氣田內部集輸多管敷設間距剖析

彭 旭 趙鍇棟 陳敬民 祝 疆 王 非

中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司，四川 成都 610041

0 前言

土庫曼斯坦南約洛坦氣田是目前世界上最大的整裝氣田之一，產品氣規模達400×108m3/a，其中100×108m3/a規模的地面建設工程EPC項目由中國石油川慶鉆探公司承擔，包括集輸、凈化處理、外輸三大部分及相關配套工程。業主為土庫曼斯坦國家石油公司康采恩。因此要求本工程建設除采用國際通行標準和在土庫曼斯坦注冊的國際標準（包括中國標準）外，還應遵守土庫曼斯坦相關標準。

氣田集輸集氣管道走廊帶內敷設有多根管道，包括集氣管道、氣田水管道、凝析油管道、燃料氣管道及供水管道。通過工程實例，對比研究中國和土庫曼斯坦兩國關于多管敷設間距的標準相關內容及最終實施方案，介紹兩種不同設計指導思想在工程中的實際應用。

1 中國設計方案及理念

根據南約洛坦氣田集輸工程[1]工藝需要，從預處理廠至處理廠的輸送管道共8條：2條DN700集氣管道、 2條DN80凝析油管道、1條DN200給水管道、2條DN100氣田水管道和1條DN80燃料氣管道，8條管道并行敷設30 km。由于管道較多，按中國輸氣管道的設計理念[2]和工程實踐經驗，采用同溝敷設方案進行管道敷設設計，可節省工程投資、便于施工和運行管理、節約用地及保護環境。管道敷設布置見圖1。

圖1 管道同溝敷設布置圖

中國輸氣管道設計安全指導思想參考美國國家標準ASME B31.8《輸氣和配氣管線系統》[3]理念，即控制管道本質安全。其原則是嚴格控制管道及其構件的強度和嚴密性，并貫穿到整個建設全過程。用控制管道的強度來確保管線系統的安全，從而為周圍建構筑物提供安全保證。

2 土庫曼斯坦設計理念

土庫曼斯坦因歷史原因，在油氣工程建設領域大部分仍然沿用蘇聯的規范和標準體系。CHи П 2.05.06-85*《大型管線》[4]是蘇聯1985年為建設西伯利亞管道而編制的，現已作為管道設計與施工的指導性規范，蘇聯很多油氣規范都以此為依據。

CHиП 2.05.06-85*《大型管線》在輸氣管道建設中保證安全的指導思想為控制安全距離。雖然該規范對輸氣系統管道強度有一定要求，但主要是控制管道與周圍建構筑物的距離，以此為周圍建構筑物提供安全保證。基于該指導思想，同時以ASME B31.8《輸氣和配氣管線系統》未在土庫曼斯坦注冊為由，土庫曼斯坦否認了中國的設計方案，并提出根據管徑的大小分開布置，不能同溝敷設。由于管間距最寬達14 m，造成管線施工量增大，且中國的設計方案已按管道強度控制自身安全，因此中國設計方不接受土庫曼斯坦提出的修改意見。

3 解決方案探討

a）土庫曼斯坦要求按CHи П 2.05.06-85* 《大型管線》中第3.18條執行，即“在同一管線走廊中平行敷設的管線之間的最小距離，除3.21條之規定外，應按：輸氣管線、輸油管線和成品油管線埋地敷設并執行CH 452-73要求。”

CH 452-73《干線管道征地標準》系蘇聯天然氣工業部編制，部長會議國家建設委員會于1973年審議通過，其中第4條規定：“為鋪設兩條及多條平行地下干線管道而臨時征用的施工帶的寬度應當等于一條管道施工帶的寬度加上最邊緣兩條管道中心線之間的距離。相鄰兩條管道中心線之間的距離應當按照表1選取。”相鄰管道間距見表1。

表1 相鄰管道間距表

但CHи П 2.05.06-85*《大型管線》在前言中規定：“不適用敷設于城市和其它居民點區域中的管線，敷設于海洋和礦場內的管線，輸送介質會腐蝕金屬管子或溫度低于-40 ℃的天然氣、原油、成品油和液化烴氣管線。”因此，該規范不適用于集輸工程。

b）采用蘇聯規范BCH 51-3-85（51-2.38-85）《礦場鋼質管線設計》[5]第5.4條中規定：“允許將同一用途、公稱直徑等于小于300 mm的管線敷設在一起（同溝敷設）。同溝敷設管線的數量由設計確定。管線同溝敷設時，它們之間的距離要以施工維修時施工質量和施工安全為條件，但凈距離不得小于0.5 m”。

由于本工程集氣管道直徑為DN700，該規范僅規定了公稱直徑等于小于300 mm的管道可以同溝敷設，沒有明確規定大于300 mm管道是否能同溝敷設。

c）為此，中國設計方再次研究了國內和國際上以控制管道自身安全性為設計理念的相關規范GB 50251-2003《輸氣管道工程設計規范》、GB 20350-2005《油氣集輸設計規范》[6]以及ASME B31.8《輸氣和配氣管線系統》。研究發現規范對管道間距均未做要求，根據國內油氣建設工程的經驗，同溝管道間的間距通常只考慮便于施工和維修管理要求。

中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司2010年編制的《油氣管道并行敷設設計規定》[7]中對凈化氣管道同溝敷設間距做了相關要求，要求相鄰管道間距1.2～15 m。

d）基于上述蘇聯規范的不適用性和不明確性，康采恩認為該問題已超出其自身技術能力范圍，以信函的方式請求土庫曼斯坦油氣設計研究院確定，這也是南約洛坦項目唯一一個提交第三方仲裁解決的問題。該設計院認真研究后，提出如下方案：“直徑不大于300 mm、具有相同用途的管線在同一管溝內敷設時其間距應不小于0.5 m；直徑為Φ426～Φ720 mm的相鄰管線軸線間距應為9 m”。由此可以看出，該方案是綜合了BCH 51-3-85（51-2.38-85）《礦場鋼質管線設計》和CHи П 2.05.06-85*《大型管線》中的相關內容，其指導思想仍是以間距控制安全。

為保證工程項目的順利實施，在工程量增加不多的前提下中國設計方最終同意了土庫曼斯坦的方案。調整后的集氣管道同溝敷設布置見圖2。

圖2 調整后管道同溝敷設布置圖

4 其他工程實例

在本項目的其他單體工程中，同樣遇到了類似問題：

a）在外輸管道工程中，Φ1 420 mm管道與凝析油管道同溝敷設10 km；外輸末站出站有2條Φ1 420 mm管道與土庫曼斯坦已建管道相連接，并行250 m。原設計方案均采用同溝敷設，應土庫曼斯坦要求，根據CHи П 2.05.06-85*《大型管線》第3.18條和CH452 -73《干線管道征地標準》的規定，同溝敷設管道間距均調整為 15 m[8]。

b）在水源站工程中，由土庫曼斯坦確定的站址外50 m處有2條土庫曼斯坦已建管道（DN500和DN700）。在水源站基本建成時，土庫曼斯坦提出執行CHи П 2.05.06-85*《大型管線》中的規定，要求水源站距離天然氣管道150 m。為此中國設計方對已建管道進行改線處理，滿足規范要求。

5 結論

隨著我國在中亞地區天然氣管道建設的大力發展，為避免管道同溝敷設在設計、建設中因中國標準規范與蘇聯標準規范的差異造成的大量修改，以工程實例強調執行蘇聯標準規范的當地國的要求，從而對我國在中亞地區的天然氣管道建設提供借鑒。為更科學、更安全、更有理論依據地確定管道并行間距，建議今后類似工程可采用相關軟件對管道并行工況進行模擬，判斷管道發生爆裂時對并行管道徑向穩定性及爆裂掀開土壤后對并行管道產生直接熱輻射的影響。為管道并行設計間距提供科學的理論依據，進一步提升管道安全性。

[1]陳敬民. 土庫曼斯坦南約洛坦氣田100×108m3/a商品氣產能建設工程（地面工程部分）內部集輸及配套工程 內部集輸工程（SYBD-2/1-13GT-GS-01）[R]. 成都：中國石油集團工程設計有限責任公司西南分公司，2011.Chen Jingmin. Turkmenistan South Yolotan Gas Field 100×108m3/a Commodity Gas Productivity Construction Project (Surface Engineering Design) Internal Gathering and Transportation and Auxiliary Engineering Design Internal Gathering and Transportation System (SYBD-2/1-13GTGS-01)[R]. Chengdu: China Petroleum Engineering Co.,Ltd. Southwest Company, 2011.

[2]GB 50251-2003，輸氣管道工程設計規范[S].GB 50251-2003, Code for Design of Gas Transmission Pipeline Engineering[S].

[3]ASME B31.8，輸氣和配氣管線系統[S].ASME B31.8, Gas Transmission and Distribution Piping Systems[S].

[4]CHи П 2.05.06-85*，大型管線[S].CHи П 2.05.06-85*, Large-Scale Pipeline[S].

[5]BCH 51-3-85（51-2.38-85），礦場鋼質管線設計[S].BCH 51-3-85（51-2.38-85）, Oil Field Steel Pipeline Design Standards[S].

[6]GB 50350-2005，油氣集輸設計規范[S].GB 50350-2005, Code for Design of Oil-Gas Gathering and Transportation Systems[S].

[7]中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司. 油氣管道并行敷設設計規定[R]. 北京：中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司，2010.PetroChina Natural Gas and Pipeline Company. Design Regulation for Oil and Gas Pipelines Laid in Parallel[R].Beijing: PetroChina Natural Gas and Pipeline Company,2010.

[8]祝 疆，陳敬民. 前蘇聯大型管道標準在南約洛坦天然氣外輸工程中的應用[J].天然氣工業，2012, 32(7): 1-4.Zhu Jiang, Chen Jingmin. Application of the Former Soviet Union's Large-Scale Pipeline Standard in the CNPC South Yolotan Natural Gas Transmission Projects[J]. Natural Gas Industry, 2012, 32(7): 1-4.