高壓柔性復(fù)合管安裝施工工法

1、高壓柔性復(fù)合管安裝施工工法1.前言高壓柔性復(fù)合管是一種由高分子復(fù)合材料制成的具有一定高強度、高壓力、耐腐蝕、耐結(jié)垢、摩阻系數(shù)小、質(zhì)量輕、保溫性好、柔性好、絕熱性能好、輸送壓力高、使用壽命長等特點的一種石油天然氣工業(yè)用管件。可有效解決金屬管道易腐蝕的問題,同時克服了非金屬管道耐腐不耐壓、機械性能差的缺陷,尤其在埋地管道工程中優(yōu)勢更大。符合國際社會中提倡的環(huán)境保護號召及充分體現(xiàn)資源的再生利用，能適合產(chǎn)品小批量及多樣化的生產(chǎn)方式，靈活多變，可持續(xù)改進，可重復(fù)使用，合理利用場地。減少浪費，改善環(huán)境，降低成本，增強企業(yè)的市場競爭力。產(chǎn)品性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼管和玻璃管，應(yīng)用潛力巨大。 2010年3月。我公

2、司承建了河南油田采油二廠古城油田G23051等6口注聚井產(chǎn)能建設(shè)工程中的古2808井注聚管線采用柔性復(fù)合管，雖然該產(chǎn)品目前已被大慶油田、長慶油田、中海油等采用，但柔性復(fù)合管在我油田第一次使用，且該項目為局重點投資工程，為了保證質(zhì)量和工期，公司領(lǐng)導(dǎo)特別重視，組織我們成立了由專業(yè)技術(shù)人員和技師組成的攻堅小組，攻克難題。我們首先參閱了中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)石油天然氣工業(yè)用柔性復(fù)合高壓輸送管，并且借鑒了其他安裝公司在施工過程當(dāng)中的一些經(jīng)驗和教訓(xùn)，結(jié)合自己以前在鋼質(zhì)管，鋼骨架塑料管，玻璃鋼管施工工藝的理解和把握，編寫了本工法。以期對以后的類似工程的施工提供幫助和參考。2.特點復(fù)合管之間通過管件

3、連接起來。復(fù)合管與復(fù)合管之間的連接形式一般為：扣壓連接式、螺紋連接式、法蘭連接式和活接頭連接式。3.適用范圍：本工法適用于長期工作溫度不大于110，工作壓力不大于32MPa的系列柔性復(fù)合高壓輸送復(fù)合管，主要用途為油氣田的油氣集輸、高壓注醇、油田注水、污水處理、三次采油等。各類型的管徑和用途不一樣，公稱壓力和壁厚也存在一定的差異。4.工藝原理制造高壓柔性復(fù)合管的所需原料為：聚乙烯樹脂、增強纖維絲、增強鋼絲繩。高壓柔性復(fù)合管由內(nèi)芯管、增強層、外保護層組成。內(nèi)芯管為硅烷交聯(lián)高密度聚乙烯管，增強層為芯管上編織或纏繞的增強纖維絲或鋼絲繩，各增強纖維層之間采用粘結(jié)劑粘結(jié)，外包層為聚合物合增強層內(nèi)芯管外保護

4、層金防腐保護層，具體情況見圖1。 （1）為減少腐蝕造成的損失，石油工作者不斷篩選管材材質(zhì).目前在采油、采氣、集輸、注水等工程中廣泛應(yīng)用的有鋼質(zhì)管、鋼骨架塑料管、玻璃鋼管等。但這幾管管材具有以下優(yōu)缺點：鋼質(zhì)管強度高；易腐蝕泄漏，壽 命短，發(fā)生惡性事故屢見不鮮。 圖1  鋼骨架塑料管-可承受高壓；存在嚴重的腐蝕和剝離現(xiàn)象，對溫度的適應(yīng) 性和氣密性差。玻璃鋼管-耐腐蝕、防結(jié)垢；韌性差、抗外擠能力差、易折損，使用范圍有限。單管長度有限，連接頻繁，接頭密封性差、失效頻率高，易損壞，難修復(fù)。（2）高壓柔性復(fù)合管應(yīng)用新材料新工藝創(chuàng)新的產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有以上管材的優(yōu)點，又具有耐腐蝕、耐高溫特

5、點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應(yīng)用范圍，它為石油天然氣工業(yè)帶來革命性變化。 （3）柔性壓力管較其他壓力管線更容易實現(xiàn)快速方便地安裝，因此在許多場合下都能節(jié)約安裝成本，特別是在管線需要更換的情況下。在一些地區(qū)，象北半球的永久凍土地帶，安裝周期比較短和冬季方式等情況則更適合，因為這只需安裝一個或幾個連續(xù)的長度，因此時間更節(jié)省，該管線在工廠是已預(yù)制好，可以簡化現(xiàn)場安裝程序和后勤支持。（4）高壓柔性復(fù)合管是專門為油田使用設(shè)計的壓力管線，可用于給排水管線、飲用水管線、油管線，還可以在惡劣環(huán)境條件下使用，如多相酸性介質(zhì)服務(wù)氣管線，化學(xué)品及污水管線，該產(chǎn)品還特別適用于邊遠地區(qū)惡劣環(huán)境，特別是高溫和寒冷地

6、區(qū)。具有低安裝成本的優(yōu)點。特別是在管線內(nèi)外都存在有腐蝕的情況下，采用該種管線較其他管線更節(jié)省安裝設(shè)備和人工。節(jié)約成本主要體現(xiàn)在若采用剛性管線，則需要更多的消耗材料和人工，象鋪管，現(xiàn)場焊接加保護層、挖溝、探傷、陰極防腐等，由于它能有效抵消內(nèi)部壓力及溫度的變化，因此可減去膨脹裝置或地貓。 5.工藝流程及操作要點管材、管件的存放測量放線管材搬運管道連接管溝一次回填管道布置管溝開挖試壓不合格管溝二次回填及地貌恢復(fù)管材、管件的驗收合格管道系統(tǒng)試壓作業(yè)帶清理5.1工藝流程5.2操作要點5.2.1管材、管件的驗收貨運到目的地后，供應(yīng)站通知施工單位，建設(shè)單位，使用單位，監(jiān)理單位對管材進行驗收，先按要求檢查管材

7、的質(zhì)量、管件的合格證，對管材的公稱直徑、壁厚、外觀及數(shù)量等作全面檢查。經(jīng)各家單位驗收合格后方可將管子向安裝現(xiàn)場運輸。5.2.2管材、管件的存放玻璃鋼管是柔性復(fù)合材料，要求堆場場地平坦，場地內(nèi)不可有尖銳石子，不可滾動，管道應(yīng)存放在平地或管架上，一般按照堆疊的方式進行存放， 堆疊的高度嚴格控制在1.5 2 m， 防止坍塌、滑落。同時也不宜長時間在日光下曝曬，容易加速老化。5.2.3測量放線測量放線工序流程圖準(zhǔn)備工作儀器檢查校定測量定樁劃線與有關(guān)各方協(xié)調(diào)移樁填寫施工記錄5.2.4作業(yè)帶清理施工作業(yè)帶清理應(yīng)在辦理征地手續(xù)后進行。作業(yè)帶采用挖掘機或推土機進行平整、掃線，對沿途溝坎進行平整。對于沿線經(jīng)過的

8、灌溉水渠，采用予埋涵管、覆土的辦法進行保護。拆除構(gòu)筑物，沿途經(jīng)過的樹木、 苗圃、果園采用單斗挖掘機進行砍伐清理，推土機進行填土掃平。滿足運管及施工設(shè)備的通行。5.2.5管溝開挖在施工的過程中根據(jù)不同的地質(zhì)條件確定不同的開挖斷面形式。在地質(zhì)條件好、無地下水、開挖深度在1.5 m以內(nèi)的地段開挖矩形槽；在地下水位高、易滑坡的地段挖梯形槽；或根據(jù)地質(zhì)條件分層開挖，挖上梯形下矩形、上梯形下梯形的組合槽；可根據(jù)地下水的情況確定是否在溝底一側(cè)布置排水溝、集水坑。挖好的管溝溝底應(yīng)盡量均勻平整最重要的是將尖角石塊與其他磨損性物料從溝底清除掉。如果管溝穿越多石地帶，管溝應(yīng)挖得深一些，溝底要鋪上一層沙子或純凈土，管

9、道上部也應(yīng)用沙土蓋住保護管道不受石塊的損傷。管道覆土深度< 1. 2 m時穿越道路和地下構(gòu)筑物需加保護套管，工程中所用鋼套管的規(guī)格比高壓柔性復(fù)合管管材高兩個級別以上，如該工程中高壓復(fù)合管的規(guī)格為57×8.5，那么保護套管的規(guī)格為89×4。如果管道覆土深度1. 2 m,可不加設(shè)套管。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境地質(zhì)條件,管溝不做特別處理,只做整平、夯實即可。5.2.6管材搬運根據(jù)要求， 公稱內(nèi)徑小于100 mm、長度大于20 m 的復(fù)合管可采用盤卷包裝， 但盤卷內(nèi)徑不得小于復(fù)合管內(nèi)徑的15 倍。因此57×8.5 型的復(fù)合管， 采用盤卷包裝， 盤卷內(nèi)徑最小為1.5 m。吊具采用

10、尼龍吊帶或吊繩， 不能采用鋼絲繩；吊帶綁扎宜采用人字形方法， 晃繩牽引， 且吊帶要綁扎嚴緊， 防止過松引起的打滑； 吊裝時可單盤吊裝， 也可以多盤吊裝， 但一次不宜超過3 盤； 吊裝作業(yè)要有專人指揮， 不能無人指揮或多人指揮。復(fù)合管在車倉內(nèi)采用盤卷平放的方式， 將堆放高度控制在1.5 m 內(nèi)， 且避免與其他尖利器具、材料混裝， 防止復(fù)合管外包層損壞； 搬運時， 不得拋摔和劇烈撞擊； 運輸過程中， 車速應(yīng)平穩(wěn)， 不宜過快。5.2.7管道布置為了保證開挖工作的順利進行，采用先開挖、后進管的施工順序，為了避免過多的搬動，將管材要盡可能按序放在靠近管溝的位置，并且放在管溝不堆土的一側(cè)，如果可能，將管道

11、盡量放在地溝拐彎的外側(cè)。注聚干線鋼制接頭單井管線5.2.8管道連接復(fù)合管與復(fù)合管之間需用管件進行聯(lián)結(jié)，常用的方式有扣壓式聯(lián)結(jié)、絲扣式聯(lián)結(jié)、法蘭式聯(lián)結(jié)和由壬式聯(lián)結(jié)， 根據(jù)其壓力等級不同所選的方式也不同。DN40(57×8.5) 型的復(fù)合管連接采用絲扣式連接，使用的工具為2 把914 mm（36 in）的管鉗， 接頭密封形式為聚四氟乙烯塑料墊，在聯(lián)結(jié)時， 要配備絲扣聯(lián)結(jié)專用的潤滑脂，防止絲扣時間長粘扣，另外，一定要使密封墊受力均勻， 螺紋聯(lián)結(jié)緊密。復(fù)合管與干管聯(lián)結(jié)采用三通聯(lián)結(jié)。應(yīng)盡量將接頭留在易開挖、無地下水的地方。復(fù)合管的聯(lián)結(jié)見圖2。5.2.9管溝一次回填管溝回填分為一次回填與二次回填

12、，試壓前的回填稱為一次回填，試壓后的回填稱為二次回填。高壓柔性復(fù)合管屬柔性管，要使其發(fā)揮正常的作用，必須重視回填的重要性，使得管道和土壤之間形成一個良好的作用體系。施工過程應(yīng)盡量使基槽開挖、管道安裝和管溝一次回填連續(xù)進行，尤其是安裝完畢后的管，應(yīng)立即進行一次回填，以防止浮管。管溝一次回填與鋼質(zhì)管道回填方法相同，在管溝回填過程中，應(yīng)保護管道免受下落石塊、凍土或其他重物的沖擊，免受壓實設(shè)備的直接碰撞和其它潛在的破壞。先用細土回填至管頂部以上200 300 mm，再用原土回填壓實。但回填時要避讓復(fù)合管接頭處約10 m 的距離，便于特殊地形的處理（例如水網(wǎng)段排水等） 以及試壓過程中接頭的檢查、整改。管

13、溝回填時， 應(yīng)從一端開始至另一端結(jié)束， 禁止采用從兩端開始至中間結(jié)束的回填方式，避免復(fù)合管因扭曲無法下溝回填。水網(wǎng)段的復(fù)合管下溝時要用沙袋分段填壓， 管溝回填應(yīng)及時， 防止復(fù)合管受浮力上浮達不到埋深要求。5.2.10 管道系統(tǒng)試壓試壓過程嚴格按設(shè)計要求進行，具體按工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB50235-97執(zhí)行，除設(shè)計特別注明試壓介質(zhì)為氣體外，均應(yīng)以潔凈水為試壓介質(zhì)。結(jié)合高壓柔性復(fù)合管的膨脹特性，在施工現(xiàn)場對高壓柔性復(fù)合管分別按以下方法進行試驗：初始膨脹階段：管道長度約1km，先在連接好的復(fù)合管內(nèi)充潔凈水，排除殘余的空氣。當(dāng)對充滿水的復(fù)合管加壓時，復(fù)合管開始膨脹。在壓力作用下復(fù)合管膨脹的

14、過程中，前3 h 每一個小時補充一次水以保持系統(tǒng)壓力。大約在4 h 后，初始膨脹階段結(jié)束。強度試壓：初始膨脹階段結(jié)束后，先進行強度試壓壓力為設(shè)計壓力的1.5 倍（1.5*16MPa），穩(wěn)壓時間為3 h，無滲漏、無壓降、無明顯變形，則強度試壓合格。密封試驗：強度試壓合格。泄壓至設(shè)計壓力（16MPa）進行嚴密性試驗，穩(wěn)壓時間為24 h，無滲漏、無壓降、無明顯變形，則密封試驗合格。以此為施壓合格。試壓時注意事項：a.施工現(xiàn)場試壓必須是在復(fù)合管下溝一次回填后,防止管道升壓時跳動,尤其是氣試壓時,要注意施工安全。管道試壓時應(yīng)緩慢升壓，發(fā)現(xiàn)滲漏及時整改后再繼續(xù)試壓，直至升到管道設(shè)計壓力的1.25倍。分段試

15、壓時穩(wěn)壓后仔細檢查各接口、管段及附件，不滲漏為合格，切忌升壓過快引起爆裂。試壓中如有泄漏，不得帶壓修補，須卸壓后對泄漏處修理，修復(fù)后應(yīng)重新進行試壓。b.水試壓完成后一定要對復(fù)合管進行吹掃、干燥， 防止凍堵。5.2.11管溝二次回填及地貌恢復(fù)管溝二次回填：試壓合格后，及時對管溝進行二次回填及地貌恢復(fù)，主要回填一次回填時遺留的所有軟管接頭處約10m 管溝以及平整回填整條管溝，管溝回填應(yīng)有沉降余量，一般高出地面300mm。恢復(fù)地貌：恢復(fù)地貌是指原地面50 cm范圍內(nèi)的回填。回填料采用開挖時單獨堆放的腐殖土(原狀土)，以保證回填后恢復(fù)耕種，盡可能地減少農(nóng)作物的減產(chǎn)減收。6.主要機具設(shè)備及工程用料6.1

16、主要機具設(shè)備表一：主要機具設(shè)備統(tǒng)計表序號設(shè)備名稱型 號數(shù)量用途一、測量儀器1全站儀SET20101臺測量放線2經(jīng)緯儀J2-11臺測量放線3水準(zhǔn)儀AL32251臺測量放線4手持GPSM3-Triton1臺測量放線二、管道施工專用機具1電焊機固定焊機1焊接2拖拉機上海-501拉運焊機拉料3拖車151拉運材料4吊車8噸1吊裝材料5客貨車2噸1值班6管鉗914 mm2安裝7拖車30T2臺班拉運挖掘機挖掘機PC2201管溝開挖及回填三、檢測設(shè)備1地下管線探測儀RD 400PXL2/PDL21臺地下障礙物探測四、其它機具1污水泵DN1001臺排水2發(fā)電機15kw1臺提供電源6.2工程用料表二：主要材料規(guī)格

17、統(tǒng)計表序號材料名稱規(guī)格數(shù)量1高壓柔性復(fù)合管 PN16Mpa 57*8.51200m2高壓柔性復(fù)合鋼制接頭PN16Mpa 57*8.525個3普通焊接鋼管89×470m7.勞動組織及HSE管理7.1勞動力組織表三：勞動力組織統(tǒng)計表序號職務(wù)人數(shù)備注1項目經(jīng)理12項目副經(jīng)理13項目總工14質(zhì)保工程師15技術(shù)員1兼資料員6質(zhì)量員17安全員18材料員1施工隊長19測量工110操作工1011司 機812后勤服務(wù)人員27.2.HSE管理7.2.1 HSE管理方針：安全第一，預(yù)防為主，全員動手，綜合治理，改善環(huán)境，保護健康，科學(xué)管理，持續(xù)發(fā)展。7.2.2 HSE管理目標(biāo)努力實現(xiàn)無事故、無污染、無人身

18、傷害、不破壞環(huán)境，創(chuàng)一流的HSE業(yè)績。7.2.3項目HSE管理機構(gòu)。項目部HSE管理委員會HSE 監(jiān) 督 員作業(yè)組（隊）HSE管理小組各作業(yè)班長HSE義務(wù)監(jiān)督員7.2.4施工安全措施：對復(fù)合管道連接的操作工人進行專門的訓(xùn)練和安全教育。設(shè)置值班車和值班電話。試壓過程中，安全人員負責(zé)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素立即整改?，F(xiàn)場施工人員必須聽從統(tǒng)一指揮，做到分工明確，各把一關(guān)。8.質(zhì)量要求8.1質(zhì)量方針和目標(biāo)8.1.1質(zhì)量方針：遵守規(guī)范，技術(shù)求精，心正品良，忠誠用戶。8.1.2質(zhì)量目標(biāo)：管道現(xiàn)場接口一次合格率98%以上。工程材料質(zhì)量合格率100%。投產(chǎn)試運一次成功。8.1.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：施工過程嚴格按石油天然氣工業(yè)用柔性復(fù)合高壓輸送管SY/T 6716-2008和工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB50235-97執(zhí)行執(zhí)行9.效益分析9.1柔性復(fù)合高壓輸送管由于管體柔軟，在實際鋪設(shè)的過程中可以因勢力導(dǎo)，有效減少地質(zhì)斷層、地質(zhì)裂縫、黃土濕陷、采空區(qū)等災(zāi)害對于油氣管道的損害。同時大大減少了彎頭的使用，對工程的施工速度得到很好的提高。 9.2柔性復(fù)合高壓輸送管生產(chǎn)的管道，單根長度根據(jù)要求來確定管體的長度，長度可達數(shù)百米，安裝快捷方便，大大降低了工人的勞動強度，縮短了施工周期。 9.3減少了鋼管管材焊接費、探傷費、補口費、防腐費，