大型定向钻穿越监检中发现的问题及处理措施

大型定向钻穿越监检中发现的问题及处理措施

中国从国内外进口的液化天然气（lkg）从陆地运输到港口，通过管道运输到用途。这是中国东南部沿海地区解决能源短缺问题的新方式。长输管道作为长距离输送流体介质的一种运输载体在输送LNG方面有着无可替代的优势。本文就长输管道定向钻穿越监检中发现的若干问题以及处理措施进行专项的阐述和探讨。1大型定向钻穿越工程2006年12月开始介入监检工作至今,一我们负责监检的施工项目已全部完成,监检报告初步整理完成。本文中涉及的大型穿越管段设计参数如下:设计压力:7.5MPa;设计温度:常温;管道规格:Φ711;管道材质:L450直缝钢管;强度试验:16.88MPa,保压4h;严密性试验:7.5MPa,保压24h;线路长度:908m、1275m、1319m共三段;防腐层:3PE聚乙烯。本文所涉及的三个大型定向钻穿越工程的共同特点为:采用目前国际领先的导向孔对穿技术,穿越两端采用两台钻机相对钻孔,钻杆在穿越段中央底部高精度对接,多次扩孔后将预制好的防腐管段回拖完成穿越;预制管段在地表进行组焊、无损检测、防腐和水压试验,回拖后附加一次严密性水压试验。对穿越管段进行防腐层防腐、牺牲阳极和强制电流三重保护。三个穿越也各有不同:洛阳江穿越(908m)和晋江穿越(1319m)为河流穿越,云鹿路穿越(1275m)为繁华市区地下穿越。晋江穿越采用一整段防腐管一次回拖方式、云鹿路穿越长短两段管段先后回拖和连接;洛阳江穿越则采用了四段等长管段先后回拖、连接的方式进行施工,这种方法在国内乃至国际管道穿越施工中都很少见。2大型定向开挖和穿越施工中的一些问题2.1对定坑段进行诉讼本次工程地点为福建东南沿海泉州市,穿越地点为城市人口密集区、河流两岸。施工过程中存在很多交通管制和征地问题。因此在有限的施工场地展开大型定向钻穿越设备和预制管段存在一定的难度。例如,洛阳江定向钻穿越,穿越长度为908m,两岸为民房、公路和铁路,穿越设备进场展开困难,现场无足够长度的空地摆放组焊管段。经建设单位、监理单位、监检单位、施工单位和设计单位共同研讨,笔者单位提供的穿越方式改为四接一的穿越方法,即在有限的场地上并排组焊四条200多米等长管段,回拖过程中再进行连接。此项方案被与会的多方单位所接受。因地质条件复杂且不稳定,河床下部扩好的回拖孔有被散落岩石封堵的可能性,所以扩孔完成后回拖时间是定向钻穿越的一个重要控制点。具备回拖条件后应尽快连续回拖,第一根管段拖入后现场与第二根组对焊接、无损检测及防腐,如此三次完成整个回拖过程。这样无形中增加了施工难度和风险,给施工和监检工作提出更大的考验。2.2按焊接工艺进行焊接根据相关规程规范,本工程要求施工单位做好焊接工艺评定、编制好焊接工艺、施工过程严格按焊接工艺施焊,对施焊环境进行严格把关,如雨天或大风天必须采取有效防护措施才能进行焊接。检测标准及检测标准目前长输管道焊接质量现场检验主要包括宏观检测、无损检测、水压试验、致密性试验。本次工程穿越管段均采用100%射线无损检测加上100%超声无损检测,检测标准SY/T4019—2005,射线检测Ⅱ级合格,超声检测Ⅰ级合格。常规焊口射线检测利用管道爬行器内透、周向曝光,而各管段连接接头不便内透,采用外透多次曝光方法。未采取防护措施,对焊缝进行焊接现场监检过程中发现施工机组为赶进度曾在阵雨天气下冒雨进行现场焊接,未采取有效防护措施。也多次发现焊接外观质量问题,如咬边和内凹的现象、焊缝余高超标等。及时向施工单位、监理单位提出,把存在问题及时处理。2.3温度对管道压降的影响外观检测和无损检测均合格后方可进行水压试验。本工程穿越管段水压试验合格标准为压降不大于试验压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,水压试验时位于地表,受环境温度影响大,管内试验用水温度变化引起的压力变化明显,在环境温度下降较大时很难保证压降要求。笔者认为穿越管段水压试验合格标准要求过于严格。2.4穿越管段质量检测防腐层施工穿越管段要比普通管线严格,它采用加强级防腐层和补口回拖前方防护套保护等方式加强防护。由于大型穿越管段深埋于河流公路等地下深处,穿越后无法开挖检查和维护,所以穿越管段回拖前和回拖过程中的防腐质量检测尤为重要。因定向钻施工工期较长,各工序衔接有时间差,已完成的防腐管段在烈日下长时间曝晒、风吹雨淋,引起多处补口补伤翘边、剥离。虽然回拖过程中施工单位采用了膨润土编织袋、橡胶轮导轨保护以及浮托等措施,但回拖过程中防腐层刮伤还是难以避免,本次安装监检中发现的防腐层回拖刮伤最长达1200mm,深及金属本体。2.5穿越管段间隙变化导向孔施工和管线回拖是大型定向钻穿越的关键工序。主要的关键控制点为设计曲线与导向孔的实际误差、扩孔直径与穿越管段间隙(直径差)是否满足要求以及连续回拖的时间控制等等。大型定向钻穿存在一定的风险性,如不能一次回拖成功,穿越管段卡在导向孔内,不能退回,结果就是所有穿越施工彻底失败,只能选择另外的穿越点重新施工。不但施工单位需要承受巨大的经济损失,也影响到整个工程的施工进度。3监检方法和设备深入施工现场,了解问题产生的原因,积极与设计、监理、施工单位和建设单位交流,从根本上解决问题。监检过程中主要采用与施工技术人员交流、现场施工检查、外观检查和利用各种设备和技术手段检测安装质量等监检方法。分别利用超声波无损检测、防腐层测厚、防腐层电火花检漏和现场照像等技术手段确保监检的客观性和科学性。3.1单位内部的制问题处理,提高设计的方便借助地方政府支持优势,笔者单位出面参与征地和交通管制问题处理,尽可能为施工单位提供便利。同时严格审查施工方案,以及现场确认施工方案的执行情况,并以现场照片、程序文件复印件和现场监检记录等方式保存监检见证。3.2获得合格的转换重新划分笔者单位组织Ⅲ级无损检测人员对无损检测公司的射线底片进行100%复查,从而确认焊接质量。参加本次LNG工程的所有焊工都是持双证的,即同时持有质监系统的焊工证和建设单位统一考核合格的资格证。焊接过程和焊接质量的问题主要原因是施工条件复杂、焊工麻痹大意、赶工期和焊接现场质检不严造成的。通过对焊接现场检验和焊接检验记录的监控,以现场技术交流和书面联络单的形式不断督促施工单位项目部、现场质检和监理,提高技术主管和现场技术工人保证焊接质量的重视度。对于回拖过程中的焊接施工则采取全程跟踪的方式监检,对焊接过程和焊接质量进行现场确认。3.3试验过程控制情况当穿越管段水压试验时,置于地表的情况要求施工单位定时记录管壁或是管内水温和相应的管内压力。到场监检时检查现场温度和压力记录,并复核检测数据。实际测量和记录压力试验开始和结束时的技术数据。对于强度试验,检查管体表面,如无泄漏变形和异常声响,由实测温度变低引起的少量超标压降也应视为合格;严密性试验如出现温度降低引起的压降不合格时,可适当延长试验时间,等待温度回升。水压试验时检验人员必须到场,在施工队自检合格的前提下确认水压试验是否具备条件、试验程序是否符合要求以及压降是否合格。其中水压试验前提条件包括试验过程中管内局部最大压力是否小于90%σs、试压长度是否小于等于30km、试验用水是否符合要求以及安全防护和试验用检测设备是否齐备、合格等。3.4质量检测监督检验防腐管段回拖前进行防腐补口、补伤和管段本体防腐的宏观检查,并进行防腐层测厚和电火花检测抽检,从而确保预制管段防腐质量。回拖过程中的防腐施工过程和防腐质量检验则采取全程跟踪的形式。现场监检防腐施工过程和防腐质量是否符合规范要求,核查施工单位的各项检测结果。对于回拖过程中产生的刮伤等缺陷应确保及时发现,马上处理合格后方可继续回拖。3.5技术误差分析全程关注定向钻穿越的钻孔、对接和扩孔施工。回拖前核查设计曲线与导向孔的实际误差、扩孔直径与穿越管段间隙(直径差)等是否满足设计要求。回拖完成后对施工单位施工记录和自检合格记录等进行存档,为长输管道的定期检验提供技术支持。4施工过程的沟通从以上监检