气田内部集输多管敷设间距剖析

彭 旭 赵锴栋 陈敬民 祝 疆 王 非

中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川 成都 610041

0 前言

土库曼斯坦南约洛坦气田是目前世界上最大的整装气田之一，产品气规模达400×108m3/a，其中100×108m3/a规模的地面建设工程EPC项目由中国石油川庆钻探公司承担，包括集输、净化处理、外输三大部分及相关配套工程。业主为土库曼斯坦国家石油公司康采恩。因此要求本工程建设除采用国际通行标准和在土库曼斯坦注册的国际标准（包括中国标准）外，还应遵守土库曼斯坦相关标准。

气田集输集气管道走廊带内敷设有多根管道，包括集气管道、气田水管道、凝析油管道、燃料气管道及供水管道。通过工程实例，对比研究中国和土库曼斯坦两国关于多管敷设间距的标准相关内容及最终实施方案，介绍两种不同设计指导思想在工程中的实际应用。

1 中国设计方案及理念

根据南约洛坦气田集输工程[1]工艺需要，从预处理厂至处理厂的输送管道共8条：2条DN700集气管道、 2条DN80凝析油管道、1条DN200给水管道、2条DN100气田水管道和1条DN80燃料气管道，8条管道并行敷设30 km。由于管道较多，按中国输气管道的设计理念[2]和工程实践经验，采用同沟敷设方案进行管道敷设设计，可节省工程投资、便于施工和运行管理、节约用地及保护环境。管道敷设布置见图1。

图1 管道同沟敷设布置图

中国输气管道设计安全指导思想参考美国国家标准ASME B31.8《输气和配气管线系统》[3]理念，即控制管道本质安全。其原则是严格控制管道及其构件的强度和严密性，并贯穿到整个建设全过程。用控制管道的强度来确保管线系统的安全，从而为周围建构筑物提供安全保证。

2 土库曼斯坦设计理念

土库曼斯坦因历史原因，在油气工程建设领域大部分仍然沿用苏联的规范和标准体系。CHи П 2.05.06-85*《大型管线》[4]是苏联1985年为建设西伯利亚管道而编制的，现已作为管道设计与施工的指导性规范，苏联很多油气规范都以此为依据。

CHиП 2.05.06-85*《大型管线》在输气管道建设中保证安全的指导思想为控制安全距离。虽然该规范对输气系统管道强度有一定要求，但主要是控制管道与周围建构筑物的距离，以此为周围建构筑物提供安全保证。基于该指导思想，同时以ASME B31.8《输气和配气管线系统》未在土库曼斯坦注册为由，土库曼斯坦否认了中国的设计方案，并提出根据管径的大小分开布置，不能同沟敷设。由于管间距最宽达14 m，造成管线施工量增大，且中国的设计方案已按管道强度控制自身安全，因此中国设计方不接受土库曼斯坦提出的修改意见。

3 解决方案探讨

a）土库曼斯坦要求按CHи П 2.05.06-85* 《大型管线》中第3.18条执行，即“在同一管线走廊中平行敷设的管线之间的最小距离，除3.21条之规定外，应按：输气管线、输油管线和成品油管线埋地敷设并执行CH 452-73要求。”

CH 452-73《干线管道征地标准》系苏联天然气工业部编制，部长会议国家建设委员会于1973年审议通过，其中第4条规定：“为铺设两条及多条平行地下干线管道而临时征用的施工带的宽度应当等于一条管道施工带的宽度加上最边缘两条管道中心线之间的距离。相邻两条管道中心线之间的距离应当按照表1选取。”相邻管道间距见表1。

表1 相邻管道间距表

但CHи П 2.05.06-85*《大型管线》在前言中规定：“不适用敷设于城市和其它居民点区域中的管线，敷设于海洋和矿场内的管线，输送介质会腐蚀金属管子或温度低于-40 ℃的天然气、原油、成品油和液化烃气管线。”因此，该规范不适用于集输工程。

b）采用苏联规范BCH 51-3-85（51-2.38-85）《矿场钢质管线设计》[5]第5.4条中规定：“允许将同一用途、公称直径等于小于300 mm的管线敷设在一起（同沟敷设）。同沟敷设管线的数量由设计确定。管线同沟敷设时，它们之间的距离要以施工维修时施工质量和施工安全为条件，但净距离不得小于0.5 m”。

由于本工程集气管道直径为DN700，该规范仅规定了公称直径等于小于300 mm的管道可以同沟敷设，没有明确规定大于300 mm管道是否能同沟敷设。

c）为此，中国设计方再次研究了国内和国际上以控制管道自身安全性为设计理念的相关规范GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》、GB 20350-2005《油气集输设计规范》[6]以及ASME B31.8《输气和配气管线系统》。研究发现规范对管道间距均未做要求，根据国内油气建设工程的经验，同沟管道间的间距通常只考虑便于施工和维修管理要求。

中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司2010年编制的《油气管道并行敷设设计规定》[7]中对净化气管道同沟敷设间距做了相关要求，要求相邻管道间距1.2～15 m。

d）基于上述苏联规范的不适用性和不明确性，康采恩认为该问题已超出其自身技术能力范围，以信函的方式请求土库曼斯坦油气设计研究院确定，这也是南约洛坦项目唯一一个提交第三方仲裁解决的问题。该设计院认真研究后，提出如下方案：“直径不大于300 mm、具有相同用途的管线在同一管沟内敷设时其间距应不小于0.5 m；直径为Φ426～Φ720 mm的相邻管线轴线间距应为9 m”。由此可以看出，该方案是综合了BCH 51-3-85（51-2.38-85）《矿场钢质管线设计》和CHи П 2.05.06-85*《大型管线》中的相关内容，其指导思想仍是以间距控制安全。

为保证工程项目的顺利实施，在工程量增加不多的前提下中国设计方最终同意了土库曼斯坦的方案。调整后的集气管道同沟敷设布置见图2。

图2 调整后管道同沟敷设布置图

4 其他工程实例

在本项目的其他单体工程中，同样遇到了类似问题：

a）在外输管道工程中，Φ1 420 mm管道与凝析油管道同沟敷设10 km；外输末站出站有2条Φ1 420 mm管道与土库曼斯坦已建管道相连接，并行250 m。原设计方案均采用同沟敷设，应土库曼斯坦要求，根据CHи П 2.05.06-85*《大型管线》第3.18条和CH452 -73《干线管道征地标准》的规定，同沟敷设管道间距均调整为 15 m[8]。

b）在水源站工程中，由土库曼斯坦确定的站址外50 m处有2条土库曼斯坦已建管道（DN500和DN700）。在水源站基本建成时，土库曼斯坦提出执行CHи П 2.05.06-85*《大型管线》中的规定，要求水源站距离天然气管道150 m。为此中国设计方对已建管道进行改线处理，满足规范要求。

5 结论

随着我国在中亚地区天然气管道建设的大力发展，为避免管道同沟敷设在设计、建设中因中国标准规范与苏联标准规范的差异造成的大量修改，以工程实例强调执行苏联标准规范的当地国的要求，从而对我国在中亚地区的天然气管道建设提供借鉴。为更科学、更安全、更有理论依据地确定管道并行间距，建议今后类似工程可采用相关软件对管道并行工况进行模拟，判断管道发生爆裂时对并行管道径向稳定性及爆裂掀开土壤后对并行管道产生直接热辐射的影响。为管道并行设计间距提供科学的理论依据，进一步提升管道安全性。

[1]陈敬民. 土库曼斯坦南约洛坦气田100×108m3/a商品气产能建设工程（地面工程部分）内部集输及配套工程 内部集输工程（SYBD-2/1-13GT-GS-01）[R]. 成都：中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，2011.Chen Jingmin. Turkmenistan South Yolotan Gas Field 100×108m3/a Commodity Gas Productivity Construction Project (Surface Engineering Design) Internal Gathering and Transportation and Auxiliary Engineering Design Internal Gathering and Transportation System (SYBD-2/1-13GTGS-01)[R]. Chengdu: China Petroleum Engineering Co.,Ltd. Southwest Company, 2011.

[2]GB 50251-2003，输气管道工程设计规范[S].GB 50251-2003, Code for Design of Gas Transmission Pipeline Engineering[S].

[3]ASME B31.8，输气和配气管线系统[S].ASME B31.8, Gas Transmission and Distribution Piping Systems[S].

[4]CHи П 2.05.06-85*，大型管线[S].CHи П 2.05.06-85*, Large-Scale Pipeline[S].

[5]BCH 51-3-85（51-2.38-85），矿场钢质管线设计[S].BCH 51-3-85（51-2.38-85）, Oil Field Steel Pipeline Design Standards[S].

[6]GB 50350-2005，油气集输设计规范[S].GB 50350-2005, Code for Design of Oil-Gas Gathering and Transportation Systems[S].

[7]中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司. 油气管道并行敷设设计规定[R]. 北京：中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司，2010.PetroChina Natural Gas and Pipeline Company. Design Regulation for Oil and Gas Pipelines Laid in Parallel[R].Beijing: PetroChina Natural Gas and Pipeline Company,2010.

[8]祝 疆，陈敬民. 前苏联大型管道标准在南约洛坦天然气外输工程中的应用[J].天然气工业，2012, 32(7): 1-4.Zhu Jiang, Chen Jingmin. Application of the Former Soviet Union's Large-Scale Pipeline Standard in the CNPC South Yolotan Natural Gas Transmission Projects[J]. Natural Gas Industry, 2012, 32(7): 1-4.