋地管道的施工過程中，能夠通過不開挖的方式使管線實現(xiàn)施工，既避免了地表的損壞，又實現(xiàn)了管道的完整性，是施工的客觀需要。我國近年來在長輸管道的建設中大量采用盾構(gòu)穿越技術(shù)，已有多條大型河流進行了盾構(gòu)穿越。目前采用的盾構(gòu)法穿越施工采用的主要設備是泥水加壓平衡盾構(gòu)機。

四、管道的檢測技術(shù)與工藝

長輸管道的檢測，是保障管道正常運行的基礎(chǔ)保障。對于長度超長、跨度大等一系列管線，如何能夠保障管道的正常運行，需要有科學的檢測技術(shù)作為保障。目前，環(huán)焊縫無損檢測技術(shù)在我國長輸管道檢測中占有主要部分，這種技術(shù)采用射線管道爬行器技術(shù)和管道環(huán)焊縫全自動超聲波（AUT）技術(shù)。國外檢測技術(shù)和無損檢測技術(shù)保持同步，特別是管道環(huán)焊縫全自動超聲波（AUT）技術(shù)，是近年來國際上新采用的管道檢測技術(shù)。管道爬行器技術(shù)是近年來舉起的一種新型檢測技術(shù)，這種技術(shù)需要一個管道爬行器。它是一種專業(yè)性很強的專用設備，生產(chǎn)和研制的國家不多，在這方面國內(nèi)與世界最先進水平之間的差距也不是很大。這種技術(shù)的特點是通過x射線產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生的射線可以在管道中進行持續(xù)地運行，這種技術(shù)需要具有高壓自動穩(wěn)壓能力，電動機的無觸點驅(qū)動，自動定位曝光，遙控定時時間調(diào)整功能的實現(xiàn)，自動救護。

五、探索建立“數(shù)字管道”體系

現(xiàn)代管道技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為一項綜合了遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、計算機技術(shù)和全球定位技術(shù)等多項先進數(shù)字化技術(shù)于一身的管道科學。我國長輸管道的設計和施工、管理等方面，更是基于這種努力方向在不斷推進?，F(xiàn)代的科學技術(shù)，已經(jīng)使我們能夠充分利用數(shù)字技術(shù)。我們把管道自身的參數(shù)、周圍環(huán)境及其變化及管道沿線溫度、濕度、含水、化學成分等參數(shù)變化集中形成較為完備的數(shù)據(jù)庫，在網(wǎng)絡模式下進行集中，可以使人們在管道建設前期、中期、投產(chǎn)、管理運行等各個方面，盡可能地實現(xiàn)安全運行、科學評價、良好維護和管理，實現(xiàn)管道的平穩(wěn)運行。

保證長輸管道的建設質(zhì)量是一項長期和艱巨的任務，我們必須不斷加強技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，堅持多種技術(shù)合作進行，不斷地在優(yōu)化設計、提高施工水平和質(zhì)量上不斷努力，為我國的經(jīng)濟社會發(fā)展作出積極的貢獻。endprint