長輸管道勘察設(shè)計(jì)簡介

1、長輸管道勘察設(shè)計(jì)簡介,侯仰杰2009-06-12,長輸管道勘察設(shè)計(jì)介紹,1. 輸油管道介紹2. 輸氣管道介紹3.長輸管道勘察設(shè)計(jì)概述,1.長輸管道簡介,1.1 管輸特點(diǎn)（1）運(yùn)輸量大； （2）多采用埋地方式，占地少，受地形地物限制小，可以縮短運(yùn)輸距離； （3）密閉安全； （4）便于管理、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。自動化程度高； （5）能耗少，運(yùn)費(fèi)低； （6）大量、單向、定點(diǎn)輸送，不靈活。,1.2 輸油系統(tǒng),1.3管道的分類

2、和組成,1.3管道分類和組成,組成 長輸管道由輸油站和線路兩大部分組成。 輸油站：首站（起點(diǎn)輸油站）、中間站、末站 線路：管道本身、截?cái)嚅y室、穿跨越構(gòu)筑物、陰極保護(hù)站，以及道路、通訊、自控等輔助設(shè)施,1.4 長輸管道的輸油方式,（1）等溫輸送 （2）加熱輸送 （3）降凝輸送 （4）加輕油稀釋輸送 （5）粘稠油液環(huán)輸送 （6）原油磁處理輸送 （7）間隙輸送 （8）加減阻劑輸送 （9）原油中摻水輸送（水包油、水環(huán)輸送）

3、（10）原油的順序輸送 （11）成品油順序輸送,1.5 國內(nèi)外輸油管道介紹,（1）國外 第一條管道：1865年 美國賓夕法尼亞州 （d=50mm , L=10km） 二戰(zhàn)期間、二戰(zhàn)后得到迅速發(fā)展。60年代開始向高壓、大口徑方向發(fā)展。 代表性的管道 1）前蘇聯(lián)友誼輸油管道(最大最長的原油管道)； 2）美國阿拉斯加輸油管道（第一條伸入北極的管道）； 3）沙特東—西原油

4、管道（沙漠管道）； 4）美國西—東原油管道（熱油管道）； 5）美國科洛尼爾成品油管道系統(tǒng)（成品油管道）,1.5國內(nèi)外輸油管道介紹,1958年建成的克拉瑪依一獨(dú)山子輸油管道，全長147km，管徑150mm，是我國第一條長距離原油管道。 1965年勝利油田開始建設(shè)由東營至辛店煉廠的輸油管道,管徑426ｍｍ,全長約80ｋｍ。70年代開始隨著大慶油田的開發(fā),迫切需要解決原油外輸問題,因此在1970年8月3日國家批準(zhǔn)興建東北地區(qū)輸油管道

5、,第一期工程是大慶至扶順,干線全長593ｋｍ,管徑720ｍｍ,年輸能力2000萬噸。以后的30年內(nèi)我國管道工業(yè)有了較大進(jìn)展,目前我國原油管道近220條，總長達(dá)到10000公里。,我國原油管道建設(shè)現(xiàn)狀,我國原油管道建設(shè)現(xiàn)狀,根據(jù)地理位置劃分，國內(nèi)長距離管道輸送系統(tǒng)主要有以下四個(gè)：一是集大慶、吉林、遼河三大油區(qū)原油管道輸送為一體，以東北“八三”管道和秦京線為主體的東北地區(qū)大型原油輸送管道系統(tǒng)；二是集華北和勝利兩大油區(qū)的原油管道輸送為一體，以

6、魯寧線、東黃（復(fù)）線、東臨（復(fù)）線為主體的華東地區(qū)大型原油管道輸送系統(tǒng)；三是新疆油區(qū)原油管道輸送系統(tǒng)，油克拉瑪依油田分別到百口泉、獨(dú)山子煉廠和烏魯木齊至火燒山油田；四是連接塔里木油區(qū)和吐哈油區(qū)的原油長輸管線，由塔中經(jīng)輪南、庫爾勒到鄯善。,我國成品油管道分布圖,我國成品油管道分布圖,已建干線成品油管道包括格爾木－拉薩、撫順－營口、克拉瑪依－烏魯木齊、蘭成渝管道（中石油）、鎮(zhèn)海－杭州（中石化）、北京－天津（民航）,1.6 管道技術(shù)的發(fā)展趨勢

7、，我國的差距和任務(wù),（1）高壓、大口徑； （2）采用高強(qiáng)度、韌性及可焊性良好的管材 ； （3）高度自動化； （4）采用高效和可靠的輸送設(shè)備 ； （5）重視管道建設(shè)的前期工作； （6）其它，如高粘高粘原油的不加熱輸送工藝等。 我國管道技術(shù)發(fā)展的任務(wù)：針對我國原油的特點(diǎn)，研究管輸工藝技術(shù)；提高管道的自動化水平；在產(chǎn)量遞減的情況下對老管網(wǎng)的改造和運(yùn)行優(yōu)化問題；西部地區(qū)管道的建設(shè)問題；輸油管道改造成輸氣管道等。,2.0 輸氣管道概況

8、,天然氣管道輸送系統(tǒng)由氣田集輸管道、氣體凈化與加工裝置、輸氣干線、輸氣支線、配氣管網(wǎng)、儲氣系統(tǒng)和各種用途的站場所組成。,2.1輸氣管道概述,天然氣生產(chǎn)的幾大環(huán)節(jié) 五大環(huán)節(jié)：采（集）、凈、輸、儲、配 三大管網(wǎng)：油氣田集氣管網(wǎng)、輸氣干線管網(wǎng)、 城市配氣管網(wǎng) 天然氣管道輸送的特點(diǎn) （1）三大管網(wǎng)系統(tǒng)組成一個(gè)統(tǒng)一的、連續(xù)的、密閉的輸氣系統(tǒng)； （2）可以利用地層壓力； （3）輸氣管道末段具有較大的儲氣能力,2.2我國輸氣管道發(fā)展?fàn)顩r

9、,1）西氣東輸管道2）陜京輸氣管道3）陜京二線輸氣管道4）澀寧蘭輸氣管道5）忠武輸氣管道6）川氣東送管道7）西氣東輸二線輸氣管道8）南海崖13-1氣田至香港輸氣管道9）東海平湖至上海輸氣管道,2015年全國管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模,2.3國外輸氣管道發(fā)展?fàn)顩r,2.4天然氣管道輸送的發(fā)展趨勢,（1）長運(yùn)距 （2）高壓、大口徑 、網(wǎng)絡(luò)化（3）管線不斷向自然條件惡劣地區(qū)和海洋延伸 ①向寒冷地區(qū)延伸，如俄國的西北利亞等

10、大油氣田； ②向沙漠延伸，如我國的新疆； ③向海洋延伸，海上油氣田的相繼開發(fā)。 這些特殊地域管道的設(shè)計(jì)管理將是輸氣管道技術(shù)研究的一個(gè)重要方向。,2.4天然氣管道輸送的發(fā)展趨勢,（4）地下儲氣庫儲氣和調(diào)峰（5）數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用（6）完整性管理及配套技術(shù),3.0長輸管道勘察設(shè)計(jì)概述,3.1 長輸管道建設(shè)程序（0）預(yù)可研（代項(xiàng)目建議書）。 （1）根據(jù)資源條件和國民經(jīng)濟(jì)長期規(guī)劃、地區(qū)規(guī)劃、

11、行業(yè)規(guī)劃的要求，對擬建的輸油管道進(jìn)行可行性研究，并在可行性研究的基礎(chǔ)上編制和審定設(shè)計(jì)任務(wù)書。 （2）根據(jù)批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書，按初步設(shè)計(jì)（或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）、施工圖兩個(gè)階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)必須有概算，施工圖設(shè)計(jì)必須有預(yù)算。 （3）工程完畢，必須進(jìn)行竣工驗(yàn)收，做出竣工報(bào)告（包括竣工圖）和竣工決算。 勘察是廣義設(shè)計(jì)工作的一部分，它不僅為設(shè)計(jì)準(zhǔn)備資料，也參與設(shè)計(jì)方案的確定。勘察與設(shè)計(jì)兩者需密切配合進(jìn)行。勘察工作必須走在設(shè)計(jì)的前面（必要時(shí)可有

12、合理交叉），及時(shí)為設(shè)計(jì)提供資料。,3.2長輸管道勘察設(shè)計(jì)概述,勘察分為踏勘、初步設(shè)計(jì)勘察（初測）、施工圖勘察（定測）三個(gè)階段。較小的管道或沿線自然條件簡單或工期緊迫時(shí)也可簡化為踏勘與詳細(xì)勘察兩個(gè)階段。設(shè)計(jì)可分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)（擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）、施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。,3.3選線原則,選線是長輸管道勘察設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。線路的走向、長短和通過的難易程度，對整個(gè)輸油管道工程的材料消耗、投資和施工都有很大影響。 大型穿（跨）越

13、地點(diǎn)和輸（氣）油站址的確定是選線中最重要的工作之一。可以認(rèn)為，一條輸油管線路就是起點(diǎn)、終點(diǎn)、輸油站址和各穿（跨）越點(diǎn)之間的連線。所以，大型穿（跨）越點(diǎn)和輸油站址的選擇應(yīng)服從線路的總走向，在這個(gè)前提下，線路的局部走向應(yīng)服從穿（跨）越點(diǎn)和站址的確定,踏勘是在正式設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)之前進(jìn)行的，是為進(jìn)行可行性研究或編制方案設(shè)計(jì)提供資料。分室內(nèi)和室外兩部分進(jìn)行。要求提交踏勘報(bào)告。,3.3.1踏勘,3.3.2初步設(shè)計(jì)勘察（初測）,它是在設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)以

14、后，初步設(shè)計(jì)開始之前，根據(jù)踏勘報(bào)告選擇幾個(gè)線路方案，加深勘察，為技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最優(yōu)線路方案提供資料。初步選擇首、末站和中間站站址，確定穿（跨）越點(diǎn)。輸油管道初步設(shè)計(jì)勘察可以不寫專門的綜合報(bào)告書，有關(guān)內(nèi)容可編在初步設(shè)計(jì)的總說明部分。,3.3.3施工圖勘察（定測）,它是在初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后，施工圖設(shè)計(jì)前進(jìn)行。主要是根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)和上級審批意見，對全線進(jìn)行復(fù)查、修改。定線和地形測量，并做工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察，尤其要進(jìn)行輸油（氣）站和穿（跨

15、）越點(diǎn)的地形測量和地質(zhì)勘察，取得有關(guān)資料，作為施工設(shè)計(jì)的依據(jù)。 勘察之后應(yīng)交付綜合勘察報(bào)告，主要內(nèi)容包括：帶狀地形圖、管道及穿跨越點(diǎn)的縱斷面圖、大型油罐罐區(qū)工程地質(zhì)勘察報(bào)告以及輸油（氣）站的地形圖等,3.3.4穿跨越方式介紹,管道在平地上走很簡單—直接埋到地下土里面就行了，但遇到河流、公路、鐵路就要采取特殊的方法通過。過河、過路的方法不外乎架橋跨過去（稱為“跨越”），及從河或路的底下穿過去（稱為“穿越”）兩種?？缭胶苊黠@，就

16、是把管道架在橋上。然而管道更多的選擇是在河床、道路下部的穩(wěn)定地層中穿過去。,3.3.4穿跨越方式介紹,大開挖,導(dǎo)流開挖穿越在河中水流量不太大的情況下，在正常河道的一側(cè)另挖一條水道，把水引到水道中，然后筑一道圍堰將原河床段穿越的區(qū)域圍起來，使水淹不到穿越的區(qū)域，在圍堰中開挖管溝（同時(shí)要不斷地抽排四周滲來的地下水到圍堰以外）、焊接管道，并將管道穿越過這段河道，管道封上頭；然后拆除圍堰，使河水回到原河道中，再用圍堰的方法施工另一半河床，并把兩

17、段接上，完成穿越。,定向鉆法,定向鉆法 定向鉆一般適合在細(xì)顆粒的土、砂和軟的巖石組成的河床中實(shí)施穿越。定向鉆是一種管道穿越河流的專用設(shè)備，它就像一臺放倒了的鉆機(jī)—不是垂直向地下鉆，而是斜向鉆入河床下部，在河底平著走一段，到對岸再翹起來，斜著鉆到地面上來，形成一個(gè)曲線的孔，通過鉆機(jī)拉動并轉(zhuǎn)動鉆桿上的切土刀，把這個(gè)孔一遍一遍地?cái)U(kuò)大，并始終用泥漿充滿這個(gè)孔。在鉆機(jī)的河對面地面上焊接一條長管段，當(dāng)河底下孔擴(kuò)得足夠大了，鉆桿連接上這個(gè)管段，把管道

18、拖入孔內(nèi)。定向鉆穿越時(shí)，對河道沒有任何影響，省時(shí)省力又環(huán)保，幾百米至上千米的管道就這樣直接敷設(shè)到了河底。我國的定向鉆還創(chuàng)造了一次穿越長度2300米的世界記錄呢！,定向鉆施工現(xiàn)場,定向鉆法示意,南排河定向鉆穿越,隧道穿越法,在河底建一條隧道，然后把管道敷設(shè)在隧道中。建隧道有兩種方法：1.鉆爆隧道是人工在巖石中挖出一條隧道，即用人工打眼爆破的方法形成隧道；2.另一種是用盾構(gòu)機(jī)全斷面開挖，機(jī)械加自動控制形成隧道。隧道穿越法比較慢，造價(jià)高，

19、只有用別的方法都不行的時(shí)候才用這種方法。,密嶺1#隧道剖面圖,密嶺1#隧道穿越地形圖,隧道穿越法,頂管法,對于與管道交叉的公路、鐵路，要在不影響地面交通的情況下，將管道敷設(shè)在公路、鐵路的下方。一般采用頂管法。頂管施工的做法是：先在公路或鐵路的兩側(cè)各挖一個(gè)長方形的坑，一端的大坑內(nèi)放置頂管機(jī)，頂管機(jī)后面設(shè)一個(gè)承力后背（用枕木或混凝土做成），將鋼套管或混凝土套管放到頂管機(jī)前面，頂管機(jī)把套管向路基下面頂進(jìn)，邊頂邊挖套管內(nèi)部的土，一節(jié)套管頂進(jìn)去之

20、后，再放入第二節(jié)套管，套管之間相互連接（鋼套管焊接起來，混凝土套管采用承插式等接口）。這樣一條連續(xù)的套管就被頂?shù)搅寺坊南路健Ｔ诼坊囊粋?cè)，焊接好輸送管道，將輸送管道拖拉進(jìn)套管內(nèi)，完成穿越。,頂管法,頂管法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是不中斷道路交通；二是考慮路面上的車輛非常重，若直接通過路基土壓在管道之上，管道受力過大，不安全，而有一個(gè)承受外力的套管就安全一些。頂管的同時(shí)為什么上面的路面不會因車輛的重壓而塌下去呢？因?yàn)轫斶M(jìn)去的管子距道路面有1.5～

21、3米的路基土厚度，車輛先軋?jiān)诼访嫔?，力再傳到路基土上，然后是頂進(jìn)的套管上，挖的土都是套管內(nèi)的土，外面的路基土保持原樣，所以，上面的交通不受影響。據(jù)計(jì)算：頂進(jìn)去的套管距路面的高度只要大于0.8米，就能達(dá)到安全要求。管道過鐵路也是采用頂管方法，因火車太重，還有震動，所以頂管時(shí)火車要開得慢一些，但鐵路不會中斷。有時(shí)大家看到：鐵路立交橋的涵洞也是頂進(jìn)去的，相比來說頂一個(gè)過管道的管子簡直是小巫見大巫。,3.4管道設(shè)計(jì)階段主要內(nèi)容,3.4.1可行性

22、研究 可行性研究是分析、評價(jià)各種建設(shè)方案和生產(chǎn)經(jīng)營決策的一種科學(xué)方法。它要對新建、擴(kuò)建項(xiàng)目的一些主要問題，如市場需要，資源條件，燃料、動力供應(yīng)條件，建設(shè)規(guī)模，以及設(shè)備選型等，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和工程等方面進(jìn)行調(diào)查研究，分析比較，并對項(xiàng)目建成后可能取得的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行預(yù)測。從而提出該項(xiàng)目可否建設(shè)和如何進(jìn)行建設(shè)的意見，為項(xiàng)目決策提供可靠的依據(jù)。 要求提交可行性研究報(bào)告。 根據(jù)可行性研究報(bào)告及其審批意見編制設(shè)計(jì)任務(wù)書。設(shè)計(jì)任

23、務(wù)書是編制設(shè)計(jì)文件的主要依據(jù)。,3.4.1.1可行性研究勘察測繪成果,1.線路遙感正射影像圖2.線路走向示意圖3.巖土工程可行性研究勘察報(bào)告,線路走向斷面,3.4.2初步設(shè)計(jì),初步設(shè)計(jì)是在工程項(xiàng)目確立后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合實(shí)際條件所做的工程具體實(shí)施方案。它是安排建設(shè)項(xiàng)目和組織工程施工的主要依據(jù)。深度應(yīng)滿足項(xiàng)目投資包干、招標(biāo)承包、材料與設(shè)備訂貨、土地征購和施工準(zhǔn)備等要求，并能據(jù)以編制施工圖和總概算。 初步設(shè)計(jì)編制的總

24、概算是控制工程項(xiàng)目總投資的主要依據(jù)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，每項(xiàng)設(shè)計(jì)要作多方案比較，合理地確定設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)必須有充分和準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)資料,初步設(shè)計(jì)階段數(shù)字?jǐn)z影測量產(chǎn)品,1.管道中線成果表2.線路走向正射影像圖3.線路縱斷面圖(DLG、DOM、縱斷面圖和管道線路地質(zhì)描述多信息一體數(shù)字?jǐn)z影測量成果)4.帶狀數(shù)字線劃地形圖（DLG）5.數(shù)字正射影像圖（DOM）6.數(shù)字高程模型（DEM）7.站場地形圖、數(shù)字正射影像圖8.大中

25、型穿跨越數(shù)字正射影像圖、地形圖、縱斷面圖。,GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),GIS輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),3.4.3施工圖勘察（定測）,它是在初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后，施工圖設(shè)計(jì)前進(jìn)行。主要是根據(jù)批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)和上級審批意見，對全線進(jìn)行復(fù)查、修改。定線和地形測量，并做工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察，尤其要進(jìn)行輸油站和穿（跨）越點(diǎn)的地形測量和地質(zhì)勘察，取得有關(guān)資料，作為施工設(shè)計(jì)的