定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略分析

定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略分析

鲁加敏

中石化中原油建工程有限公司 河南省濮阳市 457000

摘要：随着上世纪八十年代第一台RB5型钻机引入我国，现今定向钻穿越技术已经广泛用于我国大型河流、铁路以及公路穿越中，其具有技术先进、穿越线长等优势，广泛用于我国油气管道建设中，具有非常广阔的发展前景，定向钻穿越作为管道施工中的关键环节，如何加强在定向钻穿越中管道外防腐层的保护，是当前定向钻穿越工程中重点探讨的问题。

关键词：定向钻穿越；管道；外防腐层；保护策略

定向钻穿越与其他技术相比，具有更强的穿越性能以及穿越的精度，因此在公路、铁路、大中型水域等难度较高的穿越施工中应用广泛，该该技术在油田管道的铺设中也有着广泛的应用空间。定向钻穿越技术虽然在穿越精度和穿越距离上有着巨大的优势，但也存在明显的技术缺陷。如在穿越目标的地质环境相对恶劣的工程中，在回脱施工环节管道管体的焊缝等凸起位置会容易受到更多的摩擦与刮碰遭到破坏。虽然在现阶段的穿越施工中，会针对穿越目标制定详细的勘探计划，对穿越中可能存在的障碍信息都逐一排查确认，但在穿越过程中，钻孔、扩孔等环节不可避免的会产生大量的岩屑和碎石，这些碎石最终会导致回拖缓解中的管线外防腐层受损。

1概述定向钻穿越

关于定向钻施工工艺具体如下：以设计方案为标准，根据设计中明确指出的入土、出土的位置以及管线坐标信息，按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔，将导向孔进行扩孔，对于扩孔器的数量，以穿越管段直径为标准进行选择，与此同时，管道所处出土岸应对其进行相应的分组组装或整体组装，检验以及试压符合相关规范标准之后，并将产品管线（一般为PE管道，光缆套管，钢管）连接至扩孔器、拖拉头上，借助钻机力量，沿着扩大了的导向孔回拖，直至穿越管道完全辐射在扩大的导向孔内到钻机入土处露出端头即完成定向钻穿越。

2定向钻穿越中管道外防腐层的保护策略

2.1地质勘查

在开展地质勘查作业过程中，应尽可能的保证勘查的准确度，以此为之后的设计工作提供具有一定准确度、真实性的地质勘查资料，从根本上确保进行穿越层位的设计合理性。

2.2合理选择外防腐层

2.2.1 3PE防腐层

当前应用比较常见的外防腐层为三层PE防腐层，其具有性价比高、现场适应强、操作简单以及可靠性较高的应用优势，能够确保其在管道使用期内不会出现因外腐蚀原因导致的功能损失，例如我国西气东输、中俄东线等一些工程的定向钻穿越都是采用这种材料作为外防腐层。根据大量时间表明，除在使用中出现的个别操作不规范情况，该防腐层材料穿越后产生的损伤相对比较小，具有很好的防腐应用效果。

3PE防腐成品管应逐根检查表面应平整，搭接均匀，无永久性气泡、无皱折，无破损等现象。对于存在损伤的防腐层应及时按设计及规范要求进行补伤。

对于一般穿越地段防腐补口采用双层辐射交联聚乙烯热收缩补口带，补口的外观应逐个检查，热收缩补口带表面应平整，无皱折、无气泡、无烧焦炭化等现象，热收缩补口带（套）应光滑，在胶粘剂下面没有迹象表明存在异物，热收缩补口带（套）应光滑，在胶粘剂下面没有迹象表明存在异物，热收缩补口带（套）应光滑，在胶粘剂下面没有迹象表明存在异物。

每一个补口施工完后均用电火花检漏仪进行漏点检查，并按设计要求对补口套进行粘结力抽检。

2.2.2光固化玻璃钢防腐层

光固化套保护层是在管线的外防腐涂层外，涂覆一层具有光聚合以及光交联反应的固化环氧材料。在涂覆后，置于强化下，盖材料会在光照的影响下迅速固化，迅速形成一层具有较高强度以及耐磨性能保护外层，该保护层具有足够的抗应力强度，可以有效的保护管线外防腐层不会在回拖作用中受到岩屑和砂石的损害。

光固化保护层采用多层设计，不同层段有着不同的功能，最底层为粘性表层的保护贴膜，在使用时先去除地层保护膜，让黏性表层与管线基础，并迅速胶合，紧密吸附。该黏性表情对于金属管线、环氧涂层等材料具有极高的粘接力，但与PE层粘结里则较低，因此PE层管线在使用该技术时需要对PE表面进行预处理，以求提高粘结效果。首先要对管体3PE聚乙烯防腐层进行表面处理，达到表面无尘、无油、无水，增加对粘结底胶的润湿能力。表面处理的方法主要包括：表面拉毛、外加火焰极化；光固化材料在强光照射的固化过程中，会出现一定的收缩，配合中层的黏性层可以极高的与管线外防腐层进行贴合，确保在回拖过程中，保护层不容易脱落，实现有效的外防腐层防护。光固化保护套可以在现场进行施工，不需要进行预期施工，具有极强的现场施工容错率，但受其材料特性决定，应建设遮阳棚对其妥善的保管,避免带子提前固化。施工完成后光固化片材不能有气泡、空鼓的产生。使用辊子进行单方向滚动，保证材料粘接良好。

施工完成后按设计及规范要求对防腐层进行外观、厚度、硬度、粘结强度，若发现光敏玻璃钢保护层有损伤，应首先对损伤部位3PE防腐层进行检查，防腐层检查合格后，对损伤部位玻璃钢保护层进行补伤。

2.2.3石夹克保护层

石夹克保护层技术最早是加拿大研发的一种防腐外层的保护技术，我国与2000年初引入。石夹克保护层技术在穿越位置的管线外防腐层外安装一层混凝土保护层，从而有效的降低在施工过程中外防腐层受到损伤的可能性。

石夹克保护层以侧缠绕法为基础工艺，在管线外防腐层外安装镀锌的金属网，并使用混凝土浇筑，随后包裹开孔聚乙烯带。轻质镀锌技术网可以有效提高混凝土的综合去昂度，开孔聚义带则很好的克服了传统混凝土容易散落的问题，并为混凝土的养护提供良好的环境。在石夹克技术的早期阶段，该技术被北美、澳洲等几家防腐公司垄断，该时期受技术限制仅仅可以在小管径管道中应用，但该技术在我国应用较少。

2.3扩孔工艺

在进行扩孔成孔作业时，一般采用数级预扩孔的工艺进行，具体情况可结合施工工艺进行相应的调整，关于最小扩孔直径要求，通常保证与管道外径大1.3倍左右即可；对于基层等一些相对比较特殊的地层而言，对于最小扩孔直径应适当增加，以减少回拖阻力，同时也减少了穿越管线与孔壁间发生的刮碰现象。

2.4清孔检查

完成定向钻扩孔作业后，还需要对完成的扩孔进行清孔检查，确保孔内处于干净清洁状态，不允许存在不能逾越的障碍物情况，即可通过发送沟或发送到来回拉管道。

2.5管线回拖

为减轻降低回拖阻力，保护管身防腐层不被破坏，管道均应全程开挖发送沟、注水，在不具备开挖发送沟的位置架设滚轮架。使管线处于沟内或悬空，回拖时减小回拖阻力，同时起到保护管道防腐层的作用。

在回拖前我们将对泥浆性能进行全面检查和配制，泥浆粘度根据实际情况进行调整，以保证泥浆的润滑、均匀，通过泥浆的配比使穿越管线悬浮在泥浆当中减少摩擦力。

管线回拖时，在距离管线入洞前(或根据现场实际情况定)设立防腐层检测点，并在检测点前安排专人对防腐层表层进行清洁，便于检测点人员使用电火花检漏对防腐层有无划伤、漏点进行检查，在发现划伤漏点时及时进行补伤，从而避免进入洞内。

管道穿越回拖完成后，应对管道进行电导率测试，通过电导率测试结果来确认管线防腐层质量情况。

结论

在进行定向钻穿越时，因地质不同，其采用的防腐层、泥浆配比等多种要素也存在一定的不同，因此相关人士应结合工程实际来选择相应的保护措施，一方面确保定向钻穿越成功；另一方面降低穿越造成的防腐层损伤影响，确保管道工程能够长期处于正常运行状态下。

参考文献：

[1]朱智.浅谈定向钻穿越中管道外防腐层的保护[J].化工管理,2019,000(008):143-144.

[2]钟浩宏.关于定向钻穿越段防腐层电导率测试情况的讨论[J].中国化工贸易,2020,012(001):172-173.