PE管穿越曲率半径及长度的选择_王勃.pdf

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1、第30卷第2期OILANDGASTRANSPORTATIONANDSTORAGE油气储运23PE管穿越曲率半径及长度的选择11122王勃孙洪波朱国承印在望程原小1.西安长庆科技工程有限责任公司，陕西西安7100182.安徽省天然气开发有限责任公司，安徽合肥230000摘要：为确定聚乙烯（PE）燃气管道在城镇燃气定向钻穿越工程中的曲率半径及安全穿越长度，选择400D作为穿越曲率半径，对PE管穿越与钢管穿越长度进行比较，同时对穿越时管道受到的回拖力、绞盘力、轴向力及径向力进行计算。结果表明：选择400D作为PE管穿越时的

2、曲率半径可以大幅度降低工程投资，能够满足穿越施工及管材受力要求，但PE管穿越长度根据PE管管径的不同略有不同。关键词：PE管穿越；曲率半径；穿越长度文献标识码：A文章编号：1006-5539（2012）02-0023-040前言曲率半径在400～1200D之间。调研表明，PE管穿越聚乙烯（PE）管定向钻穿越（以下简称穿越）技术是运行良好，未发生安全事故。因此，本研究对PE管穿近年来城镇燃气管道敷设发展起来的一项非开挖穿越越受力进行模拟计算，选择最小曲率半径（400D）进行技术，该技术的应用已见诸文献［1~4］。目前，

3、仅有CJJ63受力分析，以观察其是否满足管道受力要求，进而计-2008《聚乙烯燃气管道工程技术规程》对PE管穿越算PE管的最大安全穿越长度。时管道允许的最大回拖力进行了规定，但对穿越的曲率半径及允许的穿越长度均未说明，给穿越设计与施1PE管穿越的经济优势工技术人员造成极大不便。有些城镇燃气工程为了避燃气用PE管通常指的是高密度聚乙烯燃气管，免日后运行麻烦，宁可采用价格高的钢管进行穿越而PE管具有良好的柔韧性，断裂伸长率一般大于500%，不采用PE管穿越；或者即使采用PE管进行穿越，但对管基不均匀沉降的适应能力非常强，

4、具有优异的抗［5］曲率半径仍按照GB50423《油气长输管道穿越工程设冲击、耐扭曲能力。目前燃气管道常采用的PE管有计规范》的最小曲率半径1200D（D为管道外径）进行PE80级和PE100级，穿越管道通常选用PE100的管设计，不但增加了项目投资，也增加了管道运行的安全道。隐患，同时PE管的柔韧性也没有得到充分体现。以DN300管道穿越为例，钢管穿越曲率半径采根据以往PE管穿越工程施工经验，一般采用的用1200D（390m），PE管穿越采用400D（126m），其收稿日期：2011-08-15基金项目：西安长庆科技

5、工程有限责任公司工程资助项目（CTEC012-2010S）作者简介：王勃（1983-），男，陕西渭南人，助理工程师，学士，从事天然气长输管道、城镇燃气管道设计咨询工作。天然气与石油242012年4月NATURALGASANDOIL式中F———穿越钻机回拖力，N；L———穿越管段长度，m；f———管道与泥浆间的摩擦系数，一般取0.1～0.3；D———穿越管段的管道外径，m；333γl———泥浆密度，一般为1.15×10～1.2×10kg/m；图1DN300钢管穿越与PE管穿越长度比较d———穿越管段的管道内径，m；3中

6、穿越深度约8.0m，穿越长度见图1。γs———管道密度，kg/m；图1表明，采用钢管穿越，穿越长度约209m；采K———泥浆粘滞系数，一般取0.01～0.03。用PE管穿越，穿越长度约113m，PE管穿越长度比钢2.2绞盘力管穿越长度减少96m，约占钢管穿越长度的46%。由πfFc=eβfFs（3）此看出，在城镇燃气穿越时，采用PE管穿越，可大大180减少管道穿越长度，降低穿越施工费用，优势明显。式中Fc———绞盘力，N；e———自然对数的底数，e=2.71828；2PEβ———管道的弯曲角度；管穿越受力分析-1Fs

7、———单位长度管道竖直方向上的合力，Nm。PE管在穿越过程中的总回拖力主要包括钻机克在实际穿越中，管道还受到扩孔和回拖阶段的扭服管道与泥浆之间摩擦的回拖力、沿钻道弯曲产生的应力，但由于在新型穿越工程中采用一个分动器（或几何“绞盘力”。钢管穿越时，由于穿越曲率半径较大，称旋转接头），将旋转的扩孔钻头与被拉的管道隔开，使得管道弯曲产生的绞盘力非常小，因此现有规范中因此减小了扭应力。对钢管穿越均未考虑。PE管穿越时，由于其穿越曲率根据PE管的受力分析，如何才能保证穿越的PE半径远小于钢管，因此，绞盘力对穿越管道的影响程度管

8、是否安全可靠，是否满足PE管自身的受力要求及就成为判断PE管穿越曲率半径是否合适的依据。目前规范要求，有必要对管道受力进行核算分析。总回拖力：Ft=F+Fc（1）式中Ft———总回拖力，N；3管道受力计算F———穿越钻机回拖力，N；根据PE管穿越时的管道受力情况，需要对穿越时管道受到的轴向应力和径向应力进行分析，通过轴Fc———绞盘力，N。2.