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中俄东线沉管下沟实现我国管建新突破

国际石油网  来源:中国石油报  作者:李建飞  日期:2018-11-07
    截至11月5日,中俄东线采用沉管下沟的方式已经完成管道下沟约250多公里。管道局线路专家张振永介绍称:“本工程沉管下沟实现了中国管道建设史上的新突破,创新了大口径、长距离管道沉管下沟方法,实现了D1422毫米带连续冷弯管管道整体下沟,填补了国内空白,为后续我国管道施工技术标准的提升和完善奠定了基础。”
 
    10月12日,由管道设计院编写的《中俄东线黑河—长岭段沉管下沟计算分析报告》通过了中国石油管道有限责任公司北方分公司的审查。
 
    为什么要采用沉管下沟还得从全自动焊说起。为了保证工程质量,中俄东线黑河至长岭段全线采用全自动焊接施工,为提高作业效率,管道沿线路走向在横向弯、纵向弯处,一改以往留头或沟下焊接的施工惯例,以冷弯管代替热煨弯管进行连续焊接施工,有时需要在直管段上连续焊接几根冷弯管才能达到等效转向效果。然而,带冷弯管尤其是带多根连续冷弯管的管道整体下沟在我国尚属首次,相对于直管段管道下沟而言,带冷弯管管道整体下沟时的更加复杂。管道下沟过程中将经历复杂的高应力状态,容易产生应力集中,通俗地讲就是管道下沟时管子更容易变形而不好恢复,因此需要对下沟过程进行严格控制。
 
    中俄东线黑河至长岭段D1422毫米大口径直管道和带冷弯管管道采用沉管下沟时,为了分析施工方式的可行性,保证施工作业安全,业主委托管道设计院对此进行模拟计算,提出施工技术要求。
 
    带冷弯管管道下沟的模拟计算难度很大。国际管道协会自2014年开始进行研究,目前尚未形成适用于D1422毫米口径、多台吊管机下沟的成熟计算方法。管道设计院线路室刘玉卿等人于2017年8月接到任务后,组织应力分析人员成立技术攻关小组,调研国内外研究成果,针对中俄东线D1422毫米管道的特点,建立了有限元计算模型。经过数十万次的模拟计算,验证了可行性,提出了吊装下沟和沉管下沟施工方案。
 
    但是,中俄东线黑河至长岭段地处冻土地区,春、夏、秋季作业带遍布淤泥,吊管设备难以进场,即使能进场,D1422毫米大口径管道下沟需要10台左右吊管机,难以统一指挥,容易发生翻车、滚管等危险,不论吊带下沟还是吊篮下沟施工方式都难以实施。为此,业主提出采用沉管下沟施工方式进行下沟作业。
 
    为了分析沉管下沟施工方式在中俄东线D1422毫米大口径管道上的可行性,受中油管道有限责任公司北方分公司中俄东线天然气管道工程项目部委托,管道设计院线路室组织精兵强将采用有限元方法,通过多载荷步求解完整模拟了整个沉管下沟过程,分析总结沉管下沟规律并确定了下沟过程中的典型状态。
 
    管道设计院在此基础上开展了大量计算工作。计算分析表明,沉管下沟施工方式适用于中俄东线D1422毫米直管道和连续冷弯管管道,并提出了施工建议,经过大量的实验,一举成功,有效指导了中俄东线现场施工作业,解决了现场施工难题,提高了作业效率,经济效益显著。
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