不同材質(zhì)管道應(yīng)用于水平定向鉆穿越對(duì)比分析

曲百慧(遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司 遼寧盤(pán)錦 124120)

1 管材性能比較

在水平定向鉆穿越管道施工過(guò)程中采用的鋼管一般分為焊接鋼管以及無(wú)縫鋼管，鋼管的優(yōu)點(diǎn)在于只要在使用期限內(nèi)使用，鋼材的各項(xiàng)性能都不會(huì)受影響。下面列出的表一將對(duì)鋼管管材的性能進(jìn)行仔細(xì)的分析。

聚乙烯是由無(wú)極性的飽和脂肪烴長(zhǎng)鏈組合而成，鋼管和聚乙烯管的管材性能和各項(xiàng)指標(biāo)都不相同，聚乙烯管制作材料具有應(yīng)力松弛以及蠕變的特點(diǎn)，因此，聚乙烯的強(qiáng)度是時(shí)間的函數(shù)，在水平定向鉆穿越管道施工過(guò)程中，普通材料的力學(xué)性能指數(shù)起不到任何作用。聚乙烯管材具備3條力學(xué)性能指標(biāo)，分別是耐慢速裂紋增加、耐快速裂紋擴(kuò)散以及長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度。下列表二中是對(duì)聚乙烯管材性能的分析。

通過(guò)表中對(duì)管材性能的分析表明，鋼管具有屈服極限較高、抗拉強(qiáng)度較高等特點(diǎn)，所以管道的抗破壞能力以及抗扭曲能力比較強(qiáng)大。雖然聚乙烯聚乙烯管的強(qiáng)度小于鋼管，但是聚乙烯管具有使用壽命長(zhǎng)以及耐快速和耐慢速的裂紋擴(kuò)散的性能較強(qiáng)，可以有效的保障壓燃?xì)夤艿赖陌踩阅?。此外，聚乙烯管材具有較強(qiáng)的柔韌性，使聚乙烯管道斷裂的延長(zhǎng)率增加，不但能增強(qiáng)抗劃痕能力，而且能有效的避免不均勻沉降以及提高抗震性能。此外，由于聚乙烯材料的特殊性讓它本身具有很好的耐腐性作用。

表一 鋼管管材性能

表二 聚乙烯管材性能

2 管道受力比較

管道在回拖的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的局部阻力和摩擦阻力，這些組合力被稱(chēng)為管道回拖力。鋼管管材具有較大的抗拉能力，因此，它可以讓管道自身承受比較大的回拖力，使用鋼管進(jìn)行穿越可以對(duì)一些比較寬的障礙進(jìn)行穿越，最長(zhǎng)可以達(dá)到1500m，聚乙烯管抗拉能力相對(duì)較低，管道所能承受的回拖力也非常有限，因此，穿越寬度比較寬的障礙有一定的困難。一般內(nèi)定向鉆穿越的深度為30m，鋼管的外徑則為219mm，鋼管的厚度為6mm，鋼管的屈服極限是245MPa，在穿越鋼管的過(guò)程中就不會(huì)發(fā)生徑向屈曲失穩(wěn)的情況。對(duì)于管道徑向屈曲失穩(wěn)的情況，在聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)范中并沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，聚乙烯管的材料具有一定的彈性，管道彈性變形的臨界壓力與穿越管道時(shí)管道本身能承受的極限外壓能力的確定，一定要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算確定，所以，聚乙烯管道徑向屈曲失穩(wěn)也必須按照特定的公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)水平定向鉆穿越管道施工的具體情況來(lái)看，聚乙烯管在穿越城市道路的過(guò)程中，穿越的平均深度在6到8米，在穿越河流的過(guò)程中，聚乙烯管穿越的平均深度為17.6米，由此可見(jiàn)，聚乙烯管在水平定向鉆穿越管道施工過(guò)程中具有很好的穿越效果。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著水平定向鉆技術(shù)的廣泛運(yùn)用，在水平定向鉆穿越管道施工過(guò)程中，鋼管和聚乙烯管是主要的穿越材料，這兩種材料使用比較廣泛，而且各具優(yōu)點(diǎn)。聚乙烯管在城市范圍內(nèi)的小型穿越過(guò)程中，跟鋼管相比較，聚乙烯管可以有效的縮短穿越長(zhǎng)度，而且能減少工程的成本以及減少施工時(shí)間。但是，在遇到寬度較寬深度較深的工程時(shí)，聚乙烯管缺乏一定的抗拉強(qiáng)度，因此，影響了穿越管道的穩(wěn)定性，在這種情況下，不建議使用聚乙烯管進(jìn)行穿越施工。對(duì)于聚乙烯管定向鉆穿越，目前缺乏科學(xué)的施工規(guī)范與施工設(shè)計(jì)，并且沒(méi)有準(zhǔn)確計(jì)算管道徑向失穩(wěn)的標(biāo)準(zhǔn)，因此，在聚乙烯管定向鉆穿越施工過(guò)程中，只能根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷穿越的可行性，這樣的弊端應(yīng)該引起相關(guān)部門(mén)的重視，并加以完善。

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