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取暖循环泵金属软接头:管道完整性管理
浏览: 发布日期:2018-04-23
 

管道完整性管理在中海石油葫芦岛油气处理项目中应用

许猛

中海油能源发展股份有限公司

 

 
中海石油葫芦岛油气处理项目是中*海洋石油集团公司为保障京津冀*气,落实.振兴东北老工业基地战略而兴建的重点项目,本项目建设*条9.6km的站外集输管道,以及*个天然气年处理能力为4.2×108m3/a,凝析油年处理能力为4.0×104t/a的油气处理装置。项目中站外集输管道是连接海气登陆点*本项目建设地点,输送海上平台生产的天然气。

 

1 线路走向说明

 

中海石油葫芦岛油气处理项目的集输管道根据《油气集输设计规范》的有关规定,结合管道经过地区的地形、地貌、工程地质、交通、经济等具体情况,线路选择遵循“安全.*、环保优先、质量*上、以人为本、经济适用”的原则:严格执行.和地方的法律、法规及行业的相关设计准规范;线路走向应结合沿线主要进气、*气点的地理位置,选择合理走向,力求线路顺直,缩短线路长度;可能的条件下利用现有公路和铁路,方便运输、施工和管理,做到维护、运行管理方便;选择有利地形,尽量避开低洼积水地段、局部盐碱地带及其腐蚀性强的地带和工程地质不良地段。线路走向尽量避免通过城镇工矿区和.*自然保护区、文物保护区,当*避免而必须通过时,对于城镇和工矿区,应考虑其发展规划;对于自然保护区和文物保护区,应经过论证并征得主管部门同意;尽量减少与河流、高速公路、铁路等大型建(构)筑物的交叉;线路必须避开重要的*事设施、易燃易爆仓库、.重点文物保护单位的安全保护区;沿线城市规划较多,路由的选取应征求葫芦岛市规划部门的意见。

根据上述原则,结合现场实际情况及地区的规划发展,本项目集输管道路由大致走向如图1所示。管道与已建锦州20-2处理厂东南角处海上与陆地连接处的集输管道相连接,向西沿海*住宅小区向西北方向,穿越龙湾南大街,折向西北方*沈山铁路,沿海辰路敷设后向北穿越海辰路、再向北穿过高新九路后到达*点——葫芦岛精细化工有限责任公司。

图1集输管道路由走向示意图

 

管道沿线均在辽宁省葫芦岛市境内。沿线地形地貌类型属剥蚀残山,场地地势起伏平缓,海拔高位于10m-60m之间。本项目的天然气集输管道,设计系数的选取按照《输气管道工程设计规范》来执行。根据管道沿线所处位置的居民户数和建筑物的密集程度,以后中远期的规划,全线按四*地区来选取设计系数,F为0.4。管道穿越区地段有省道、*道,大部分地段有县乡*公路,村与村之间道路,纵横交错,社会依托条件较好。

根据《中海石油葫芦岛精细化工有限责任公司压缩天然气项目场地岩土工程勘察报告》,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为.*组,.征周期为0.35S。

 

2 管道安装敷设

 

中海石油葫芦岛油气处理项目的集输管道敷设必须满足《油气田集输管道施工规范》的要求。管道通过*般地区时,尽可能采用沟埋敷设,转弯采用弹性敷设、现场冷弯、热煨弯管三种型式来满足管道变向安装要求,在地质条件较好,且满足.小埋深要求的前提下,管道纵向曲线尽可能少设弯头、弯管。

本项目管道采用全线埋地敷设。沟埋敷设施工简单,技术成熟,并且占地相对较少,不妨碍农业耕种,不妨碍交通,对环境影响小,运行比较安全,维护和管理方便,覆土厚度不得低于1.2m。

l 管沟开挖与回填

开挖管沟时在可耕植地开挖,应将表层耕植土和下层土分别堆放;当管道通过卵石层段、石方段时,应根据卵石层、基岩岩性确定管沟开挖方案,管线下沟回填时,应先回填细土*管.以上0.3m。管沟回填土应高出地面0.3m,在可耕植地回填时,需先回填下层土,后回填表层耕植土,管道的出土端及弯头两侧应分层回填夯实,管沟回填后应立即进行恢复地貌。

l 钢质管道焊接

考虑到沿线地形、地貌和沿途气候等外界环境因素,同时也考虑到管道直径、壁厚和材质等因素,全线以半自动焊接和手动焊接方式为主。

l 焊接检验

管道环向焊缝均采用*超声波、*射线双百检测,检测结果应符合《石油天然气钢质管道无损检测》(SY/T 4109),合格*别为Ⅱ*及以上。

l 管道清管、试压

管道安装结束后,应进行清管试压,其*般流程为:管段清管、测径→强度试压→严密性试压。

水压试验时,介质应为无腐蚀洁净水。集气管道所经地区等*为三*,强度实验压力为1.5倍设计压力,液压试验应缓慢升压,待达到试验压力后,稳压4h,经各项合格后,再将试验压力降*设计压力,稳压24h。

l 公路和铁路穿越

管道穿越等*公路(高速、*省县*公路)、专用公路及沥青、水泥路面等*公路均采用套管进行保护;其余公路及乡村道路穿越根据具体情况确定是否加套管防护,无套管防护管道正上方*定距离埋设钢筋混凝土盖板进行保护。

考虑到主干公路交通繁忙,路面等*较高的.点,*般采用.管施工;对等*较低的公路穿越经公路主管部门同意可采取开挖施工以节省投资、加快施工进度。

本工程管线穿越铁路及等*公路共7处,详细穿越情况见下表

 

 
l 管道与其他建(构)筑物交叉

*般情况下,管道与其它埋地构筑物交叉原则上应位于先建(构)筑物的下方。与管道交叉时,两管间净距不小于0.3m。与电缆交叉时,管道与电缆净距不小于0.5m,还要对电缆采取保护措施,如用角钢围裹住电缆。在电缆上方铺*层砖等。与架空高压线交叉时,交叉点两侧管道要采取加强防腐措施。

本工程管线共8处其他建(构)筑物交叉,详细交叉情况见下表

 

 
l 线路附属设施
线路从本段管道起点开始设置.*个里程桩,并与阴.保护桩合并设置,以后每间隔1km设置*个里程桩,仍与阴.保护桩合并设置。当线路水平走向变化时,每个折点设置*个转角桩。在管线穿越高速、*道、省道的两侧各设*个标志桩,县*及以下公路设1个标志桩。管道与其它各种地下管道、电(光)缆的交叉处设*个标志桩。对管道存在潜在危害的地方,如沿线若有在管道附近挖土、挖沙的可能性时,应在管道上设置管道警示*。另外,管道在靠近学校、医院等人员密集区域,也应设置警示*。管道在靠近学校、医院等人员密集区域或易受到破坏的区域,隔50m设*个加密桩。
l 水工保护和水土保持
水工保护

水工保护工程是针对管道附近地表或地基的防护工程,防止由于洪水、重力作用、风蚀以及人为的活动给管道造成的破坏。另外,水工保护也是*种环境治理措施,是管道工程建设中水土保持的重要部分。管道在穿越沟渠地段时,水工保护措施主要以护坡和护岸为主。对于*些由于土体不稳定受冲刷严重的沟渠岸可采用挡土墙的措施,对于水流平稳、冲刷很小的沟渠岸,可采用浆砌石护坡;对于粘性土沟渠岸,采取分层夯实回填土措施(夯实系数*般为0.90);另外,结合当地的气候和土壤条件,可以采用*些生态防护措施,以保护生态环境。

水土保持

水土保持是我**项基本*策。保持水土、建立良好的生态环境是关系到人类生存和经济建设顺利进行的大事。在资源开发和基建工程设计中应认真贯彻执行《中华人民共和*水土保持法》。在施工过程中,将扰动、开挖原地貌,破坏地表土壤、植被,增加裸露面积,表土的抗蚀能力减弱,加剧区域内的水土流失。将对管道沿线的工农业生产和生态环境产生严重影响。因此,在工程建设过程中,全面防治责任范围内工程水土流失,对改善项目区生态环境、维护管道安全、建设绿色管道具有重大意义。管道项目建设过程中水土保持措施体系由预防管理措施、综合治理措施组成。水土流失综合治理措施由工程措施、植物措施、临时措施3部分组成,具体措施如下:

l 施工过程中的临时防护措施

施工过程中的临时防护措施是本项目水土流失综合防治措施的重要组成部分。各工程单元在施工过程中将大量开挖、回填土石方。*旦遇强降水,.易产生严重的水土流失。为减轻施工过程中水土流失,避免引发不良地质灾害,确保安全、顺利施工,在施工过程中及时布设较为有效的临时防护措施具体有:挖方临时拦挡、临时堆土表面、场地堆土、堆料四周采用填土草袋维护或土工布覆盖;区块状施工单元周边布设临时排水沟等。

l 植物防护措施

中海石油葫芦岛油气处理项目植物措施是开发建设项目遵循生态优先理念的具体体现,也是发挥持续性、生态性功能的重要措施,对改善项目区生态环境、提高项目区景观生态功能具有重要的促进作用。项目防治措施主要有:管理、办公场所园林景观绿化,临时占地植被恢复措施、复耕措施等。

l 线路用管

本项目所选用的钢管生产厂家具有.颁发的生产许可证,并提* ISO9000 质量认证的证书,按《石油天然气工业管线输送系统用钢管》(GB/T 9711-2011)标准执行。所使用的钢管具有制造厂家的产品合格证书和质量保证证书,在在位分析和稳定性分析中,结合实际路由地质勘察和路由土壤钻孔资料,对钢管壁厚及材质进行了设计,得出钢管壁厚和材质,钢管制造质量等*为PSL2。*般线路段用管规格为Φ323.8×10.32 L360螺旋缝埋弧焊钢管,PSL2,热煨弯管用管规格为Φ323.8×10.32 L360无缝钢管,PSL2。

表3  主要工程量表

序号

项目名称

规格参数

单位

数量

备注

1

集输管道线路长度

       
 

干线

 

km

9.6

 

2

管道组装焊接

       
 

管道组装接焊

Φ323.8×10.32 L360无缝钢管PSL2

km

9.5

扣除热煨

 

冷弯弯管制作、安装

Φ323.8×10.32 L360无缝钢管PSL2 R=40D

51

 
 

热煨弯管安装

Φ323.8×10.32 L360无缝钢管PSL2 R=5D

35

2.7m/

3

管道穿跨越

       
 

铁路穿越

 

m/

100/1

.箱涵

 

等*公路穿越

 

m/

390/6

.管

 

*般公路穿越

 

m/

90/3

开挖加盖板

 

穿越地下电(光)缆

 

4

 
 

穿越地下管道

 

4

 

4

线路附属设施

       
 

水工保护工程

 

m3

505

 
 

三桩用量

 

51

 
 

拓宽/整修道路

 

km

1.7

 
 

射线检测

 

910

 
 

超声波检测

 

910

 
 

标识带

宽度400mm

km

9.7

 
 

盖板

2.0m x 1.0m x 0.2m

90

 
 

D1200钢筋混凝土套管

 

m

340

 

5

管道防腐

       
 

Φ323.8常温型加强*三层PE防腐

环氧涂层厚度≥120μm,胶粘剂层厚度≥170μm,总厚度≥2.9mm

km

9.76

 
 

Φ323.8热煨弯管双层熔结环氧粉末+聚丙烯网状增强编制纤维防腐胶带防腐

 

m2

100

 
 

Φ323.8常温型辐射交联聚乙烯热收缩带(套)

收缩后宽度≥450mm,底漆干膜厚度≥400μm

910

 
 

补.带250x5000mm

 

31

5m/

6

土方量

       
 

管沟开挖

 

104m3

2.05

 

7

用地面积

       
 

*征地

 

104m2

3.6

 
 

临时占地

 

104m2

5.4

施工作业带16m、设备及堆管场地

 

3  管道完整性管理

 

在中海石油葫芦岛油气处理项目对于管道进行全生命周期的完整性管理,主要包含四部分内容:

l 风险评估和完整性管理规划

l 检验、监测和测试

l 完整性评估

l 缓解,勘查和维修

上述四个部分构成如图2所示的中海石油葫芦岛油气处理完整性管理流程,在设计阶段,主要体现在对风险的评估和完整性管理计划上。

 

图2 海管完整性管理流程图

 

表4列出了海底管道在整个生命周期内可能遭受到的危险与损坏。请注意*个初发的危险有可能发展成为*个进*步的危险,例如:某种.三方破坏可能引起涂层受损进而导致外腐蚀(金属损失)。

 

表4海管可能遭受的危险与损坏

危险分组

危险

可能的损坏

设计建造安装

设计错误

金属损失

凹坑

裂纹

凿孔

自由悬跨

局部屈曲

整体屈曲

偏移

暴露

涂层损坏

阳.块损坏

制造缺陷

安装相关

腐蚀/侵蚀危险

内腐蚀

金属损失

凹坑

裂纹

外腐蚀

侵蚀

.三方危险

拖网

金属损失

凹坑

裂纹

凿孔

局部屈曲

整体屈曲

偏移

涂层损坏

阳.块损坏

抛锚

船舶碰撞

落物

人为破坏

通航

其他冲撞力

结构上的危险

整体屈曲-不埋设

裂纹

自由悬跨

局部屈曲

整体屈曲

偏移

暴露

整体屈曲-埋设

末端膨胀

静力超载

疲劳(VIV

自然危害危险

.端天气

凹坑

裂纹

凿孔

局部屈曲

整体屈曲

偏移

暴露

涂层损坏

阳.块损坏

地震

滑坡

冰荷载

严重温度变化

不当操作危险

错误规程

局部屈曲

整体屈曲

涂层损坏

阳.块损坏

规程未被执行

人为过失

内部保护系统相关

接口部件相关

 

针对以上风险,在基本设计阶段主要应对措施如下:

在基本设计阶段的工作主规范沿袭可研报告,采用《油气田集输管道施工规范》,其他规范选择工业界普遍采用的标准,但不选择.低标准作为设计标准,设计过程中将管道运行安全放在.位。

应对预制阶段的关键环节进行风险识别,并确定对今后的安全生产可能存在的危险。在预制阶段,聘请经验丰富或有资质的单位或部门作为.三方严格把关。

应对施工环节中的关键环节或施工方法进行风险识别,风险识别应主要分析施工方法、施工过程及以后运行中可能对管道造成威胁的风险,同时在施工阶段,聘请经验丰富或有资质的单位或部门作为.三方,对施工质量进行把关。

由于新建管道/电缆与已建管道/电缆存在多处交叉跨越,需要严格控制施工精度。跨越点处理方式,在已建海底管道上方放置30cm厚压块,铺设管道/电缆后在上方放置压块保护。

在挖沟后*投产前对管道路由进行勘察,并确保管道上覆土厚度在投产前达到基本/详细设计阶段隆起屈曲计算要求,如果达不到要求,则应提出相应可行的处理措施。

安装单位应对安装过程进行详细记录,安装后应将安装过程文件及完工资料提交工程项目组存档,安装过程文件及完工资料包括并不限于以下内容:

1) 安装程序及图纸

2) 铺管过程中焊接工艺规程认可试验报告,无损检测、涂覆、配重层检测等技术规程

3) 安装日志

4) 安装作业船只及设备说明

5) 从事海上安装的焊接和无损探.检验人员资格证书

6) 无损探.检验报告

7) 如有挖沟、埋设和防护工程,应提*相关报告

8) 水压试验报告

9) 后调查报告

 

4  结束语

 

中海石油葫芦岛油气处理项目建设是从实际出发,吸取*内外成熟有效的资产完整性管理方法,实现资产的高收益、高可靠性的管控,并以央企的担当责任,保障了清洁能源平稳*应。

 
作者:许猛,中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司作业协调中心。