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        不同材質(zhì)管道應(yīng)用于水平定向鉆穿越對(duì)比分析

        2013-08-15 06:23:00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
        化工管理 2013年8期
        關(guān)鍵詞:聚乙烯管材定向

        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。

        [1]閆相禎,丁鵬,楊秀娟.水平定向鉆技術(shù)在管道穿越工程中的應(yīng)用研究[J].石油學(xué)報(bào),2008,29(2):292-295.

        [2]蔣國(guó)盛,張家銘,竇斌.定(導(dǎo))向鉆進(jìn)的軌跡設(shè)計(jì)[J].地質(zhì)與勘探,2000,36(2):13-15.

        [3]魯琴.非開(kāi)挖水平定向鉆進(jìn)軌跡設(shè)計(jì)與調(diào)控技術(shù)研究[M].長(zhǎng)沙:國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2004.25-29.

        [4]周從明,黃中權(quán).非開(kāi)挖水平定向鉆進(jìn)軟件設(shè)計(jì)研究[J].煤田地質(zhì)與勘探,2005,33(1):76-78.

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