燃气管道水平定向钻穿越线路设计
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中图分类号 : TU996 文献标识码 : B 文章编号 : 1000 - 4416 (2008) 01 - 0B10 - 03
D esign of Crossing L ine of Ga s P ipeline w ith Hor izon ta l D irectiona l D r illing
第 6章 (燃气输配管网系统可靠性评价 ) :对燃气管网配置与结构需有全景的分析和评价 ,包括结构的 合理性 、经济的优化和功能的可靠性 。燃气管网可靠性问题最有实用意义的是供气的可靠性 ,是一种燃气管 网性能的评价技术 。作为其度量的供气可靠度是指管网具有的一定概率的供气能力 。该章系统推导了管网 供气可靠度的计算公式 ,并将维修率因素考虑进来 。除介绍基于故障时操作运行的减供量计算方法外 ,还提 出了便于实用的基于水力分析的减供量计算方法 ,同时讲述了适于特定用户管网可靠性分析的 FTA 方法 。
范 》( SY / T 4079—1998) 。 ⑩ 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准 》
( SY / T 0413—2002) 。 λϖ 《涂 装 前 钢 材 表 面 预 处 理 规 范 》( SY / T
0407—97) 。 λω 《现场设备 、工业管道焊接工程施工及验
收规范 》( GB 50236—98) 。
·B 11·
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 28卷 第 1期
煤 气 与 热 力
www. watergasheat. com
根据近年来的实践经验 ,总结出水平定向钻常 见的设计线路见图 3。
图 3 燃气管道水平定向钻常见设计线路断面
主要参数及技术条件如下 [ 3 ] : ① 入土角 α一般控制在 9°～12°,最大不超 过 18°。 ② 出土角 β一般控制在 4°～8°。 ③ 入钻点之后的直线段长度 L1 ≥20 m。 ④ 曲线段的曲率半径 R 大于等于 1 500倍公 称直径 ,且最小曲率半径不应小于 300 m。 ⑤ 水平段最小长度 L2 ≥10 m ,因为一般比较 大型的定向钻穿越的钻杆常用 10 m 钻杆 ,水平长度 取大于等于钻杆长度 。 ⑥ 宜穿越的地质条件为黏土 、亚黏土 、粉砂 、 中砂层 。 ⑦ 防腐层防腐等级为加强级 。 ⑧ 场地要求 :入钻点 、出钻点要求离开河流的 常年水位水边线 50 m 以外 。入钻点场地要能安装 钻机和蓄水池及泥浆池 ,可取 25 m ×25 m。出钻点 要有组管场地 ,当组管场地不够时可采用“2 接 1 ” (管道分 2次进行回拖 )或“3接 1”(管道分 3次进 行回拖 )的方式进行 。
穿越管段防腐采用 3 层 PE加强级防腐 [ 4 ] 。管 体表面用喷砂除锈 ,除锈等级达到 Sa2. 5级的要求 , 再采用双组分无溶剂环氧涂料打底 ,干膜厚度 ≥200 μm ,然后包覆定向钻工艺专用的聚乙烯热收缩套防 腐 。采取电火花检漏 ,检漏电压为 15 kV。
6 结语
随着科学技术的发展 ,目前国外著名的钻机制 造商可提供商品化的轨迹规划设计软件 。通过采集 所需的全部信息 ,利用计算机进行最优化钻孔轨迹 设计 ,大大提高了水平定向钻轨迹设计的科学性和 设计效率 。
参考文献 :
[ 1 ] 徐至钧. 管道工程设计与施工手册 [M ]. 北京 : 中国 石化出版社 , 2006.
[ 2 ] 刘延智. 钢质燃气管道非开挖穿越河流工程实例 [ J ]. 煤气与热力 , 2006, 26 (8) : 4 - 6.
[ 3 ] 赵岚. 水平定向钻在钢质燃气管道施工的应用 [ J ]. 煤气与热力 , 2005, 25 (5) : 49 - 51.
×7. 9,设计压力为 0. 4 M Pa,穿越管段管材采用高 频直缝电阻焊钢管 ,材质为 L415。仑头海的入钻角 为 10°14′, 出钻 角为 7°22′。官洲 河 的 入 钻 角 为 10°, 出钻角为 7°。水平段埋深最浅处大于 7 m。 管道焊接采用下向焊焊接工艺 (手工电弧焊 ) ,焊条 选择 AW S E7010G 纤 维 素 焊 条 , 焊 条 直 径 为 3. 2 mm。管道焊缝应在 100%外观检查合格后 , 进行 100%射线探伤 ,探伤按《钢熔化焊对接接头射线照 相和质量分级 》( GB 3323—2005)的规定 , Ⅱ级为合 格。
·书讯 ·
《燃气输配工程分析 》介绍 (续 1)
中国市政工程华北设计研究院严铭卿主著的《燃气输配工程分析 》一书 ,于 2007年 8月由石油工业出 版社 ( http: / /www. petropub. com. cn)出版发行 。
我国的燃气工业正逐步进入以天然气为主导气源的新阶段 。由于燃气工业的注意力转向了天然气工 业 ,相应地燃气输配工程也是以天然气输配工程为中心 。在这种工程技术背景下 ,该书叙述和讨论的范围包 括一般的燃气输配工程技术系统 ,但核心内容基于天然气输配工程技术系统 。该书由田贯三 、宓亢琪 、周伟 国 、展长虹 、顾安忠 、郭揆常 、谭羽非共同撰写 ,着重对燃气学科技术理论和输配工程基础前沿的课题内容进 行了介绍 ,全书分为 16章 。
sign parameters and technical conditions of crossing line w ith horizontal directional drilling are discussed. An examp le of the line design w ith horizontal directional drilling is given. Key words: horizontal directional drilling; crossing engineering; line design
2 应遵守的主要规范
① 《城镇燃气设计规范 》( GB 50028—2006) 。 ② 《城 镇 燃 气 输 配 工 程 施 工 及 验 收 规 范 》 (CJJ 33—2005) 。 ③ 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 1部分 : A 级钢管 》( GB / T 9711. 1—1997) 。 ④ 《输气管道设计规范 》( GB 50251—2003) 。 ⑤ 《输油输气管道工程线路工程施工及验收
1 概述
水平定向钻敷管技术是一种现代非开挖敷设管 道的施工新技术 [ 1、2 ] ,主要用于各种管道穿越河流 、 公路 、铁路等障碍物 。水平定向钻的基本原理是 :按 预先设定的轨迹钻一个小直径导向孔 ,随后在导向 孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔 ,当扩孔 达到要求后 ,在扩孔器的后端连接旋转接头 、拉管头 和管道 ,回拉敷设地下管道 。下面对燃气管道水平 定向钻穿越设计进行探讨 。
④ 穿越通航的水域时 ,必须取得航道主管部 门的批准 。航道部门一般要求地形图的测量范围是 穿越段两端 (上 、下游 )各大于 300 m;标高要求采用 珠基水系标高 (广东省航道部门的要求 ) ,坐标要求 采用北京坐标系 ;断面图上要反映出航道的位置及 宽度 。 3. 2 地质钻探孔布置及深度
设计人员应绘制地质钻探孔布置图 ,提供给地 质钻探单位 ,地质钻探单位根据地质钻探孔布置图 进行地质钻探 。《原油和天然气输送管道穿跨越工 程设计规范 穿越工程 》( SY / T 0015. 1—98)第 3. 5. 4条规定 ,如采用定向钻 、顶管或隧道敷设穿越 , 地质钻探孔应交叉布置在穿越管段中线两侧 ,距中 线 50 m。
根据以上规定 ,在实践中我们对地质钻探孔的 密度进行适当加密 。某工程定向钻穿越河流的地质 钻探孔按图 1布置 ,另一工程水平定向钻穿越陆地 的地质钻探孔按图 2布置 。
图 1 水平定向钻穿越河流的地质钻探孔平面布置
图 2 水平定向钻穿越陆地的地质钻探孔平面布置
4 水平定向钻施工图线路的设计
水平定向钻施工图线路的设计是根据工程要 求 、工程地质报告的结果 、地下障碍物的具体位置 , 设计出钻杆最佳钻孔路线 。
YAN G Q ing Abstract: The code that should be observed in crossing design of gas p ipeline w ith horizontal di2 rectional drilling is described. The requirement for the engineering survey and geological drilling, the de2
第 28卷 第 1期 2008年 1月
煤气与热力
GAS & HEAT
Vol. 28 No. 1 Jan. 2008
燃气管道水平定向钻穿越线路设计
杨 青
(广州市公用事业规划设计院 燃气设计所 , 广东 广州 510060)
摘 要 : 阐述了燃气管道水平定向钻穿越设计所需遵守的规范 ,论述了工程测量和地质钻探 的要求 、水平定向钻穿越线路的设计参数和技术条件 ,给出了水平定向钻线路设计的实例 。 关键词 : 水平定向钻 ; 穿越工程 ; 线路设计
⑨ 采用定向钻穿越的管段与直埋段的管段连 接需采用弯管或弯头 。
5 水平定向钻穿越设计实例
笔者设计的广州市仑头 —生物岛 —大学城燃气 主干管 ,管道全长为 3 200 m ,其中仑头海 、官洲河 2 处为定向钻穿越 。仑头海穿越水平长度为 445 m , 官洲河穿越水平长度为 350 m ,设计管径为 D406. 4
[ 4 ] 李秋平. 燃气钢管三层结构 PE 防腐层的质量控制 [ J ]. 煤气与热力 , 2005, 25 (8) : 24 - 26.
作者简介 :杨青 ( 1965 - ) , 男 , 广东惠东人 , 工 程师 , 大学 , 从事燃气工艺设计工作 。
电话 : (020) 8766896转 8007 E - ma il: yqwyy183@163. com 收稿日期 : 2006 - 06 - 28; 修回日期 : 2007 - 01 - 12
《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范 》 ( SY / T 4079—1998)附录 C. 01规定 ,地质钻探孔应 沿穿越管道的轴线两侧布置 ,一般孔距为 100 m ,每 排孔与穿越管道轴线距离为 20 ～30 m。若钻探孔 中发现地质情况复杂难以判断土质变化 ,应酌情增 加钻探孔密度 。地质钻探孔深度应大于管道敷设深 度 10 m ,一般取河床底或道路路面下 20 m。
www. watergasheat. com
杨 青 :燃气管道水平定向钻穿越线路设计
第 28卷Βιβλιοθήκη Baidu 第 1期
② 断面图 (竖向 1∶100或 1∶200,纵向 1∶500 或 1∶1 000) 。
③ 地下管道的物探资料 ,物探结果要求反映 到断面图上 。一般要求物探的范围是穿越管段四周 50～100 m 范围 。地下管道物探主要了解有关地下 已有管道和其他埋设物的位置 ,为设计钻进轨迹提 供依据 。物探方法按定位原理分为电磁法 、直流电 法 、地震波法和红外辐射法等 。
规范 》( SY 0401—1998) 。 ⑥ 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件
第 2部分 : B 级钢管 》( GB / T 9711. 2—1997) 。 ⑦ 《聚 乙 烯 燃 气 管 道 工 程 技 术 规 程 》( CJJ
63—95) 。 ⑧ 《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计
规范 穿越工程 》( SY / T 0015. 1—98) 。 ⑨ 《石油天然气管道穿越工程施工及验收规
3 工程测量 、地质钻探的要求
3. 1 工程测量单位应提供的资料 ① 平面地形图 (1∶500或 1∶1 000) 。
·B 10·
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
D esign of Crossing L ine of Ga s P ipeline w ith Hor izon ta l D irectiona l D r illing
第 6章 (燃气输配管网系统可靠性评价 ) :对燃气管网配置与结构需有全景的分析和评价 ,包括结构的 合理性 、经济的优化和功能的可靠性 。燃气管网可靠性问题最有实用意义的是供气的可靠性 ,是一种燃气管 网性能的评价技术 。作为其度量的供气可靠度是指管网具有的一定概率的供气能力 。该章系统推导了管网 供气可靠度的计算公式 ,并将维修率因素考虑进来 。除介绍基于故障时操作运行的减供量计算方法外 ,还提 出了便于实用的基于水力分析的减供量计算方法 ,同时讲述了适于特定用户管网可靠性分析的 FTA 方法 。
范 》( SY / T 4079—1998) 。 ⑩ 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准 》
( SY / T 0413—2002) 。 λϖ 《涂 装 前 钢 材 表 面 预 处 理 规 范 》( SY / T
0407—97) 。 λω 《现场设备 、工业管道焊接工程施工及验
收规范 》( GB 50236—98) 。
·B 11·
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 28卷 第 1期
煤 气 与 热 力
www. watergasheat. com
根据近年来的实践经验 ,总结出水平定向钻常 见的设计线路见图 3。
图 3 燃气管道水平定向钻常见设计线路断面
主要参数及技术条件如下 [ 3 ] : ① 入土角 α一般控制在 9°～12°,最大不超 过 18°。 ② 出土角 β一般控制在 4°～8°。 ③ 入钻点之后的直线段长度 L1 ≥20 m。 ④ 曲线段的曲率半径 R 大于等于 1 500倍公 称直径 ,且最小曲率半径不应小于 300 m。 ⑤ 水平段最小长度 L2 ≥10 m ,因为一般比较 大型的定向钻穿越的钻杆常用 10 m 钻杆 ,水平长度 取大于等于钻杆长度 。 ⑥ 宜穿越的地质条件为黏土 、亚黏土 、粉砂 、 中砂层 。 ⑦ 防腐层防腐等级为加强级 。 ⑧ 场地要求 :入钻点 、出钻点要求离开河流的 常年水位水边线 50 m 以外 。入钻点场地要能安装 钻机和蓄水池及泥浆池 ,可取 25 m ×25 m。出钻点 要有组管场地 ,当组管场地不够时可采用“2 接 1 ” (管道分 2次进行回拖 )或“3接 1”(管道分 3次进 行回拖 )的方式进行 。
穿越管段防腐采用 3 层 PE加强级防腐 [ 4 ] 。管 体表面用喷砂除锈 ,除锈等级达到 Sa2. 5级的要求 , 再采用双组分无溶剂环氧涂料打底 ,干膜厚度 ≥200 μm ,然后包覆定向钻工艺专用的聚乙烯热收缩套防 腐 。采取电火花检漏 ,检漏电压为 15 kV。
6 结语
随着科学技术的发展 ,目前国外著名的钻机制 造商可提供商品化的轨迹规划设计软件 。通过采集 所需的全部信息 ,利用计算机进行最优化钻孔轨迹 设计 ,大大提高了水平定向钻轨迹设计的科学性和 设计效率 。
参考文献 :
[ 1 ] 徐至钧. 管道工程设计与施工手册 [M ]. 北京 : 中国 石化出版社 , 2006.
[ 2 ] 刘延智. 钢质燃气管道非开挖穿越河流工程实例 [ J ]. 煤气与热力 , 2006, 26 (8) : 4 - 6.
[ 3 ] 赵岚. 水平定向钻在钢质燃气管道施工的应用 [ J ]. 煤气与热力 , 2005, 25 (5) : 49 - 51.
×7. 9,设计压力为 0. 4 M Pa,穿越管段管材采用高 频直缝电阻焊钢管 ,材质为 L415。仑头海的入钻角 为 10°14′, 出钻 角为 7°22′。官洲 河 的 入 钻 角 为 10°, 出钻角为 7°。水平段埋深最浅处大于 7 m。 管道焊接采用下向焊焊接工艺 (手工电弧焊 ) ,焊条 选择 AW S E7010G 纤 维 素 焊 条 , 焊 条 直 径 为 3. 2 mm。管道焊缝应在 100%外观检查合格后 , 进行 100%射线探伤 ,探伤按《钢熔化焊对接接头射线照 相和质量分级 》( GB 3323—2005)的规定 , Ⅱ级为合 格。
·书讯 ·
《燃气输配工程分析 》介绍 (续 1)
中国市政工程华北设计研究院严铭卿主著的《燃气输配工程分析 》一书 ,于 2007年 8月由石油工业出 版社 ( http: / /www. petropub. com. cn)出版发行 。
我国的燃气工业正逐步进入以天然气为主导气源的新阶段 。由于燃气工业的注意力转向了天然气工 业 ,相应地燃气输配工程也是以天然气输配工程为中心 。在这种工程技术背景下 ,该书叙述和讨论的范围包 括一般的燃气输配工程技术系统 ,但核心内容基于天然气输配工程技术系统 。该书由田贯三 、宓亢琪 、周伟 国 、展长虹 、顾安忠 、郭揆常 、谭羽非共同撰写 ,着重对燃气学科技术理论和输配工程基础前沿的课题内容进 行了介绍 ,全书分为 16章 。
sign parameters and technical conditions of crossing line w ith horizontal directional drilling are discussed. An examp le of the line design w ith horizontal directional drilling is given. Key words: horizontal directional drilling; crossing engineering; line design
2 应遵守的主要规范
① 《城镇燃气设计规范 》( GB 50028—2006) 。 ② 《城 镇 燃 气 输 配 工 程 施 工 及 验 收 规 范 》 (CJJ 33—2005) 。 ③ 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第 1部分 : A 级钢管 》( GB / T 9711. 1—1997) 。 ④ 《输气管道设计规范 》( GB 50251—2003) 。 ⑤ 《输油输气管道工程线路工程施工及验收
1 概述
水平定向钻敷管技术是一种现代非开挖敷设管 道的施工新技术 [ 1、2 ] ,主要用于各种管道穿越河流 、 公路 、铁路等障碍物 。水平定向钻的基本原理是 :按 预先设定的轨迹钻一个小直径导向孔 ,随后在导向 孔出口端的钻杆头部安装扩孔器回拉扩孔 ,当扩孔 达到要求后 ,在扩孔器的后端连接旋转接头 、拉管头 和管道 ,回拉敷设地下管道 。下面对燃气管道水平 定向钻穿越设计进行探讨 。
④ 穿越通航的水域时 ,必须取得航道主管部 门的批准 。航道部门一般要求地形图的测量范围是 穿越段两端 (上 、下游 )各大于 300 m;标高要求采用 珠基水系标高 (广东省航道部门的要求 ) ,坐标要求 采用北京坐标系 ;断面图上要反映出航道的位置及 宽度 。 3. 2 地质钻探孔布置及深度
设计人员应绘制地质钻探孔布置图 ,提供给地 质钻探单位 ,地质钻探单位根据地质钻探孔布置图 进行地质钻探 。《原油和天然气输送管道穿跨越工 程设计规范 穿越工程 》( SY / T 0015. 1—98)第 3. 5. 4条规定 ,如采用定向钻 、顶管或隧道敷设穿越 , 地质钻探孔应交叉布置在穿越管段中线两侧 ,距中 线 50 m。
根据以上规定 ,在实践中我们对地质钻探孔的 密度进行适当加密 。某工程定向钻穿越河流的地质 钻探孔按图 1布置 ,另一工程水平定向钻穿越陆地 的地质钻探孔按图 2布置 。
图 1 水平定向钻穿越河流的地质钻探孔平面布置
图 2 水平定向钻穿越陆地的地质钻探孔平面布置
4 水平定向钻施工图线路的设计
水平定向钻施工图线路的设计是根据工程要 求 、工程地质报告的结果 、地下障碍物的具体位置 , 设计出钻杆最佳钻孔路线 。
YAN G Q ing Abstract: The code that should be observed in crossing design of gas p ipeline w ith horizontal di2 rectional drilling is described. The requirement for the engineering survey and geological drilling, the de2
第 28卷 第 1期 2008年 1月
煤气与热力
GAS & HEAT
Vol. 28 No. 1 Jan. 2008
燃气管道水平定向钻穿越线路设计
杨 青
(广州市公用事业规划设计院 燃气设计所 , 广东 广州 510060)
摘 要 : 阐述了燃气管道水平定向钻穿越设计所需遵守的规范 ,论述了工程测量和地质钻探 的要求 、水平定向钻穿越线路的设计参数和技术条件 ,给出了水平定向钻线路设计的实例 。 关键词 : 水平定向钻 ; 穿越工程 ; 线路设计
⑨ 采用定向钻穿越的管段与直埋段的管段连 接需采用弯管或弯头 。
5 水平定向钻穿越设计实例
笔者设计的广州市仑头 —生物岛 —大学城燃气 主干管 ,管道全长为 3 200 m ,其中仑头海 、官洲河 2 处为定向钻穿越 。仑头海穿越水平长度为 445 m , 官洲河穿越水平长度为 350 m ,设计管径为 D406. 4
[ 4 ] 李秋平. 燃气钢管三层结构 PE 防腐层的质量控制 [ J ]. 煤气与热力 , 2005, 25 (8) : 24 - 26.
作者简介 :杨青 ( 1965 - ) , 男 , 广东惠东人 , 工 程师 , 大学 , 从事燃气工艺设计工作 。
电话 : (020) 8766896转 8007 E - ma il: yqwyy183@163. com 收稿日期 : 2006 - 06 - 28; 修回日期 : 2007 - 01 - 12
《石油天然气管道穿越工程施工及验收规范 》 ( SY / T 4079—1998)附录 C. 01规定 ,地质钻探孔应 沿穿越管道的轴线两侧布置 ,一般孔距为 100 m ,每 排孔与穿越管道轴线距离为 20 ～30 m。若钻探孔 中发现地质情况复杂难以判断土质变化 ,应酌情增 加钻探孔密度 。地质钻探孔深度应大于管道敷设深 度 10 m ,一般取河床底或道路路面下 20 m。
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杨 青 :燃气管道水平定向钻穿越线路设计
第 28卷Βιβλιοθήκη Baidu 第 1期
② 断面图 (竖向 1∶100或 1∶200,纵向 1∶500 或 1∶1 000) 。
③ 地下管道的物探资料 ,物探结果要求反映 到断面图上 。一般要求物探的范围是穿越管段四周 50～100 m 范围 。地下管道物探主要了解有关地下 已有管道和其他埋设物的位置 ,为设计钻进轨迹提 供依据 。物探方法按定位原理分为电磁法 、直流电 法 、地震波法和红外辐射法等 。
规范 》( SY 0401—1998) 。 ⑥ 《石油天然气工业输送钢管交货技术条件
第 2部分 : B 级钢管 》( GB / T 9711. 2—1997) 。 ⑦ 《聚 乙 烯 燃 气 管 道 工 程 技 术 规 程 》( CJJ
63—95) 。 ⑧ 《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计
规范 穿越工程 》( SY / T 0015. 1—98) 。 ⑨ 《石油天然气管道穿越工程施工及验收规
3 工程测量 、地质钻探的要求
3. 1 工程测量单位应提供的资料 ① 平面地形图 (1∶500或 1∶1 000) 。
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