戈壁油田管道橫斷面圖的設計

蘇朋龍，羅新占，戚亞明，張 超

（新疆石油工程設計有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

戈壁油田管道橫斷面圖的設計

蘇朋龍，羅新占，戚亞明，張 超

（新疆石油工程設計有限公司，新疆 克拉瑪依 834000）

管道橫斷面圖設計對管道管溝的施工起著重要的指導作用，合格的管道橫斷面圖既可以使施工符合標準規范，又可以減小計價土石方，降低經濟成本。結合戈壁地區地質、氣候等特點，對常用的集油、注水埋地管道橫斷面圖設計進行探討，并提出相關的要求。

戈壁油田；管道；橫斷面；設計

隨著油田的不斷發展，集油、注水管道已形成縱橫交錯的網絡，成為油田的生命線。尤其是進入21世紀以來，油田管道不僅僅局限于傳統的鋼管，用的最多的是具有耐腐蝕、不結垢、易施工等優點的非金屬管道。目前，油田上應用較為廣泛的非金屬管道有：高壓玻璃纖維管線管、鋼骨架聚乙烯塑料復合管、塑料合金防腐蝕復合管、鋼骨架增強塑料復合連續管和柔性復合高壓輸送管。本文就油田常用管道橫斷面設計中的相關問題和需要注意的地方進行探討[1-7]。

1 橫斷面簡介

管道橫斷面，顧名思義，即垂直于管道軸線的斷面，從垂直于管溝的軸心線的方向切斷管溝后所露出的表面。它反映了管道在管溝中所處的位置、管道型號、管溝開挖深度和寬度、管溝邊坡比、管溝的回填以及管堤的形狀等。常見的管道橫斷面分正常挖深管溝、挖深不足管溝、挖深過大管溝橫斷面，具體詳見圖1。

2 管道埋深

埋地管道的埋設深度，應考慮管道所經地段的凍土層、地下水位和農田耕作的深度以及地形地貌和地質條件等因素。

戈壁段稀油區集輸、注水管道宜采用埋地敷設，對管道的埋深分析如下：若將管道埋深過淺，管道在冬季容易受冰凍影響而發生凍漲開裂，且埋管后年限一長，管堤遭破壞后，易受地面農耕或其他行為接觸管道，使管道受到損壞。若將管道埋深過深，首先管溝開挖的土石方量增加，導致工程建設的投資增加，同時可能會受到地下水的作用，對管線造成嚴重腐蝕。因此，管道敷設深度應綜合考慮戈壁地區凍土層厚度和其他因素，就新疆油田戈壁段沙漠而言，管道敷設一般在掃線后地坪以下1.7～2.0 m范圍內。

圖1 集油/注水管道橫斷面圖Fig.1 Oil/water injection pipeline cross section

3 管溝溝底寬度

管溝溝底寬度應根據管道外徑、開挖方式、組裝焊接工藝及工程地質等因素確定。一般油田管溝深度均在5 m以內，單管和多管同溝敷設時，管溝溝底寬度應按式（1）確定：

式中：B—管溝溝底寬度,mm；

∑D0—管道外徑之和（包括防腐層、保溫層的厚度）,mm；

∑S—管道間的設計凈距之和,mm；

K—溝底加寬裕量,mm。

3.1 管道間的設計凈距

3.1.1 鋼管

根據規范要求，對于鋼質管道多管敷設時，溝底寬度應在單管溝底寬度的基礎上，每增加一根公稱直徑小于 300 mm管道時，溝底寬度應按管徑加400 mm寬度增加。每增加一根公稱直徑大于300 mm管道時，溝底寬度應按管徑加600 mm寬度增加。

3.1.2 柔性復合高壓輸送管

柔性復合高壓輸送管同溝敷設時，管道間距不應小于100 mm。柔性復合高壓輸送管一般不宜與金屬管道同溝敷設，必須同溝敷設時，柔性復合高壓輸送管和金屬管道的凈間距不應小于400 mm。

3.1.3 高壓玻璃纖維管線管和塑料合金防腐蝕復合管同一管溝內敷設多條高壓玻璃纖維管線管或塑料合金防腐蝕復合管時，相鄰管道間距應符合表1中規定的最小凈距要求。

表1 管道最小間距Table 1 Pipeline minimum distance

3.1.4 鋼骨架聚乙烯塑料復合管

同一管溝內敷設多條鋼骨架聚乙烯塑料復合管時，相鄰管道間距應符合表2中規定的最小凈距要求。

表2 管道最小間距Table 2 Pipeline minimum distance

3.1.5 鋼骨架增強塑料復合連續管

同一管溝內敷設多條鋼骨架增強塑料復合連續管時，相鄰管道間距應符合表3中規定的最小凈距要求。

表3 管道最小間距Table 3 Pipeline minimum distance

3.2 鋼骨架增強塑料復合連續管

對于鋼管、高壓玻璃纖維管線管、塑料合金防腐蝕復合管、鋼骨架聚乙烯塑料復合管和鋼骨架增強塑料復合連續管管溝溝底加寬裕量K值可根據施工情況在表4中選取。

對于柔性復合高壓輸送管，管溝溝底加寬裕量K值可根據施工情況在表5中選取。

表4 溝底加寬裕量K值Table 4 Groove with ample amount of K value

表5 溝底加寬裕量K值Table 5 Groove with ample amount of K value

在新疆油田，一般小管徑鋼質管道和非金屬管道均采用溝下焊接組裝，管溝溝底加寬裕量選0.8 m或0.6（柔性復合高壓輸送管）。

4 管溝邊坡比

管溝的邊坡坡度應以保證不塌方、不偏幫為準，根據土壤類別、荷載情況和管溝開挖深度確定，一般油田管溝深度均在5 m以內，當地質條件良好、土質均勻、地下水位低于管溝底面高程時，可參考下表中的邊坡比進行設計(表6)。

表6 深度在5m內管溝最陡邊坡坡度（不加支撐）Table 6 Deep trench within 5m the steepest slope (without support)

5 管道覆土

一般在管道下溝前，應復查管溝深度，溝內不得有塌方、石塊、積水、冰雪等有損防腐層的異物。石方或戈壁段的管溝，應預先人工在溝底墊200 mm厚細土（沙）。石方段細土（沙）的最大粒徑不得超過10 mm，戈壁段細土（沙）的最大粒徑不得超過20 mm（柔性復合高壓輸送管回填細土的最大粒徑不得超過3 mm）。在管道下溝后，管溝回填首先應由人工回填細軟土（其回填土的礫石塊不應超過250 mm）并逐層壓實至管頂以上300 mm，方可采用機械回填，此時可回填其他土，表層應回填耕植土，回填土應高出自然地坪0.3 m以上，覆土應與管溝中心線一致，管堤頂寬度應不小于1 m，一般應梯形，管堤邊坡比宜為1：0.75～1：1。

管道挖溝過程中因施工條件或現場的一些其他特殊情況造成管溝挖深不足或是挖深過大。補挖或著補填管溝不僅會增加施工成本，還會使施工周期增長，因此施工時可以通過提高管堤高度及改變回填土的填埋厚度及來滿足管道敷設埋深要求。根據規范要求，管溝的回填土應高出自然地坪0.3 m，以滿足管溝內回填土的沉降裕量。當管溝挖深不足或挖深過大時，管道橫斷面設計可參考圖1。

6 結束語

戈壁地區氣候惡劣、地處偏遠、生態環境脆弱、施工困難，相信通過本論文的指導，能夠使油田集油、注水管道施工既能夠滿足標準規范硬性要求，又可以減少對生態環境的破壞，同時還可以降低油田施工投資。

［1］ SY/T 6769.1-2010非金屬管道設計、施工及驗收規范 第1部分：高壓玻璃纖維管線管[S]. 北京：石油工業出版社，2010.

［2］ SYT 6769.2-2010非金屬管材設計、施工及驗收規范 第2部分：鋼骨架聚乙烯塑料復合管[S]. 北京石油工業出版社，2010.

［3］ SYT 6769.3-2010非金屬管道設計、施工及驗收規范 第3部分：塑料合金防腐蝕復合管[S]. 北京石油工業出版社，2010.

［4］ SYT 6769.4-2012 非金屬管道設計施工及驗收規范 第4部分 鋼骨架增強塑料復合連續管[S]. 北京石油工業出版社，2012.

［5］ GB 50819-2013 油氣田集輸管道施工規范[S]. 北京中國計劃出版社，2013.

［6］ 王登, 武芹, 梁金強. 沙漠油田集油注水管道縱斷面設計探討[J].施工技術, 2013(02): 0097.

［7］ 梁金強, 趙曉梅, 孫松, 等. 沙漠油田管道縱斷面的設計[J]. 施工技術, 2013(S0): 0524.

Design of Pipeline Cross-section in Gobi Oilfields

SU Peng-long, LUO Xin-zhan, QI Ya-ming, ZHANG Chao
（Xinjiang Petroleum Engineering Co., Ltd ，Kelamayi Xinjiang 834000, China ）

The design of pipeline cross-section plays an important role in guiding the construction of pipeline trench. Qualified pipeline cross-section draw not only can meet the standards of construction, but also can reduce costs. Based on the topography, climate and other characteristics of the Gobi area, the design of cross-section of common buried oil gathering and water injecting pipelines were discussed, and relevant requests were put forward.

Gobi oilfield; pipeline; cross-section; design

TE 832

A

1671-0460（2016）11-2609-03

2016-04-28

蘇朋龍（1991-），男，陜西省榆林市人，助理工程師，2012年畢業于西安石油大學油氣儲運工程，研究方向：油氣集輸、注水工作。E-m ail：supengl-xj@cnpc.com.cn