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石油天然气长输管道施工技术与管理措施分析

徐鑫

杭州市城乡建设设计院股份有限公司

摘要: 天然气长输管道工程是天然气开发和利用过程中的重要环节,加强天然气长输管道工程建设管理是加快天然气事业发展的必要措施。必须加强天然气长输管道工程建设管理,制定合理的措施对施工过程中出现的问题加以有效解决。但是,在当前天然气长输管道第三方施工过程中,并不是全部都制定有完善的管理措施,导致施工期间破坏天然气长输管道的现象和行为不时发生,造成负面影响。为此,探究天然气长输管道第三方施工管理的具体措施具有十分重要的意义。
关键词: 石油天然气;长输管道;施工技术;管理措施;分析
DOI:10.12721/ccn.2024.158446
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一、长输管线在运行过程中存在的问题

1.管道存在缺陷

部分地区设置和安装的管道自身存在一些缺陷,主要表现为焊缝存在缺陷,以及长期使用过程中遭受腐蚀而产生的穿孔现象,为了解决此问题当地管输企业也会投入大量的资源进行修复处理。石油、输送介质及所处的土壤环境都会对管道造成一定的腐蚀作用,因此在使用过程中不可避免会出现腐蚀的现象,也会引发油泄漏的问题,给周围环境带来严重的污染。在铺设管道期间会及时采取防腐处理措施,常见的主要是涂层物理防护措施,但受到施工技术、工艺及管道所处位置的影响,防腐效果并不理想,尤其在一些复杂的地形条件下,管道缺陷难以避免,直接影响安全运输的效率和质量。

2.施工质量控制水平有待提高

任何工程的施工,其质量管理是最重要的工作,质量不合格不能投入使用,若投入使用将可能导致严重的安全问题。当前的长管施工质量管理过程中,还存在施工人员、设计人员、管理层等不重视、不客观的情况,管理人员不深入基层、施工人员未及时上报施工情况、设计人员总是在办公室等,都将导致施工过程中各方的脱节,进而严重影响施工质量。显然,长管建设过程中,每个环节都要抓实抓细,不可放过任何一个可能出错的细节问题。工作人员应树立良好的管理理念、施工理念,任何大问题可能都是由于小问题发展而来的,当出现安全事故以后再去追责,往往只是亡羊补牢而已。

3.缺乏管理意识

目前所采取的原油管道安全运行管理体系尚不健全,存在诸多问题需要解决和调整,关于油气运输管道制定的法律法规相对来说较为滞后,没有对相关信息和标准进行更新,也会影响管道运行管理工作,并没有发挥自身的成效和作用。由于管理部门意识较为薄弱,部门之间交叉管理容易存在责任推诿的现象,因此也会导致安全运行管理的责任没有得到合理地划分和分配,未能有效落实监管机制。目前还存在一定的管理盲区,都会影响管道运输安全运行的效果。

二、主要施工技术

1.带压开孔封堵技术

带压开孔封堵技术是在保障管道运行时,对需要维修的管道进行单独开孔封堵,建立旁通油气管道,不影响油气的正常运输的技术。一般情况可分为标准式和结合式两种,标准式应用更为广泛。尽管与发达国家相比,我国的带压开孔封堵技术还不够完善,但在长输管道施工时发挥了重要的作用,取得了较好的应用效果。由于长时间的运输,管道的泄漏是一个重要的安全隐患,管道施工时抢修、改造成为重要的问题。传统施工需要停止管道运输,这并不利于管道的运行。而带压开孔封堵技术可较好地解决这些问题并得到广泛应用。

2.管道焊接技术

(1)自动焊接。该技术主要适用于约束性的施工环境,焊缝的完整性对于提高焊接质量效果显著。为保证长管的焊接质量,往往需要采用多种技术。(2)半自动焊接。长输管道焊接中,半自动焊接往往应用最广泛。该技术适用于全位置焊接,同时设备简单,移动方便。一般包括CO2气体保护、自保护药芯焊丝、药芯焊丝等半自动焊接技术。施工时要根据实际情况选择合理的工艺技术。(3)手工向下焊接。对于那些管壁较薄、管径较大的管道,往往采用手工向下焊接技术。该技术较好地避免了环境因素的影响,同时焊接质量较高,主要包括三种方式,即复合型、混合型和全纤维素型。

3.管道穿越施工技术

(1)大开挖穿越。对于小型河流、低等级公路,大开挖穿越技术可以节约成本,缩短工期。施工时同时进行管道安装和一般土建,也可以提前预制和试压管道,待管沟成型实现快速的回填以缩短断流时间。(2)顶管穿越。为了较好的避免路面结构、路基稳定性以及交通妨碍等受施工机械的影响,顶管穿越施工技术应运而生。施工时充分使用了千斤顶的作用,具体施工流程为开挖操作坑、接收坑→电动油泵驱动千斤顶入套管→人工掏土→反复以上操作至穿透公路→安装管道并试压→封堵套管、回填。(3)隧道穿越。穿越隧道一般采用明挖法、掘进法和盾构法等,目前盾构法使用最广泛。主要包括以下流程,防渗墙注浆→超前勘探→钻掘→一次支护→二次支护。待隧道穿越后再实施永久性支护,具体施工要参考现场环境、交通条件以及隧道长度等,选择单边或者双边掘进以及支护方式。

三、长输天然气管道施工管理措施

1.管线敷设的质量控制

为避免运到现场的管材、弯头不出现损伤现象发生,对管材的吊运、堆放都作了严格要求,同时要求监理单位和施工单位对每批次的管材进行抽样检验,采用钢材、绝缘层测厚仪对管材进行检测其厚度是否达到要求,原始坡口是否符合设计,绝缘管的防腐层、管口是否受到损坏等方面的抽验并填写了抽验记录。在防腐管的二次倒运时,加强防腐层的保护,对防腐层有损伤的,进行标记并立即修复,在后期管道电火花检测时,重点进行检测。监督各施工单位严格按照设计图纸给定的线路中线进行管线敷设,对个别施工难度大、外协协调困难及政府规划调整地段,在与设计、监理沟通后,按照施工变更制度上报审批后执行,避免了各施工单位随意更改设计路由的现象发生。

2.科学规划长输管道系统

结合原油管道结构对运输效率和质量的影响,相关技术人员应全面把握不同结构和构造方式的优势和局限性,合理编制完善的事故防控方案,在长输管道投入使用之前做好充分的准备工作。从考虑经济价值的角度出发,综合考量各方面的施工要求,尽可能地避免在一些复杂的地区设计管线。要综合考虑管道设计的可行性以及实用性,规划合理的管道口径大小,结合不同地区的电力负荷和供应情况,合理设置管道内壁的厚度,提供相应的应急电源和发电机等装置,确保管线运输得以顺利运行。

3.构建防范第三方破坏管道风险预警系统

第三方施工破坏风险预警是天然气长输管道第三方施工管理的前提。管理人员应从人、机、环境、管理几个方面,开展多因素耦合分析。科学论证后,依据定量与定性相结合、外部预警指标与内部预警指标相结合、纵向指标与横向指标相结合的原则,制定天然气长输管道第三方施工破坏指标。

4.管沟开挖的质量控制

管沟开挖的好坏直接影响后续管道应力放散、管线埋深等事项,同时管线埋深是竣工验收重要验收内容,埋深不够会造成返工,这种返工经济损失惨重,为此在施工过程监控中,管沟开挖工作作为日常巡检的重中之重。在施工中工程计划部对测量人员资质、测量工具的校准证书严格把关,为整体管道埋深控制打好基础。按设计图纸,每段管沟开挖前,都必须先进行放线,放线经监理复核后才能破土开挖,每段管沟开挖后都要进行验沟,针对不符合设计文件要求的、管沟开挖角度偏小的地段及时下发整改通知书并且要求立即进行整改,整改合格后,才能准许进入下一道施工工序。

5.采取系统事故预防措施

由于长输管道在铺设过程当中,可能会经过许多地况较为复杂的地区,自然灾害或者天气的原因都可能会引发管道事故。对此需要采取相应的预防措施制定完善的预防方案。首先可以在运输过程当中加入适量的沥青质分散剂,表面所含有的活性剂分子,可以吸附在沥青质上,有利于提高原油中沥青质的溶解度。也可以加入一些芳香族化合物,都能够起到良好的溶解效果,但在运用这些措施的过程中,也要注重控制物质的毒性。通过这种方式可以将其中的一些重质组分沉积出来,有利于减轻过滤器的压力和负担。

四、结语

不同的施工技术存在优缺点,在进行施工作业时,需要综合考虑多种因素,选择合理的路由选择技术和施工技术,以确保油气长管的安全运行。因此,除了政府要大力支持以外,相关建设企业还应该从设计、施工、管理、运行维护等方面开展细致的工作。既要引进新的施工工艺,也要发展已有的施工工艺,既要保证资金的投入,也要不断提高技术人员的业务水平、责任担当。