油田地面建设集输管道施工技术探讨
孙晶超
中国石油天然气第七建设有限公司 山东省青岛市 266061
油田地面建设是油气田开发体系的重要组成部分,其中集输管道施工贯穿原油、天然气及伴生水的集输、计量和外输全流程。受制于地质条件、气候环境及输送介质特性,集输管道施工需要在安全性、密封性及耐久性等方面形成完备的技术对策与标准化工艺。近年来,伴随深层油藏开发和复杂地貌区建设需求的增加,管道施工技术不断更新,推动多工序集成与自动化装备的应用。对施工工艺进行全面梳理与技术探讨,对于提升工程质量和管道运行安全具有重要意义。
一、油田地面建设集输管道施工概述
油田集输管道系统主要由管线、阀门井、汇油站、加热保温设施及自动控制装置构成,承载原油及天然气从井口到集输站、储罐或外输管网的输送任务。地面集输管道工程施工通常涵盖路线测量、土方开挖、管材运输、焊接组对、防腐保温、下沟回填、试压吹扫等多个环节。施工过程需要结合地形起伏、土壤特性及环境条件,合理选择施工机械及工艺方法,确保管道轴线精度、焊接质量及防腐层完整性。尤其在丘陵、冻土及高腐蚀区,施工工艺需因地制宜采取专门措施以控制应力集中和防止腐蚀失效。现代集输管道施工强调工序衔接的精细化和工艺流程的标准化,以最大限度降低管道系统的安全风险。
二、油田地面建设集输管道施工技术要点
(一)管道测量放线与施工准备
集输管道施工前需实施高精度测量放线,采用全站仪与全球导航卫星系统联合测绘,获取地形高程及轴线控制数据。放线过程中,应根据设计文件设置永久性控制桩及临时控制桩,并对每段管线的起点、拐点及终点坐标进行复核。施工准备阶段需开展场地清理及临时道路修筑,确保管材、设备和人员运输条件符合施工组织要求。对施工场地要进行分区布置,划定焊接作业区、管材存放区及防腐施工区,避免交叉作业引发安全隐患。材料进场后,应对钢管进行外观检查、尺寸复测及成分抽检,确认壁厚、椭圆度和防腐层质量均符合规范。施工人员应按照工种分工完成安全技术交底及作业技能培训,确保后续工序顺利衔接。
(二)管道焊接工艺及质量控制
集输管道焊接采用自动焊与手工焊相结合的工艺,通常先以自动对口机完成组对,再用自动焊机进行根焊与热焊,最后由氩弧焊或埋弧焊完成填充及盖面焊道。焊接前应依据材料等级与壁厚确定焊接工艺参数,包括电流、电压、焊速及层间温度控制。焊缝根部采用氩气保护防止氧化夹渣,填充层需分段退火以释放应力。每道焊缝完工后应开展射线检测与超声波检测,焊缝不合格处严格按返修工艺实施补焊。为提高焊接效率及降低人为因素影响,可利用内外自动定位器与焊缝自动跟踪系统,实现焊接过程连续监控。所有焊接工序完成后需开展外观检验、尺寸复核及质量资料整理,形成完整的焊接记录档案。在质量控制方面,应建立健全焊接质量管理体系,明确各岗位人员职责,确保焊接作业全过程可追溯。焊接材料与设备需定期校验与维护,保证焊接参数的稳定性与准确性。焊接过程中,实施旁站监督,对焊接参数、层间温度及焊缝外观进行实时监控,一旦发现异常立即采取措施整改。同时,加强焊接人员的技能考核与培训,不断提升其专业水平与责任意识,为集输管道焊接质量提供坚实保障。
(三)防腐层施工及阴极保护
为延长管道服役寿命,需采取多重防腐措施。钢管外防腐层施工通常采用三层聚乙烯(3PE)结构,先进行喷砂除锈达到Sa2.5 级标准,再依次喷涂环氧底漆、缠绕粘接剂及挤压聚乙烯层。施工过程中应实时检测防腐层厚度和附着力,并对防腐层针孔进行电火花检漏。管道下沟前在焊缝处应加贴热缩套或聚乙烯补口材料,确保补口区域与原防腐层等效保护。阴极保护系统采用外加电流方式,安装恒电位仪和参比电极,通过电流调节确保保护电位稳定在-0.85V以下。防腐层施工完毕后应对管道全线进行绝缘电阻检测和保护电位测量,形成防腐与阴极保护验收报告。为确保防腐层与阴极保护系统的长期有效性,需定期进行维护检查。针对防腐层,应检查其完整性及是否有老化、破损现象,必要时进行修补或更换。阴极保护系统则需检测恒电位仪运行状态、参比电极电位及管道保护电位,确保系统工作正常,保护效果达标。此外,建立完善的防腐与阴极保护管理制度,明确维护周期、内容及责任人,确保各项维护措施得到有效执行,为集输管道的长期安全运行提供可靠保障。
(四)管道水压试验与清管作业
水压试验是验证管道强度与密封性的关键工序。试验前需封堵所有接口,设置排气阀和注水口。注水采用低速充水排气,直至管道充满并排尽空气,随后缓慢加压至试验压力的1.25 倍设计压力并稳压不少于2 小时。稳压期间,应通过压力表和记录仪连续监测压力变化,确认无渗漏及压降。试验完成后排水清管,选用聚氨酯清管器及海绵球交替多次清理,直至排出无杂质水体。排水需设置沉淀池分离泥砂与油污,确保排放符合环保标准。所有清管及试压过程应形成全程视频与数据记录,并对清管器磨耗程度进行记录分析。清管作业完成后,需再次检查管道内部清洁度,确认无残留杂质。同时,对管道进行全面检查,确保无因水压试验或清管作业造成的损伤。对于发现的任何缺陷或问题,应及时进行修复和处理,确保管道达到设计要求和使用标准。此外,水压试验与清管作业的数据记录应详细完整,包括试验压力、稳压时间、压力变化情况、清管次数、清管器磨耗程度等信息,为后续管道运行和维护提供重要参考。通过严格的管道水压试验与清管作业,确保集输管道在施工完成后具备良好的强度和密封性,为油田地面建设的长期安全运行奠定坚实基础。
(五)沟槽回填及地貌恢复
回填作业需按分层夯实原则进行。管顶以上 0.3 米采用细粒级无杂质土回填,人工分层填筑,每层厚度不超过 0.2 米,夯实密实度达到 95% 以上。剩余部分采用机械分层回填,结合含水率与密实度检测,确保回填质量。对管道上方设置标志桩及警示带,沿线每隔 100 米立桩编号。穿越农田或道路区域,回填后应开展地貌恢复,耕地复垦需进行土壤分层剥离及复耕层回填,确保耕作层厚度及土壤理化性质恢复原状。地表恢复完工后,对全线实施GPS定位测量,生成竣工图及坐标数据库,便于后期运维管理。在回填过程中,需特别注意对地下管线的保护,避免回填作业对其造成损坏。对于已铺设的电缆、光缆等地下设施,应设置明显的警示标志,并在回填时采取人工细致回填的方式,确保管线安全。此外,回填材料的选择也至关重要,应严禁使用含有大块石、锐物等可能对管道造成损伤的杂质土。地貌恢复工作应严格按照环保要求进行,确保恢复后的地貌与周边环境相协调。在穿越河流、湖泊等水域的管道段,回填及地貌恢复需特别注意对水域环境的保护,避免造成水体污染。对于穿越林区的管道,回填后应进行植被恢复,选择适宜的树种进行补植,保持林区的生态平衡。
三、结束语
油田地面集输管道施工涉及测量放线、焊接组对、防腐保护、试压清管及沟槽回填等多道工序,每一环节均需遵循标准化工艺与精确施工流程。本文对施工技术要点及专业做法进行了系统阐述,旨在为类似工程提供可借鉴的技术支撑。未来可结合数字化手段与智能装备,进一步提升施工的精细化与信息化水平。
参考文献
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