不同材质管道应用于水平定向钻穿越对比分析

曲百慧(辽河石油勘探局油田建设工程一公司 辽宁盘锦 124120)

1 管材性能比较

在水平定向钻穿越管道施工过程中采用的钢管一般分为焊接钢管以及无缝钢管，钢管的优点在于只要在使用期限内使用，钢材的各项性能都不会受影响。下面列出的表一将对钢管管材的性能进行仔细的分析。

聚乙烯是由无极性的饱和脂肪烃长链组合而成，钢管和聚乙烯管的管材性能和各项指标都不相同，聚乙烯管制作材料具有应力松弛以及蠕变的特点，因此，聚乙烯的强度是时间的函数，在水平定向钻穿越管道施工过程中，普通材料的力学性能指数起不到任何作用。聚乙烯管材具备3条力学性能指标，分别是耐慢速裂纹增加、耐快速裂纹扩散以及长期静液压强度。下列表二中是对聚乙烯管材性能的分析。

通过表中对管材性能的分析表明，钢管具有屈服极限较高、抗拉强度较高等特点，所以管道的抗破坏能力以及抗扭曲能力比较强大。虽然聚乙烯聚乙烯管的强度小于钢管，但是聚乙烯管具有使用寿命长以及耐快速和耐慢速的裂纹扩散的性能较强，可以有效的保障压燃气管道的安全性能。此外，聚乙烯管材具有较强的柔韧性，使聚乙烯管道断裂的延长率增加，不但能增强抗划痕能力，而且能有效的避免不均匀沉降以及提高抗震性能。此外，由于聚乙烯材料的特殊性让它本身具有很好的耐腐性作用。

表一 钢管管材性能

表二 聚乙烯管材性能

2 管道受力比较

管道在回拖的过程中，会产生大量的局部阻力和摩擦阻力，这些组合力被称为管道回拖力。钢管管材具有较大的抗拉能力，因此，它可以让管道自身承受比较大的回拖力，使用钢管进行穿越可以对一些比较宽的障碍进行穿越，最长可以达到1500m，聚乙烯管抗拉能力相对较低，管道所能承受的回拖力也非常有限，因此，穿越宽度比较宽的障碍有一定的困难。一般内定向钻穿越的深度为30m，钢管的外径则为219mm，钢管的厚度为6mm，钢管的屈服极限是245MPa，在穿越钢管的过程中就不会发生径向屈曲失稳的情况。对于管道径向屈曲失稳的情况，在聚乙烯燃气管道工程技术规范中并没有严格的规定，聚乙烯管的材料具有一定的弹性，管道弹性变形的临界压力与穿越管道时管道本身能承受的极限外压能力的确定，一定要根据相关数据进行计算确定，所以，聚乙烯管道径向屈曲失稳也必须按照特定的公式进行计算。根据水平定向钻穿越管道施工的具体情况来看，聚乙烯管在穿越城市道路的过程中，穿越的平均深度在6到8米，在穿越河流的过程中，聚乙烯管穿越的平均深度为17.6米，由此可见，聚乙烯管在水平定向钻穿越管道施工过程中具有很好的穿越效果。

3 结论

综上所述，随着水平定向钻技术的广泛运用，在水平定向钻穿越管道施工过程中，钢管和聚乙烯管是主要的穿越材料，这两种材料使用比较广泛，而且各具优点。聚乙烯管在城市范围内的小型穿越过程中，跟钢管相比较，聚乙烯管可以有效的缩短穿越长度，而且能减少工程的成本以及减少施工时间。但是，在遇到宽度较宽深度较深的工程时，聚乙烯管缺乏一定的抗拉强度，因此，影响了穿越管道的稳定性，在这种情况下，不建议使用聚乙烯管进行穿越施工。对于聚乙烯管定向钻穿越，目前缺乏科学的施工规范与施工设计，并且没有准确计算管道径向失稳的标准，因此，在聚乙烯管定向钻穿越施工过程中，只能根据一定的经验来判断穿越的可行性，这样的弊端应该引起相关部门的重视，并加以完善。

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