摘要：定向鉆施工管道基本上不可能進(jìn)行維修，建設(shè)期的質(zhì)量隱患可能導(dǎo)致很快穿孔泄漏。巖石地段的定向鉆穿越應(yīng)改用帕羅特防腐層，以降低劃傷風(fēng)險；在地質(zhì)情況復(fù)雜多變，尤其是存在孤石時，應(yīng)增加試拖工序，并提前做好解卡預(yù)案和準(zhǔn)備，以防萬一。
關(guān)鍵詞：定向鉆；劃傷；帕羅特；卡管；試拖
埋地管道建設(shè)過程中，經(jīng)常需要穿越公路、鐵路、河流等，定向鉆施工技術(shù)已在這方面得到廣泛應(yīng)用。由于城市燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)中，拆遷已經(jīng)成為制約管道建設(shè)工期和費(fèi)用的重要因素，更使得定向鉆使用越來越普遍。近年來北京燃?xì)夤艿澜ㄔO(shè)的定向鉆工程量約占新建管道總長度的20%，在浙江某城際天然氣干線定向鉆穿越甚至達(dá)到了全程的50%以上。深圳天然氣高壓管道建設(shè)的定向鉆工程量也較原設(shè)計有較大提高，預(yù)計今后還有部分地段要改用定向鉆。
然而，近期深圳部分天然氣定向鉆穿越管段驗收時發(fā)現(xiàn)，技術(shù)性能達(dá)不到設(shè)計要求，按照CJJ33-2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀炇找?guī)范》的說法：“定向鉆施工，其管道基本上不可能進(jìn)行維修”，建設(shè)期的質(zhì)量隱患可能導(dǎo)致很快穿孔泄漏，屆時引發(fā)的社會、經(jīng)濟(jì)后果都將是災(zāi)難性的。因此，對定向鉆管段施工的質(zhì)量風(fēng)險，必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。
1 防腐層劃傷風(fēng)險的控制
目前深圳天然氣定向鉆穿越段管體防腐層為“3PE”，這在用于粉砂、中砂層穿越，譬如觀瀾河穿越施工時沒有問題，但在巖石路段，譬如水官高速等穿越段，管孔中的礫石就會對防腐層造成嚴(yán)重劃傷(圖1)。
通常認(rèn)為，回拖前擴(kuò)孔直徑已經(jīng)達(dá)到定向鉆穿越管徑的1.2～1.5倍，管孔中又有大量泥漿潤滑，似乎管道可以輕松穿過，但為什么會產(chǎn)生嚴(yán)重劃傷呢?這是因為管段在回拖過程中呈現(xiàn)繃直趨向，而管孔是一條彎的圓弧曲線，其中心線不可能與管孔中心線自然重合，而是緊貼管孔壁向前滑移(圖2)。
為解決穿越段防腐層劃傷問題，美國90年代初就開發(fā)了定向鉆專用的粉末混凝土Powercrete(帕羅特)防腐層，即在熔結(jié)環(huán)氧粉末底層上，噴涂以環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的雙組分環(huán)氧混凝土涂料。我們曾于2009年到北京燃?xì)饧瘓F(tuán)、中石油管道局等地進(jìn)行帕羅特應(yīng)用實地考察，確認(rèn)其經(jīng)濟(jì)上可行，用于定向鉆管段時技術(shù)性能優(yōu)于現(xiàn)行防腐結(jié)構(gòu)?；貋砗筇峤坏目疾靾蟾娼ㄗh盡快展開探索，以減少運(yùn)行中的腐蝕風(fēng)險。
由于種種原因該建議未能實施，現(xiàn)面對定向鉆管段防腐層劃傷嚴(yán)重，屢屢無法達(dá)到最低技術(shù)要求的現(xiàn)狀，應(yīng)在巖石地段穿越管段改用帕羅特防腐層。
2 卡管風(fēng)險的控制
在穿越路徑地質(zhì)情況復(fù)雜多變，尤其是存在孤石情況下，極易發(fā)生卡管，龍大高速穿越工程就是如此。受現(xiàn)場條件限制，定向鉆前期地勘無法做到很細(xì)密，在鉆導(dǎo)向孔和擴(kuò)孔過程中，發(fā)現(xiàn)三處扭矩異常增大，表明其間有孤石。
有人認(rèn)為增加洗孔次數(shù)可避免卡管，實際上在堅硬孤石與松軟土壤交錯分布的情況下，由于松軟土壤被反復(fù)沖刷，使得孔徑遠(yuǎn)大于堅硬孤石上的孔徑，從而在兩者交界處形成門檻。洗孔次數(shù)越多，門檻越明顯，管道回拖時發(fā)生卡管的風(fēng)險越大(圖3)。
對于此類情況，應(yīng)該在正式回拖前，用2～3根管制成試驗段，先行回拖檢驗。試驗段從鉆機(jī)入土端完全拖出，一是檢驗成孔質(zhì)量，確定是否會嚴(yán)重劃傷防腐層；二是選擇正式回拖時的泥漿參數(shù)及回拖速度，以免發(fā)生卡管事故。據(jù)了解，重慶燃?xì)庠?009年進(jìn)行梨香溪穿越就先進(jìn)行了試拖，中石油管道局2010年4月在中俄原油管道穿越黑龍江也進(jìn)行了試拖，今年初廣東佛山燃?xì)飧邏汗芫W(wǎng)穿越西江工程中竟然進(jìn)行了三次試拖，之后才進(jìn)行正式回拖。
另外，施工單位應(yīng)有回拖時卡管情況下的應(yīng)急預(yù)案，龍大高速穿越卡管發(fā)生在第三塊孤石處，此時只需稍微后拉一下的擾動，再重新回拖時就可能錯過卡點。由于管道浮在泥漿中，這是不難做到的，而一味強(qiáng)拖則會越卡越緊。由于施工單位沒有合適的應(yīng)急預(yù)案，結(jié)果發(fā)生卡管時應(yīng)對失當(dāng)，先是長時間停泵使泥漿干涸凝固，而后又在沒有鉆機(jī)有效引導(dǎo)情況下，用夯管錘暴力全程強(qiáng)夯，結(jié)果管段偏離管孔前行，導(dǎo)致鋼管塑性變形嚴(yán)重超標(biāo)(圖4)。
中石油管道局在每次定向鉆施工前制定的應(yīng)急預(yù)案都包括卡管時的處理措施。2004年在長春-吉林管道穿越松花江的預(yù)案中，明確當(dāng)發(fā)生卡管時，采用吊機(jī)或倒鏈反向拖拉解卡的方法，且回拖前就在管道入土端事先備好地錨，以便需要時立即啟用，寧可備而未用，不可用時未備，以盡量縮短解卡時間，避免泥漿干涸凝固。
3 結(jié)語
深圳天然氣高壓管道建設(shè)工期緊迫，但絕不能因此放松質(zhì)量，在二者有所沖突時應(yīng)首先確保質(zhì)量，哪怕工期延后?？紤]到沿線雜散電流普遍較強(qiáng)，我們應(yīng)該抱著寧過無缺的態(tài)度，保證定向鉆管段施工質(zhì)量。巖石地段的定向鉆穿越應(yīng)改用帕羅特防腐層，以降低劃傷風(fēng)險；在地質(zhì)情況復(fù)雜多變，尤其是存在孤石時，應(yīng)增加試拖工序，并提前做好解卡預(yù)案和準(zhǔn)備，以防萬一。
(本文作者：楊印臣 深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)建設(shè)分公司 廣東深圳 518054)
贊 賞 分享
您可以選擇一種方式贊助本站
支付寶轉(zhuǎn)賬贊助
微信轉(zhuǎn)賬贊助
