快装式长输管线机械化铺设技术综述
- 格式:pdf
- 大小:1.30 MB
- 文档页数:3
长输管道机械化施工装备研究与应用在目前长输管道施工中,很多工序仍旧沿用传统的施工方法,机械化程度不高,施工效率低;同时受各种新材料、新工艺和特殊环境的影响,传统施工方法无法满足施工技术要求,因此需要采用先进的管道机械化施工技术和装备,以提高施工效率和降低施工成本。
标签:长输管道;机械化设备;应用引言随着我国管道建设的发展,大口径、高钢级管材需求量日益增加,利用机械化施工模式是保证施工质量、提高生产效率的必要条件。
其中施工机械是实现油气长输管道施工机械化的重要物质基础,是现代化大流水施工中必不可少的装备。
充分做好机械设备状况的分析,不断引进和研发新的装备投入到长输管道施工生产各个环节,综合全面地做好机械设备管理,实现企业效益最大化,是要解决的首要问题。
1 管道施工现状在目前长输管道施工中,很多工序仍旧沿用传统的施工方法,机械化程度不高,施工效率低,经常造成各工序衔接时间不紧凑,严重影响了整个施工效率和施工成本。
同时受各种新材料、新工艺和特殊环境的影响,传统施工方法无法满足施工技术要求,因此需要采用先进高效的管道机械化施工技术和装备,以实现预期目标。
2 管道机械化施工建议2.1 管沟开挖机械化施工开沟机是一种用于土方施工中的开沟机械,与挖掘机的功能具有许多相似之处,二者均具有入土(土壤或岩石)、碎土和取土功能,不同之处在于开沟机可连续作业,施工效率高,地表破坏小,特别适合铺设管道,即使在岩石等坚硬的地质条件下,开沟机也能开挖出形状规则的沟槽。
美国威猛公司开沟机主要用于铺设大型管道,最新开沟机产品为T-1255Commander,功率441kW,主要特点是双马达驱动、配备恒温控制液压油散热器,以及先进的计算机辅助系统,即基于微处理器的电子控制系统,驾驶员扳动开关就能自动进刀,避免或减少了手动调整、开沟刀链失速和发动机过载。
许多大型开沟机可以配置不同的工作装置,可根据施工需要选配不同种类的开沟机,如岩石轮、振动犁、开沟精度和恒深控制系统,以实现一机多能。
长输管道的施工技术摘要:本文着重介绍管道工程管道施工方面的情况和要点。
关键词:长输管道;施工技术Abstract: This paper focuses on the situation and the key points of the pipeline project pipeline construction.Key words: long-distance pipeline; construction technology城市建设的突飞猛进,工业化进程的快速发展,是催生长输管道发展的最大动力。
长输管道,是继公路、铁路、船舶、航空之后的第五大运输行业,是一个非常年轻的行业。
长输管道就是利用大中径管道,把所需要运送的气液态物资(如原油、成品油、天然气等)从生产地运输到距产地非常遥远的目的地,短则几百公里长则数千公里。
长输管道工程是由首站、中间站、线路阀室、预留接头、末站及与它们连接的管道组成,在坐标上,管道成为最为绵长的曲线实物。
这里,只着重介绍一下管道工程管道施工方面的情况和要点。
我公司在华北地区是首家省级跻身长输管道的施工企业,在近十年来有十数次长输管道施工的经验,作为长期在线的施工技术人员,将我对长输管道粗浅的认识汇编如下。
管线工程采用机械化流水作业施工工艺。
从管线的扫线、挖沟、管材运输、管线焊接到下沟回填、恢复地貌,形成一条龙流水施工作业。
管道施工工序展开分为:设计交桩、测量放线、临时征地、管道的防腐绝缘、现场布管、管道的组装与焊接、无损探伤、防腐补口和检漏、穿跨越、开挖管沟、管道下沟、阴极保护、管沟回填、试压段连头、分段吹扫、分段耐压试验、通球扫线、线路三桩安装和竣工验收。
各工序当中,对于管线施工的几个最为重要环节的要严加控制。
即:管道的防腐质量、管道的焊接质量、管道的耐压试验质量。
这几个环节控制好了,整个工程质量才有保证。
做到上道工序为下道工序服务,上道工序为下道工序的顺利施工和质量提供保证。
长输管道干线机械化安装工法长输管道干线机械化安装工法一、前言 (1)二、适用范围及特点 (1)三、施工程序………………………………………………………1~2四、施工工艺及技术要求…………………………………………3~9五、检查验收标准…………………………………………………9~10六、安全技术要求…………………………………………………10~11七、主要设备及工器具……………………………………………11~12八、劳动组织 (13)九、应用效果及实例 (14)一、前言我国的长输管道建设,从一九五八年克独管线开始起步,历经三十多年,已建成管线长达八千公里,但和美苏及中东石油地区相比差距还很大。
为了加快开发西部地区,我们将要建设横贯东西的大支脉;将来还要建设直连南北的大动脉以及煤浆管道建设等。
展望远景,我们还应走向世界,跻身于国际管道市场,而要实现这一切,没有一支装备精良、技术水平较高的机械化施工队伍,将是不可能实现的。
管道机械化施工是一个高效率、高质量、高效益的,大有发展前途的施工方法。
二、适用范围及特点本工法适用于大口径长距离的输油、气管道或输送其它介质的钢制管道的机械化或半机械化施工。
其主要特点为:一是机械化程度高;二是一条龙流水作业;三是无点焊对口沟上组装。
本工法中主要是介绍管道组装施工,对于焊接、防腐、试压、通球、穿跨越、管沟土石方、双管联焊、冷弯钢管及无损检验等其它施工方法,将在有关的工法中详细介绍。
三、施工程序(一)施工程序(见图1)(二)施工方向推荐采用左向施工,即施工前进方向左侧为管道及管沟,以确保吊管机正向行驶。
施工程序:图1、四、施工工艺及技术要求(一)开工测量1、接桩:由工程技术人员和测量人员对照图纸接受设计所交的标桩,对设计院打好的管道中线桩进行踏勘、复查和接桩,并同时记录下每个桩号的参照物及相关位置,必要时在附近永久物体明显处做好标记。
2、补桩:对于标桩丢失较多及重要控制的标桩,由设计院补齐标桩。
长输管道工程建设及施工技术探讨摘要:长输管道是一种运输效率较高的运输方式,它的占地面积小,需要的成本更加低,能够源源不断地为人们的生活运输需要的石油和天然气等能源。
近年来,我国长输管道技术得到了快速发展,“十三五末”管道长度较“十一五末”翻了一番。
但目前管道建设过程中也面临着很多的问题和挑战需要解决。
本文介绍了长输管道的基本情况、长输管道工程施工的主要特点及主要施工技术等,希望为工程建设管理和技术人员提供参考借鉴。
相信未来随着能源的清洁化转型,未来长输管道必将在能源体系中发挥更大的作用。
关键词:长输管道;工程建设;施工技术1长输管道的概述我国已经成为世界上最大的能源生产国,同时也是世界上最大的能源消费国,也是能源利用效率提高最快的国家。
随着国家双碳战略的深入实施,能源系统正在向低碳化、清洁化转型。
就能源储运来说,管道运输是目前最普遍、最经济、最安全的运输方式。
石油和天然气作为国家重要的能源战略物资,多采用长输管道方式运输。
长输管道是指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质(油、气等)长距离(一般大于50公里)管道。
其安装工序复杂,种类丰富多样,普遍管径比较大、运输距离长、输送量也比较大,投产后基本上要进行连续输送,还具有相对固定的特点,对施工技术提出了较高的要求。
十一五末,我国建成了7万公里的干线管道,原油的70%和天然气的99%都靠管道运输。
随着我国国民经济的快速发展,十三五末,我国油气长输管线包括国内管线和国外管线,总里程达到16.5万公里,其中原油管线为3.1万公里,成品油管线3.2万公里,天然气管道10.2万公里,已基本形成网。
国内原油和成品油运输管网已实现西油东送、北油南下、海油上岸,天然气则实现了西气东输、川气出川、北气南下。
预计十四五末,我国长输管道总里程预计将超过24万公里。
2长输管道施工特点长输管道线路工程施工主要分为施工准备、材料、管道附件验收、交接桩及测量放线、施工便道修筑及施工作业带清理、材料、防腐管的运输及保管、管沟开挖、布管及现场坡口加工、管口组对、焊接及验收、管道防腐和保温工程、管道下沟及回填、管道穿跨越工程及同沟敷设管道清管、测径及试压、输气管道干燥、管道连头、管道附属工程、健康、安全与环境和工程交工验收。
第一篇工序篇第一章施工准备工作施工准备工作根据不同的工程项目、不同的业主要求和不同的施工承包商,其工作内容亦不尽相同,一般来说,主要包括(但不仅限于)以下工作内容。
第一节主要准备工作项目一、技术准备(I)有关施工标准及验收规范的准备;(2)熟悉、研讨设计文件、图纸及标书的内容,组织内部会审;(3)施工现场踏勘;(4)设计交底,图纸、设计文件会审;(5)编制“施工组织设计方案”、“施工作业指导书”,并按程序进行审批;(6)根据业主的“焊接工艺规程”编制下发“焊接作业指导书”。
二、物资准备(1)落实甲供材料、设备,仓储准备;(2)自购材料、计划编制与审批;(3)特殊管件的购置或加工;(4)自行生产、加工所需材料、设备计划的落实与申报等;(5)物资管理人员的组建、培训;(6)编制物资供应计划、物资管理办法实施细则。
三、施工队伍准备(1)建立项目组织机构,健全各项管理制度;(2)组织各工种人员培训、岗位练兵和考试取证;(3)施工设备的检修、维护、改装及特殊要求设备的购置或研制;(4)施工器具的制作和改造;(5)施工任务划分及主要人员、设备的调配;(6)编制调遣计划并组织实施。
四、现场准备(1)申办当地施工许可证;(2)申办水、电、路、讯使用许可证;(3)与地方政府主管部门就施工项目签订有关协议或合同;(4)施工暂设,办理征地许可证;(5)现场平面布置及标识、标志牌的制作;(6)现场“四通一平”工作安排实施;(7)施工营地及施工现场的安全防护措施及环保措施;(8)处理关联单位或个人的有关事宜。
五、建立质量体系运转所需文件和相关资料(1)项目工程质量方针、目标,HSE方针、目标;(2)质量管理手册、HSE管理手册、QHSE作业指导书;(3)质量控制程序文件、HSE管理程序文件;(4)关键特殊工序的质量审核计划;(5)施工组织设计;(6)施工标准及验收规范;(7)质量检验计划;(8)施工作业指导书;(9)焊接工艺规程;(10)质检证、特殊工种资格证、上岗证;(11)项目质量责任制;(12)项目各项管理制度。
长输管道特殊地段机械化补口施工工法一、前言长输管道是现代工业生产中不可或缺的基础设施,它承载了各种物质的运输与输送。
长输管道的施工关键在于管道的密封与连接。
传统的补口施工方法往往耗时耗力,而效果却常常难以保证。
为解决这一难题,长输管道特殊地段机械化补口施工工法应运而生。
二、工法特点长输管道特殊地段机械化补口施工工法具有如下特点:1. 作业效率高:采用机械化施工,补口速度快,工效较高。
2. 补口质量高:配备专业设备,施工后的补口密封性更强,耐久性更高。
3. 适应性强:适用于各种地形和各种管道类型。
4. 施工成本低:比传统补口施工方式成本更低。
5. 可重复使用:一次工程之后,设备可拆卸,可以重复使用。
三、适应范围长输管道特殊地段机械化补口施工工法适用于管道直径在300mm以上,管道材质为金属材质,如钢铁、不锈钢和铸铁等。
适用于各种地形,如山地、沙漠、海底等。
适用于各种管道类型,如输油管道、输气管道、水管道等。
四、工艺原理1. 施工前的准备:施工前需要对补口位置进行测量和定位,确保补口位置正确。
同时需要对管道进行清洗和除油处理。
为避免管道内存在压力,需在施工过程中防止管道内部有残存物和冷凝水。
2. 施工前的安全检查:施工前需要对施工区域进行安全检查。
清理施工现场,并妥善安置防锈剂、易燃物等危险物品。
3. 施工工艺:采取专业的设备进行补口实施。
通过对补口位置的精确定位,使设备准确接合补口。
在实际施工过程中,需要对各个细节进行严格的控制和操作,以确保施工质量的高水平。
4. 施工后的清理保养:施工完成后,需要对施工现场进行清理保养,以达到后续施工的顺利进行。
五、施工工艺1. 施工前的准备:对补口位置进行测量和定位,对管道进行清洗和除油处理。
2. 施工前的安全检查:开展安全检查,清理施工现场,并妥善安置防锈剂、易燃物等危险物品。
3. 施工工艺:设备准确接合补口,并用钢钎向防爆挂板中心插入几米,钢钎向下开孔,然后就可以将补口设备接上挂钩。
长输管道建设新工艺技术1 概述近几十年来,全球长输管道建设进入了一个高峰期,各种新材料,新技术,新设备,新技术的应用,使无论在长输管道设计、施工、运营管理等技术已经取得了很大的发展,尤其是大口径、高压力的主要天然气管道建设和运营管理技术发展更快。
2 长输管道建设工艺技术发展现状2.1 管道焊接管道焊接是管道建设的最重要的一个方面,现场焊接的效率高,安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。
从国内长途管道工程在1950 年的第一条运输管道建设以来,管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程,分别是:手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。
(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。
90 年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法,得到了广泛的应用,突出的优点是高电流、焊接速度高,根焊接速度可达20 到50 厘米/ 分钟,焊接效率高。
目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。
(2)半自动焊。
电焊工通过半自动焊枪进行焊接,由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。
半自动焊是长输管道焊接的主要方式,因为在焊接送丝比较连续,就省了换焊条和其他辅助工作时间,同时熔敷率高、减少焊接接头,减少焊接电弧,电弧焊接缺陷、焊接合格率提高,(3)自动焊。
自动焊方法使整个焊接过程自动化,人工主要从事监控操作。
国内开始从西到东的天然气管道项目,就是大面积的自动焊接的应用程序。
自动焊接技术在新疆,戈壁等地区比较适合。
2.2 非开挖穿越施工技术遇到埋管道的建设,跨越河流,道路,铁路等障碍时,有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施,而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法,已广泛应用于这个国家。
我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术,有许多大河流使用了盾构穿越。
顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970 年代后期开始得到使用。
长输管道安装焊接工艺选择综述程双美发布时间:2021-08-09T06:54:07.652Z 来源:《基层建设》2021年第15期作者:程双美[导读] 随着管道安装技术水平的不断提升,长输管道的覆盖范围越来越大,它已经成为空运、海运、公路运输以及铁路运输等传统运输方式之外的重要补充中石化中原油建工程有限公司河南省 457001摘要:随着管道安装技术水平的不断提升,长输管道的覆盖范围越来越大,它已经成为空运、海运、公路运输以及铁路运输等传统运输方式之外的重要补充。
在我国大力实施“西气东输”战略的背景下,长输管道也进入了高速发展期。
在长输管道的构建过程中,管道安装工程是十分重要的施工基础,而管道焊接则是管道安装工程质量控制的重要承载。
因此,在实际施工的过程中必须对施工现场环境进行全面的考察,并对设计数据进行相关的采集,在妥善分析之后筛选并组合适当的工艺技术,让管道安装工程的质量得以保证。
关键词:长输管道安装;焊接工艺选择;长输管道组对、焊接质量的的好坏直接影响管道安全运行。
因此应对长输天然气管道的焊接质量有着极为严格的要求,除要求焊接接头为完全熔透焊缝外,对焊缝表明的质量也有着具体的焊接标准、焊缝的表面应平缓、均匀、与母材圆滑过渡、不得有明显的凹凸焊道。
一、长输管道安装焊接方法现状1.长输管道的焊接方法。
从70年代到现在,我国长距离输油管的焊接方法得到了不断的改进。
一开始,我国采用了非常传统的焊接方法,技术不成熟,导致了许多问题。
第一个是许多强大的技术和焊接工作可以成功完成,由于各种原因的阻碍也使得管道的焊接工作很难进行,效率低,通常一个长管道焊接项目要花很长时间才能完成。
但是随着中国经济和技术的发展,逐步引进和学习一些发达国家的先进技术,管道的焊接技术在中国已经取得了很大的进步,现在在中国使用过程中建设长距离管道焊接技术焊接技术主要是手动和自动焊接方法等,需要选择根据施工情况。
2.长输管道焊接过程中的自然干扰和人为干扰。
长输管道施工技术与工艺探讨【摘要】:随着我国经济的迅猛发展,长距离输送管道的建设有了极大的发展,长输管道施工技术与工艺得到快速提高。
因管道多掩埋于地下,不易发现运行中的危险,因此,一定要确保长输管道的施工质量。
本文简述了长输管道的施工特点,并介绍其施工技术与施工工艺。
【关键词】:长输管道;施工技术;施工工艺中图分类号:tu74 文献标识码:a文章编号:引言长输管道在我国已经有了长足的发展,长距离输送管道施工安装技术逐步成熟。
长输管道施工过程中技术要点的处理是对整个工程最终质量的检验,对保证整路管线的畅通起着重要的作用。
一、长输管道施工特点长输管道在施工上有其与众不同的特点:第一,线路长,管道工程量大,具有高强度、跨地区、无依托、移动性等特点;第二,组织协调工作难度大,多点施工的信息传递困难,由于长输管道施工线路极长,地点不集中,施工组织、协调工作相对较难;第三,物流配送难度大,数万吨管材及其他大量设备和其他材料必须分配到全线,造成施工器材、原料等配送难度大;第四,突发事件和特殊的施工问题处理难。
长输管道施工基本都在野外,缺乏对突发事件的应变能力和条件。
二、长输管道施工技术重难点及解决方法1、长输管道线路地选择选择长输管道沿途一般要经过山川、丘陵、河流、水网、农田或是戈壁沙漠等复杂地形,且沿线施工气候多变,风、霜、雨、雪、交替显现,这些主观的和客观的因素,对施工速度和质量的影响不可小视,特别是南方多雨气候、多丘陵、地形起伏,对管道施工效率有较大的影响,不同的地势起伏将引起施工组织方式和施工技术措施的重大变化。
路线选择时应该尽量设计顺直的线路,合理的规划管道的走向,缩短线路长度,从而降低钢材和其他投资费用。
2、长输管道的焊接技术焊接工艺采用钝边大、间隙小的方法,焊缝的余高和宽度小于上向焊,焊接生产率有极大地提高;此外,下向焊操作难度要小于上向焊,一个熟练的焊工培训很小一段时间就可以熟练运用。
目前,自动焊接技术已经得到十分广泛的应用,自动焊接技术是借助电气与机械实现整个焊接过程的自动化。
第 50 卷第 2 期2013 年 4 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPINGV ol. 50 No. 2Apr. 2013快装式长输管线机械化铺设技术综述屈海利(中国人民解放军总后油料研究所,北京 102300)摘 要:简述了快装式长输管线实现机械化铺设的意义,并介绍了几种快装式管线机械化铺设装备及其采取的技术形式。
分析认为,只有承插式管子才适合长距离快速连续的机械化铺设,管子之间连接的力可采用机械或液压等多种形式,减少管子自运管车转载到铺管机上的时间,可有效提高管线的铺设效率。
关键词:快装式管线;机械化铺设;综述中图分类号:TQ 050.7;TH 186 文献标识码:A 文章编号:1009-3281(2013)02-0070-003现场快装式管线是由标准长度的管子通过管接头或快速连接器连接而成。
快装式管线的特点是铺设速度快,大多因应急需要而临时铺设,如军用野战输油管线、城市应急供排水管线、森林消防管线等等。
管线铺设时,一般是前边人员利用人工或机器将管子从运管车上卸下来,沿途摆放好,后面的人员再将这些管子连接起来。
近几年来,快装式管线逐渐朝大口径、高强度方向发展,单根管子的质量已接近人力搬运的极限,如我国引进的前苏联DN150和DN200型快装式钢管,其单根管子的质量分别达到了81 kg和120 kg。
搬运一根DN150钢管至少需要2人,连接两根DN150钢管至少需要5人,而搬运一根DN200钢管则至少需要6人,连接两根DN200钢管至少8人。
因此不管是搬运还是连接,都需要很强的体力和耐力。
为了减轻人员的劳动强度,同时也为提高管线的铺设速度,各国均投入了大量的研究。
这些研究的方向基本有两个:一是采用新材料新工艺减轻管子的质量;二是研究机械化铺设装备。
在管子质量难以大幅降低的情况下,机械化铺设装备的研究就显得非常重要。
前苏联、美国均在管线机械化铺设方面做过大量的研究,分别试制了多种机械化铺设样机。
其中前苏联更是形成了制式装备,如闻名遐迩的TYM-150B 型铺管机。
1 当前机械化铺设技术1.1 前苏联承插管线铺管机前苏联承插式管线采用承插式管接头(见图1),没有连接器。
管子接头分承口和插口,管子连接时,插口对准承口,并让两根管子轴向对正,然后沿轴向用一定的力,就可将两根管子连接在一起。
正确连接在一起的管子,除非使用专用工具,否则是无法拆开的。
图1 承插式接头Fig.1 Inserted joint“承插管”这种新型连接方式一经问世便迅速取代了原有的槽头连接,这种接头既可人工连接,更可用铺管机进行机械化铺设。
承插管线首先应用于军用长距离的野战输油,然后逐渐向民用应急供水、抢险救灾等方向拓展。
20世纪70年代前苏联研制出铺管机后,迅速提高了管线系统的机械化程度。
铺管机是前苏联实现野战输油管线机械化铺设的标志,1973年6月,前苏联《红星报》首次刊登了铺管机的照片,并称之为“输血机”[1]。
用于铺设DN150承插钢管的TYM-150B型铺管机的管箱可容纳84根管子,铺管机连接管子的速度为3.5 km/h,铺设管子的速度为1.3 km/h,以一天工作10 h计算,一台铺管机夏季每天可在平原和中等起伏地域铺管12 km,冬季每天可铺10 km。
收稿日期:2012-08-17;修回日期:2012-10-17作者简介:屈海利(1968—),男,安徽宿州人,高级工程师,硕士。
主要从事野战输油管线及输油泵机组的研究。
2013 年 4 月· 71·前苏联承插管线铺管机的特点是设计巧妙,简单实用,工作可靠。
如TYM-150B铺管机的吊装机构采取了可移动的液压缸以及钢丝滑轮组机构来实现管子的吊装,不仅减少了元器件使用的数量,也保证了设备工作的可靠性。
再如,在TYM-150B铺管机中大量采用液压机构协助管子的装卸和运动,但在铺管机的关键部分——管子的对接机构中却没有采用液压动力,而是利用机械装置之间的相对运动和速度差异完成管子接头的连接。
且这套装置能够在铺管机不停驶的情况下实现管子连接的连续动作。
铺管机前进时,已经铺设的管线与地面的摩擦力通过一套独特的杠杆滑轮机构转变为管子连接的力,且连接速度与铺管机前进的速度成正比,因此它的优点是能最大限度地适应铺管机前进的速度。
1.2 POP管线铺管机成套输油管线系统(POP)[2]是一套可空运的用于不发达地区输油管线铺设的系统,它可把油料从岸滩输送到前方地区。
POP包括管子压力连接设备、正压密封接头标准长度的管子。
管子压力连接设备是用液压驱动的,可以是移动的也可以是静止的。
通常情况下,该设备用一个鹤形吊臂侧挂在一个D7推土机上。
每连接一个新管子,推土机就前进一段距离。
系统的铺设速度可以达到29 km/d(指管子连接速度)。
ICO正压密封有限公司设计了适合壁厚0.109 in (1 in=25.4 mm)和0.150 in、直径6 in和8 in铝合金管的正压密封连接器。
压力连接设备的框架为铝合金结构,液压缸的直径为5 in,液压系统驱动一个滑套,待连接的管子就穿在滑套上。
ICO还制造了一种重型压力连接设备,其液压缸的直径是7 in。
正压密封连接器为钢制圆形结构,其内径为锥形并有锯齿。
当压力连接设备把管子压入连接器时,连接器内锥形表面上的锯齿就会发生变形,从而紧紧卡住管子的表面。
连接器为对称式结构,中间有轴肩,用来隔离左右两根管子。
1986年,美国贝尔沃研究发展和工程中心(BRDEC)下属的油料分发研究发展小组分别试验了该管线在液体静压(Hydrostatic Pressure)、自然弯曲(Natural Bend)、抗拉强度(Tensile Pull)和弯曲极限(Flexure Limits)下的性能。
试验结果表明,POP 总体性能还是能满足要求的,但对于弯曲的管线,管接头连接的可靠性会受到较大影响。
另外。
这种接头连接时需要较大的液压压力,因此不适合人工连接。
1.3 海底管道无潜机械连接在浅水区域,海底管道一般由潜水员进行连接;而在深水区域,采用无潜连接,由ROV来控制和操纵整个连接的过程。
欧美等海洋大国公司已研制出各种无潜连接系统。
美国Sonsub 公司研制出标准组件的管道拉入、对准及连接系统BRUTUS[3]。
哈尔滨工程大学海洋智能机械研究所正在研制3 000 m水深无潜螺栓法兰连接系统。
另外,英国Intec Engineering公司研制的DMAC无潜深水连接系统已大量用于北海,采用卡箍联接器实现了水深约500 m 的连接。
无潜机械连接主要由ROV安装及操纵,采用的连接器有螺栓法兰连接器、卡箍式连接器、卡爪式连接器和Morgrip机械连接器。
这种机械连接方式主要用于深海输油管道的回接和维修,针对的是单一接头的连接,连接速度较慢,不适用于长距离多管段的连续快速铺设。
1.4 沟槽式管子自动铺设及连接装置从20世纪90年代起,美国Trenchcraft公司开始研究能够边走边铺的的管子铺设及连接装置,并于2000年研制成功,2006年该装置获得美国发明专利[4]。
该装置(如图2)包括行走系统、管子储存系统、管子喂送系统、管子对正系统以及管子连接系统。
管子储存系统向管子喂送系统喂送管子,管子喂送系统把一根管子传送到连接系统上,然后管子对正系统把这根管子同先前已经连接完毕的管子轴向对正,最后管子连接系统在这根管子的末端施加一定的力,从而把这根管子与先前已连接完毕的管子连接起来。
之后行走系统前行一根管子的距离,准备进行下一根管子的喂送、对正及连接工作。
如此循环往复,就可铺设并连接成一条连续的管线。
沟槽式管子自动铺设及连接装置所采用管子也是承插式结构,它的连接采用液压推力,当连接系统感知喂送的管子到位后,液压油缸推动这根管子插入到先前管子的承口里,可靠连接后,液压油缸复位,准备下次连接。
该装置的特点是可把管子直接铺设到预先挖好的沟槽里。
2 管线机械化铺设技术分析快装式管线的铺设大都是一项临时任务,要求速度快、连接可靠。
机械化铺设既能提高管线的铺设速度又能节省大量人力,同时还能提高管线连接的可屈海利.快装式长输管线机械化铺设技术综述第 50 卷第 2 期· 72·化 工 设 备 与 管 道靠性(经验表明铺管机铺设的管线其接头连接的可靠性优于人工铺设)。
图2 管子铺设和连接装置Fig.2 Device for pipe disposition and connection1. 储存管子;2. 储存系统;3. 管子喂送系统;4. 行走系统;5. 连接系统;6. 准备喂送的管子;7. 准备连接的管子;8. 管子对中系统;9. 沟槽当前管线长距离机械化铺设装备无一例外均是针对承插式管子的,非承插式接头的管子只在一些特殊场所使用机械化连接。
从技术上讲,只有插入式连接方式才能做到真正的快速连续的机械化铺设。
插入式钢管实现机械化铺设的主要工作就是完成管子的对接,也就是把其中一根管子的插口通过挤压撞击插入另外一根管子的承口,这也是承插管线能够实现机械化铺设连续作业的原因。
这种挤压撞击可以是机械力,也可以是液压力。
前苏联承插式铺管机均采用机械力,属于自主连接方式;POP管线系统铺管机采用液压力,属于被动连接方式。
自主连接的方式能够实现行进间连续铺设,而被动连接方式一般是“走走停停”,即前进一根管子的距离,停下来进行连接,然后再前进一根管子的距离,停下来连接,如此反复。
前苏联承插式铺管机之所以能够实现行进间连续铺设,最主要的原因是其有一套独特且复杂的杠杆滑轮机构。
铺管机前进时,已经铺设的管线与地面的摩擦力通过这套杠杆滑轮机构转变为管子连接的力,并且是利用设备之间的相对运动和速度差来实现管子连接,从而做到了管子连接速度与铺管机行驶速度的无缝配合。
从与铺管机行驶速度的适应性上来说,机械力连接更为可靠;从结构复杂程度上来说,液压力连接更为简单一些。
事实上,影响管线铺设速度的不仅仅是采用何种动力形式,更主要是管子自运管车转载到铺管机上的时间。
通常管子的转载时间要远大于一车管子的铺设时间。
如前苏联的TYM-150B型铺管机,其纯铺设速度可以达到3.5 km/h,而如果包含管子的转载时间则只有1.3 km/h。
因此如能有效减少转载环节和降低转载时间,可以大幅提高管线的整体铺设效率。
参考文献[1] 中国人民解放军总后勤部军需物资油料部. 苏军油料勤务概论[M]. 北京:解放军出版社,2007.[2] 简氏信息公司. 简氏军用车辆及后勤[M]. 1991-1992.[3] 时黎霞,李志刚,赵冬岩,等.海底管道回接技术[J].天燃气工业,2008,28(5):106-108.[4] United States Patent. US 7261493 B2[P]. 2007.Summary of Mechanical Laying Techniques for Rapid Construction LongDistance PipelineQU Haili(Oil Research Institute,Rear-service Dept,China People’s Liberation Army,Beijing 102300,China)Abstract: In this article, the significance of mechanical layout technology used for rapid construction long distance pipeline was briefly depicted. Several equipment for mechanical layout of rapid construction pipeline were introduced. Based on the analysis, it was considered that only inserted pipe is applicable to long distance rapid mechanical layout technique. The connection force between pipes can be executed by using mechanical or hydraulic pressure means. The time consumed in transferring pipe from cargo vehicle to pipe layout machine can be saved, so that the efficiency of pipe layout will be enhanced.Keywords: rapid construction pipeline; mechanical layout; summary。