邱亞卓
(遼河石油勘探局油田建設(shè)工程二公司,遼寧 盤錦 124010)
我國是一個(gè)缺油﹑少氣﹑富煤的國家,現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的大部分油田都集中在西北﹑東北等地區(qū),我國通過建設(shè)長距離的油氣管線將這些開采出來的油氣資源輸送到東南沿海等發(fā)達(dá)地區(qū)。長距離的輸送管道少則幾百公里多則長達(dá)上千公里,在這么長的距離中,遭遇到不同的地形地貌,例如戈壁﹑沙漠﹑山區(qū)等等。在不同的地形地貌地區(qū)需要采用不同的施工方式,本文將就如何在山區(qū)復(fù)雜地形進(jìn)行長距離管道的施工方法進(jìn)行介紹。
1長距離輸油管道簡介。輸油管道(也稱管線﹑管路)是由油管及其附件所組成,并按照工藝流程的需要,配備相應(yīng)的油泵機(jī)組,設(shè)計(jì)安裝成一個(gè)完整的管道系統(tǒng),用以完成油料接卸及輸轉(zhuǎn)任務(wù)。
輸油管道系統(tǒng),即用于運(yùn)送石油及石油產(chǎn)品的管道系統(tǒng),主要由輸油管線﹑輸油站及其他輔助相關(guān)設(shè)備組成,是石油儲運(yùn)行業(yè)的主要設(shè)備之一,也是原油和石油產(chǎn)品最主要的輸送設(shè)備,與同屬于陸上運(yùn)輸方式的鐵路和公路輸油相比,管道輸油具有運(yùn)量大﹑密閉性好﹑成本低和安全系數(shù)高等特點(diǎn)。
輸油管道的管材一般為鋼管,使用焊接和法蘭等連接裝置連接成長距離管道,并使用閥門進(jìn)行開閉控制和流量調(diào)節(jié)。輸油管道主要有等溫輸送﹑加熱輸送和順序輸送等輸送工藝。管道的腐蝕和如何防腐是管道養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)之一。目前輸油管道已經(jīng)成為石油的主要輸送工具之一,且在未來依舊具有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展?jié)摿Α?/p>
長距離輸送原油或成品油的管道。輸送距離可達(dá)數(shù)百﹑數(shù)千公里,單管年輸油量在數(shù)百萬噸到數(shù)千萬噸之間,個(gè)別有達(dá)1億噸的,管徑多在200mm以上,如今最大的為1220mm。其起點(diǎn)與終點(diǎn)分別與油田﹑煉油廠等其他石油企業(yè)相連。由輸油站(包括首站﹑末站﹑中間泵站及加熱站等)和管道線路兩大部分組成。后者包括干線管道部分,及經(jīng)過河流﹑峽谷﹑海底等自然障礙時(shí)的穿跨越工程,為防止管道腐蝕而設(shè)的陰極保護(hù)系統(tǒng),為巡線﹑維修而建的沿線簡易公路和線路截?cái)嚅y室。輸油企業(yè)大多還有一套聯(lián)系全線的獨(dú)立的通信系統(tǒng),包括通信線路和中繼站。
2山區(qū)施工的難點(diǎn)。本文主要列舉了從蘭州往內(nèi)陸建設(shè)的一段石油管道,該石油管道標(biāo)段內(nèi)全部屬于濕陷性山區(qū), 所謂的濕陷性是指在一定壓力下受水浸濕,土結(jié)構(gòu)迅速破壞, 并產(chǎn)生顯著附加下沉的黃土”該山區(qū)水土流失嚴(yán)重,梁如起伏,溝壑縱橫, 沖溝發(fā)育,且具有下切深,溝陡的特點(diǎn), 土質(zhì)承載力極差,屬于施工中地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)。從多年的施工經(jīng)驗(yàn)中我國總結(jié)出來3種可行的施工方法:大開挖﹑斜井﹑人工開槽滑管法。
2.1 大開挖施工法。此種方法是在施工過程中普遍采用的一種方法,這種技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于山區(qū)石油管道的建設(shè)施工過程中,是一種比較成熟的方法,這種方法不但適用于山區(qū)的石油管道建設(shè)中還適用于河流﹑梯田﹑沖溝等地形地貌中,這種方法用途相當(dāng)廣泛,以上列舉的地方都可以適用此種方法進(jìn)行建設(shè),而這些地形地貌占據(jù)了所有遇到的地形地貌的絕大部分。但是在山區(qū)進(jìn)行施工建設(shè)的過程中,我們不但需要考慮施工方法的可行性還需要從此種方法的安全性﹑經(jīng)濟(jì)性﹑技術(shù)條件是否成熟等方面進(jìn)行考慮。例如:在山區(qū)進(jìn)行石油管道的鋪設(shè)工作時(shí),常常遇見的一種地形是沖溝類型, 該類型沖溝下切深, 溝陡, 深度可在2 ~30 m 不等,溝底很窄, 沒有與之連通的便道, 機(jī)具設(shè)備根本無法到達(dá)溝底,因此,在這種地形上面我們主要采用這種大開挖的方法進(jìn)行施工。以20°左右的坡度進(jìn)行施工,開挖一定的是施工區(qū)域,保證施工機(jī)械的順利進(jìn)行,當(dāng)施工機(jī)械到達(dá)施工坡面時(shí),機(jī)械可以進(jìn)行挖溝下溝等環(huán)節(jié), 最終確保輸油管道的掩埋深度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)埋深要求。這種大開挖技術(shù)在大多數(shù)的時(shí)候都可以采用,但是其本身具有一定的缺陷:因?yàn)樾枰捎檬┕C(jī)械進(jìn)行大范圍的挖掘作業(yè),因此挖掘出來的土方堆土必然面對著作業(yè)帶的超占,這些土方的放置地點(diǎn)會面臨一定的壓力,當(dāng)在山區(qū)采用此種方法時(shí),面對著沖擊溝這種地形時(shí),由于沖溝較陡﹑較坪,后期的地貌恢復(fù)﹑水保必然增加難度和施工成本。雖然大開挖技術(shù)在山區(qū)使用時(shí)面臨著以上這些難題,但是,大開挖技術(shù)仍然是使用的最廣泛的一種石油管道施工技術(shù)。
2.2 石油管道的抖井施工。以上只介紹了大開技術(shù),雖然此種技術(shù)在大多數(shù)的地形地貌上都可以使用,但是隨著管道施工的不斷延伸,因此,單一的大開挖技術(shù)已經(jīng)無法滿足石油管道的建設(shè)工作。近些年來,在山區(qū)石油管道建設(shè)過程中開發(fā)出了新的斜井技術(shù),這種技術(shù)經(jīng)過近幾年的使用發(fā)現(xiàn)實(shí)際效果很不錯(cuò)。當(dāng)使用坡度較大時(shí),采用斜井這種方法能夠更好的完成施工作業(yè)。例如:在坡度較大時(shí)(>25°時(shí)),此種角度已經(jīng)超出了鉆機(jī)入土角度范圍。在對此勘探準(zhǔn)確定位后, 采用由下向上人工挖掘成洞,為防止斜井周圍的土體產(chǎn)生變形或者滑落, 采用組合支架支護(hù)方式斜井成型后, 取消管線回托程序, 在頂端進(jìn)行預(yù)置二接一或者三接一,預(yù)置管線勻速緩慢向下運(yùn)動,末端達(dá)到斜井坡頂時(shí), 停止吊裝設(shè)備, 重復(fù)組焊﹑檢測﹑補(bǔ)口﹑繼續(xù)下拉,按照完成一段穿一段的方法直至全部完成斜井穿越。
2.3 人工開槽﹑整體滑管。在進(jìn)行山區(qū)石油管道的鋪設(shè)過程中,有時(shí)會遇到施工坡度特變陡的地形(50°~80°),坡面一般30 ~50m不等的臺地或者溝坎,且兩端都有通道, 在這種情況下,就無法采用斜井技術(shù)以及大開挖技術(shù),通過采用人工開槽﹑整體滑管能夠很好的完成在這種情況下的施工。
3長距離山區(qū)施工過程中的水土保持及治理
在進(jìn)行山區(qū)施工時(shí),所面臨的最大的困難就是溝坎多﹑邊坡不穩(wěn)定﹑水土流失嚴(yán)重,雨水沖刷時(shí)造成回填土流失,從而造成管線懸空。這些都會對管道的正常使用造成影響。因此在進(jìn)行管道的施工過程中可以在石油管道兩側(cè)均采用漿砌石擋墻﹑溝底采用漿砌石防沖墻, 以達(dá)到水土保持的目的
結(jié)語
本文主要介紹了長距離石油管道在山區(qū)施工過程中所遇到的一些難點(diǎn),并對現(xiàn)今所主要采用的石油管道的施工技術(shù)進(jìn)行了介紹。
[1].張丕國.非開挖穿越麒麟立交橋全風(fēng)化花崗巖地層鋪設(shè)石油管道施工技術(shù)[J].探礦工程,2005.