長距離輸送管道工程知識講解及計算實例

一、長距離油氣輸送管道的界定：

1、長距離輸油管道：將原油從油田區域內輸送到油田區域外，中間需經過加熱、加壓才能完成原油輸送的管線。

2、長距離輸氣管道：將天然氣從管線首站輸送到城市或工礦企業一級調壓計量站的管線。

該類管道長度均超過25km。由於距離長、管徑大，無論是在平原、丘陵或山區敷設，有時還要穿跨越河流、山谷，穿越公路和鐵路，因而施工比較複雜。

3、《長距離輸送管道工程》定額的適用範圍：

(1)位於廠礦、油田(區域邊界線以外)、氣田(天然氣處理廠、輸氣首站以外)、油庫所屬區域以外，且距離在25km以上的輸油、輸氣管道。

(2)自水源地至廠礦(城市)第一個儲水池之間10km以上鋼質輸水管道，自煤氣制氣廠至城市第一個配氣站10km以上的煤氣輸送管道。

(3)河流、公路、鐵路、光纜、電纜和其他障礙物的穿跨越工程。

(4)位於油氣田區域內，管徑>529mm的油、氣、水輸送管道。

中石油管道局是國家計委規定的，進行長距離輸送管道工程施工的專業化隊伍。目前，各油田的建設隊伍也在投標，相繼加入到長輸管道的施工中，比如：西氣東輸工程等。

利用長距離輸送管道來輸送油和氣，是一種即經濟又合理的輸送方式。與其他運輸方式相比，不僅運輸量大，而且成本低。例如：建設一條管徑為Φ720mm的輸油管道，年輸送原油2000萬噸，相當於利用油槽車在一條單軌鐵路上的年運輸量；從經濟效益上看，與新建鐵路的建設相比可減少一半，工期可減少三分之一，且輸油效率高，輸油管理成本低，竣工后的管道幾乎很少佔有土地，因此，長距離管道已成為石油和天然氣的主要輸送途徑。

二、長距離輸送管道工程施工：

1、線路交樁：交樁前建設單位和設計單位共同將線路走向向對方政府及有關部門彙報，取得同意；同時施工單位在交樁前應充分熟悉圖紙及有關圖紙。

線路交樁是在設計人員完成詳細勘察階段，其成果已得到建設單位認可，設計人員向施工單位進行交樁。交樁工作應在兩個月進行。施工單位應做好相應的原始記錄，達到指導放線和施工的目的。

2、測量放線：

測量放線是由施工單位自行組織完成。依據放線區段完整的施工圖和交樁記錄及認定文件。測量放線時應注意以下幾個問題：

(1)施工單位應對線路定測資料、線路平面圖和斷面圖進行詳細審核與現場校對。放線的基準點為設計單位設置的線路控制樁和沿線路設置的臨時樁、永久性水準基標及與水準基標相聯繫的固定水準基標。

(2)在控制樁測量放線驗收合格后，施工單位根據控制樁測定管道中心線，並在控制樁中間按照圖紙要求設置縱向變坡樁、變壁厚樁、穿越標誌樁、百米樁、曲線加密樁。

縱向變坡樁：當縱向轉角大於20時應設置縱向變坡樁，並註明角度、曲率

半徑、切線長度和外矢距。

變壁厚樁：大於國產的螺紋管、進口直縫管的鋼管變壁厚的各分界點處，應加設變壁厚樁。

穿越標誌樁：在各種穿越的起、止點處設置穿越標誌樁。

百米樁：線路直線管段每10米設置一個百米樁。

曲線加密樁：當採用彈性彎曲和冷彎彎管處理水平和豎向轉角時，應在曲線的起點、中點、終點曲線上設樁，曲線段中間隔<=10m內設置曲線加密樁，並註明角度、曲率半徑、切線長度和外矢踞。

各樁均應註明里程、地面高程、管底高程以及挖深。

(3)水平或豎向轉角的處理方式依照圖紙按以下要求進行：

原則上在沒有地面障礙的情況下，30～100採用彈性敷設，曲率半徑為750m.

100~450採用冷彎彎管，曲率半徑為40DN。

熱煨彎頭有四種：300、450、600、900，曲率半徑為4～6DN，其位置按圖紙設置。

壁厚為10.3mm以上的管段不準使用熱煨彎頭，只能採用彈性敷設和冷彎彎管。

(4)線路中線和施工佔地界線示意圖4－1－1和表4－1－1：

3、施工作業帶清理：

(1)修建伴行公路：長輸管道施工需要使用大型拖車將做好防腐層的鋼管從「鐵路貨場」或「就地防腐廠」運送到施工現場。一般經過的路徑是國家級公路至施工通道(途經加固過的橋涵和加寬路口的鄉村公路)然後到達施工現場(即施工作業帶)。在管線遠離公路的戈壁、荒漠、沼澤、山區等地段需要另外修建管道伴行公路。

(2)施工作業帶清理：為管線安裝作業提供運輸條件和安裝條件，需修建施工作業帶，一般寬度約10～18m之間。

4、管溝開挖：

長距離輸送管道施工一般地理條件複雜管溝開挖應根據不同地段採用不同的方法：

一般地段：管溝開挖工序應滯后管子對口組裝工序50m為宜。可以增加機械化施工作業面，充分利用「施工作業帶」寬度，使機械化流水作業流暢的進行下去。比先開挖管溝，機械化作業在管子單側進行的施工方法相比，工效可以提高40％。

管溝開挖的一般規定：

溝槽底寬按設計圖紙計算，如設計圖紙未做具體規定時，按下式計算：

B＝DN＋K

式中：B 溝槽寬度 DN 管道公稱直徑 K 溝底加寬餘量

溝底加寬餘量表4－1－2

溝下焊彎頭、彎管、碰頭以及半自動焊焊接處的管溝加寬範圍為工作點兩頭各1米。

管溝邊坡比由施工單位在現場做開挖試驗確定，具體要求如下：

深度在5m以內溝槽最陡放坡係數表4－1－3

對石方段的管溝可採用爆破方式。

4、鋼管的除銹防腐：

長輸管線的管子防腐廠的選址，目前我國一般有兩種形式，一種是管線附近建「就地防腐廠」；另一種是將防腐廠建在制管廠。

除銹、防腐的計算方法與油氣集輸管道相同，定額套用第二冊相應定額。

5、防腐管運輸、布管：

運管(場外運輸)：施工單位到「就地防腐廠」或「火車貨運站」由桁吊或施工單位自帶的16T吊車將已做好防腐塗層的鋼管吊裝到專業拖管車上，運至施工作業帶。在施工作業帶大致每隔400～600m由吊車把鋼管從拖管車上卸下堆放。

布管(機械運布管)：用吊管機將已堆放好的防腐管布管，將每根鋼管首尾相接，相鄰兩管口呈鋸齒形分開。

運布管定額包括的內容：選管、墊管墩、裝管、拖管運輸、布管。根據公稱直徑不同編製不同定額；基本運距選定300m，另外每增加100m再套用相應定額。

6、防腐管段組裝焊接：

長輸管道施工管口焊接有多種焊接方法，目前在我國值得推廣採用的應是下向焊和手工半自動焊。它可以與先進的管子內對口器、吊管機等設備相配合，使長距離輸送管道施工可以實現機械化流水作業法施工，它與氣體保護焊、全自動焊、擠壓電阻焊相比，具有使用輔助設備少、故障率低等優點。

鋼管組焊定額工作內容包括：找園、修口、洗口、清管、對口、點焊、焊接、機具轉移。

7、長輸管道幹線焊縫無損探傷部位和比例要求：

(1)長輸管道線路焊縫的無損探傷應按焊工當天所焊焊道的100％進行超聲波探傷，並用5％的射線抽查復驗。

(2)長輸管道的穿跨越干管段的焊縫必須進行100％的射線探傷檢查。

(3)長輸管道分段碰頭連接的固定焊口，(包括溝上溝下的大死口)必須100％的進行射線探傷檢查。

8、管道幹線通球掃線試壓：

管道幹線通球掃線、試壓的目的是清掃管腔內的雜物，排出管線的隱患和缺陷，取得較大的安全度，保證管線輸油運行的安全。

(1)管線各段的通球掃線：

A、管道幹線上水通球所分段落，也是管道幹線試壓分段。

B、管道幹線上水通球掃線分段以線路截斷閥、中間站、減壓站作為通球掃線段落的分界線。

C、通球掃線由首末站提供水源和動力源。

D、為增強阻水排氣的效果，通球掃線使用的環皮碗清管器直徑應比管內徑大4～5％。

E、根據流量計計算出清管器行走的里程。

(2)幹線分段試壓：幹線完成通球掃線后，即可進入分段強度試壓工序。

管段強度試壓要求：

A、管線上每一點的壓力都不得低於所在點工作壓力的1.25倍。

B、強度試壓穩壓時間為4小時，壓降小於1％為合格。

(3)管線嚴密性壓力試驗：

進行嚴密性試驗時，管線分段試壓后將壓力降至所要求的數值，嚴密性試驗穩壓24小時，壓降小於1％時為合格。

9、管線補口補傷：

防腐補口、補傷和選擇管子塗層一樣，其選擇材料也要遵循同樣的原則，補口材料要注意與管子塗層的親和力，並有可靠的粘結強度。

10、管線下溝回填：

管溝回填的一般要求：

1、管底墊層回填細土粒徑應<＝15mm，且10mm~15mm粒徑所佔重量不得超過10％，細土應回填至管頂以上0.3m處。細土可以用原土篩制，也可以從外面取土運進來。

2、管頂0.3m處，置桔紅色聚乙烯警告帶，警告帶寬20mm，厚1mm，並應連續敷設。

3、細土回填到管頂0.3m后，即可回填原狀土。原狀土的粒徑<＝200mm。原狀土回填應高出相鄰自然地面0.3m。