CN114114578A - 一种海缆拖头及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海缆拖头及其应用，包括有海缆和与主管道管径相同的钢管，钢管的内部邻近其右侧的端口处焊接固定有海缆穿销，主管道的管壁上沿其轴向对称的开设有两个穿缆孔，两个穿缆孔位于钢管左侧的端口处，海缆穿过穿缆孔延伸至钢管内部并绕过海缆穿销回弯后通过U型卡扣卡紧。本发明采用海缆与主管道同孔穿越可以减少光缆管定向钻穿越施工的次数，避免钻机二次移位、地锚二次拆除安装等繁琐工作。特别是穿越距离长、地质结构复杂的定向钻穿越工程，可以有效的缩短施工工期。
Description
技术领域
本发明涉及管道施工工程领域，尤其涉及一种海缆拖头及其应用。
背景技术
在输气管道定向钻施工中，按照定向钻行业习惯和相关规范要求，采用主管道+伴行光缆的方式。普通伴行光缆通常采用
镀锌钢管进行单独穿越，定向钻出入土角、曲率半径同主管道，穿越轴线与主管道轴线平行，位于主管道顺气流方向右侧10m左右处(不小于6m)。镀锌钢管内预先穿置一根钢丝，镀锌钢管回拖完成后，利用预置的钢丝牵引两根硅芯管(一用一备)，硅芯管牵引完成后进行吹缆，缆芯衰减测试符合技术要求后，再与一般地段普通光缆进行连接。
但是在穿越空间受限、地质结构复杂的定向钻穿越中，由于外协难度大、赔偿额度高、复杂地层不可预见因素较多，预定工期内很难满足工期和技术等相关要求。采用主管道+伴行光缆的方式无法满足相关规范及施工的要求，鉴于此，本发明提出一种海缆拖头及其应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海缆拖头及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海缆拖头，包括有海缆和与主管道管径相同的钢管，钢管的内部邻近其右侧的端口处焊接固定有海缆穿销，主管道的管壁上沿其轴向对称的开设有两个穿缆孔，两个穿缆孔位于钢管左侧的端口处，海缆穿过穿缆孔延伸至钢管内部并绕过海缆穿销回弯后通过U型卡扣卡紧。
本发明还提出一种海缆拖头的应用，该海缆拖头应用于输气管道定向钻穿越施工中，施工方法如下：
步骤一、海缆拖头制作；
步骤二、采用焊接方式将海缆拖头的两端分别与主管道和管道拖头连接牢靠；
步骤三、通过管道拖头前端的与回拖装置相连，海缆与主管道实现同步回拖。
优选的，海缆拖头制作的具体步骤为：在钢管上打两个直径分别为海缆穿销同外径的圆孔，将海缆穿销穿入至钢管内部，在主管道的连接点前方500mm，向前开槽350mmx35mm顺向打圆滑坡口形成穿缆孔，海缆从穿缆孔穿进钢管内部绕过海缆穿销后回弯，用U型卡扣卡紧回弯后的海缆，最后将海缆穿销与钢管连接处焊接。
优选的，在步骤二中，海缆拖头与主管道焊接前，在海缆拖头与主管道之间加焊盲板。
优选的，步骤二完成后，位于海缆拖头外部的海缆通过海缆固定片卡在主管道的外壁上，海缆固定片采用具有弹性的铁片焊接在主管道上。
优选的，步骤三完成后，主管道从定向钻孔中回拖出至少五米后，海缆与普通光缆进行接续。
与现有技术相比，本发明提供了一种海缆拖头及其应用，具备以下有益效果：
(1)本发明采用海缆与主管道同孔穿越可以减少光缆管定向钻穿越施工的次数，避免钻机二次移位、地锚二次拆除安装等繁琐工作。特别是穿越距离长、地质结构复杂的定向钻穿越工程，可以有效的缩短施工工期。
(2)海缆定向钻穿越比普通光缆(镀锌钢管)管道定向钻穿越可有效降低工程投资，节省费用，经济效益显著。
(3)定向钻采用海缆与主管道同孔同步定向钻回拖技术方案可以有效降低公共关系的协调(外协)难度、提高施工安全性、缩短施工工期，具有明显的社会效益。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明实施例中海缆拖头与管道拖头、主管道连接示意图；
图2为本发明实施例中海缆拖头的结构示意图；
图3为图1中沿管道的轴向剖切后的示意图。
图中：1、钢管；2、主管道；3、管道拖头；4、补强板；5、海缆；6、海缆固定片；7、穿缆孔；8、海缆穿销；9、U型卡扣；10、盲板。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本实施例中公开了一种海缆拖头，包括有海缆5和与主管道2管径相同的钢管1，钢管1的内部邻近其右侧的端口处焊接固定有海缆穿销8，主管道2的管壁上沿其轴向对称的开设有两个穿缆孔7，两个穿缆孔7位于钢管1左侧的端口处，海缆5穿过穿缆孔7延伸至钢管1内部并绕过海缆穿销8回弯后通过U型卡扣9卡紧。
本申请将海缆5应用于输气管道定向钻穿越施工中，海缆5与主管道2在同一定向钻孔一同回拖。
施工前，首先制作海缆拖头，在钢管1上打两个直径分别为海缆穿销8同外径的圆孔，海缆穿销8距离管道拖头3的连接点为350mm，以确保承受足够拉力，海缆穿销8采用无缝钢管，将海缆穿销8穿入至钢管1内部，在主管道2的连接点前方500mm，向前开槽350mmx35mm顺向打圆滑坡口形成穿缆孔7，并且圆滑坡口可防止海缆5受损，海缆5从穿缆孔7穿进钢管1内部绕过海缆穿销8后回弯，用U型卡扣9卡紧回弯后的海缆5，最后将海缆穿销8与钢管1连接处焊接。
海缆拖头制作完成后，采用焊接方式将海缆拖头的两端分别与主管道2和管道拖头3连接牢靠，海缆拖头与主管道2焊接前，在海缆拖头与主管道2之间加焊盲板10，由于主管道2用于传输燃气，因此焊接盲板10可避免泥浆、碎石经过穿缆孔7进入主管道2内部。待海缆拖头与主管道2、管道拖头3焊接完毕后，位于海缆拖头外部的海缆5通过海缆固定片6卡在主管道2的外壁上，海缆固定片6采用具有弹性的铁片焊接在主管道2上。
通过管道拖头3前端的4与回拖装置相连，海缆5与主管道2实现同步回拖。由于海缆穿销8处的海缆5受拉力较大，在海缆拖头内的海缆5将受到损害，为保证海缆5的通信质量，需将受损部分的海缆5切除，因此在回拖时要求管道多拖出5m以上，并在穿跨越两侧的手孔内，将海缆5与普通光缆进行接续。海缆5除了在海缆拖头上固定连接，其余部分以自由状态(海缆5置于主管道2的下方或者侧面)与主管道2一起回拖。
另外，本申请还通过具体的施工工程实例来进一步的论证海缆拖头的显著效果。在青宁输气管道工程中，对头溪河定向钻采用海缆与主管道同孔定向钻穿越设计方案。应用效果分析如下：
施工工期
采用海缆与主管道同孔穿越可以减少光缆管定向钻穿越施工的次数，避免钻机二次移位、地锚二次拆除安装等繁琐工作。特别是穿越距离长、地质结构复杂的定向钻穿越工程，可以有效的缩短施工工期。在青宁输气管道工程中，业主要求头溪河定向钻施工总工期为20天，由于头溪河定向钻穿越地层中局部含有姜石。若采用主管道与光缆分开定向钻穿越方式，考虑到施工安全性，光缆导向穿越工期5天，光缆导向孔回拖完成后，主管道穿越涉及钻机及配套设备就位、轴向测量、钻机调试等工序，预计完成主管道导向孔+7级扩孔+2级洗孔，安全顺利完成回拖时间为20天，总工期达到25天。无法满足业主要求的施工工期。
为了满足业主要求的施工工期，在穿越层含有姜石的地层下，无法采用主管道与光缆分开定向钻穿越的施工方案。综合定向钻施工安全性、定向钻穿越地质条件、定向钻河道占用补偿费等因素，头溪河定向钻穿越工程采用海缆与主管道同孔定向钻穿越设计方案。
头溪河定向钻光缆导向孔穿越时间为5天，钻机移位、地锚拆除安装至少3天，累计节约工期8天。
施工风险
定向钻穿越工程，由于所处地理位置、现场情况不同，采用的穿越手段也不尽相同。依据岩土报告和现场实际情况，进行细致的风险分析，制定切实有效应对措施。按照头溪河岩土报告数据，头溪河海缆与主管道同孔同步回拖定向钻在进场前进行了地质加密补勘工作，并联合多部门，在原来岩土数据基础上进一步分析了地质结构的复杂程度，并对定向钻穿越层位、深度进行了探讨和确认。施工前对施工单位的施工方案进行了评审，结合设计方案，提出来施工优化方案，有效降低了施工风险。
头溪河海缆与主管道同孔回拖定向钻施工严格按照施工方案进行，施工过程中，严格控制固定点的连接、泥浆比重和粘度、循环泵泵压、海缆应力释放及回拖速度，在业主要求的12天工期内，成功实现回拖。回拖完成后，对光缆的绝缘性能进行了检测，完全满足光纤衰减系数≤0.22dB/km的技术要求。
经济效益和社会效益
普通光缆(镀锌钢管)管道定向钻穿越主要包括镀锌钢管焊接、防腐、钻孔、回拖、2根硅芯管(一用一备)的穿越、硅芯管内吹缆等工作。一般光缆定向钻穿越(镀锌钢管采购费、焊接防腐费用、镀锌钢管定向钻穿越施工、硅芯管穿越施工、吹缆、光缆材料费等)总体施工费用约3.8万元/km。外加普通光缆定向钻穿越要额外增加10m宽征地，按照实际外协赔付标准(经济发达地区)，每公里征地费用(按两季临时赔偿标准核算)45万元/km。普通光缆定向钻穿越综合费用48.8万元/km。海缆定向钻穿越(海缆采购费、海缆拖头材料费、海缆拖头和海缆安装费等)总体费用为24.52万元/km。由数据可见，海缆定向钻穿越比普通光缆(镀锌钢管)管道定向钻穿越费用节省约50％。经济效益显著。
国家管网公司已挂牌成立，国内天然气管网的建设必将大规模开展，加之国内加强基础建设的大环境下，其公共关系的协调(外协)难度日益加剧，采用海缆与主管道同孔定向钻回拖技术，一方面可以减少公共关系协调工作量，另一方面可以减少10m宽征地费用。在经济发达地区(北上广、江浙一带)征地费用额度高、穿越位置受限，管线在经过这些地区时，定向钻采用海缆与主管道同孔同步定向钻回拖技术方案可以有效降低公共关系的协调(外协)难度、提高施工安全性、缩短施工工期，收到了明显社会效益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种海缆拖头，其特征在于，包括有海缆(5)和与主管道(2)管径相同的钢管(1)，钢管(1)的内部邻近其右侧的端口处焊接固定有海缆穿销(8)，主管道(2)的管壁上沿其轴向对称的开设有两个穿缆孔(7)，两个穿缆孔(7)位于钢管(1)左侧的端口处，海缆(5)穿过穿缆孔(7)延伸至钢管(1)内部并绕过海缆穿销(8)回弯后通过U型卡扣(9)卡紧。
2.如权利要求1所述的一种海缆拖头的应用，其特征在于，该海缆拖头应用于输气管道定向钻穿越施工中，施工方法如下：
步骤一、海缆拖头制作；
步骤二、采用焊接方式将海缆拖头的两端分别与主管道(2)和管道拖头(3)连接牢靠；
步骤三、通过管道拖头(3)前端的(4)与回拖装置相连，海缆(5)与主管道(2)实现同步回拖。
3.根据权利要求2所述的一种海缆拖头的应用，其特征在于，海缆拖头制作的具体步骤为：在钢管(1)上打两个直径分别为海缆穿销(8)同外径的圆孔，将海缆穿销(8)穿入至钢管(1)内部，在主管道(2)的连接点前方500mm，向前开槽350mmx35mm顺向打圆滑坡口形成穿缆孔(7)，海缆(5)从穿缆孔(7)穿进钢管(1)内部绕过海缆穿销(8)后回弯，用U型卡扣(9)卡紧回弯后的海缆(5)，最后将海缆穿销(8)与钢管(1)连接处焊接。
4.根据权利要求2所述的一种海缆拖头的应用，其特征在于，在步骤二中，海缆拖头与主管道(2)焊接前，在海缆拖头与主管道(2)之间加焊盲板(10)。
5.根据权利要求2或4所述的一种海缆拖头的应用，其特征在于，步骤二完成后，位于海缆拖头外部的海缆(5)通过海缆固定片(6)卡在主管道(2)的外壁上，海缆固定片(6)采用具有弹性的铁片焊接在主管道(2)上。
6.根据权利要求2所述的一种海缆拖头的应用，其特征在于，步骤三完成后，主管道(2)从定向钻孔中回拖出至少五米后，海缆(5)与普通光缆进行接续。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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