長輸管道勘察設計簡介

1、長輸管道勘察設計簡介,侯仰杰2009-06-12,長輸管道勘察設計介紹,1. 輸油管道介紹2. 輸氣管道介紹3.長輸管道勘察設計概述,1.長輸管道簡介,1.1 管輸特點（1）運輸量大； （2）多采用埋地方式，占地少，受地形地物限制小，可以縮短運輸距離； （3）密閉安全； （4）便于管理、易于實現(xiàn)遠程集中控制。自動化程度高； （5）能耗少，運費低； （6）大量、單向、定點輸送，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（起點輸油站）、中間站、末站 線路：管道本身、截斷閥室、穿跨越構筑物、陰極保護站，以及道路、通訊、自控等輔助設施,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國內外輸油管道介紹,1958年建成的克拉瑪依一獨山子輸油管道，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年內我國管道工業(yè)有了較大進展,目前我國原油管道近220條，總長達到10000公里。,我國原油管道建設現(xiàn)狀,我國原油管道建設現(xiàn)狀,根據(jù)地理位置劃分，國內長距離管道輸送系統(tǒng)主要有以下四個：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）線、東臨（復）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 管道技術的發(fā)展趨勢

7、，我國的差距和任務,（1）高壓、大口徑； （2）采用高強度、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備 ； （5）重視管道建設的前期工作； （6）其它，如高粘高粘原油的不加熱輸送工藝等。 我國管道技術發(fā)展的任務：針對我國原油的特點，研究管輸工藝技術；提高管道的自動化水平；在產量遞減的情況下對老管網(wǎng)的改造和運行優(yōu)化問題；西部地區(qū)管道的建設問題；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 （1）三大管網(wǎng)系統(tǒng)組成一個統(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)展狀況

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)建設規(guī)模,2.3國外輸氣管道發(fā)展狀況,2.4天然氣管道輸送的發(fā)展趨勢,（1）長運距 （2）高壓、大口徑 、網(wǎng)絡化（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計管理將是輸氣管道技術研究的一個重要方向。,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峰（5）數(shù)字化技術應用（6）完整性管理及配套技術,3.0長輸管道勘察設計概述,3.1 長輸管道建設程序（0）預可研（代項目建議書）。 （1）根據(jù)資源條件和國民經濟長期規(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行可行性研究，并在可行性研究的基礎上編制和審定設計任務書。 （2）根據(jù)批準的設計任務書，按初步設計（或擴大初步設計）、施工圖兩個階段進行設計。初步設計必須有概算，施工圖設計必須有預算。 （3）工程完畢，必須進行竣工驗收，做出竣工報告（包括竣工圖）和竣工決算。 勘察是廣義設計工作的一部分，它不僅為設計準備資料，也參與設計方案的確定?？辈炫c設計兩者需密切配合進行?？辈旃ぷ鞅仨氉咴谠O計的前面（必要時可有

12、合理交叉），及時為設計提供資料。,3.2長輸管道勘察設計概述,勘察分為踏勘、初步設計勘察（初測）、施工圖勘察（定測）三個階段。較小的管道或沿線自然條件簡單或工期緊迫時也可簡化為踏勘與詳細勘察兩個階段。設計可分為可行性研究、初步設計（擴大初步設計）、施工圖設計三個階段。,3.3選線原則,選線是長輸管道勘察設計中的一項重要工作。線路的走向、長短和通過的難易程度，對整個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、地點和輸（氣）油站址的確定是選線中最重要的工作之一?？梢哉J為，一條輸油管線路就是起點、終點、輸油站址和各穿（跨）越點之間的連線。所以，大型穿（跨）越點和輸油站址的選擇應服從線路的總走向，在這個前提下，線路的局部走向應服從穿（跨）越點和站址的確定,踏勘是在正式設計任務書下達之前進行的，是為進行可行性研究或編制方案設計提供資料。分室內和室外兩部分進行。要求提交踏勘報告。,3.3.1踏勘,3.3.2初步設計勘察（初測）,它是在設計任務書下達以

14、后，初步設計開始之前，根據(jù)踏勘報告選擇幾個線路方案，加深勘察，為技術經濟比較確定最優(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。輸油管道初步設計勘察可以不寫專門的綜合報告書，有關內容可編在初步設計的總說明部分。,3.3.3施工圖勘察（定測）,它是在初步設計批準后，施工圖設計前進行。主要是根據(jù)批準的初步設計和上級審批意見，對全線進行復查、修改。定線和地形測量，并做工程地質和水文地質勘察，尤其要進行輸油（氣）站和穿（跨

15、）越點的地形測量和地質勘察，取得有關資料，作為施工設計的依據(jù)。 勘察之后應交付綜合勘察報告，主要內容包括：帶狀地形圖、管道及穿跨越點的縱斷面圖、大型油罐罐區(qū)工程地質勘察報告以及輸油（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。跨越很明顯，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顆粒的土、砂和軟的巖石組成的河床中實施穿越。定向鉆是一種管道穿越河流的專用設備，它就像一臺放倒了的鉆機—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，形成一個曲線的孔，通過鉆機拉動并轉動鉆桿上的切土刀，把這個孔一遍一遍地擴大，并始終用泥漿充滿這個孔。在鉆機的河對面地面上焊接一條長管段，當河底下孔擴得足夠大了，鉆桿連接上這個管段，把管道

18、拖入孔內。定向鉆穿越時，對河道沒有任何影響，省時省力又環(huán)保，幾百米至上千米的管道就這樣直接敷設到了河底。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.另一種是用盾構機全斷面開挖，機械加自動控制形成隧道。隧道穿越法比較慢，造價高，

19、只有用別的方法都不行的時候才用這種方法。,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各挖一個長方形的坑，一端的大坑內放置頂管機，頂管機后面設一個承力后背（用枕木或混凝土做成），將鋼套管或混凝土套管放到頂管機前面，頂管機把套管向路基下面頂進，邊頂邊挖套管內部的土，一節(jié)套管頂進去之

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?，焊接好輸送管道，將輸送管道拖拉進套管內，完成穿越。,頂管法,頂管法有兩個優(yōu)點：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，而有一個承受外力的套管就安全一些。頂管的同時為什么上面的路面不會因車輛的重壓而塌下去呢？因為頂進去的管子距道路面有1.5～

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

22、研究 可行性研究是分析、評價各種建設方案和生產經營決策的一種科學方法。它要對新建、擴建項目的一些主要問題，如市場需要，資源條件，燃料、動力供應條件，建設規(guī)模，以及設備選型等，從技術、經濟和工程等方面進行調查研究，分析比較，并對項目建成后可能取得的技術經濟效果進行預測。從而提出該項目可否建設和如何進行建設的意見，為項目決策提供可靠的依據(jù)。 要求提交可行性研究報告。 根據(jù)可行性研究報告及其審批意見編制設計任務書。設計任

23、務書是編制設計文件的主要依據(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告,線路走向斷面,3.4.2初步設計,初步設計是在工程項目確立后，根據(jù)設計任務書的要求，結合實際條件所做的工程具體實施方案。它是安排建設項目和組織工程施工的主要依據(jù)。深度應滿足項目投資包干、招標承包、材料與設備訂貨、土地征購和施工準備等要求，并能據(jù)以編制施工圖和總概算。 初步設計編制的總

24、概算是控制工程項目總投資的主要依據(jù)。設計單位應嚴格保證設計質量，每項設計要作多方案比較，合理地確定設計方案；設計必須有充分和準確可靠的基礎資料,初步設計階段數(shù)字攝影測量產品,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描述多信息一體數(shù)字攝影測量成果)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輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),GIS輔助設計系統(tǒng),3.4.3施工圖勘察（定測）,它是在初步設計批準后，施工圖設計前進行。主要是根據(jù)批準的初步設計和上級審批意見，對全線進行復查、修改。定線和地形測量，并做工程地質和水文地質勘察，尤其要進行輸油站和穿（跨）越點的地形測量和地質勘察，取得有關資料，作為施工設計的