孤东辛输气管线隐患治理工程施工组织设计.docx

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孤东辛输气管线隐患治理工程施工组织设计

孤东辛输气管线（孤岛-东营段）隐患治理

工程施工组织设计

编制：

审核：

审批：

胜利油田集兴石化安装有限公司

2016.8

表B0.1施工组织设计/（专项）施工方案报审表

编号:

工程名称：

孤东辛输气管线（孤岛-东营段）隐患治理工程

致：

胜利监理（项目监理机构）

我方已完成孤东辛输气管线（孤岛-东营段）隐患治理工程施工组织设计/（专项）施工方案的编制和审批，请予以审查。

附：

□施工组织设计□专项施工方案

□施工方案

施工项目经理部（盖章）

项目经理（签字）

年月日

审查意见:

专业监理工程师（签字）

年月日

审核意见:

项目监理机构（盖章）

总监理工程师（签字、加盖执业印章）

年月日审批意见（仅对超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项施工方案）：

建设单位（盖章）

建设单位代表（签字）

年月日

注：

本表一式三份，项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。

目录：

第一章

工程概况

第二章

施工部署

第三章

施工方案

第四章

进度及工期保证措施

第五章

质量保证措施

第六章

资源需用量计划

第七章

HSE管理

第一章工程概况

1、工程概述

孤东辛输气管线是齐鲁石化原料气管线和外销山东管网的外输管线。

1991年建成投

产，管线北起孤岛压气站，南至临淄输气末站，途径集贤站、东营压气站，管线初期全长141公里，材质为x-60。

胜利油田1990-1993年对该管线进行了改建，改建后全长162公里，其中，孤岛压气站至东营压气站段为57公里，东营压气站至临淄末站段为105公里。

目前孤岛压气站至东营压气站段管线主要是将孤岛油田气代油后剩余的天然气通过孤岛压气站输送至集贤站和东营压气站，同时接收沿线各集气站的气井气，供东营地区生产和生活的使用。

由于管线建设年代久远，地表情况相对复杂，孤岛压气站至东营压气站段部分区域占压、腐蚀、交叉跨越等安全隐患，不满足《中华人民共和国石油天然气管道保护法》的要求；沿线部分集气站外输管线阀组位于地下，不利于安全操作运行，且常年受雨水浸泡，存在已无法开关、轻微渗漏等安全隐患；集贤配气站目前无放空系统，不满足《输气管道工程设计规范》GB50251-2015相关要求。

为保证输气管道的安全运行，拟对孤东辛输气管线（孤岛-东营）涉及的隐患进行治理改造。

我单位本次承建内容：

（1）定向钻穿越民丰大道480m,及与已建管线带压封堵连头2处

（2）定向钻穿越规划广兴路260m，及与已建管线带压封堵连头2处

（3）新建垦西一号站、垦西二号站、三合站地上阀组及带压封堵3处

（4）跨越黄河引水渠处新旧管线连头带压封堵1处

（5）跨越黄河故道处新旧管线连头带压封堵1处

（6）陈北水库段定向穿越两处：

北侧王庄干渠320m；南侧王庄干渠180m，新旧管线连头带压圭寸堵2处

（7）管线施工前场地扫线（8）集贤站内事故放空火炬一套

2、更换管道参数

管道规格

材质

设计压力

运行介质

管道级别

长度

备注

①426*8

L415M

2.5MPa

天然气

GC1

3、编制依据

（1）施工合同

（2）施工蓝图、图纸会审纪要

（3）

《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011

（4）

SY/T4103-2006

《钢制管道焊接及验收》

（8）《石油天然气建设工程施工质量验收规范-管道穿跨越工程》SY4207-2007

（10）

GB/T50538-2010

《埋地钢制管道防腐保温层技术标准》

（11）胜利油田集兴石化安装有限公司体系文件

《质量管理体系管理手册》

《职业健康安全管理体系管理手册》

《环境管理体系管理手册》

第二章施工部署

1、施工组织机构

本工程施工中，我公司将应用项目法施工管理模式组织施工。

成立孤东辛输气管线隐患治理工程项目部”，负责本工程的施工组织、指挥及协调、管理、监督工作。

2、主要管理人员职责

项目经理

负责本项目的总体工作部署，是工程进度、成本控制、HSE管理和质量目标的决策者，全面负责项目的各项工作，对业主和公司负责，是本工程第一责任人。

项目副经理协助项目经理进行日常管理工作，负责施工进度、工程成本、质量管理、安全控制。

负责施工计划的安排及现场劳动组织，及时与建设单位代表，现场监理汇报施工中的问题。

总工程师

总工程师是该工程技术总负责人，负责全过程技术、质量管理工作，组织施工组织设计、施工方案编制审查等工作，组织有关人员处理解决重大技术问题。

工程技术部

负责技术管理和技术文件控制资料整理工作。

参与制定施工技术方案。

负责技术方案、设计、施工标准的审查、贯彻工作。

深入施工现场解决施工中的技术问题。

作好施工技术文件、资料的编辑整理工作。

协助进行质量管理。

合同管理部负责合同管理工作，预算编制、竣工结算工作。

采购部负责施工用料的供应工作，编制物资供应计划。

负责向业主提供材料的供货申请和现场验收及自购材料的采办工作。

QA/QC部负责工程的质量管理和质量控制。

编制质量管理文件，制定质量目标和控制措施。

按标准规定检查各施工部位的质量，对不符合质量标准的提出整改意见并监督其整改。

对出现重大问题的人员提出处理意见。

向业主上报治理分析报告。

配合监理和业主代表做好质量检验工作。

HSE部

负责现场的健康、安全、环保工作，确保实现HSE目标。

制定HSE管理措施，并贯彻实施。

深入现场检查HSE措施的执行情况，并进行指导。

配发各种HSE用品，负责事故的处理、伤员的救护和现场及营地的安全保卫工作。

施工控制部负责编制施工计划，利用总体、月、周、日工作计划，对各施工队工作任务进行控制。

负责向业主报送定期施工统计报表，负责工程施工全过程的人力、设备物资的调配。

指挥协调施工各环节的工作，掌握现场情况。

组织日常生产运行，安排生产任务。

负责工程施

工中的对外关系的协调工作。

配合业主作好外协工作。

负责办理进场施工的各种手续。

处理和解决与当地有关部门和人员的关系。

3、施工任务划分

项目部下设3个施工组承担此项工程的施工任务

序号

单位名称

主要施工任务

1

项目部

总体协调，管理施工，对工程质量、安全进度、环保等负全面责任，负责对业主、监理、地方政府等部门的联系工作。

2

工程一队

负责带压封堵连头、集贤站站内施工等

3

深穿队

负责管线的定向钻穿越

4

土建队

负责扫线三通一平，火炬基础，操作坑开挖等

4、工程分部分项工程划分

孤东辛输气管线（孤岛-东营段）隐患治理工程为一个单位工程每一处带压封堵为一个分部工程:

三通焊接、旁通管线预制、夹板阀安装、带压开孔、带压封堵、塞堵安装、法兰盲板盖安装为分项工程

每一处管线定向钻穿越为一个分部工程：

场地平整、设备就位、导向孔、一次扩孔、二次扩孔、三次扩孔、清孔、管线回拖为分项工程

第三章施工方案

1、施工准备

1.1材料的进货及提取

（1）封堵用三通由施工单位从具有特种设备加工制造资质的厂家订购。

（2）定向钻穿越用膨润土等已由施工单位负责订货。

（3）管件的形式、尺寸、公差、坡口、标记等应符合国家或行业有关标准规定，并具有出厂合格证明文件。

2、人员及技术准备

（1）建设单位及设计单位已经于2016629日进行了现场交桩。

（2）技术管理部已经对进场施工的人员已经进行了施工现场安全教育及施工质量要求的教育，工程技术交底到现场后进行。

3、机械设备准备

施工用机械设备已经保养完毕，处于良好的状态。

综上所述，该工程已具备开工条件。

4、施工方案及技术要求

4.1■线路交桩

4.1.1工序流程

准备工作

►

现场接桩

►

桩点原始记录

4.1.2准备工作

（1）交桩前，由业主、设计单位将管道走向及交接桩事宜向沿线的地方政府及有关部门汇报，取得同意并请地方政府派员参加现场交桩，以利于沿线地方事务处理。

（2）接桩前，接桩人员充分熟悉本标段的管道总平面图、断面图及施工规范，配备相应设备机具。

（3）现场接桩人员组成：

项目经理：

杨忠；总工程师：

王雷；技术负责人：

孟洁；测量人员：

巩守成、；工农员：

闫英泰

4.1.3现场接桩

接桩内容包括：

线路控制桩的交接，沿线设置的临时性、永久性水准点的交接。

接桩人员对线路控制桩与施工图纸仔细对照，两者准确对应，控制桩上注明桩号、里程、高程、转角角度。

4.1.4接桩原始记录

接桩过程中，技术员做好接桩原始记录，该记录由交接桩单位代表、监理、业主代表共同签字确认。

交接桩前丢失的控制桩、水准点由设计单位进行恢复。

接桩人员依据设计管线平面图、踏线成果表复查设计桩的位置，为测量时找桩方便，用红漆在固定的参照物涂上极好，标明桩号，并用箭头表示方向。

4.2测量放线

4.2.1测量放线工序流程图

4.2.2准备工作

（1）施工时根据施工图组织有关技术、施工人员进行现场实测，选择最佳线路进行放线

（2）按管道占地两侧范围认真划分临时占地界线，用白灰撒出边界。

（3）当管道线路遇到公路时，放线时应在交叉范围两端做出明显标志。

（4）及时准确做好测量记录，由建设单位代表和施工单位代表签字认可。

（5）按施工作业宽度清理施工作业带，将施工作业带草、杂物、构筑物、等地面障碍清理干净，对局部沟洼高坡地带进行平整。

（6）施工时可根据现场实际情况选择施工道路，根据实际情况整理施工场地，便于施工及机具、设备的摆放和保管。

4.3三通一平扫线

根据现场实际情况，分为三种地貌扫线，普通杂草素土场地、沟渠、绿化带

4.3.1普通地段

使用挖掘机清理地表植物，以放线位置为中心线向两侧各5.5-6m，就地取土压实，压实系

数不小于90%。

4.3.2沟渠段

沟渠点10米外取土回填沟渠至于自然地坪标高一致，并进行分层压实，压实系数不小于90%。

施工完成后恢复原貌。

4.3.3绿化带

移栽树木，树坑回填压实，施工完成后恢复原貌

4.3.4作业带清理

施工作业带清理宽度11-12m，对于河流、公路、地下水丰富地段及运管车调头处，根据实际情况与业主商定作业带宽度。

12

8m4m

<>V►

Id丘—

作业带边界作业带边界

4.4管线深穿部分

4.4.1地质情况

在勘探揭露深度内，场地地层除1层为杂土外，均由第四纪新近沉积和一般沉积土构成，对各层土的评价为：

1层素土：

分部稳定，局部成分复杂，松散。

该层在场区内均有分部，厚度变化较大，

工程性能差；

2层粉质粘土：

分部稳定，可塑。

土质均匀，该层在场区内局部分布，厚度变化较大，

压缩系数0.57MPa,属高压缩性土，强度差，工程性能差；

2夹层粉土：

分布稳定，中密。

土质较均匀，该层在场区内均有分布，厚度变化不大，

压缩系数0.13MPa,属于中压缩性土，工程性能较好；

3层粉土：

分布稳定，中密。

土质较均匀，该层在场区内均有分布，厚度变化大，压缩系数0.13MPa,属于中压缩性土，工程性能较好；

3夹层粉质粘土：

分布稳定，软塑。

土质较均匀。

该层在场区内局部分布，厚度变化不大，压缩系数0.39MPa,属于中压缩性土，工程性能较好；

4层粉质粘土：

分布稳定，软塑-流塑。

土质均匀。

该层在场区内均有分布，厚度变化不大，压缩系数0.34MPa,属于中压缩性土，工程性能较好；

5层粉土：

分布稳定，中密-密实。

土质较均匀。

该层在场区内均有分布，厚度变化不大，压缩系数0.12MPa,属于中压缩性土，工程性能较好；

6层粉质粘土：

分布稳定，软塑。

土质均匀-不均匀。

该层在场区内均有分布，厚度变化不大，压缩系数0.30MPa,属于中压缩性土，工程性能一般；

6夹层粉土：

分布稳定，密实。

土质不均匀。

该层仅在CT8、CK209孔处揭露，压缩系数0.17MPa,属于中压缩性土，工程性能一般；

根据场地地层分布规律和埋深情况，4层粉质黏土层厚1.0-3.0m，性状良好，分布稳定，层顶深度5.2-6.0m;层底深度8.4-9.0m；定向钻穿越应在4层粉质黏土层中穿越。

442施工程序

竣工脸收

开工骁收

淀浆削收处理

原始资料收

整理

-41|

—

・1.

——

图一定向诂穿越工艺流程图

4.4.3施工准备

4.4.3.1场地准备

（一）一般要求

道路和场地对定向钻穿越至关重要，甚至可以说道路和场地准备工作，占穿越工程量的一半。

在设备进场前要花很大的精力做好道路和场地修建工作。

（1）首先必须选好设备进场道路，路面宽度不小于3.5m的等级公路；经过的桥梁标准不低于6t，桥洞的限高不能低于4.5m，道路转弯半径不小于10m。

（2）现有道路宽度、转弯半径不足处，应就地加宽；桥涵限重及限高不够的地方，

要绕行或采取其他相应的措施。

（3）无路可行需自行修路之处，要尽量选择旱田或高地；如只有水田时则应先排水，再凉晒，后修路。

处于雨季不宜凉晒及工期较紧时，可直接铺设专用路板。

（4）钻机侧的场地选择余地很小，因为要对准入土点，一般占地为3500m2，其中设

备停放场地大于40M0m,若地耐力不足10t之处，均需铺设路板。

（5）泥浆池开挖，出入土点各一个，位置在设备停放场地之外，并根据地形选择，均选在出入土点的前方附近，泥浆池内满铺双层塑料布，并使用防护栏进行围挡做出安全警示标识。

（6）泥浆池的大小根据泥浆用量选定，应比预计泥浆用量大20%。

2223

Qs=0.426（di2+d22+……+dn2）Lk=230m3

其中：

Qs—泥浆用水量（m3）

didn—每次扩孔的直径（m），

L—穿越实际长度m

k—泥浆损耗系数，这时取2.5。

实际应比预计泥浆用量大20%，所以泥浆池出、入土点各一个，其大小为i00m3/i50m3。

（2）钻机侧道路及场地的选择

（i）道路

入土侧和出土侧应充分利用现有道路、临时用地作业带作为运输道路，运输设备、管道。

针对现有农田运输道路满足不了设备运输的，采用加宽拓展机械压实的方法进行加固修缮。

（2）场地

围出场地边界，其中设备用地40X80m，其中泥浆池用地8X12m一处。

4.4.3.2设备准备

（一）地锚箱与埋设

根据现场测量计算沿穿越反方向距离入土点8m处挖长5m，宽3m,深1.3m的地锚坑。

将地锚箱放入坑内，紧靠地锚箱各侧每隔均匀打入U型钢板桩，钢板桩打入深度6m。

用18＃槽钢将钢板桩与地锚箱连接成一体。

夯填地锚箱周围的泥土，使地锚坑与地面相平。

待钻机定位准确后，将钻机的座架与地锚箱焊接牢固；

（二）安装钻机

将拖车放置到预定的位置。

取掉拖车上的尾部夹具。

把支撑板放在支撑圆柱下，使用手柄顶起油缸。

在拖车操作板上插入旁路插头。

从控制盘启动柴油发动机。

分开卡车并移走。

在本次操作过程中拖车要总是保持水平。

将驱动小车移到到滑架上的锁定位置。

用导轨锁定装置上的销锁住驱动小车。

取掉拖车后的运输安全螺栓。

然后打开导轨锁定装置。

移动钻架之前，确保已经取下运输安全螺栓，注意在移动钻架前要完全松开导轨锁定装置。

调节到预定的角度，然后通过驱动小车实现钻架移动使钻架头部抵达地面。

调节钻架倾斜油缸以达到钻架预定的入土角度，将钻探设备安装到地锚上。

用夹紧设施固定钻探设备。

连接上钻杆钻头，查看入土点位置正确性，如有偏差则调整机座板上的螺栓位置。

启动钻机进行空转，钻机调试运转正常，控向调校可靠，对地下仪表单元进行调校，现场测定的各项参数要整理归档存入计算机。

（3）安装泥浆系统

泥浆系统主要由两个泥浆回收循环罐、两个储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁器、泥浆除泥器、卧式沉降离心机、搅拌器、射流剪切混浆等装置组成，为钻机设备提供满足要求的的泥浆。

将泥浆设备按工作流程顺序和使用说明书顺序依次连接在一起，并连接其管路、走道、护栏、电源线等。

进行设备全面检查，防止运输过程出现问题，检查完成后逐个进行单机试运。

用清水进行泥浆系统整体联合试运，并调试直至正常。

（4）泥浆配置

（1）搭设膨润土棚，面积不小于30m2。

棚内地面要高出地面0.2m,并铺上防湿塑料布。

（2）膨润土用量主要根据管径、穿越长度及地质情况确定，并准备足够的余量，泥浆人员要对上述情况详细了解和分析。

（3）先对配置泥浆的用水进行选择和化验，水要用没有污染的清水，并化验水的PH

值，以便确定添加剂的用量。

（4）对于粘土、粉质粘土的普通土质，在水质合格的情况下可直接用一级钻井膨润土，只有当地质及水质不良时才使用添加剂。

（5）合格的泥浆标准：

比重为1.02〜1.25g/cm3，含沙量w1%PH值=7〜10;失水率

<15%。

（6）泥浆的主要指标粘度在50〜80S之间，不同地质的泥浆粘度见下表:

泥浆粘度表

土质

粘土、粉质粘土

粘着性粘土

非粘着性粘土

粗沙

砂砾

粘度（S）

30〜40

35〜40

45〜60

60〜80

>80

（7）钻导向孔阶段要求尽可能将孔内的物质携带出孔外，同时维持孔壁稳定较长的

时间，保持孔内泥浆面，减少阻力，其基本配方是：

7—8%预水化膨润土+0.2—0.4%增添

剂+0.3%降滤失剂+0.2%固体润滑剂。

两端砂层加0.2%单项压力封闭剂。

（8）预扩孔阶段要求泥浆一定的动切力和良好的流动性，提高泥浆携带能力，其基本配方为：

7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.4%提粘剂+0.2%降滤失剂+0.2—0.3%泥浆流变剂。

（9）扩孔回拖阶段要求泥浆具有很好的护壁、携带能力；同时还有很好的润滑能力，减少摩阻；其基本配方如下：

7—8%预水化钠基膨润土+0.2—0.3%提粘剂+0.3%降滤失剂+0.4—0.6%的润滑剂（RT—988）+0.2-0.3%泥浆流变剂。

（10）泥浆在循环过程中因失水，携带钻销而变稠，应随时过滤及稀释。

为此要对泥浆粘度用马式漏斗进行测定，一般每两小时测一次。

遇有复杂地质和异常情况，要随时测定。

地质较好的位置，也可减少测定次数，测定结果要做好记录。

（11）泥浆的处理：

首先通过泥浆回收循环系统装置对泥浆池中的泥浆进行回收处理，达到节约泥浆材料，降低穿越成本，减少废弃泥浆量的目的。

穿越完成后，对无法回收的泥浆用重力沉降法进行沉淀，晒干水份并将剩余的泥浆用泥浆罐车运至指定地点进行处理。

4.4.4钻导向孔

穿越参数

序号

穿越位置

穿越地点

入土角

出土角

穿越长度（m）

穿越深度（m）

入土角斜长

出土角斜长

水平长度

1

DXZ02-DXZ03

司法局、群众工作

中心

10°

8°

480

7.0

25.4

38.4

303

2

JY14G-JY16

规划广兴路

7°

7°

260

7.0

21

21

198

（1）为了控制穿越长度、深度、出土点及其角度，在入土点、水平点、出土点要设

置直线段，以便控向调整。

穿越段在入土点之后保持24m的直线段

（2）为了控向方便，在造斜段一般每根钻杆调整一次角度，每次调整的角度不得超

过1.6°，以便回拖顺利。

（3）当导向孔从入土角达到水平夹角为0°时的计算穿越深度与设计埋深不同时（误差超过0.5m）,则应调整入土直线段的长度，不行再调整控向角度。

同理，当导向孔从水平达到出土角计算出的出土点达不到穿越长度位置时，调整水平直线段长度；达到出土角而没有符合地面标高时，调整每组钻杆长度及其控向角度。

（4）正式钻导向孔前，应再钻杆前面安装无磁钻挺、无磁方向短节、无磁造斜短节、定位调整片等，然后接好钻头。

（5）本穿越属于土质地层，选用刮刀钻头

（6）开钻前应先清洗泥浆过滤网，用泥浆冲洗钻头及其水嘴，并冲击出入土点，使钻头顺利钻进；

（7）钻进过程中应随时测定钻进方向，根据微机显示的数据分析钻头所在的位置等；

（8）钻进方向由造斜短节控制，调校钻头的任何方向，导向孔曲线与设计曲线的偏

移量半径不大于2m；出土点沿设计轴线的纵向偏差不大于穿越长度的1%,且不大于3m；横向偏差应不大于穿越长度的2%，且不大于2m。

（9）控向人员要随时监视和控制穿越曲线情况，控向过程要逐渐实现，不要急剧调向，以防卡钻。

应根据管径大小所决定的穿越曲线确定每根钻杆的折角。

每四根钻杆的累计折角误差不得超过0.5度，且误差要随时调整过来。

（10）钻进过程中，如遇泥浆压力异常，应及时分析钻进情况，必要时抽回几根钻杆，调整钻进方向；

（11）钻进过程中，电工要随时检查和摆顺控向线，不得有绞结和破损处，以防止信号传递失灵。

钻完导向孔，应用管钳拆除无磁钻铤，尽量缩短钻具在导向孔内停滞的时间。

4.4.5扩孔

（1）钻孔完成后卸下钻头及钻挺等，根据管径及地质情况确定扩孔的次数及扩孔器类型；采用桶式扩孔器，主要是挤压成孔。

（2）扩孔直径根据穿越管径确定，一般比管径大6〜8寸（150〜200mm）,本工艺选

用的扩孔器及适用的穿越管径见下表。

扩孔器与穿越管径对照表

预扩孔次数

1

2

3

4

适用穿越管径

寸

「12

16

20

「24：

mm

305

406

508

610

采用扩孔器（寸）

桶式

16

20

24

28

（4）采用反扩孔方法，即钻完导向孔后，在出土侧装上扩孔器，利用钻机拉力拖动扩孔器在已钻好的导向孔中行走和扩孔。

每拖回一根钻杆，在出土侧再接上一根钻杆，保持孔洞内被钻杆贯通，以便扩孔始终沿导向孔进行。

（5）在出土侧都要装卸和倒运钻杆，一般是在扩孔200m后开始倒运钻杆。

（6）卸钻杆开始松开和装钻杆最后紧固，可采用管钳或链钳，其余则可在钻杆上缠绕麻绳，利用挖掘机提升麻绳达到松紧螺纹的目的。

（7）每次扩孔前，都要用启动泥浆泵冲洗喷咀，检查有无堵塞情况，要确保喷咀畅通，否则要用粗铁丝疏通。

446回拖

穿越回拖力计算

根据GB50424-2015要求回拖力使用下列公式计算：

FP=L・托辛人―应豊•〉九一|+kv-k・D•L

其中：

Fp：

计算的拉力，KN

L:

穿越管段的长度，m

f:

摩擦系数（0.1-0.3）

rm：

泥浆重度，11.5KN/m3

入s钢材重度，78.5KN/m3

D:

管线直径，m

》管线壁厚，m

kv:

粘滞系数，0.175KN・s/m2

Wb:

定向钻回拖过程中单位长度配重，KN/m

穿越数据为：

D=0.426S=0.008L=480m

经过计算Fp=30KN

穿越数据为：

D=0.426S=0.008L=260m

经过计算Fp=22KN

根据标准要求按照回拖力1.5-3倍选定使用最大回拖力为280吨的钻机GD2800-L。

（1）回拖前应将管道安装完成，经过试压等验收合格；并在出土点延长线上挖出发送沟。

在预扩孔的同时，沿管线