一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法与流程

本发明涉及管道施工，尤其涉及一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法。

背景技术：

1、在穿越航道向海中岛进行输水管线铺设过程中，通常会遇到海底各类管线（光缆、电缆）等交错布置，各类管线的埋置深度不一、当将管道铺设到位后，不论采用先挖法或者后挖法的管道埋设下沉方法，都极易对现有的各类管线造成严重的损坏，敷设前需要对管线敷设影响范围内的各类管线采取拆迁、改移、保护等各类措施，都极大的影响施工的进度，增大了成本，且会严重的影响通航。如何实现对复杂工况条件下海底输水管线的安全、高效的管道铺设是一项迫在眉睫的任务。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其解决了现有技术中存在的施工效率低且施工成本高的问题。

2、根据本发明的实施例，一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，包括如下步骤：

3、s1、测量所需铺设的输水管道的总长度，将测得的总输水管道分为长度相近的两段，一段输水管道为底拖管道，另一段输水管道为钻埋管道；

4、s2、在两个管道焊接完成后，在流道一侧通过拖轮拉动钻埋管道的一端，将钻埋管道的活动端拉至流道中部，在流道另一侧通过定向钻机驱动钻杆开设钻埋管道的埋设通道，将埋设通道的出土点设置在流道中部，将钻杆从出土点穿出；

5、s3、通过打捞船捞起钻杆并延伸至拖轮，在拖轮上拆卸进行钻杆和钻具，并更换成扩孔用钻杆和钻具换装；

6、s4、通过定向钻机提供牵引力回拖钻埋管道和底拖管道，使得钻埋管道和底拖管道的接头进入埋设通道中。

7、优选的，在步骤s2中，拖动所述钻埋管道下滑施工前，安装用于支撑所述钻埋管道和底拖管道的滑轮发送装置，滑轮发送装置包括固定式滑轮和移动式滑轮，固定式滑轮包括安装在入海端的固定式支架和等距安装在固定式支架顶部的滑轮，移动式滑轮包括移动式支架和安装在移动式支架顶部的滑轮，滑轮均成对布置，且倾斜转动安装，相对的滑轮的顶端相互靠近。

8、优选的，在所述底拖管道的外壁等距焊接阳极保护块，并在焊缝处冷却后对其进行防腐处理。

9、优选的，在所述滑轮发送装置的近海端进行所述阳极保护块的焊接施工。

10、优选的，所述滑轮包括橡胶滑轮和树脂滑轮，橡胶滑轮和树脂滑轮交错布置。

11、优选的，所述埋设通道的内径为所述埋设管道外径的1.2~1.5倍。

12、优选的，在步骤s2中，开设所述埋设通道包括： s201、在所述定向钻机进行所述埋设通道的岩石层段钻孔时，安装三牙轮钻头，钻至接近岩石层与淤泥层时，撤回三牙轮钻头，换装正推岩石扩孔器，并使用正推岩石扩孔器扩通岩石层和淤泥层的交界处，岩石层扩孔完成后撤回扩孔器； s202、换装鸭掌板导向头，并通过鸭掌板导向头导向至岩石层外的淤泥层，再沿钻杆下导向钢套管，导向钢套管位于岩石层和淤泥层之间，最后通过鸭掌板导向头完成淤泥层的导向。

13、优选的，在步骤s201中，使用所述正推岩石扩孔器进行三级扩孔，包括连续采用12-1/2”、φ457扩孔器和φ610扩孔器，并使用φ610扩孔器扩通岩石层与淤泥层的交界处。

14、优选的，在步骤s2中，开设所述埋设通道时，前段采用小直径的钻杆，后段采用大直径的钻杆。

15、优选的，在步骤s4中，回拖所述钻埋管道时，采用钻具组合，钻具组合包括钻杆、扩孔器、回拖万向节和主管线，且回拖过程时进行连续作业。

16、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

17、1、采用定向钻与底拖组合的施工工艺，最大程度的避免了对管道铺设范围内其它管线的影响，且采用定向钻的方法缩短了管道的铺设距离，若采用底拖原管线需要越过障碍物后进入水厂，而定向钻则直接以直线距离穿过障碍物，使管材得到一定程度的节约。

18、2、流道两侧同步施工，底拖管道和钻埋管道分别焊接施工，管道可直接在现有的隧洞内进行全线焊接，之后可通过滑轮发送装置进行底拖管道下滑施工，提高了输水管道的施工效率。

19、3、采用滑轮发送装置，包括固定式滑轮和移动式滑轮，辅助输水管道下滑施工，滑轮均成对布置，并对滑轮的作用进行区分，其中橡胶滑轮对输水管道进行保护和缓冲，尼龙滑轮为输水管道提供承载力，对输水管道提供合理的支撑，使输水管道下滑更灵活便捷。

20、4、对底拖管道进行加厚配重，增加底拖管道的壁厚不仅能够使得底拖管道能沉至海床底部，而且提高了底拖管道的耐腐蚀性能，相较于其它方式增加配重有效控制了施工成本。

21、5、在底拖管道上安装阳极保护块，并且在底拖管道即将入海时进行焊接安装，能够避免阳极保护块焊接在底拖管道上后，在下滑过程中卡在滑轮处，造成底拖施工干涉。

22、6、定向钻施工中，在穿越岩石层与淤泥层时，使用三级扩孔和增加钢套管的形式，避免钻杆在岩石层与淤泥层交界处因软硬不均造成折弯，保证钻杆的刚性及可控性。

23、7、定向钻施工中，若全段采用大直径的钻杆则会造成较大的扭矩损耗，若全段采用小直径的钻杆则会在导向距离过长后造成扭矩不足，因此在前段使用小直径钻杆，后段使用大直径钻杆，不仅能够节省扭矩损耗，而且保障了施工的效率。

技术特征：

1.一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

2.如权利要求1所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在步骤s2中，拖动所述钻埋管道下滑施工前，安装用于支撑所述钻埋管道和底拖管道的滑轮发送装置，滑轮发送装置包括固定式滑轮和移动式滑轮，固定式滑轮包括安装在入海端的固定式支架和等距安装在固定式支架顶部的滑轮，移动式滑轮包括移动式支架和安装在移动式支架顶部的滑轮，滑轮均成对布置，且倾斜转动安装，相对的滑轮的顶端相互靠近。

3.如权利要求2所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在所述底拖管道的外壁等距焊接阳极保护块，并在焊缝处冷却后对其进行防腐处理。

4.如权利要求3所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在所述滑轮发送装置的近海端进行所述阳极保护块的焊接施工。

5.如权利要求2所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：所述滑轮包括橡胶滑轮和树脂滑轮，橡胶滑轮和树脂滑轮交错布置。

6.如权利要求1所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：所述埋设通道的内径为所述埋设管道外径的1.2~1.5倍。

7.如权利要求1所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于，在步骤s2中，开设所述埋设通道包括：

8.如权利要求7所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在步骤s201中，使用所述正推岩石扩孔器进行三级扩孔，包括连续采用12-1/2”、φ457扩孔器和φ610扩孔器，并使用φ610扩孔器扩通岩石层与淤泥层的交界处。

9.如权利要求1所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在步骤s2中，开设所述埋设通道时，前段采用小直径的钻杆，后段采用大直径的钻杆。

10.如权利要求1所述一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，其特征在于：在步骤s4中，回拖所述钻埋管道时，采用钻具组合，钻具组合包括钻杆、扩孔器、回拖万向节和主管线，且回拖过程时进行连续作业。

技术总结
本发明提供了一种复杂工况条件下海底小管径输水管道铺设的施工方法，包括测量所需铺设的输水管道的总长度，将测得的总输水管道分为长度相近的两段；在两个管道焊接完成后，在流道一侧通过拖轮拉动钻埋管道的一端，将钻埋管道的活动端拉至流道中部，在流道另一侧通过定向钻机驱动钻杆开设钻埋管道的埋设通道，将埋设通道的出土点设置在流道中部，将钻杆从出土点穿出；通过打捞船捞起钻杆并延伸至拖轮，在拖轮上拆卸进行钻杆和钻具，并更换成扩孔用钻杆和钻具换装；通过定向钻机提供牵引力回拖钻埋管道和底拖管道，使得钻埋管道和底拖管道的接头进入埋设通道中。本发明产生了提高海底输水管道铺设施工效率和降低了施工成本的效果。

技术研发人员：吴国强,王强,林皆良,刘玉虎,袁国庆,李建波,王明前,张鑫洁,张竞,宋骁驰,李佳俊
受保护的技术使用者：中交水利水电建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15