大型定向鉆穿越監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)的問題及處理措施

大型定向鉆穿越監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)的問題及處理措施

中國從國內(nèi)外進(jìn)口的液化天然氣（lkg）從陸地運(yùn)輸?shù)礁劭?，通過管道運(yùn)輸?shù)接猛?。這是中國東南部沿海地區(qū)解決能源短缺問題的新方式。長輸管道作為長距離輸送流體介質(zhì)的一種運(yùn)輸載體在輸送LNG方面有著無可替代的優(yōu)勢。本文就長輸管道定向鉆穿越監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)的若干問題以及處理措施進(jìn)行專項(xiàng)的闡述和探討。1大型定向鉆穿越工程2006年12月開始介入監(jiān)檢工作至今,一我們負(fù)責(zé)監(jiān)檢的施工項(xiàng)目已全部完成,監(jiān)檢報(bào)告初步整理完成。本文中涉及的大型穿越管段設(shè)計(jì)參數(shù)如下:設(shè)計(jì)壓力:7.5MPa;設(shè)計(jì)溫度:常溫;管道規(guī)格:Φ711;管道材質(zhì):L450直縫鋼管;強(qiáng)度試驗(yàn):16.88MPa,保壓4h;嚴(yán)密性試驗(yàn):7.5MPa,保壓24h;線路長度:908m、1275m、1319m共三段;防腐層:3PE聚乙烯。本文所涉及的三個(gè)大型定向鉆穿越工程的共同特點(diǎn)為:采用目前國際領(lǐng)先的導(dǎo)向孔對穿技術(shù),穿越兩端采用兩臺鉆機(jī)相對鉆孔,鉆桿在穿越段中央底部高精度對接,多次擴(kuò)孔后將預(yù)制好的防腐管段回拖完成穿越;預(yù)制管段在地表進(jìn)行組焊、無損檢測、防腐和水壓試驗(yàn),回拖后附加一次嚴(yán)密性水壓試驗(yàn)。對穿越管段進(jìn)行防腐層防腐、犧牲陽極和強(qiáng)制電流三重保護(hù)。三個(gè)穿越也各有不同:洛陽江穿越(908m)和晉江穿越(1319m)為河流穿越,云鹿路穿越(1275m)為繁華市區(qū)地下穿越。晉江穿越采用一整段防腐管一次回拖方式、云鹿路穿越長短兩段管段先后回拖和連接;洛陽江穿越則采用了四段等長管段先后回拖、連接的方式進(jìn)行施工,這種方法在國內(nèi)乃至國際管道穿越施工中都很少見。2大型定向開挖和穿越施工中的一些問題2.1對定坑段進(jìn)行訴訟本次工程地點(diǎn)為福建東南沿海泉州市,穿越地點(diǎn)為城市人口密集區(qū)、河流兩岸。施工過程中存在很多交通管制和征地問題。因此在有限的施工場地展開大型定向鉆穿越設(shè)備和預(yù)制管段存在一定的難度。例如,洛陽江定向鉆穿越,穿越長度為908m,兩岸為民房、公路和鐵路,穿越設(shè)備進(jìn)場展開困難,現(xiàn)場無足夠長度的空地?cái)[放組焊管段。經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、監(jiān)檢單位、施工單位和設(shè)計(jì)單位共同研討,筆者單位提供的穿越方式改為四接一的穿越方法,即在有限的場地上并排組焊四條200多米等長管段,回拖過程中再進(jìn)行連接。此項(xiàng)方案被與會的多方單位所接受。因地質(zhì)條件復(fù)雜且不穩(wěn)定,河床下部擴(kuò)好的回拖孔有被散落巖石封堵的可能性,所以擴(kuò)孔完成后回拖時(shí)間是定向鉆穿越的一個(gè)重要控制點(diǎn)。具備回拖條件后應(yīng)盡快連續(xù)回拖,第一根管段拖入后現(xiàn)場與第二根組對焊接、無損檢測及防腐,如此三次完成整個(gè)回拖過程。這樣無形中增加了施工難度和風(fēng)險(xiǎn),給施工和監(jiān)檢工作提出更大的考驗(yàn)。2.2按焊接工藝進(jìn)行焊接根據(jù)相關(guān)規(guī)程規(guī)范,本工程要求施工單位做好焊接工藝評定、編制好焊接工藝、施工過程嚴(yán)格按焊接工藝施焊,對施焊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),如雨天或大風(fēng)天必須采取有效防護(hù)措施才能進(jìn)行焊接。檢測標(biāo)準(zhǔn)及檢測標(biāo)準(zhǔn)目前長輸管道焊接質(zhì)量現(xiàn)場檢驗(yàn)主要包括宏觀檢測、無損檢測、水壓試驗(yàn)、致密性試驗(yàn)。本次工程穿越管段均采用100%射線無損檢測加上100%超聲無損檢測,檢測標(biāo)準(zhǔn)SY/T4019—2005,射線檢測Ⅱ級合格,超聲檢測Ⅰ級合格。常規(guī)焊口射線檢測利用管道爬行器內(nèi)透、周向曝光,而各管段連接接頭不便內(nèi)透,采用外透多次曝光方法。未采取防護(hù)措施,對焊縫進(jìn)行焊接現(xiàn)場監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)施工機(jī)組為趕進(jìn)度曾在陣雨天氣下冒雨進(jìn)行現(xiàn)場焊接,未采取有效防護(hù)措施。也多次發(fā)現(xiàn)焊接外觀質(zhì)量問題,如咬邊和內(nèi)凹的現(xiàn)象、焊縫余高超標(biāo)等。及時(shí)向施工單位、監(jiān)理單位提出,把存在問題及時(shí)處理。2.3溫度對管道壓降的影響外觀檢測和無損檢測均合格后方可進(jìn)行水壓試驗(yàn)。本工程穿越管段水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為壓降不大于試驗(yàn)壓力的百分之一且不大于0.1MPa。穿越管段穿越前不同于埋地管道,水壓試驗(yàn)時(shí)位于地表,受環(huán)境溫度影響大,管內(nèi)試驗(yàn)用水溫度變化引起的壓力變化明顯,在環(huán)境溫度下降較大時(shí)很難保證壓降要求。筆者認(rèn)為穿越管段水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)要求過于嚴(yán)格。2.4穿越管段質(zhì)量檢測防腐層施工穿越管段要比普通管線嚴(yán)格,它采用加強(qiáng)級防腐層和補(bǔ)口回拖前方防護(hù)套保護(hù)等方式加強(qiáng)防護(hù)。由于大型穿越管段深埋于河流公路等地下深處,穿越后無法開挖檢查和維護(hù),所以穿越管段回拖前和回拖過程中的防腐質(zhì)量檢測尤為重要。因定向鉆施工工期較長,各工序銜接有時(shí)間差,已完成的防腐管段在烈日下長時(shí)間曝曬、風(fēng)吹雨淋,引起多處補(bǔ)口補(bǔ)傷翹邊、剝離。雖然回拖過程中施工單位采用了膨潤土編織袋、橡膠輪導(dǎo)軌保護(hù)以及浮托等措施,但回拖過程中防腐層刮傷還是難以避免,本次安裝監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)的防腐層回拖刮傷最長達(dá)1200mm,深及金屬本體。2.5穿越管段間隙變化導(dǎo)向孔施工和管線回拖是大型定向鉆穿越的關(guān)鍵工序。主要的關(guān)鍵控制點(diǎn)為設(shè)計(jì)曲線與導(dǎo)向孔的實(shí)際誤差、擴(kuò)孔直徑與穿越管段間隙(直徑差)是否滿足要求以及連續(xù)回拖的時(shí)間控制等等。大型定向鉆穿存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性,如不能一次回拖成功,穿越管段卡在導(dǎo)向孔內(nèi),不能退回,結(jié)果就是所有穿越施工徹底失敗,只能選擇另外的穿越點(diǎn)重新施工。不但施工單位需要承受巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也影響到整個(gè)工程的施工進(jìn)度。3監(jiān)檢方法和設(shè)備深入施工現(xiàn)場,了解問題產(chǎn)生的原因,積極與設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位和建設(shè)單位交流,從根本上解決問題。監(jiān)檢過程中主要采用與施工技術(shù)人員交流、現(xiàn)場施工檢查、外觀檢查和利用各種設(shè)備和技術(shù)手段檢測安裝質(zhì)量等監(jiān)檢方法。分別利用超聲波無損檢測、防腐層測厚、防腐層電火花檢漏和現(xiàn)場照像等技術(shù)手段確保監(jiān)檢的客觀性和科學(xué)性。3.1單位內(nèi)部的制問題處理,提高設(shè)計(jì)的方便借助地方政府支持優(yōu)勢,筆者單位出面參與征地和交通管制問題處理,盡可能為施工單位提供便利。同時(shí)嚴(yán)格審查施工方案,以及現(xiàn)場確認(rèn)施工方案的執(zhí)行情況,并以現(xiàn)場照片、程序文件復(fù)印件和現(xiàn)場監(jiān)檢記錄等方式保存監(jiān)檢見證。3.2獲得合格的轉(zhuǎn)換重新劃分筆者單位組織Ⅲ級無損檢測人員對無損檢測公司的射線底片進(jìn)行100%復(fù)查,從而確認(rèn)焊接質(zhì)量。參加本次LNG工程的所有焊工都是持雙證的,即同時(shí)持有質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)的焊工證和建設(shè)單位統(tǒng)一考核合格的資格證。焊接過程和焊接質(zhì)量的問題主要原因是施工條件復(fù)雜、焊工麻痹大意、趕工期和焊接現(xiàn)場質(zhì)檢不嚴(yán)造成的。通過對焊接現(xiàn)場檢驗(yàn)和焊接檢驗(yàn)記錄的監(jiān)控,以現(xiàn)場技術(shù)交流和書面聯(lián)絡(luò)單的形式不斷督促施工單位項(xiàng)目部、現(xiàn)場質(zhì)檢和監(jiān)理,提高技術(shù)主管和現(xiàn)場技術(shù)工人保證焊接質(zhì)量的重視度。對于回拖過程中的焊接施工則采取全程跟蹤的方式監(jiān)檢,對焊接過程和焊接質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)。3.3試驗(yàn)過程控制情況當(dāng)穿越管段水壓試驗(yàn)時(shí),置于地表的情況要求施工單位定時(shí)記錄管壁或是管內(nèi)水溫和相應(yīng)的管內(nèi)壓力。到場監(jiān)檢時(shí)檢查現(xiàn)場溫度和壓力記錄,并復(fù)核檢測數(shù)據(jù)。實(shí)際測量和記錄壓力試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)的技術(shù)數(shù)據(jù)。對于強(qiáng)度試驗(yàn),檢查管體表面,如無泄漏變形和異常聲響,由實(shí)測溫度變低引起的少量超標(biāo)壓降也應(yīng)視為合格;嚴(yán)密性試驗(yàn)如出現(xiàn)溫度降低引起的壓降不合格時(shí),可適當(dāng)延長試驗(yàn)時(shí)間,等待溫度回升。水壓試驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn)人員必須到場,在施工隊(duì)自檢合格的前提下確認(rèn)水壓試驗(yàn)是否具備條件、試驗(yàn)程序是否符合要求以及壓降是否合格。其中水壓試驗(yàn)前提條件包括試驗(yàn)過程中管內(nèi)局部最大壓力是否小于90%σs、試壓長度是否小于等于30km、試驗(yàn)用水是否符合要求以及安全防護(hù)和試驗(yàn)用檢測設(shè)備是否齊備、合格等。3.4質(zhì)量檢測監(jiān)督檢驗(yàn)防腐管段回拖前進(jìn)行防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷和管段本體防腐的宏觀檢查,并進(jìn)行防腐層測厚和電火花檢測抽檢,從而確保預(yù)制管段防腐質(zhì)量?；赝线^程中的防腐施工過程和防腐質(zhì)量檢驗(yàn)則采取全程跟蹤的形式?，F(xiàn)場監(jiān)檢防腐施工過程和防腐質(zhì)量是否符合規(guī)范要求,核查施工單位的各項(xiàng)檢測結(jié)果。對于回拖過程中產(chǎn)生的刮傷等缺陷應(yīng)確保及時(shí)發(fā)現(xiàn),馬上處理合格后方可繼續(xù)回拖。3.5技術(shù)誤差分析全程關(guān)注定向鉆穿越的鉆孔、對接和擴(kuò)孔施工。回拖前核查設(shè)計(jì)曲線與導(dǎo)向孔的實(shí)際誤差、擴(kuò)孔直徑與穿越管段間隙(直徑差)等是否滿足設(shè)計(jì)要求?；赝贤瓿珊髮κ┕挝皇┕び涗浐妥詸z合格記錄等進(jìn)行存檔,為長輸管道的定期檢驗(yàn)提供技術(shù)支持。4施工過程的溝通從以上監(jiān)檢