長(zhǎng)距離輸氣管道工程概述.doc

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長(zhǎng)距離輸氣管道工程概述 一、輸氣管道的分類(lèi)及特點(diǎn) 1． 輸氣管道的分類(lèi) 輸氣管道分礦場(chǎng)輸氣管道、干線(xiàn)輸氣管道及城市輸氣管道。常稱(chēng)為內(nèi)部集輸管線(xiàn)、長(zhǎng)距離輸氣管線(xiàn)和城市輸配管網(wǎng)。天然氣從氣井中開(kāi)采出來(lái)后，通過(guò)礦場(chǎng)集輸——凈化脫硫——長(zhǎng)輸管道輸送到城市輸配管網(wǎng)，供給用戶(hù)。 礦場(chǎng)輸氣管道：輸送未經(jīng)處理的原料氣。輸送距離短、管徑小、壓力變化大。 干線(xiàn)輸氣管道：把經(jīng)脫硫凈化處理的天然氣送到城市。輸送距離長(zhǎng)，管徑大（400mm以上），壓力高（4.0MPa以上），為天然氣遠(yuǎn)距離輸送的主要工具。 城市輸氣管道：為天然氣的分配管網(wǎng)，它遍布整個(gè)城市和近郊，一般總是呈環(huán)形布置，且按壓力嚴(yán)格區(qū)分。 2． 輸氣管道的特點(diǎn) 長(zhǎng)距離輸氣管道與壓縮機(jī)站組成一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，由于其輸送的氣量大，常采用大口徑、高壓力的輸送系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)為： ⑴ 長(zhǎng)輸管道是天然氣長(zhǎng)距離連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)，不需要常規(guī)的運(yùn)輸工具和設(shè)備，也不需要大量的建筑和占用大量的土地，可用自身運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)消耗克服其摩擦阻力就能迅速將天然氣運(yùn)到目的地，是最有效、最大規(guī)模的運(yùn)輸系統(tǒng)。 ⑵ 長(zhǎng)輸管道屬于一個(gè)龐大而復(fù)雜系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，必須協(xié)調(diào)好上下游間的關(guān)系，這使其設(shè)計(jì)及操作管理更為復(fù)雜。 ⑶ 長(zhǎng)輸管道輸送量龐大，涉及國(guó)計(jì)民生及千家萬(wàn)戶(hù)，必須充分保證能安全、連續(xù)、可靠地供氣。 ⑷ 由于采氣生產(chǎn)的均衡性和用戶(hù)用氣的波動(dòng)性，要求管道有一定的儲(chǔ)氣能力，以適應(yīng)用氣量的變化。 ⑸長(zhǎng)輸管道投產(chǎn)初期可充分利用地層壓力進(jìn)行輸送，根據(jù)氣田壓力的變化逐步建增壓站，可節(jié)約投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。 ⑹ 長(zhǎng)輸管道要求有與之配套的附屬設(shè)施，尤其是通信和自控系統(tǒng)。 ⑺ 現(xiàn)代管道運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位日趨重要，利用冶金、機(jī)械制造、自動(dòng)控制和施工安裝等綜合技術(shù)來(lái)提高運(yùn)輸效率已成為管輸工藝研究的核心。 二、 長(zhǎng)輸管道的施工 1． 施工準(zhǔn)備 長(zhǎng)輸管道施工、安裝工程量大，野外施工條件艱苦，流動(dòng)性大，自然障礙多，施工季節(jié)性強(qiáng)，必須做好施工前的準(zhǔn)備工作，才能保證順利施工。 施工準(zhǔn)備階段的工作包括： ⑴ 根據(jù)施工計(jì)劃任務(wù)的要求，熟悉設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)文件資料和施工技術(shù)要求等；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員進(jìn)行技術(shù)交底；明確施工范圍、質(zhì)量要求、工期進(jìn)度等。 ⑵ 沿管線(xiàn)中線(xiàn)進(jìn)行踏勘、調(diào)查，了解工程地質(zhì)、水文、氣象等情況；了解管線(xiàn)所經(jīng)過(guò)地區(qū)的行政區(qū)劃、交通狀況、水、電供應(yīng)，地方建筑材料供應(yīng)及勞動(dòng)力狀況；了解施工場(chǎng)地、預(yù)制管堆放場(chǎng)地、施工隊(duì)伍食宿點(diǎn)選擇；了解重點(diǎn)工程的施工條件及施工方案等。 ⑶ 根據(jù)上級(jí)計(jì)劃任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)了解的情況，編制施工組織設(shè)計(jì)。 ⑷ 測(cè)量放線(xiàn)，修建臨時(shí)便道，清除施工場(chǎng)地的障礙物。 ⑸ 架設(shè)臨時(shí)供電、供水線(xiàn)路，調(diào)遣施工隊(duì)伍，安排好生活供應(yīng)。 ⑹ 防腐預(yù)制廠對(duì)管子進(jìn)行驗(yàn)收和防腐預(yù)制，按圖紙或施工測(cè)量成果表對(duì)管段進(jìn)行加工。 ⑺ 焊工培訓(xùn)和考試。 2． 主要施工機(jī)具 ⑴ 運(yùn)管車(chē)及吊車(chē) 采用運(yùn)管車(chē)及吊車(chē)可將管子運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)或堆管場(chǎng)。其性能應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)情況選用。 ⑵ 土方工程機(jī)械 包括推土機(jī)、挖掘機(jī)等，用于修建施工便道，平整場(chǎng)地，管溝開(kāi)挖、回填。 ⑶ 電焊機(jī) 電焊機(jī)是長(zhǎng)輸管道安裝工程的主要施工機(jī)械，目前國(guó)內(nèi)管道工程主要采用四弧焊機(jī)及二弧焊機(jī)，均為履帶式拖拉機(jī)驅(qū)載。 ⑷ 吊管機(jī) 吊管機(jī)是機(jī)械化施工不可缺少的工程機(jī)械，它是管道敷設(shè)專(zhuān)用履帶式液壓傳動(dòng)機(jī)械。 ⑸ 彎管機(jī) 用于在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)地形彎制一定角度的彎管。 ⑹ 氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器 對(duì)口時(shí)采用氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器可迅速準(zhǔn)確地對(duì)齊兩個(gè)管口，達(dá)到組裝的要求，并可以糾正管口的輕微不圓度。當(dāng)有錯(cuò)口時(shí)，可以把錯(cuò)口均勻地分配于管周。 ⑺ 鉆孔機(jī)械 鉆孔機(jī)主要用于穿越公路、鐵路、河流等。我國(guó)自國(guó)外引進(jìn)的水平定向鉆，已成功地應(yīng)用于黃河、遼河、黃浦江等大型河流的管道敷設(shè)。 ⑻ 冷纏機(jī) 冷纏機(jī)是管道防腐廠的主要施工機(jī)械，以機(jī)械傳動(dòng)為主，液壓傳動(dòng)為輔。包含除銹機(jī)構(gòu)、涂底漆機(jī)構(gòu)、除塵機(jī)構(gòu)、纏繞機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)，一機(jī)可完成多種作業(yè)。 3． 管道基本施工工藝 ⑴ 施工放線(xiàn)：以施工圖和測(cè)量成果表為依據(jù)，確定管道實(shí)地安裝的中心線(xiàn)位置，并劃出施工帶界限。施工帶寬度一般不超過(guò)20m，分為兩部分：管道中心線(xiàn)一側(cè)6~8m為堆土側(cè)；另一側(cè)12~14m為管道組裝側(cè)。 ⑵ 開(kāi)拓施工帶：用推土機(jī)平整、清理沿線(xiàn)施工作業(yè)帶，除去沿線(xiàn)地面障礙物，為管道安裝作業(yè)創(chuàng)造運(yùn)輸和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件。 ⑶ 鋼管涂層：管道防腐涂層的施工分工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)防腐兩種方案。不論哪種方案、何種涂層，在防腐前要檢測(cè)鋼管，并且鋼管表面必須進(jìn)行除銹處理。預(yù)制好的防腐管要進(jìn)行外觀、厚度、粘結(jié)力、絕緣性能等項(xiàng)目的檢查，然后按等級(jí)分類(lèi)堆放。 ⑷ 運(yùn)管：把防腐管或鋼管從預(yù)制廠等集結(jié)點(diǎn)運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)管過(guò)程中必須用專(zhuān)用吊具，防止損傷管子及防腐層。 ⑸ 布管：把管子一根接一根布置于管道安裝作業(yè)線(xiàn)上。 ⑹ 預(yù)制彎管：根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件預(yù)制各種曲率和角度的彎管。彎管制好后，要測(cè)量其角度，并且要求彎管段沒(méi)有褶皺，彎管任何部位管徑減小值均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的規(guī)定。 ⑺ 開(kāi)挖管溝：在管溝中心線(xiàn)上按施工圖要求開(kāi)挖管溝。開(kāi)挖前把設(shè)計(jì)樁移出中心線(xiàn)，立在堆土側(cè)外緣。管溝斷面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、管徑、施工方法確定。 ⑻ 管道組裝：把待焊的管子按焊接工藝要求對(duì)口，組裝工作包括清理管口內(nèi)外的雜物、浮銹、油污；加工坡口；用氣動(dòng)內(nèi)對(duì)口器或外對(duì)口器固定管口，為焊接做好準(zhǔn)備。 ⑼ 管道焊接：把一根一根的管子焊接接長(zhǎng)。管道焊接采用下向焊工藝、薄層多層焊接。根據(jù)焊接工藝要求，一道焊口經(jīng)數(shù)遍焊接完成。普遍采用流水作業(yè)。施工中，焊接過(guò)程一般稱(chēng)為熱焊、填充焊、蓋面。 ⑽ 焊縫檢驗(yàn)：管道焊接完成后，按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行外觀檢驗(yàn)及無(wú)損探傷檢驗(yàn)。常用的方法有X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和超聲波檢查。 ⑾ 補(bǔ)口：完成管道現(xiàn)場(chǎng)環(huán)形焊縫處的防腐涂層作業(yè)。補(bǔ)口是防腐涂層的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果補(bǔ)口質(zhì)量不好，管道往往從補(bǔ)口部位開(kāi)始腐蝕穿孔。 ⑿ 檢漏補(bǔ)傷：檢查管道防腐涂層的質(zhì)量。一般用高壓電火花儀檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)破損漏鐵點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行涂層修補(bǔ)。 ⒀ 下溝：用吊管機(jī)把管子或焊好的管條吊放在管溝內(nèi)中心線(xiàn)位置上。管溝檢驗(yàn)合格后方可下溝。操作時(shí)，吊管機(jī)動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)準(zhǔn)確，防止損傷管子。通常，使用三臺(tái)吊管機(jī)，將數(shù)公里長(zhǎng)（最多可達(dá)十幾公里）的管子一次下溝。 ⒁ 回填：把管溝內(nèi)就位的管道掩埋起來(lái)?；靥钋皯?yīng)由業(yè)主方與承包方共同對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行檢查，一般檢查完后立即回填。 ⒂ 分段試壓：利用水或空氣等作為試壓介質(zhì)（一般以水為介質(zhì)）。試壓分強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)。試壓應(yīng)按設(shè)計(jì)的規(guī)定或施工驗(yàn)收規(guī)范的要求進(jìn)行。 ⒃ 恢復(fù)地貌：清理和恢復(fù)沿線(xiàn)原地貌。 ⒄ 做地面標(biāo)志：沿線(xiàn)設(shè)置三樁，即里程樁（兼測(cè)試樁）、轉(zhuǎn)角樁和設(shè)在穿越處的標(biāo)志樁。 ⒅ 通球掃線(xiàn)：管道整體聯(lián)合試運(yùn)前要進(jìn)行通球掃線(xiàn)；大型河流穿跨越管段要單獨(dú)進(jìn)行通球掃線(xiàn)和試壓。通球掃線(xiàn)即在管道一端設(shè)發(fā)球裝置，另一端設(shè)接收裝置，用輸送泵或空壓機(jī)對(duì)清管球加壓推進(jìn)，清管球在管道內(nèi)通過(guò)時(shí)，把管內(nèi)的污雜物從臨時(shí)排污管推出。 ⒆ 站間試壓：站間試壓在進(jìn)出站閥組安裝完畢，站間管線(xiàn)接通后進(jìn)行。站間試壓一般只進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。 4． 管道穿跨越工程 ⑴ 水下穿越工程 管道遇到河流、水渠等障礙時(shí)，往往從其底部通過(guò)。水下管道施工時(shí)要受到水流影響，同時(shí)，施工受穿越點(diǎn)自然條件影響很大，不同河流的水文地質(zhì)、不同的施工季節(jié)，其采用的施工方案、施工機(jī)具可以有很大差別。水下管道施工難度大，維修困難，一旦發(fā)生事故會(huì)造成巨大損失。 水下管道有溝埋鋪設(shè)、裸露鋪設(shè)和無(wú)溝鋪設(shè)三種鋪設(shè)形式。 我國(guó)于八十年代中期引進(jìn)RB-5型水平定向鉆機(jī)，成功地應(yīng)用于黃河、遼河、黃浦江等大型河流的管線(xiàn)穿越工程。該方法技術(shù)設(shè)備先進(jìn)，控制精確，施工期短，質(zhì)量好，可確保管道埋在河床沖刷線(xiàn)以下?，F(xiàn)在，定向穿越的應(yīng)用已較為普遍，在山西境內(nèi)的天然氣管線(xiàn)工程中已有很多的應(yīng)用。 ⑵ 跨越工程 輸氣管線(xiàn)線(xiàn)路通過(guò)天然或人工障礙時(shí)，可選擇穿越或跨越方式通過(guò)。一般地說(shuō)，跨越工程投資大，施工復(fù)雜，工期長(zhǎng)，維修工作量大，因此，管線(xiàn)應(yīng)優(yōu)先采用穿越形式通過(guò)，遇到不能穿越通過(guò)的地段，才采用跨越方式通過(guò)。目前已采用的跨越結(jié)構(gòu)型式有：直管支架；門(mén)型鋼架式管橋；桁架式管橋；吊架式管橋；拱架式管橋（單管拱及組合拱）；柔性懸索管橋；懸纜管橋；懸鏈管橋；斜拉索管橋等。 ⑶ 穿越鐵路公路 長(zhǎng)輸管線(xiàn)和鐵路、公路交叉時(shí)，一般采取穿越方式。穿越鐵路宜采用頂管方式，也可修建專(zhuān)用橋涵，使管道從中通過(guò)。穿越公路，如情況允許時(shí)可采用開(kāi)槽法，當(dāng)路面不允許開(kāi)挖或交通繁忙時(shí)，應(yīng)采用頂管法。目前，在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的施工中，已廣泛使用定向鉆機(jī)進(jìn)行道路的穿越施工。 另外，管線(xiàn)通過(guò)陡坡、沖溝等地區(qū)時(shí)，均需采取特殊的工程措施。 5． 管道的腐蝕與防護(hù) 長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)達(dá)數(shù)百至數(shù)千公里，敷設(shè)于十分復(fù)雜的環(huán)境中，可能發(fā)生腐蝕的范圍很大，對(duì)腐蝕的情況難以預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)。而且，一旦發(fā)生腐蝕穿孔事故，將造成巨大的直接、間接損失。 管道腐蝕從部位分，有內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕；從形態(tài)分，有全面腐蝕和局部腐蝕；從機(jī)理分，有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 常用的管道防腐蝕方法和所用的防腐蝕材料有： ⑴ 外壁防腐蝕 選用耐腐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料等； 金屬防護(hù)層，如鍍鋅、噴鋁等； 涂層：油漆類(lèi)、有機(jī)化合物材料、無(wú)機(jī)化合物材料等； 電法保護(hù)：陰極保護(hù)、電蝕防止法； 工藝設(shè)計(jì)防蝕。 ⑵ 內(nèi)壁防腐蝕 選用耐蝕材料制管，如不銹鋼、塑料襯里等； 涂層：如塑料、樹(shù)脂等； 在輸送天然氣中添加緩蝕劑。 6．工程進(jìn)度 在2002年有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，一支機(jī)械化施工隊(duì)伍由159人構(gòu)成（其中主要焊工20人），配置各種施工設(shè)備82臺(tái)（其中雙弧焊機(jī)7臺(tái)用于焊接流水作業(yè)，四弧焊機(jī)1臺(tái)主要用于修口），一年完成的工程量為： Ф720mm：120km；Ф529mm：140km；Ф325mm：160km。 公司承擔(dān)的臨汾至侯馬天然氣管道工程第三標(biāo)段，管徑為610mm，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，長(zhǎng)度為29.42km，高峰時(shí)投入總?cè)藬?shù)約140人，工期為16周，投入主要施工設(shè)備50余臺(tái)。 三、 管道工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 1． 增加管道直徑，提高工作壓力。 2． 采用先進(jìn)的輸送工藝。 3． 高效和可靠的輸送設(shè)備。 4． 自動(dòng)化程度高。 5． 輸送介質(zhì)多樣化。 6