定向钻穿越防腐层的选择_工程实践

摘要

摘要：由于定向钻穿越段的管道不能被检测和维修，要求其防腐层不能有严重损伤，在定向钻施工前应进行专项勘探和施工环境调查，根据实际情况设计选择防腐层及补口方案。一般应选用耐

摘要：由于定向钻穿越段的管道不能被检测和维修，要求其防腐层不能有严重损伤，在定向钻施工前应进行专项勘探和施工环境调查，根据实际情况设计选择防腐层及补口方案。一般应选用耐划伤能力较强的帕罗特防腐层，只有在地质条件均一的淤泥沙土且施工环境良好情况下，才可以选用3PE防腐层。

关键词：定向钻；防腐层；帕罗特；技术经济对比

1 引言

由于定向钻穿越段的管道不能被检测和维修，要求其防腐层不能有严重损伤，以便管道能够长期安全运营，这就要求用于定向钻穿越的防腐层应具备：耐划伤性、耐磨损性、抗冲击性，硬度高，与管道粘接力强，耐腐蚀，耐水浸泡，与阴极保护系统有好的匹配性。

目前设计穿越段管体防腐通常选用“3PE”，补口采用聚乙烯热收缩套补口，在定向钻穿越施工时，存在下述风险：

(1) 导向孔洞的弯曲部分及孔洞中凸起的岩石、卵石、砾石会对耐冲击性能好、相对较柔软的“3PE”防腐层造成摩擦和划伤(图1)。

(2) “3PE”防腐层需采用聚乙烯热收缩套补口，补口的凹陷或搭接处的凸起部分，使其在穿越时容易被划伤甚至被拉脱挤落(图2)。

(3) “3PE”防腐层具有很强的电屏蔽性，使得阴极保护电流难以达到防腐层缺陷处，从而造成穿孔腐蚀。

从上世纪90年代初，美国开发了粉末混凝土Powercrete(帕罗特)防腐结构，即在熔结环氧粉末底层上，喷涂以环氧树脂为主要成膜物质，并添加聚合物混凝土、固化剂等无机填料组成的双组分环氧混凝土涂料。该涂料坚韧、耐磨，可直接用于FBE涂层管，从而保护管道在搬运、定向钻穿越等场合中免受损伤。

帕罗特补口采用一种叫Powercrete J的双组份配套涂料，可现场喷涂或抹涂，其厚度、性能与管体帕罗特涂层完全一致(图3、4)。

国内外法定检验机构的检测结果表明，双层环氧聚合物混凝土结构涂层具有比3PE更优异的耐划伤性(图5、6)、耐磨损性，其补口处与管体同高，还与阴极保护系统有很好的匹配性。帕罗特已被美国定向穿越工程承包协会DC CA(Directional Crossing Contractors Association)指定为定向穿越覆盖层专用保护产品。

2 应用情况

据美国Covalence Corp.(科文公司)几年前的统计，各国采用Powercrete(帕罗特)品牌的双层环氧聚合物混凝土结构涂层进行定向钻穿越总长至少有252.46km(828283英尺)，管径从Ф127到Ф1061(15到42英寸)都有。

据了解，香港1998年就在马湾供水管道工程进行了成功的应用(图7)。

自2006年起，北京燃气集团开展了帕罗特应用专项研究，通过多项穿越工程的实际考察(表1)，确定管径Ф508(含)以上的定向钻穿越选择帕罗特防腐层，天津燃气集团则要求所有定向钻穿越一律选择帕罗特防腐层。

表1 北京燃气集团应用帕罗特穿越典型案例

项目位置	管径	长度	时间	施工段数
六环路项目	Ф1016	2.7km	2009年	三个穿越
通州门站项目	Ф1016	1.8km	2008年	一个穿越
太阳宫项目	Ф508	3.0km	2007年	三个穿越
太阳宫项目	Ф711	0.5km	2006年	一个穿越

3 施工方法

实际施工时，可将帕罗特喷涂作业线安置于“3PE”防腐场，用于定向钻穿越的管段喷涂底层环氧粉末后，不挤涂外层聚乙烯，直接交给帕罗特施工商。

帕罗特施工商在7天内，进行喷涂施工。施工采用高压无气喷涂机，双组份涂料在机器内加热到60℃，喷涂层经10多分钟胶化成型，即可喷涂下一层。每层厚约0.5mm，根据实际要求涂层总厚度在0.5～3.12mm。

4 经济对比

根据目前市场价格测算，“3PE”防腐层和帕罗特涂层的价格比较见表2(3PE补口采用定向钻专用收缩套)。

表2 “3PE”防腐层和帕罗特涂层的价格比较

	主体材料费用	补口费用	12m长的管道费用(含补口)	价格比(相对于3PE)
3PE(Ф508)	100元/m²	1500元	3414元	1.00
帕罗特涂层(Ф508)	300元/m²	450元	6192元	1.81
3PE(Ф711)	100元/m²	2100元	4779元	1.00
帕罗特涂层(Ф711)	300元/m²	600元	8637元	1.81
3PE(Ф1016)	100元/m²	2800元	6628元	1.00
帕罗特涂层(Ф1016)	300元/m²	800元	12284元	1.85

5 选择原则

在定向钻施工前应进行专项勘探和施工环境调查，根据实际情况设计选择防腐层及补口方案。

(1) 在地质条件复杂的地区(如山区、立交桥下)进行穿越施工时，应选用耐划伤能力较强的帕罗特防腐层。

(2) 在3PE防腐层现场补口条件较差、可能无法确保环焊口补口的质量(如施工现场风沙很大或气温很低)情况下，也应选用帕罗特防腐层。

(3) 在地质条件均一的淤泥沙土(如冲积平原河床)且施工环境良好情况下，应选用价格相对较低的3PE防腐层，达到既保证工程质量又能节约建设资金的目的。

(本文作者：杨雯中国石油天然气管道一公司河北廊坊 065000)