油气管道长距离穿越水压地层施工方式分析对比和优选.pdfVIP

学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2013年5月第35卷第5期 JournalofOilandGasTechnology (J．JPI)May2013Vo1．35No．5 油气管道长距离穿越水压地层施工方式 分析对 比及优选 黄鑫 ，于德军，张铁 刘文乐，张伟 (中国石油天然气管道局第四工程分公司，河北廊坊。。。0。) [摘要]油气管道长距离穿越水压地层施工方式的选择，直接影响整个油气管道工程 的建设周期和施工成 本 。从不 同方面对 比分析 了近年来油气管道长距离成功 穿越方式，水平定 向钻进法、顶管法和盾构法 。 在地质条件 、穿越管径和距离适合时，应首选水平定 向钻进法，泥水平衡顶管法和复合式盾构法次之 。 若地质不适合水平定 向钻穿越 、铺设管径≥1219mm和受管道最小 曲率半径 的影响穿越距离较短 (800m 以内)，在复杂地层且地质变化小可选择泥水平衡顶管法 穿越 ，穿越距离大于 800m且透水性强的各种复 杂地层和岩、卵石层 ，应采用复合式盾构法。 [关键词]长距离穿越；非开挖；顶管；盾构；水平定向钻 [中图分类号]TE973．4 [文献标志码]A [文章编号]1000—9752 【2013)05—0318—04 随着石油 、天然气管道事业的蓬勃发展，我 国油气管道建设工作正处于快速发展期 ， “十二五”期 间，全国将新建天然气管道 4．5×10km、原油管道 0．9×10km、成品油管道 2×10km，到 2015年我 国油气管道总长度将达到 15×10km 随着 国家对油气管道建设中环保要求的提高 ，油气管道建设 中对 高质量 、高效率、高环保的施工技术 的需求也就越来越迫切 ，作为三大非开挖施工技术水平定 向钻进 法 、泥水平衡顶管法和泥水平衡盾构法 ，在长输管道建设中的应用将越来越多。 在长距离穿越河流 、湖泊 、湿地和浅滩海等水压地层施工中，由于穿越地层复杂 ，水压一般在 3～ 5kg／cm ，往往是管道建设重点控制性工程 ，穿越方式主要 的选择应从地质条件、穿越长度、穿越管 径 、社会资源量、设备的复杂程度 (包括设备安装灵活性等)、施工工艺、风险可控性 (包括一次成功 率等)、管道全寿命周期 、施工效率 (施工作业时间)、施工作业场地 、隧道结构材料 、竖井施工、经济 性 (包括设备投入 、工程投入 、调迁费等)、管道 (顶管和环片形成 的管道)密封性 、综合效益等方面 进行全面的技术对 比分析，科学论证三种非开挖形式，特别是大 口径管道长距离穿越水压地层技术的优 势和局限性 ，选择最合理的非开挖穿越方式。 1 油气管道在水压地层长距离穿越的施工方式 1．1 水平定 向钻进法 水平定向钻进法施工技术是将石油工业的常规水平定 向钻进技术和传统的管线施工方法结合在一起 的一项施工新技术 ，它具有施工速度快 、精度高、成本低等优点。该种施工方法一般适用于管径 300～ 1200ram的钢管、PE管 ，最大铺管长度可达 1500m，水压不影响设备正常施工 。 水平定向钻进施工一般分三步进行 ：钻导 向孔 (图I)、扩孔 (图2)、管线 回拖 (图 3)。按设计的 钻孔轨迹施工一个导向孑L，导向孔完成后，在钻杆柱端部接换大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的 待铺设管线 ，在拉来回钻杆的同时将导向孔扩大，随后拉入需要铺设的管线。在钻掘导向孔 的过程 中， [收稿日期]2ol3一o4一o1 [作者简介]黄鑫 (1977一)，男，2008年河北石油职业技术学院毕业 ，助理工程师，从事油气管道施工设备管理工作。 学兔兔 学兔兔 学兔兔 第 35卷第 5期 黄鑫 等 ：油气管道长距离穿越水压地层施工方