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(qiáng)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(zhǎng)等特點(diǎn)的一種石油天然氣工業(yè)用管件?？捎行Ы鉀Q金屬管道易腐蝕的問(wèn)題, 同時(shí)克服了非金屬管道耐腐不耐壓、機(jī)械性能差的缺陷, 尤其在埋地管道工程中優(yōu)勢(shì)更大。符合國(guó)際社會(huì)中提倡的環(huán)境保護(hù)號(hào)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(jìn)，可重復(fù)使用，合理利用場(chǎng)地。減少浪費(fèi)，改善環(huán)境，降低成本，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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

2、3月。我公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(xiàn)采用柔性復(fù)合管，雖然該產(chǎn)品目前已被大慶油田、長(zhǎng)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(xiàng)目為局重點(diǎn)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(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和技師組成的攻堅(jiān)小組，攻克難題。我們首先參閱了中華人民共和國(guó)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(guò)程當(dāng)中的一些經(jīng)驗(yàn)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(xiě)了本工法。以期對(duì)以后的類(lèi)似工程的施工提供幫助和參考。2 . 特點(diǎn)

3、復(fù)合管之間通過(guò)管件連接起來(lái)。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(zhǎng)期工作溫度不大于110C ,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(lèi)型的管徑和用途不一樣，公稱(chēng)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(shù)脂、增強(qiáng)纖維絲、增強(qiáng)鋼絲繩。高壓柔性復(fù)合管由內(nèi)芯管、增強(qiáng)層、外保護(hù)層組成。內(nèi)芯管為硅烷交聯(lián)高密度聚乙烯管，增強(qiáng)層為芯管上編織或纏繞的增強(qiáng)纖維絲或鋼絲純，各增強(qiáng)纖維層之間內(nèi)芯管采用粘結(jié)劑粘結(jié)

4、，外包層為聚合物合 金防腐保護(hù)層，具體情況見(jiàn)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(diǎn)：鋼質(zhì)管一強(qiáng)度高；易腐蝕泄漏，壽命短，發(fā)生惡性事故屢見(jiàn)不鮮。圖1鋼骨架塑料管-可承受高壓；存在嚴(yán)重的腐蝕和剝離現(xiàn)象，對(duì)溫度的適 應(yīng)性和氣密性差。玻璃鋼管一耐腐蝕、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(zhǎng)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(diǎn)，又具有耐腐蝕、耐高

5、溫特點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范 圍，它為石油天然氣工業(yè)帶來(lái)革命性變化。(3)柔性壓力管較其他壓力管線(xiàn)更容易實(shí)現(xiàn)快速方便地安裝，因此在許多場(chǎng)合下都能節(jié)約安裝成本，特別是在管線(xiàn)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?yàn)檫@只需 安裝一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)的長(zhǎng)度，因此時(shí)間更節(jié)省，該管線(xiàn)在工廠是已預(yù)制好，可以 簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)安裝程序和后勤支持。(4)高壓柔性復(fù)合管是專(zhuān)門(mén)為油田使用設(shè)計(jì)的壓力管線(xiàn)，可用于給排水管 線(xiàn)、飲用水管線(xiàn)、油管線(xiàn)，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(xiàn)，化學(xué)品及污水管線(xiàn)，該產(chǎn)品還特別適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)惡劣環(huán)境，

6、 特別是高 溫和寒冷地區(qū)。具有低安裝成本的優(yōu)點(diǎn)。特別是在管線(xiàn)內(nèi)外都存在有腐蝕的情況 下，采用該種管線(xiàn)較其他管線(xiàn)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(xiàn)，則需要更多的消耗材料和人工，象鋪管，現(xiàn)場(chǎng)焊接加保護(hù)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(diǎn)5.1 工藝流程5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 管材、管件的驗(yàn)收貨運(yùn)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(duì) 管材進(jìn)行驗(yàn)收，先按要求檢查管材的質(zhì)量、管件的合格證，對(duì)管材的公稱(chēng)直徑、 壁厚、外觀及數(shù)量等作全面檢查。經(jīng)各家單位驗(yàn)收合格后方可將管子向

7、安裝現(xiàn)場(chǎng) 運(yùn)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(chǎng)場(chǎng)地平坦，場(chǎng)地內(nèi)不可有尖銳石子，不 可滾動(dòng)，管道應(yīng)存放在平地或管架上，一般按照堆疊的方式進(jìn)行存放，堆疊的高度嚴(yán)格控制在1.52 m,防止坍塌、滑落。同時(shí)也不宜長(zhǎng)時(shí)間在日光下曝 曬，容易加速老化。5.2.3 測(cè)量放線(xiàn)測(cè)量放線(xiàn)工序流程圖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(jìn)行。作業(yè)帶采用挖掘機(jī)或推土機(jī)進(jìn)行 平整、掃線(xiàn)，對(duì)沿途溝坎進(jìn)行平整。對(duì)于沿線(xiàn)經(jīng)過(guò)的灌溉水渠，采用予埋涵管、 覆土的辦法進(jìn)行保護(hù)。拆除構(gòu)筑物，沿途經(jīng)過(guò)的樹(shù)木、苗圃、果園采用單斗挖掘機(jī)進(jìn)行砍伐清理，推土機(jī)進(jìn)行填土掃平。滿(mǎn)足運(yùn)管及施工設(shè)備的通行

8、。5.2.5 管溝開(kāi)挖在施工的過(guò)程中根據(jù)不同的地質(zhì)條件確定不同的開(kāi)挖斷面形式。在地質(zhì)條件好、無(wú)地下水、開(kāi)挖深度在1.5 m以?xún)?nèi)的地段開(kāi)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(kāi)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，管道上部也應(yīng)用沙土蓋住保護(hù)管道不受石塊的損傷。管道覆土深度 1.2 m 時(shí)穿越道路和地下構(gòu)筑物需加保護(hù)套管，工程中 所用鋼套管的規(guī)格比高壓柔性復(fù)合管

9、管材高兩個(gè)級(jí)別以上，如該工程中高壓復(fù)合 管的規(guī)格為（|）57X8.5,那么保護(hù)套管的規(guī)格為 89X4。如果管道覆土深度1. 2 m,可不加設(shè)套管。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境地質(zhì)條件，管溝 不做特別處理，只做整平、夯實(shí)即可。5.2.6 管材搬運(yùn)根據(jù)要求，公稱(chēng)內(nèi)彳小于100 mm長(zhǎng)度大于20 m的復(fù)合管可采用盤(pán)卷包裝， 但盤(pán)卷內(nèi)徑不得小于復(fù)合管內(nèi)徑的15倍。因此(|)57X8.5型的復(fù)合管，采用盤(pán) 卷包裝，盤(pán)卷內(nèi)徑最小為1.5 m吊具采用尼龍吊帶或吊繩， 不能采用鋼絲純； 吊帶綁扎宜采用人字形方法，晃繩牽引，且吊帶要綁扎嚴(yán)緊，防止過(guò)松引起 的打滑；吊裝時(shí)可單盤(pán)吊裝， 也可以多盤(pán)吊裝， 但一次不宜超過(guò)3盤(pán)；吊裝

10、作業(yè)要有專(zhuān)人指揮，不能無(wú)人指揮或多人指揮。復(fù)合管在車(chē)倉(cāng)內(nèi)采用盤(pán)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(yùn)時(shí)，不得拋摔 和劇烈撞擊； 運(yùn)輸過(guò)程中， 車(chē)速應(yīng)平穩(wěn)， 不宜過(guò)快。5.2.7 管道布置為了保證開(kāi)挖工作的順利進(jìn)行，采用先開(kāi)挖、后進(jìn)管的施工順序，為了避免過(guò)多的搬動(dòng)，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，將管道盡量放在地溝拐彎的外側(cè)。 5.2.8管道連接復(fù)合管與復(fù)合管之間需用管件進(jìn)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(jí)不同所選的方式也不同。D

11、N40(57X 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(shí)， 要配備絲扣聯(lián)結(jié)專(zhuān)用的潤(rùn)滑脂，防止 絲扣時(shí)間長(zhǎng)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(kāi)挖、無(wú)地下水的地 方。復(fù)合管的聯(lián)結(jié)見(jiàn)圖2。 15.2.9 管溝一次回填試壓后的管溝回填分為一次回填與二次回填， 試壓前的回填稱(chēng)為一次回填, 回填稱(chēng)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(gè)良好的作用體系。 施工過(guò)程應(yīng)盡 量使基槽

12、開(kāi)挖、管道安裝和管溝一次回填連續(xù)進(jìn)行， 尤其是安裝完畢后的管，應(yīng) 立即進(jìn)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(guò)程中，應(yīng)保護(hù)管道免受下落石塊、凍土或其他重物的沖擊，免受壓實(shí)設(shè)備的直接碰撞和其它潛在的破壞。先用細(xì)土回填至管頂部以上 200300 mm再用原土回填壓實(shí)。但回填時(shí)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(guò)程中接頭的檢查、整改。管溝回填時(shí)，應(yīng)從一端開(kāi)始至另一端結(jié)束，禁止采用從兩端開(kāi)始至中間結(jié)束的回填方式，避免復(fù)合管因扭曲無(wú)法下溝回填。水網(wǎng)段的復(fù)合管下溝時(shí)要用沙袋分段填壓，管溝回填應(yīng)及時(shí)，防止復(fù)合管受浮力上浮達(dá)

13、不到埋深要求。5.2.10 管道系統(tǒng)試壓試壓過(guò)程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，具體按 工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50235-97 執(zhí)行，除設(shè)計(jì)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(chǎng)對(duì)高壓柔性復(fù)合管分別按以下方法進(jìn)行試驗(yàn)：初始膨脹階段：管道長(zhǎng)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(duì)充滿(mǎn)水的復(fù)合管加壓時(shí)，復(fù)合管開(kāi)始膨脹。在壓力作用下復(fù)合管膨脹的過(guò)程中，前3 h 每一個(gè)小時(shí)補(bǔ)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(qiáng)度試壓：初始膨脹階段結(jié)束后，先進(jìn)行強(qiáng)度試壓壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5 倍（1.5*16MPa）,

14、穩(wěn)壓時(shí)間為3 h,無(wú)滲漏、無(wú)壓降、無(wú)明顯變形，則強(qiáng)度試壓合 格。密封試驗(yàn)：強(qiáng)度試壓合格。泄壓至設(shè)計(jì)壓力（16MPa進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，穩(wěn)壓時(shí)間為24 h ，無(wú)滲漏、無(wú)壓降、無(wú)明顯變形，則密封試驗(yàn)合格。以此為施壓合格。試壓時(shí)注意事項(xiàng)：a. 施工現(xiàn)場(chǎng)試壓必須是在復(fù)合管下溝一次回填后, 防止管道升壓時(shí)跳動(dòng), 尤其是氣試壓時(shí), 要注意施工安全。管道試壓時(shí)應(yīng)緩慢升壓，發(fā)現(xiàn)滲漏及時(shí)整改后再繼續(xù)試壓，直至升到管道設(shè)計(jì)壓力的1.25 倍。分段試壓時(shí)穩(wěn)壓后仔細(xì)檢查各接口、管段及附件，不滲漏為合格，切忌升壓過(guò)快引起爆裂。試壓中如有泄漏，不得帶壓修補(bǔ)，須卸壓后對(duì)泄漏處修理，修復(fù)后應(yīng)重新進(jìn)行試壓。b.水試壓完成后一定要對(duì)

15、復(fù)合管進(jìn)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(shí)對(duì)管溝進(jìn)行二次回填及地貌恢復(fù)，主要回填一次回填時(shí)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(kāi)挖時(shí)單獨(dú)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(jī)具設(shè)備及工程用料6.2 主要機(jī)具設(shè)備表一：主要機(jī)具設(shè)備統(tǒng)計(jì)表廳P設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量用途一、測(cè)量?jī)x器1全站儀SET20101臺(tái)測(cè)量放線(xiàn)2經(jīng)緯儀J2-11臺(tái)測(cè)量放線(xiàn)3水準(zhǔn)儀AL32251臺(tái)測(cè)量放線(xiàn)4

16、手持GPSM3-Triton1臺(tái)測(cè)量放線(xiàn)二、管道施工專(zhuān)用機(jī)具1電焊機(jī)固定焊機(jī)1焊接2拖拉機(jī)上海-501拉運(yùn)焊機(jī)拉料3拖車(chē)151拉運(yùn)材料4吊車(chē)8噸1吊裝材料5客貨車(chē)2噸1值班6管鉗914 mm2安裝7拖車(chē)30T2臺(tái)班拉運(yùn)挖掘機(jī)挖掘機(jī)PC2201管溝開(kāi)挖及回填三、檢測(cè)設(shè)備1地下管線(xiàn)探測(cè)儀RD 400PXL2/PDL21臺(tái)地下障礙物探測(cè)四、其它機(jī)具1污水泵DN1001臺(tái)排水2發(fā)電機(jī)15kw1臺(tái)提供電源6.3 工程用料表二：主要材料規(guī)格統(tǒng)計(jì)表廳P材料名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量1高壓柔性復(fù)合管PN16Mpa157*8.51200m2高壓柔性復(fù)合鋼制接頭PN16Mpa157*8.525個(gè)3普通焊接鋼管 89X470m7

17、 .勞動(dòng)組織及HSEf理7.2 勞動(dòng)力組織表三：勞動(dòng)力組織統(tǒng)計(jì)表廳P職務(wù)人數(shù)備注1項(xiàng)目經(jīng)理12項(xiàng)目副經(jīng)理13項(xiàng)目總工14質(zhì)保工程師15技術(shù)貝1兼資料員6質(zhì)量員17安全員18材料員1施工隊(duì)長(zhǎng)19測(cè)量工110操作工1011司機(jī)812后勤服務(wù)人員27.3 .HSE 管理7.2.1 HSE管理方針：安全第一，預(yù)防為主，全員動(dòng)手，綜合治理，改善環(huán)境，保護(hù)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(shí)現(xiàn)無(wú)事故、無(wú)污染、無(wú)人身傷害、不破壞環(huán)境，創(chuàng)一流的HSE業(yè)績(jī)。7.2.3 項(xiàng)目HSE管理機(jī)構(gòu)。7.2.4 施工安全措施：對(duì)復(fù)合管道連接的操作工人進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的訓(xùn)練和安全教育。設(shè)置值班車(chē)和值班電話(huà)。試壓

18、過(guò)程中，安全人員負(fù)責(zé)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素立即整改?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員必須聽(tīng)從統(tǒng)一指揮，做到分工明確，各把一關(guān)。8 .質(zhì)量要求8.2 質(zhì)量方針和目標(biāo)8.2.1 質(zhì)量方針：遵守規(guī)范，技術(shù)求精，心正品良，忠誠(chéng)用戶(hù)。8.2.2 質(zhì)量目標(biāo)：管道現(xiàn)場(chǎng)接口一次合格率98犯上。工程材料質(zhì)量合格率100% 投產(chǎn)試運(yùn)一次成功。8.2.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：施工過(guò)程嚴(yán)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(yàn)收規(guī)范 GB50235-97執(zhí)行執(zhí)行9 .效益分析9.2 柔性復(fù)合高壓輸送管由于管體柔軟，在實(shí)際鋪設(shè)的過(guò)程中可以因勢(shì)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(duì)于油氣管道的損 害。同時(shí)大大減少了彎頭的使用，對(duì)工程的施工速度得到很好的提高。9.3 柔性復(fù)合高壓輸送管生產(chǎn)的管道，單根長(zhǎng)度根據(jù)要求來(lái)確定管體的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米，安裝快捷方便，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了施工周期。9.4 減少了鋼管管材焊接費(fèi)、探傷費(fèi)、補(bǔ)口費(fèi)、防腐費(fèi)，能夠得到比較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。10