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反渗透纯水装置金属软接头:油气长输管道抢修.殊地区设备进场
浏览: 发布日期:2018-04-19

油气长输管道抢修.殊地区设备进场

李永鑫 李松琪2  刘少柱3  肖海峰1  赵迎波1

1 中*石油管道加格达奇输油气分公司

2 东北石油大学

3 中*石油管道公司

 

 
 
 
 
 
 

摘要:随着油气长输管道的快速发展,管道抢修技术越来越受到管道企业的重视;随之发展出各种各样的配套技术,以保障抢修作业适应不同的作业环境,控制各工序关键环节;设备进场是开展抢修作业的先决条件,在*般地区设备进场相对容易,而.殊地区抢修作业的设备进场则存在较大困难。例如,山地地区坡度较大,且由于岩石结构,无法大面积的修筑机场路;水网地区由于水、土的复合作用,使得进场路粘性大、湿陷性加强、或是水域过深淹没设备等等。针对上述现象,本文着重对*些存在范围广的.殊地区的设备进场进行讲解,主要包括针对山地、水网其中的稻田地、沟渠、深水地区、沼泽这几类.殊地区。

关键字:.殊地段;油气管道:抢修;设备进场

 

 

 

1 山地设备进场

在长输管道抢修过程中,经常遇到山地路段,由于坡度大,机械自身行走都必须修筑平台,根本无法拉运设备。尤其是在山地段坡度较大、转角较多的时候,其运、布设备工作难度更大,是制约抢修进度的*个重要因素。在这种情况下,通常是在山.设卷扬机,把设备固定在小车并放在滑道上,启动卷扬机将设备拖拽*山.。针对这*技术,我们从如下几个方面进行讲解:

1.1运输小车的制作

为了现场的简便易行,可将小汽车后桥的轴割断重新进行焊接,使两轮的间距缩短,以保证狭窄山地道路的通过性,从而制作成运、布设备的小车,俗称“炮车”。

“炮车”轴上用槽钢焊接*个钢架,在钢架上焊接*段角钢,再在角钢上铺设*层胶皮,见示意图1

图1 “炮车”制造示意图

1.2 钢丝绳的选用

钢丝绳是通过卷扬机并锚固于两端锚固体上。钢丝绳的布置形式*般是采用并行两根或单根敷设。两根对称平行布置于与炮车两侧,而单根对中与炮车中心连接。

钢丝绳的选择要充分考虑炮车与.重设备的总重以及卷扬机的功率。

1)钢丝绳破断拉力计算(*般可查表获得):

在缺少钢丝的公称抗拉强度数据,现场作业要求精确数值不高时,可采用经验公式估算:

Sb=520d²

式中 Sb——钢丝绳的估算破断拉力(N);

     d——钢丝绳的钢丝直径(mm);

式中Sb除以9.8为牛换算成公斤;另外还要除以相应的安全系数才是正常使用中的安全破断拉力数据。

注:结合钢丝绳的破断拉力计算是现场处置过程中钢丝绳规格选择的重要依据。

 

 

2)钢丝绳的连接

钢丝绳的使用较为普遍,无论是主索的就位、地锚绳的牵引都将使用到。在具体作业中还要将不同的钢丝绳相互连接,钢丝绳的连接方法*般分为卡接法和编接法。其中在应急处置作业现场卡接法使用较为普遍。

在卡接法连接钢丝绳时,应注意某*规格的钢丝绳要与相应规格的钢丝绳卡相配合,保证钢丝绳连接可靠时所必须使用的钢丝绳卡个数。

注:绳卡间距不应小于钢丝绳直径的6倍。是现场处置过程中钢丝绳连接紧固的重要注意事项。

1.3地锚的设计与选择

1)锚固体的选择

锚固体是塔架固定以及主索着力点的重要组成部分。根据现场环境.点可选择使用地锚、桩锚以及配重方式。这其中地锚的使用.为方便。

地锚是将锚桩埋设在土层中而成,引出牵引绳的倾斜度*般在30°—45°之间,引出牵引绳可与塔架或主索进行连接。为了使锚桩在土壤中保持稳定,必须对地锚的拔力和抗拉力进行计算。地锚的抗拔力是指地锚在受到外力垂直向上的分力作用下,锚桩抵抗向上滑移的能力。地锚的抗拉力是指地锚受外力水平向前分力的作用下,锚桩抵抗向前移动的能力。

图2 *般地锚计算示意图

2)*般地锚的抗拔力基计算:

Q1=10G+F=5(b+b1)HLT+μPcosα

为了保证锚桩在锚坑中有足够的稳定性,其抗拔力必须大于外力向上的垂直分力,即

Q1>K Psinα

式中   K——安全抗拔系数,*般取K=1.8-2.1

      F——外力的垂直分力即KPsinα。

3)*般地锚抗拉力的计算:

Q2=hLση

式中Q2——地锚的抗拉力(N);h——锚桩的高度(m);L——锚桩长度(m);

σ——锚桩在H深度时土壤允许的耐压力(Pa(可查表获得)

η——由于锚桩变形引起土壤耐压力的折减系数(可查表获得)。

抗拉力*定要大于外力的水平向前分力,这样才能保证锚桩在受力后不向前移动,即

Q2>Psinα

在上述两个计算公式中,土壤的单位容重、抗拔角、被动土抗力系数、材质间的滑动系数、作用在H米深土层上的允许耐压力、土壤允许耐压力折减系数及常用材料的许用应力均可通过查表获得。

在转角处加设滑轮进行运、布设备的方法,在长输管线坡度大、转角多的山地段,运用倒向滑轮进行运、布设备的方法,能够大大降低成本和劳动强度,缩短抢修时间。

2 水网地区设备进场

中*水资源丰富,存在形式多种多样,我们的长输管道在建设与运营过程中*避免的需要穿越大量的水网地区。在长输管道抢修作业中,*避免的需要大量解决水网地区的设备进场问题,下述文中对如下几类水网地区的设备进场进行介绍。

2.1 稻田地区抢修设备进场

采用挖掘机或推土机开始进场道路平整。水田中道路施工铺设道路宽度不小于3米(小型施工设备进场)。.先采用沙袋将水稻田铺平,然后在沙袋上方放置枕木,枕木上方放槽钢,在槽钢上铺设花纹钢板,花纹钢板两边采用钢桩固定。在距离花纹钢板两边按固定间距打出统*大小的孔,两花纹钢之间通过钢栓连接。铺设方式如下图:

图3 水稻田临时道路铺设示意图

利用自制爬犁装载抢修物资、设备,再用履带设备将爬犁拖进抢修现场,然后采用履带式吊装设备进行抢修。

对于爬犁无法通过区域,在目的区域设置地矛,然后采用绞盘将爬犁拖*抢修现场,采用履带式吊装设备进行抢修。

2.2 沟渠地区抢修设备进场

沟渠地区*般指水深小于3米,宽度小于30米。抢修时如必须通过沟渠,可采取临时铺设涵管的方式。.先在沟渠两岸采用沙袋和钢桩加固堤岸,中间放入水泥涵管,然后采用沙袋将水泥涵管缝隙填平,或上面纵向铺设枕木,枕木上铺设花纹钢板,遇稻田地区抢修设备进场类似。

图4 沟渠铺设涵管示意图

2.3深水地区抢修设备进场

对抢修现场水深进行测量后,在挖掘机、推土机无法经过情况下,可采取架设浮桥,宽度依据进场设备确定。浮桥方法大部分需要专业浮桥作为依托,常见的有充气式浮桥、箱式浮桥、滚筒式浮桥等。

1)浮箱式浮桥法

浮箱式浮桥包括两个以上的浮箱、在浮箱之间铺设的桥面板、牵引索、承重索和锚绳,浮箱与承重索之间连接有挂扣索,桥面板与浮箱固定连接,两个相邻的浮箱之间由扣锁相连接。浮桥施工方法包括:埋设砼锚和安装钢管;设置浮箱组,架设栏杆,铺设桥面板,搭建浮桥;拉绳索并固定绳索;定位浮箱及浮桥。采用浮箱搭建带桥面板和栏杆的浮桥,通过绳索式牵拉浮箱,能很好的满足小型江河及水库施工、.别是时间急迫时的抢灾运送人员和物资的要求,施工方法相对较简单,且便于装拆,成本也较低。详细计算请参阅《*种浮桥系统及浮桥施工方法》发明专利(专利号:2014101729998),浙江省隧道工程公司,刘刚,邢洪春等编著.

2)箱式铰接浮桥法

该方法需要.种设备箱式浮桥为依托,需要专业设备由10个箱式单元纵向铰接而成,浮桥长度30m,宽度6m,型深0.8m。如图3-11箱式铰接浮桥示意图:

 

箱式铰接浮桥示意图

箱式铰接单元为钢质整体式焊接结构,由主梁、横梁、纵梁、甲板、侧板等组成,材料多为高强度钢。架设方法*般采用吊装进行架设拼接。吊装架设时采用旋转架设法,.先吊车通过钢丝绳拉住上部板梁结构和下部承压箱侧面的吊环移*前*个单元端部下放;通过人工连接铰接接头,通过浮桥的架设,完成深水区的维抢修设备的进场。

2.4 沼泽地区设备进场

2.4.1 土石方填埋法

沼泽地的多数进场*般采取较简单的土石方填埋,铺设简单的临时道路,完成抢修设备的进场。土石方不便运输、铺设资源缺乏或是沼泽水含量较大的地区,无法采取本方法。

2.4.2 柔性路面铺设法(土工布)

土工布能够有效的稳定、限制发生位移,并能使作用在土壤的局部应力传递或分配到更大的面租上,增加土体和土工布之间的摩擦阻力,同时让水份通过,而有效地阻止土壤颗粒通过,从而防止土粒的流失而造成土体的破坏,土工布铺设在稻田地和沼泽地可以有效地增大承载物的接触面积,可以增大承载力,较适用于含水量较大的沼泽地区。

图6土工布类型柔性路面

2.4.3 钢浮板铺设法

钢浮板*般以钢质浮板为基础主体,结合加强筋或是加强肋板等方式,敷设在沼泽地区,保证设备通过性,钢浮板有多种形式,下面介绍较常见的两种:

*般采用钢管、钢板焊接而成,并在钢板表面焊接螺纹钢筋防滑,间距300mm 为宜,其主要是为较小抢修机具,小口径管材运人作业现场。钢浮板在制造完成,在厂区*抢修工作时用,平时不需保养。此类钢浮板简易,承载力高。

铝合金路面,路面板材料为轻质高强铝合金,结构型式为挤压成型的闭合腔体结构,每节较短,具有较高的互换性,能够保障现场拼接性能。面板可直接承受车辆载荷,底板可搁地承载。外形尺寸和自重满足人工搬运装卸和拼装要求。

在沼泽地段我们可以采用先铺设土工布再逐个铺设钢浮板的方法。

 

图7 铝合金路面

2.4.4 行走机构改装法

通过对原有挖掘机的下部履带行走装置进行改装,将原履带式行走机构替换成浮筒式履带行走装置,克服了正常挖掘机对沼泽地的剪切*释,使湿地改装挖掘机能够正常的在高度沼泽化的湿地内行走。其他设备及吊装设备通过湿地旱船,由挖掘机拖拽进入场地。

图8  改装后的挖掘机

图9  沼泽地通过性能试验

 

挖掘机配合湿地旱船运输设备,制作足够承载力的拖船,将设备放在拖船上,然后通过湿地改装挖掘机拖动,直接在湿地沼泽中行走。由于沼泽地区存在大量的塔头草等原因,致使地表不平,该方法适用于中小型设备进场。

 

图10  设备、人员乘坐自制拖船进场试验

 

图11自制拖船示意图(俯视图与侧视图)

 

2.4.5 木/钢排法

采用钢管、木排等辅助措施增加作业带承载力。每个管排采用奇数根无缝钢管预制而成;木排采用两层树干垂直捆绑而成,直径不小于200mm,相邻树木之间用铁丝绑扎,两层木排垂直铺垫,木排上面铺垫钢板或厚木板,避免履带设备直接接触木排。木排上要安装吊耳,方便铺设和连接。

2.4.6 复合式施工便道法

采用挖掘机或推土机开始进场道路平整。沼泽中道路施工铺设道路宽度根据设备尺寸确定。.先采用沙袋将沼泽铺平,然后在沙袋上方放置枕木,枕木上方放槽钢,在槽钢上铺设花纹钢板,花纹钢板两边采用钢桩固定。在距离花纹钢板两边固定间距打孔统*大小的孔,两花纹钢之间通过钢栓连接,与稻田地设备进场相类似。

2.4.7 彩钢夹芯板铺设法

彩钢夹芯板铺设与钢板法类似,彩钢夹芯板是采用热镀锌彩钢板用高聚氨酯发泡剂粘合经机器压制*次性合成,使用时,直接铺设到沼泽地地面。芯材采用:聚苯乙烯泡沫,聚氨酯,岩棉芯材等,具有重量轻(是混凝土结构的1/30)、保温、隔热、防火、阻燃等.点。

此种夹芯板具有轻便、运输与铺设简单、承载力高,能够实现快速铺设等有点,可用于人员及小型设备的快速进场。

图12 彩钢夹芯板

参考文献:

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作者简介:李永鑫,助理工程师,1989年生,2012年毕业于东北石油大学机械设计制造及其自动化专业,现主要从事油气集输管道维抢修管理工作。