葉 勇

（大慶油田工程建設(shè)有限公司西南分公司，四川 德陽 618000）

0 引言

石油天然氣長輸管道的保護(hù)方法和保護(hù)模式一直以來都是一項(xiàng)難題，長期對(duì)設(shè)計(jì)人員造成困擾。據(jù)統(tǒng)計(jì)中國石油天然氣東北輸油管理局當(dāng)中的長輸管道共穿越了約390條公路，總長度超過8千米，穿越鐵路約70處，總長度超過1.6千米，穿越河流約310條，總長度超過38千米。我國學(xué)者通過研究和分析否定了應(yīng)用套管對(duì)石油天然氣長度管道的保護(hù)作用。通過對(duì)套管內(nèi)填充技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和應(yīng)用，能夠更好的促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。通過這樣的方法能夠有效解決我國長輸管道損壞的問題，促進(jìn)我國石油和天然氣的有效傳輸。

1 目前套管內(nèi)充填技術(shù)存在的問題

我國普遍應(yīng)用鋼筋混凝土對(duì)穿越公路和鐵路的石油天然氣長輸管道進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)我國相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定，如果存在長輸管道穿越鐵路和公路的情況，套管內(nèi)徑必須要大于主管外徑超過30cm[1]。而且在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)用，如果采用人工頂管的施工方法，套管的內(nèi)直徑必須超過1m。而且這項(xiàng)規(guī)定要求主管與套管之間必須留有充足的間隙。根據(jù)相關(guān)規(guī)定如果頂進(jìn)套管穿鐵路和公路應(yīng)該合理采用填充套管的方法，可以將泥漿和砂作為主要的填充材料，而且在實(shí)際應(yīng)用過程中不需要對(duì)兩側(cè)進(jìn)行封堵，避免使主管受到腐蝕。

2 套管內(nèi)充填技術(shù)

當(dāng)前混凝土套管處理的方法主要包括以下幾方面內(nèi)容：第一，應(yīng)用瀝青麻絲和紅磚對(duì)套管進(jìn)行封堵，這種方法更適合應(yīng)用于對(duì)防水性要求較高的位置；第二，在對(duì)套管進(jìn)行封堵以后注入水泥砂漿，這種方法更適合應(yīng)用于一些上方壓力較大的部位。第一種方法，在2013年之前應(yīng)用瀝青麻絲進(jìn)行封堵來增加排氣管的設(shè)計(jì)普遍存在，這種方法在實(shí)際應(yīng)用過程中存在封堵不嚴(yán)的情況，同時(shí)還需要在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b大門和鐵絲網(wǎng)圍欄，避免排氣管遭到破壞；第二種方法，頂進(jìn)套管在穿越鐵路和公路以后需要采用填充套管的方法，盡可能的應(yīng)用砂漿材料作為填充物，而且應(yīng)用過程中不需要設(shè)置檢漏管[2]。工程施工之前需要提前做好砂漿配比試驗(yàn)，并選擇合適的用料和配比，應(yīng)用硬塑管或者膠管進(jìn)行注漿工作，注漿之前先對(duì)套管的兩段進(jìn)行封堵，并在套管的頂部放置注漿管開始實(shí)施注漿工作。泥漿攪拌均勻以后，應(yīng)用注漿泵將其打入到膠管內(nèi)部，并使其進(jìn)入到管中位置，開始實(shí)施注漿工作，在漿液溢出灌漿口時(shí)及時(shí)停止操作，砂漿凝固以后對(duì)填充度進(jìn)行檢查，如果填充度超過85%，則注漿工作完成，如果低于85%，則需要二次注漿，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3 新型復(fù)合泥漿填充技術(shù)

在我國普遍應(yīng)用的都是鋼筋混凝土套管，體積和質(zhì)量都較大。我國逐漸提出了新型復(fù)合泥漿填充技術(shù)。新型復(fù)合填充的主要材料包括粉煤灰、水泥和膨潤土，通過一定的賠償能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾方面性能。

第一，流動(dòng)性。大部分的公路鐵路穿越套管都必須是水平的，通過對(duì)套管進(jìn)行有效填充來實(shí)現(xiàn)石油天然氣長輸管道的穩(wěn)定運(yùn)行。頂管的長度通常在150m以內(nèi)，在管道實(shí)際填充過程中，需要保證填充物的流動(dòng)性，應(yīng)用瑪氏漏斗對(duì)流動(dòng)性進(jìn)行測量，流動(dòng)時(shí)間要在120s以內(nèi)才能夠符合要求。因此，想要提高復(fù)合泥漿的流動(dòng)性可以適當(dāng)在其中添加膨潤土，使復(fù)合泥漿符合填充要求；第二，導(dǎo)電性。膨潤土的本身結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，而蒙脫石是膨潤土當(dāng)中的主要物質(zhì)。膨潤土具有穩(wěn)定性強(qiáng)、保水性良好而且電阻低的特點(diǎn)。在填充材料當(dāng)中加入膨潤土主要以價(jià)格較為便宜的鈣基膨潤土為主，并對(duì)填充材料進(jìn)行有效調(diào)配，在填充物凝結(jié)以后土壤的電阻率在100～200Ω·cm之間；第三，體積收縮率。析水率能夠直接體現(xiàn)出體積收縮率的情況，而且能夠充分反映出漿液的穩(wěn)定情況。為了能夠保證泥漿的流動(dòng)性，應(yīng)該加入大量的水，需要遠(yuǎn)超用量。用水量通常要達(dá)到水泥重量的一半，才能夠有效保障泥漿的流動(dòng)性。泥漿在凝固以后能夠析出多余的水分，這部分水屬于高礦化度自由水，能夠直接滲入到地層當(dāng)中，會(huì)對(duì)土壤和環(huán)境造成污染。因此可以適當(dāng)應(yīng)用處理劑來減少泥漿失水的情況。將膨潤土添加到泥漿當(dāng)中能夠提高泥漿的分散性，較小漿液的析水率，也能夠盡可能的減少對(duì)土壤的污染[3]。原本水泥漿的析水率在15%左右，應(yīng)用膨潤土以后可以將水泥漿的析水率降低到5%以內(nèi)；第四，強(qiáng)度。雖然強(qiáng)度較高的填充介質(zhì)能夠有效提高填充質(zhì)量，但是填充介質(zhì)的強(qiáng)度也不宜過高。在實(shí)際填充過程中復(fù)合泥漿的抗壓強(qiáng)度不能超過0.5MPa。

4 結(jié)語

總體而言，目前在石油天然氣長輸管道穿越公路和鐵路過程中注漿已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用填充技術(shù)。在填充過程中需要保障主管和套管之間的距離。但是在實(shí)際填充過程中存在諸多問題。本文針對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，并提出了一些有效的解決對(duì)策，保障了石油天然氣長輸管道的有效運(yùn)行。