一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，通过防腐层管端预留100～150mm；选用厚度为2.5mm、收缩后宽度等于管端预留长度的窄型聚乙烯热收缩带作为补口施工的第一层；选用收缩前厚度为2.8～3.1mm、收缩后宽度为520～600mm的定向钻专用聚乙烯热收缩带作为补口施工的第二层；在定向钻穿越管道回拖的前进方向，单侧增加厚度为2.8mm、收缩后宽度为300mm的定向钻专用聚乙烯牺牲带作为补口施工的第三层。有利于提高定向钻穿越段管道防腐层的完整性，保护补口部位薄弱环节；多层错缝结构可有效阻止水汽通道的形成，提高使用寿命、耐划伤和抗拉脱性能。
【专利说明】一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种施工方法，尤其是涉及一种石油天然气管道工程定向钻穿越管道加厚防腐层的补口施工新方法。
【背景技术】
[0002]目前，在国内的石油天然气管道工程中定向钻穿越技术已得到广泛应用，不仅应用于河流穿越段，还应用于山体、公路、铁路穿越等特殊地段。由于地质条件、施工措施不规范以及对管道防腐层保护缺乏有效措施等原因，造成穿越段管道防腐层损伤情况越发频繁。与一般线路管道不同，定向钻穿越施工完成后管道将长期深埋于土壤中、不可开挖，施工中形成的管道防腐层破损几乎无法修复，对管道的长期安全运行留下不可修复的隐患。
[0003]近年来，为增强定向钻穿越管道防腐层完整性，国内出现多种针对性的技术方案。将定向钻穿越管道三层结构聚乙烯防腐层进行加厚(如从常规设计的3.7mm增加到6mm)就是其中一种方案。针对加厚以后的定向钻穿越管道防腐层，本发明为之配套完善补口施工新方法。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，在输气管道常规聚乙烯热收缩带补口方法的基础上，针对定向钻穿越过程中管道补口部分防腐层易脱落的现状，结合管道加厚防腐层的特点，提出了一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，有利于提高定向钻穿越段管道防腐层的完整性，适用于输气管道工程定向钻穿越段防腐层施工设计。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，包括如下步骤:
[0006]第一步、防腐层管端预留:
[0007]定向钻穿越管道加厚防腐层管端预留长度为100?150mm，处理后的聚乙烯层端面形成小于等于30°的倒角；焊缝处对应的两个管端合计预留长度为200?300mm ；
[0008]第二步、窄型聚乙烯热收缩带填充施工:
[0009]根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用厚度为2.5mm、收缩后宽度等于第一步中防腐层管端预留长度的窄型聚乙烯热收缩带作为补口施工的第一层；
[0010]第三步、定向钻专用聚乙烯热收缩带施工:
[0011]根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用收缩前厚度为2.8?3.1mm、收缩后宽度为520?600mm的定向钻专用聚乙烯热收缩带作为补口施工的第二层；
[0012]第四步、牺牲带施工:
[0013]完成第三步施工后，在定向钻穿越管道回拖的前进方向，单侧增加厚度为2.8mm、收缩后宽度为300mm的定向钻专用聚乙烯牺牲带作为补口施工的第三层。
[0014]与现有技术相比，本发明的积极效果是:根据直管段管道主体防腐层的厚度，设计一种非常规的管道防腐层补口结构。管道防腐层补口结构总厚度略低于直管段主体防腐层，依托直管段主体防腐层的保护，使补口部位防腐层凹陷于施工回拖力损伤面之下，有利于保护补口部位薄弱环节。
[0015]而且，多层错缝结构可有效阻止水汽通道的形成，提高整体结构的完整性和使用寿命；外层高强度的定向钻专用聚乙烯热收缩带作为整个结构的支撑，保证补口部位防腐层的强度，提高耐划伤、抗拉脱性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0017]图1是定向钻穿越段补口结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，定向钻穿越管道采用加厚防腐层(即三层结构聚乙烯防腐层)，具体步骤如下:
[0019]第一步、防腐层管端预留:
[0020]定向钻穿越管道加厚防腐层I管端预留长度(钢管裸露部分)为100?150mm (推荐150mm)，处理后的聚乙烯层端面应形成小于等于30°的倒角。焊缝处5对应的两个管端合计预留长度为200?300mm (推荐300mm)。
[0021]第二步、窄型聚乙烯热收缩带填充施工:
[0022]根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用厚度为2.5mm、收缩后宽度等于第一步中防腐层管端预留长度的窄型聚乙烯热收缩带2作为补口施工的第一层。窄型聚乙烯热收缩带的具体施工步骤如下:
[0023](I)钢管表面处理:
[0024]钢管表面除锈等级应达到GB/T8923.1规定的Sa21/2级。
[0025](2)管道预热:
[0026]按窄型聚乙烯热收缩带的产品说明书的要求控制预热温度。各生产厂家都规定其产品施工操作时预热温度的上、下温度界限。如果预热温度太低，不利于底漆的固化反应完全及与热熔胶的粘结复合效果；如果预热温度太高，又会加快底漆的固化反应，致使在安装热收缩带之前底漆已经表干甚至实干或固化，不能保证底漆与热熔胶的活性反应，大大降低了热收缩带的粘结力。
[0027](3)底漆涂刷:
[0028]按窄型聚乙烯热收缩带的产品使用说明书的要求调配并均匀涂刷环氧树脂底漆，其湿膜厚度大于等于120 μπι。环氧树脂底漆可大大提高热收缩带对钢管的粘接性能，且完整、均匀的底漆对于钢管具备一定的防腐性能。环氧底漆作为管道防腐蚀最后一道屏障，必要的有效厚度O 120 μπι)和均匀致密可增强热收缩带补口结构的可靠性。
[0029](4)加热收缩:
[0030]使用火焰加热器缓慢加热，从窄型聚乙烯热收缩带中间开始，沿环向进行加热，至窄型聚乙烯热收缩带完全贴合在管道表面。烘烤过程中应注意检查热熔胶的熔化情况(用指压法检查胶的流动性，手指压痕应自动消失)，确保整个补口的烘烤质量。[0031]该层主要作用是填充凹面，为使补口施工的第二层平整过渡，窄型聚乙烯热收缩带2与管道加厚防腐层I不搭接。
[0032](5)回火:
[0033]当窄型聚乙烯热收缩带均匀加热收缩完后，可进行一次回火，即将整个热收缩带再次加热一遍(约2?3分钟)。使热熔胶充分熔融并从两端溢出。同时用压辊排出气泡，并用指压确认热熔胶已充分融化。回火可显著提升聚乙烯热收缩带与管道之间的粘结剥离强度。
[0034]第三步、定向钻专用聚乙烯热收缩带施工:
[0035]根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用收缩前厚度为2.8?3.1mm (推荐
3.05mm)、收缩后宽度为520?600mm (推荐600mm)的定向钻专用聚乙烯热收缩带3作为补口施工的第二层。定向钻专用聚乙烯热收缩带的具体施工步骤如下:
[0036](I)管端加厚防腐层加热和打毛:
[0037]本层无需涂刷环氧树脂底漆，但需对管端的加厚防腐层PE表面进行加热和拉毛。在不涂底漆的条件下，收缩带对PE的粘结力随聚乙烯层预热温度增高而增大，适当提高预热温度有利于提高不涂底漆的热收缩带补口对PE防腐层的剥离强度。推荐使用火焰加热，温度高于75°C。
[0038]防腐层打毛目的是提高热熔胶在聚乙烯表面的浸润性，增加防腐层表面与热熔胶的反应活性，提高补口层与管体防腐层的粘结力。打毛方式为手工使用钢丝刷在防腐层表面拉动，表面有一定粗糙度即可。
[0039](2)加热收缩:
[0040]使用火焰加热器缓慢加热，从定向钻专用聚乙烯热收缩带3中间开始，沿环向进行加热，至定向钻专用聚乙烯热收缩带3完全贴合在管道表面。烘烤过程中应注意检查热熔胶的熔化情况(用指压法检查胶的流动性，手指压痕应自动消失)，确保整个补口的烘烤质量。
[0041]为保证补口结构的整体防水密封性能，定向钻专用聚乙烯热收缩带3与管道加厚防腐层I双侧搭接，每侧搭接宽度大于等于100mm。
[0042](3)回火:
[0043]当定向钻专用聚乙烯热收缩带3均匀加热收缩完后，可进行一次回火，即将整个热收缩带再次加热一遍(约2?3分钟)。使热熔胶充分熔融并从两端溢出。同时用压辊排出气泡，并用指压确认热熔胶已充分融化。回火可显著提升聚乙烯热收缩带与管道之间的粘结剥离强度。
[0044]第四步、牺牲带施工:
[0045]完成第三步施工后，在定向钻穿越管道回拖的前进方向，单侧增加厚度为2.8mm、收缩后宽度为300mm的定向钻专用聚乙烯牺牲带4作为补口施工的第三层。定向钻专用聚乙烯牺牲带的具体施工步骤如下:
[0046](I)管端加厚防腐层打毛:
[0047]本层无需涂刷环氧树脂底漆，但需对管端的加厚防腐层PE表面进行加热和拉毛，技术要求同第三步之管端加厚防腐层打毛方法。
[0048](2)加热收缩:[0049]定向钻专用聚乙烯牺牲带的加热收缩技术要求同第三步之加热收缩方法。
[0050]为抵抗回拖过程中摩擦剥离对主要补口层(定向钻专用聚乙烯热收缩带3)的破坏影响，定向钻专用聚乙烯牺牲带4与定向钻专用聚乙烯热收缩带3搭接宽度为100mm,定向钻专用聚乙烯牺牲带4与管道加厚防腐层I搭接宽度为200mm。
[0051](3)回火:
[0052]定向钻专用聚乙烯牺牲带的回火技术要求同第三步之回火。
【权利要求】
1.一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:包括如下步骤: 第一步、防腐层管端预留: 定向钻穿越管道加厚防腐层管端预留长度为100~150mm，处理后的聚乙烯层端面形成小于等于30°的倒角；焊缝处对应的两个管端合计预留长度为200~300mm ； 第二步、窄型聚乙烯热收缩带填充施工: 根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用厚度为2.5mm、收缩后宽度等于第一步中防腐层管端预留长度的窄型聚乙烯热收缩带作为补口施工的第一层； 第三步、定向钻专用聚乙烯热收缩带施工: 根据第一步确定的防腐层管端预留量，选用收缩前厚度为2.8~3.1mm、收缩后宽度为520~600mm的定向钻专用聚乙烯热收缩带作为补口施工的第二层； 第四步、牺牲带施工: 完成第三步施工后，在定向钻穿越管道回拖的前进方向，单侧增加厚度为2.8_、收缩后宽度为300mm的定向钻专用聚乙烯牺牲带作为补口施工的第三层。
2.根据权利要求1所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:第二步所述的窄型聚乙烯热收缩带的具体施工步骤如下: (1)钢管表面处理:. 钢管表面除锈等级达到GB/T8923.1规定的Sa21/2级； (2)管道预热: 将预热温度控制在窄型聚乙烯热收缩带产品说明书规定的上、下限预热温度内； (3)底漆涂刷: 按窄型聚乙烯热收缩带的产品使用说明书的要求调配并均匀涂刷环氧树脂底漆，湿膜厚度大于等于120μπι; (4)加热收缩: 使用火焰加热器缓慢加热，从窄型聚乙烯热收缩带中间开始，沿环向进行加热，直至窄型聚乙烯热收缩带完全贴合在管道表面。
3.根据权利要求2所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:当窄型聚乙烯热收缩带加热收缩完成后，再进行一次回火，回火加热时间为2~3分钟，使热熔胶充分熔融并从两端溢出；同时用压辊排出气泡，并用指压确认热熔胶已充分融化。
4.根据权利要求1所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:第三步所述的定向钻专用聚乙烯热收缩带的具体施工步骤如下: (O管端加厚防腐层加热和打毛: 使用火焰对管端的加厚防腐层PE表面进行加热，加热温度高于75°C ;采用手工使用钢丝刷在防腐层表面拉动的方式进行打手，使得防腐层表面具有粗糙度； (2)加热收缩: 使用火焰加热器缓慢加热，从定向钻专用聚乙烯热收缩带中间开始，沿环向进行加热，直至定向钻专用聚乙烯热收缩带完全贴合在管道表面。
5.根据权利要求4所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:所述定向钻专用聚乙烯热收缩带与管道加厚防腐层双侧搭接，每侧搭接宽度大于等于 10Omm
6.根据权利要求4所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:当定向钻专用聚乙烯热收缩带加热收缩完后，再进行一次回火，回火加热时间为2~3分钟，使热熔胶充分熔融并从两端溢出；同时用压辊排出气泡，并用指压确认热熔胶已充分融化。
7.根据权利要求1所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:第四步所述的定向钻专用聚乙烯牺牲带的具体施工步骤如下: (O管端加厚防腐层加热和打毛: 使用火焰对管端的加厚防腐层PE表面进行加热，加热温度高于75°C ;采用手工使用钢丝刷在防腐层表面拉动的方式进行打手，使得防腐层表面具有粗糙度； (2)加热收缩: 使用火焰加热器缓慢加热，从定向钻专用聚乙烯牺牲带中间开始，沿环向进行加热，直至定向钻专用聚乙烯牺牲带完全贴合在管道表面。
8.根据权利要求7所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:所述定向钻专用聚乙烯牺牲带与定向钻专用聚乙烯热收缩带搭接宽度为100mm,定向钻专用聚乙烯牺牲带与管道加厚防腐层搭接宽度为200mm。
9.根据权利要求7所述的一种适用于定向钻穿越管道加厚防腐层的补口方法，其特征在于:当定向钻专用聚乙烯牺牲带加热收缩完后，再进行一次回火，回火加热时间为2~3分钟，使热熔胶充分熔融并从两端溢出；同时用压辊排出气泡，并用指压确认热熔胶已充分融化。
【文档编号】F16L57/00GK103470914SQ201310375712
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】程明, 张平, 黄春蓉, 卿太钢, 牟华, 陈彬源, 张胜利 申请人:中国石油集团工程设计有限责任公司