浅谈定向钻穿越中管道外防腐层的保护

浅谈定向钻穿越中管道外防腐层的保护

天津炼达集团有限公司天津300280

摘要:在石油天然气常输管道建设中,由于受到地形、自然腐蚀、以及施工技术等方面的影响,不可避免的会对管道防腐层造成不同程度的影响。为了降低管道外防腐层的损伤,很多工程都会采取向钻穿越方式进行施工。本文通过对现有定向钻施工工艺、外防腐层防腐性能及现场实际情况进行分析,提出了可行的定向钻穿越管道外防腐层保护方案,在实际运行中取得了较好的效果,希望给相关工作者带来一定帮助。

关键词:定向钻穿越;技术;管道;因素;防腐层保护

引言

近年来,定向钻穿越技术越来越多的应用的各种大型河流、铁路、公路穿越当中。定向钻穿越不仅具体有工期短、高准确度、不影响管线走向、穿越距离长等特点,在油气管道中得到广泛的应用。作为油气管道施工中的一个重要控制点,如何对定向钻穿越过程中的管道外防腐层进行保护,成为当前定向钻穿越管道施工中的重点研究对象,也对此提供了更高的要求。所以施工过程中必须要保证油气技术管道的质量,减小对油气管道防腐层的损伤,确保管道的安全性、为石油开采奠定基础。

1定向钻穿越管道施工技术应用

1.1管沟开挖

围堰内管沟沟底应平直,开挖深度允许偏差为±0.2m,管沟位置、坡度符合设计要求;沉管开挖深度允许偏差为±0.3m;沟底遭到破坏或为岩石沟底时,应按设计规定实施。

1.2混泥土

压重块混凝土的强度等级和密度应符合设计要求;稳管后管道不应发生漂浮和滚动;混凝土连续覆盖层厚度不应低于设计要求;安装压重块不应破坏防腐绝缘层。

1.3管道下沟

管道埋设深度应符合设计要求;管道下沟后管底与沟底不宜悬空,悬空段应用细土或砂塞填;管道下沟距沟壁不小于0.01m;管道下沟做好清理,把沟内塌方或者虽是,土块清理干净并排除管沟内的积水;石方段管沟回填控制在0.2m以内,回填土一般应使用细土。

1.4钢筋

焊缝或搭接长度应符合设计要求;钢筋绑扎、焊接牢靠、不应变形或开焊;焊缝外观需均匀一致,焊缝表面上不应有夹渣、飞溅、夹具焊点等问题;焊缝高度控制在2mm以内,局部不得超过3mm,如若余高超过3mm,应进行打磨,打磨后应与母材圆滑过渡,以防伤及母材;钢筋高度、角度、宽度必须控制在允许偏差值以内。

1.5管道安装

①管道、支座、支墩连接牢固;钢管桩管节对口焊接不应有表面裂纹、气孔和未熔合等缺陷;钢管桩起吊、运输与堆放不应有管身变形和损伤、涂层破损;

②高压钢管制作弯管以后,首先进行表面无损检测,如有缺陷,须进行修磨修磨后的弯管壁厚应该大于管子公称壁厚的90%,且大于或者等于设计壁厚;另外,切口表面需要保持平整、无裂纹、夹杂、毛刺、凹凸、熔渣、铁屑等;

③管道试压如果没有特殊要求,水压试验时,管道强度试验压力为设计压力的1.5倍;气压试压时,强度试验压力为设计压力的1.15倍,且不应低于0.4MPa。水压试验时无漏、无压降为合格;气压试验无渗漏为合格;

④在穿越其它地下管道时,其间距应在0.3m以上。如果受到条件限制,达不到0.3m以上时,两管间应设置绝缘隔离物以增加间距;管道如果与地下管道、线缆交叉时,其间距应在0.5m以上;管道与其他管线交叉点,间距0.3m以上。

1.6防腐

1.6.1防腐材料必须符合设计规范要求;除锈等级达到Sa2.5级;管道除锈应无油脂、焊渣、砂尘、水露及其他污物;涂层应无脱落、裂纹、气泡、流淌与露底等,颜色应一致;管段的防腐绝缘、管段的阴极保护应符合设计要求。

1.6.2影响管道腐蚀损伤因素

影响管道腐蚀的因素主要分为两种,一种是管道所处的外界环境,另外就是与管道自身材料及防腐蚀层有关。首先是,外界因素,由于地形、地质结构不同,土壤性质、含水、PH值、地层水电阻率、植物根系及干扰电流等影响,导致管道外防腐层损伤;另外,就是认为因素的影响,施工过程中,管道材料质量、施工环境温度、施工方案、施工技术等各方面的影响也会使管道受到腐蚀。

1.6.3定向钻穿越管道防腐保护建议

针对上述造成定向钻穿越防腐层破坏的因素分析,中石油集团公司编制了企业标准Q/SY1477《定向钻穿越管道外涂层技术规范》。该标准深刻总结了过往的工程经验,详细规定了定向钻穿越管道防护层的类型:即管体防腐层为双层环氧粉时,外防护层采用无溶剂环氧耐磨涂层。目前国内已普遍采用的是美国帕罗特涂料;管体防腐层为3PE,外防护层采用环氧玻璃钢。在国内重点工程上应用较多的则是材料改性无溶剂环氧玻璃钢。

1.6.4管道外防腐层保护方案

一般情况下,油气集输主要的外防腐层包含三种:聚氨酯泡沫塑料防腐层、石油沥青防腐层、聚乙烯胶防腐层,下面就主要介绍这三种保护方案。

1.6.4.1聚氨酯泡沫塑料防腐层

聚氨酯泡沫塑料防腐层的最大的优点就是绝缘性能好,可以有效抵制杂质电流的干扰,不足就是抵抗土壤应力的能力较差,高电阻值将产生阴极保护屏蔽。在聚氨酯泡沫塑料防腐层施工中须注意以下方面,

①泡沫保温层必须保证泡孔均匀、硬实、不软缩;泡沫保温层必须保持与管体防腐保温层厚度一致,表面平滑、没有凹凸;防护层必须粘接紧密牢固;

②管道半径在100mm以内,防腐保温层厚度允许偏差值应该控制在±3mm;管道半径在100mm~200mm之间时,防腐保温层厚度允许偏差值应该控制在±4mm;管道半径大于200mm时,防腐保温层厚度允许偏差值应该控制在±5mm;此外,管道防腐保温层防护层厚度允许偏差值应控制在0.2mm以内;外防护层与原管搭接长度需在1m以上。

1.6.4.2石油沥青防腐层

石油沥青防腐层,最大的特点就是粘度高、价格便宜,且对粘度高与酸性土壤的耐受性能较好。在石油沥青防腐层施工中须注意以下两方面,

①防腐层必须保持平整、无明显气泡、皱纹、凸痕等;外包扎聚乙烯工业膜压边应均匀、无褶、无翘起边角;

②防腐层普通级厚度必须在4mm以上,加强级厚度应达到5.5mm以上,特加强级厚度至少是7mm以上;外包聚乙烯压边宽度应该控制在20mm~30mm之间。

1.6.4.3聚乙烯胶防腐层

聚乙烯胶广泛适用于管件的修复与防腐,由于管道在搭建期间,易形成接缝,腐蚀性介质会很容易进入到管线当中,从而直接导致接缝处受到严重腐蚀。在聚乙烯胶防腐层施工中须注意以下方面,

①防腐层底胶应溢出均匀,保证没有不溢胶的地方;防腐层表面应无过烧现象;防腐层各向收缩应均匀;防腐层热收缩片(套)与原防腐层搭接长度应在100mm以上,并且要与原防腐层搭接处打毛;

②热收缩片之间的搭接长度必须达到80mm以上。

结语

综上所述,管道穿越及管道安装的工程是定向钻穿越取得成功最重要因素。因此针对不同地质情况的定向钻穿越,选择合理的防腐层、泥浆配比和适当的发送方式,施工规范操作,采取不同的有效措施,既可保证定向钻穿越成功,又能将对防腐层的损伤降到最小,确保管道工程正常运行。

参考文献

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