高压柔性复合管安装施工工法(工业管道)

'高压柔性复合管安装施工工法1.前言高压柔性复合管是一种由高分子复合材料制成的具有一定高强度、高压力、耐腐蚀、耐结垢、摩阻系数小、质量轻、保温性好、柔性好、绝热性能好、输送压力高、使用寿命长等特点的一种石油天然气工业用管件。可有效解决金属管道易腐蚀的问题,同时克服了非金属管道耐腐不耐压、机械性能差的缺陷,尤其在埋地管道工程中优势更大。符合国际社会中提倡的环境保护号召及充分体现资源的再生利用，能适合产品小批量及多样化的生产方式，灵活多变，可持续改进，可重复使用，合理利用场地。减少浪费，改善环境，降低成本，增强企业的市场竞争力。产品性能大大优于传统的钢管和玻璃管，应用潜力巨大。2010年3月。我公司承建了河南xxx油田G23051等6口注聚井产能建设工程中的古2808井注聚管线采用柔性复合管，虽然该产品目前已被大庆油田、长庆油田、中海油等采用，但柔性复合管在我油田第一次使用，且该项目为局重点投资工程，为了保证质量和工期，公司领导特别重视，组织我们成立了由专业技术人员和技师组成的攻坚小组，攻克难题。我们首先参阅了中华人民共和国石油天然气行业标准《石油天然气工业用柔性复合高压输送管》，并且借鉴了其他安装公司在施工过程当中的一些经验和教训，结合自己以前在钢质管，钢骨架塑料管，玻璃钢管施工工艺的理解和把握，编写了本工法。以期对以后的类似工程的施工提供帮助和参考。2.特点复合管之间通过管件连接起来。复合管与复合管之间的连接形式一般为：扣压连接式、螺纹连接式、法兰连接式和活接头连接式。3.适用范围：本工法适用于长期工作温度不大于110℃，工作压力不大于32MPa的系列柔性复合高压输送复合管，主要用途为油气田的油气集输、高压注醇、油田注水、污水处理、三次采油等。各类型的管径和用途不一样，公称压力和壁厚也存在一定的差异。4.工艺原理 制造高压柔性复合管的所需原料为：聚乙烯树脂、增强纤维丝、增强钢丝绳。高压柔性复合管由内芯管、增强层、外保护层组成。内芯管为硅烷交联高密度聚乙烯管，增强层为芯管上编织或缠绕的增强纤维丝或钢丝绳，各增强纤维层之间采用粘结剂粘结，外包层为聚合物合增强层内芯管外保护层金防腐保护层，具体情况见图1。（1）为减少腐蚀造成的损失，石油工作者不断筛选管材材质.目前在采油、采气、集输、注水等工程中广泛应用的有钢质管、钢骨架塑料管、玻璃钢管等。但这几管管材具有以下优缺点：①钢质管—强度高；易腐蚀泄漏，寿命短，发生恶性事故屡见不鲜。图1 ②钢骨架塑料管--可承受高压；存在严重的腐蚀和剥离现象，对温度的适应 性和气密性差。　　③玻璃钢管---耐腐蚀、防结垢；韧性差、抗外挤能力差、易折损，使用范围有限。单管长度有限，连接频繁，接头密封性差、失效频率高，易损坏，难修复。（2）高压柔性复合管应用新材料新工艺创新的产品，该产品具有以上管材的优点，又具有耐腐蚀、耐高温特点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围，它为石油天然气工业带来革命性变化。　　（3）柔性压力管较其他压力管线更容易实现快速方便地安装，因此在许多场合下都能节约安装成本，特别是在管线需要更换的情况下。在一些地区，象北半球的永久冻土地带，安装周期比较短和冬季方式等情况则更适合，因为这只需安装一个或几个连续的长度，因此时间更节省，该管线在工厂是已预制好，可以简化现场安装程序和后勤支持。（4）高压柔性复合管是专门为油田使用设计的压力管线，可用于给排水管线、饮用水管线、油管线，还可以在恶劣环境条件下使用，如多相酸性介质服务气管线，化学品及污水管线，该产品还特别适用于边远地区恶劣环境，特别是高温和寒冷地区。具有低安装成本的优点。 特别是在管线内外都存在有腐蚀的情况下，采用该种管线较其他管线更节省安装设备和人工。节约成本主要体现在若采用刚性管线，则需要更多的消耗材料和人工，象铺管，现场焊接加保护层、挖沟、探伤、阴极防腐等，由于它能有效抵消内部压力及温度的变化，因此可减去膨胀装置或地猫。5.工艺流程及操作要点管材、管件的存放测量放线管材搬运管道连接管沟一次回填管道布置管沟开挖试压不合格管沟二次回填及地貌恢复管材、管件的验收合格管道系统试压作业带清理5.1工艺流程5.2操作要点5.2.1管材、管件的验收货运到目的地后，供应站通知施工单位，建设单位，使用单位，监理单位对管材进行验收，先按要求检查管材的质量、管件的合格证，对管材的公称直径、壁厚、外观及数量等作全面检查。经各家单位验收合格后方可将管子向安装现场运输。 5.2.2管材、管件的存放玻璃钢管是柔性复合材料，要求堆场场地平坦，场地内不可有尖锐石子，不可滚动，管道应存放在平地或管架上，一般按照堆叠的方式进行存放，堆叠的高度严格控制在1.5～2m，防止坍塌、滑落。同时也不宜长时间在日光下曝晒，容易加速老化。5.2.3测量放线测量放线工序流程图准备工作仪器检查校定测量定桩划线与有关各方协调移桩填写施工记录5.2.4作业带清理施工作业带清理应在办理征地手续后进行。作业带采用挖掘机或推土机进行平整、扫线，对沿途沟坎进行平整。对于沿线经过的灌溉水渠，采用予埋涵管、覆土的办法进行保护。拆除构筑物，沿途经过的树木、苗圃、果园采用单斗挖掘机进行砍伐清理，推土机进行填土扫平。满足运管及施工设备的通行。5.2.5管沟开挖①在施工的过程中根据不同的地质条件确定不同的开挖断面形式。在地质条件好、无地下水、开挖深度在1.5m以内的地段开挖矩形槽；在地下水位高、易滑坡的地段挖梯形槽；或根据地质条件分层开挖，挖上梯形下矩形、上梯形下梯形的组合槽；可根据地下水的情况确定是否在沟底一侧布置排水沟、集水坑。②挖好的管沟沟底应尽量均匀平整最重要的是将尖角石块与其他磨损性物料从沟底清除掉。③如果管沟穿越多石地带，管沟应挖得深一些，沟底要铺上一层沙子或纯净土，管道上部也应用沙土盖住保护管道不受石块的损伤。④管道覆土深度<1.2m时穿越道路和地下构筑物需加保护套管，工程中所用钢套管的规格比高压柔性复合管管材高两个级别以上，如该工程中高压复合管的规格为φ57×8.5，那么保护套管的规格为Φ89×4。⑤如果管道覆土深度≥1.2m,可不加设套管。根据现场环境地质条件,管沟不做特别处理,只做整平、夯实即可。 5.2.6管材搬运根据要求，公称内径小于100mm、长度大于20m的复合管可采用盘卷包装，但盘卷内径不得小于复合管内径的15倍。因此φ57×8.5型的复合管，采用盘卷包装，盘卷内径最小为1.5m。吊具采用尼龙吊带或吊绳，不能采用钢丝绳；吊带绑扎宜采用人字形方法，晃绳牵引，且吊带要绑扎严紧，防止过松引起的打滑；吊装时可单盘吊装，也可以多盘吊装，但一次不宜超过3盘；吊装作业要有专人指挥，不能无人指挥或多人指挥。复合管在车仓内采用盘卷平放的方式，将堆放高度控制在1.5m内，且避免与其他尖利器具、材料混装，防止复合管外包层损坏；搬运时，不得抛摔和剧烈撞击；运输过程中，车速应平稳，不宜过快。5.2.7管道布置为了保证开挖工作的顺利进行，采用先开挖、后进管的施工顺序，为了避免过多的搬动，将管材要尽可能按序放在靠近管沟的位置，并且放在管沟不堆土的一侧，如果可能，将管道尽量放在地沟拐弯的外侧。注聚干线钢制接头单井管线5.2.8管道连接复合管与复合管之间需用管件进行联结，常用的方式有扣压式联结、丝扣式联结、法兰式联结和由壬式联结，根据其压力等级不同所选的方式也不同。DN40(57×8.5)型的复合管连接采用丝扣式连接，使用的工具为2把914mm（36in）的管钳，接头密封形式为聚四氟乙烯塑料垫，在联结时，要配备丝扣联结专用的润滑脂，防止丝扣时间长粘扣，另外，一定要使密封垫受力均匀，螺纹联结紧密。复合管与干管联结采用三通联结。应尽量将接头留在易开挖、无地下水的地方。复合管的联结见图2。5.2.9管沟一次回填管沟回填分为一次回填与二次回填，试压前的回填称为一次回填，试压后的回填称为二次回填。高压柔性复合管属柔性管，要使其发挥正常的作用，必须重视回填的重要性，使得管道和土壤之间形成一个良好的作用体系。施工过程 应尽量使基槽开挖、管道安装和管沟一次回填连续进行，尤其是安装完毕后的管，应立即进行一次回填，以防止浮管。管沟一次回填与钢质管道回填方法相同，在管沟回填过程中，应保护管道免受下落石块、冻土或其他重物的冲击，免受压实设备的直接碰撞和其它潜在的破坏。先用细土回填至管顶部以上200～300mm，再用原土回填压实。但回填时要避让复合管接头处约10m的距离，便于特殊地形的处理（例如水网段排水等）以及试压过程中接头的检查、整改。管沟回填时，应从一端开始至另一端结束，禁止采用从两端开始至中间结束的回填方式，避免复合管因扭曲无法下沟回填。水网段的复合管下沟时要用沙袋分段填压，管沟回填应及时，防止复合管受浮力上浮达不到埋深要求。5.2.10管道系统试压试压过程严格按设计要求进行，具体按《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97执行，除设计特别注明试压介质为气体外，均应以洁净水为试压介质。结合高压柔性复合管的膨胀特性，在施工现场对高压柔性复合管分别按以下方法进行试验：①初始膨胀阶段：管道长度约1km，先在连接好的复合管内充洁净水，排除残余的空气。当对充满水的复合管加压时，复合管开始膨胀。在压力作用下复合管膨胀的过程中，前3h每一个小时补充一次水以保持系统压力。大约在4h后，初始膨胀阶段结束。②强度试压：初始膨胀阶段结束后，先进行强度试压压力为设计压力的1.5倍（1.5*16MPa），稳压时间为3h，无渗漏、无压降、无明显变形，则强度试压合格。③密封试验：强度试压合格。泄压至设计压力（16MPa）进行严密性试验，稳压时间为24h，无渗漏、无压降、无明显变形，则密封试验合格。以此为施压合格。④试压时注意事项：a.施工现场试压必须是在复合管下沟一次回填后,防止管道升压时跳动,尤其是气试压时,要注意施工安全。管道试压时应缓慢升压，发现渗漏及时整改后再继续试压，直至升到管道设计压力的1.25倍。分段试压时稳压后仔细检查各接口、管段及附件，不渗漏为合格，切忌升压过快引起爆裂。试压中如有泄漏，不得带压修补，须卸压后对泄漏处修理，修复后应重新进行试压。 b.水试压完成后一定要对复合管进行吹扫、干燥，防止冻堵。5.2.11管沟二次回填及地貌恢复管沟二次回填：试压合格后，及时对管沟进行二次回填及地貌恢复，主要回填一次回填时遗留的所有软管接头处约10m管沟以及平整回填整条管沟，管沟回填应有沉降余量，一般高出地面300mm。恢复地貌：恢复地貌是指原地面50cm范围内的回填。回填料采用开挖时单独堆放的腐殖土(原状土)，以保证回填后恢复耕种，尽可能地减少农作物的减产减收。6.主要机具设备及工程用料6.1主要机具设备表一：主要机具设备统计表序号设备名称型号数量用途一、测量仪器1全站仪SET20101台测量放线2经纬仪J2-11台测量放线3水准仪AL32251台测量放线4手持GPSM3-Triton1台测量放线二、管道施工专用机具1电焊机固定焊机1焊接2拖拉机上海-501拉运焊机拉料3拖车151拉运材料4吊车8吨1吊装材料5客货车2吨1值班6管钳914mm2安装7拖车30T2台班拉运挖掘机挖掘机PC2201管沟开挖及回填三、检测设备1地下管线探测仪RD400PXL2/PDL21台地下障碍物探测四、其它机具1污水泵DN1001台排水2发电机15kw1台提供电源 6.2工程用料表二：主要材料规格统计表序号材料名称规格数量1高压柔性复合管PN16Mpaφ57*8.51200m2高压柔性复合钢制接头PN16Mpaφ57*8.525个3普通焊接钢管Φ89×470m7.劳动组织及HSE管理7.1劳动力组织表三：劳动力组织统计表序号职务人数备注1项目经理12项目副经理13项目总工14质保工程师15技术员1兼资料员6质量员17安全员18材料员1施工队长19测量工110操作工1011司机812后勤服务人员2 7.2.HSE管理7.2.1HSE管理方针：安全第一，预防为主，全员动手，综合治理，改善环境，保护健康，科学管理，持续发展。7.2.2HSE管理目标努力实现无事故、无污染、无人身伤害、不破坏环境，创一流的HSE业绩。7.2.3项目HSE管理机构。项目部HSE管理委员会HSE监督员作业组（队）HSE管理小组各作业班长HSE义务监督员7.2.4施工安全措施：①对复合管道连接的操作工人进行专门的训练和安全教育。②设置值班车和值班电话。③试压过程中，安全人员负责巡回检查，发现不安全因素立即整改。④现场施工人员必须听从统一指挥，做到分工明确，各把一关。8.质量要求8.1质量方针和目标8.1.1质量方针：遵守规范，技术求精，心正品良，忠诚用户。8.1.2质量目标：管道现场接口一次合格率98%以上。工程材料质量合格率100%。投产试运一次成功。8.1.3质量标准：施工过程严格按《石油天然气工业用柔性复合高压输送管》SY/T6716-2008和《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97执行执行 9.效益分析9.1柔性复合高压输送管由于管体柔软，在实际铺设的过程中可以因势力导，有效减少地质断层、地质裂缝、黄土湿陷、采空区等灾害对于油气管道的损害。同时大大减少了弯头的使用，对工程的施工速度得到很好的提高。9.2柔性复合高压输送管生产的管道，单根长度根据要求来确定管体的长度，长度可达数百米，安装快捷方便，大大降低了工人的劳动强度，缩短了施工周期。9.3减少了钢管管材焊接费、探伤费、补口费、防腐费，能够得到比较好的经济效益和社会效益。10.应用实例在各方面的大力支持下，2011年3月20日，我单位顺利完成了完成了河南XXXX油田G23051等6口注聚井产能建设工程中的G2808井注聚管线的施工任务，管线自2011年3月22日投产到今一直运行良好，为保证局原油生产产生了积极作用；为此受到建设单位的好评。通过该项目的施工，我们积累了宝贵的高压柔性复合管的施工经验：在今后施工类似工程中会做得更好。通过实践证明，高压柔性复合管使用效果良好,通过我们对本工法的掌握和在施工现场的经验总结，高压柔性复合管在我们油田已形成了较完整和成熟的工艺技术，值得推广使用。在我们油田有较好的发展空间。'