黑龙江底38米“穿越” 连通中俄石油梦想

　　 中国化工资讯网09月10日讯：

　　  千米中俄石油管道，穿越黑龙江后蜿蜒向南，从大兴安岭原始森林脚底悄然通过。

　　这是一条面临重重自然环境考验的管道：黑龙江底下，遍布锋利的卵石和碎石，在管道身上划出一道道口子；原始森林林区440公里，遇火易燃，必须构筑一道严密的“防火墙”；原始森林地下还是冻土区，要保证管道不被融化的冻土弄弯……

　　管道内，原油含硫量高，腐蚀性强。还有蜡的成分，长年累月，蜡会结成厚厚一层，堵塞管道。需要专门的“清道夫”刮蜡。还需要在线X光检查，探测管道内外壁的腐蚀、外创、焊缝中存在的金属损失、裂纹。

　　每天4万吨石油流过，不容许有一丝一毫闪失。

　　820毫米口径的钢管，每天4.3万吨原油流过，日夜不息。

　　从俄罗斯的加林达，到中国的漠河县兴安镇，1150米的黑龙江底管道，连接了中俄两国，这里也是俄罗斯石油进入中国的“咽喉”。

　　这个被誉为中俄原油管道工程的控制性工程，它的重要性不只体现在地理位置上，更在于它建设上的难度。

　　黑龙江底极为复杂和破碎的岩石地质，就像锋利的牙齿，时刻威胁着管道的安全。俄罗斯早就认为穿越黑龙江是“世界性难题”、不可逾越的高难度穿越工程。负责该段穿越的施工单位是中国石油管道局穿越公司，他们最终还是决定采用定向穿越方式，挑战这个难题。

　　日益逼近的工期面前，能否交出一份完美的答卷？

　　开钻

　　定向穿越精准对接

　　中俄两国专家对黑龙江穿越有两种方案的讨论。

　　俄方认为只能采用盾构的方式。盾构是一种机器推进的方式，庞大的圆形身体上长着一个锥形的头。锥形的头也就是它的盾牌，上有许多刀片，在飞速旋转中切碎土石。圆形身体将它不断往前推。

　　“用盾构的方式穿越，大约需要18个月时间，时间成本大，施工成本也大。”中国石油中俄合作项目部总经理蒋奇说，更重要的是要保证中俄原油管道的按期投产。

　　所以，中方坚持选择工期更短的定向穿越技术。

　　定向穿越需三个工序，首先钻出一条导向孔，孔径只有32厘米。随后进行扩孔，石油钢管管径有82厘米，但地下管道管径应达到它的1.3-1.5倍左右。为此需要四级扩孔，每一次会让通道越来越大，第一级扩孔到73厘米，第二级扩孔到1米，第三级扩孔到127厘米，第四级扩孔到147厘米。

　　最后一道工序是回拖，将事先焊接好的管线从出土点入洞，经过扩好的孔洞，从入土点出来，完成穿越工程。

　　穿越

　　钻头“套管”避碎石

　　2009年8月29日，定向钻开钻。

　　在长1150米的江底，遍布卵石和各种类型的碎石地层。

　　钢管要在距河底38米的地方穿越而过，经过的地层有9-16米深的卵石层，17-20米深的碎石层，其余为石英砂岩和含泥碎石。

　　破碎地层使钻头在导向孔穿越过程中，钻头方向不好控制，不能按设计好的轨迹运行。在俄国专家眼中，如此复杂的地质，定向穿越容易发生“卡钻”事故——扩孔器被破碎岩屑堆积卡住，不再转动，穿越失效。

　　中国石油管道局穿越公司总经理赵绍春介绍，为通过卵石层和碎石层，穿越公司采用了“套管技术”，该技术就是在卵石层中插入一根管径为1.6米的套管，石油管道从套管中进出，以此隔离与卵石层的接触。

　　但在穿越中又出现了新问题，黑龙江地下存在着大段碎石区，在钻头切削岩体的时候会产生大块钻屑，但是泥浆带出的钻屑都比预想的要小很多。

　　赵绍春说，当时他们感到很奇怪。“如果大的钻屑带不出来，将会影响钻进速度和质量。”

　　通过认真分析，断定泥浆的配方有问题。最终问题归结到了泥浆的黏度上。

　　经过连续几天的调试，泥浆配方达到了施工地段的地质要求，带出来的钻屑直径能达到10厘米左右，最大的石块约有半斤重。

　　方向

　　“导盲犬”江上指方向

　　在江底穿行的钻机，犹如行走的盲人，还需要一只导盲犬。

　　项目采用两台钻机双向对穿，对导向定位的要求非常苛刻。稍有偏差就会导致两岸的导向孔难以成功对接。

　　穿越公司使用了世界上最先进的P2导向系统，这是钻机所需要的“导盲犬”。

　　穿越的钻头上有一个磁波发射仪器，地面上的人工磁靶发出的磁场，能让地面上的人精确知道钻头在江底下的位置，以进行控制。

　　这对地面磁场提出了更高的要求，在开钻时，布置诸多磁场线圈。以往布置磁场不是很复杂，但对我国最冷的地方漠河来说，布置磁场线圈真是难上加难。冬天的黑龙江江水封冻，在零下几十摄氏度的冰面上，立杆还得砸冰。

　　2009年10月20日，导向孔只剩下最后10多米尚未完工，但这是最关键的10多米。

　　意外发生了。

　　天气越来越冷，黑龙江江面上浮冰越来越多，体积越来越大，满江的冰块，犹如千军万马一样向下游奔跑。

　　两名磁靶作业工人登上了江面上的小木船。一名工人站在船上手举磁靶，像高高地举着一面旗帜，引导着江底下钻机前进。另一名工人监视着江面上的浮冰，不停地采取避让措施，成功完成穿越。

　　保护

　　管道穿防腐“外套”

　　2010年3月24日，最后一道工序，主管道试回拖。

　　工人冲掉回拖上来的管道上的泥浆后，眼前的景象把大家惊呆了，防腐补口被严重划伤。

　　这意味着回拖失败。蒋奇说，如果管道的防腐层被破坏，长期裸露在泥水中的管道将被加速腐蚀。因此在穿越时要一次性保证管道完好无损地穿越黑龙江。

　　穿越项目部认真分析防腐层被划伤的原因，分析认为，应是在从1.6米的套管进入1.1米的岩石洞的过程中，防腐层遭到破坏。

　　建设者决定采用光固化套保护技术，即在原管道防腐层上包裹了一层高强度酯膜，通过紫外线的照射后，使其坚硬无比，利器也很难将其划伤，从而起到保护管道腐蚀层的作用。

　　光固化套保护技术成为保护防腐层的“秘方”，蒋奇回忆，工艺结束后，他拿着一把瑞士军刀，使劲地在防腐层上划，不见痕迹，大伙儿才放下心来。

　　2010年4月28日12时18分，管道经过22个小时的穿行，顺利地从黑龙江北岸的俄罗斯领土上破土而出。

　　经过业主和俄罗斯有关部门的检测，管道使用寿命将超过50年。

　　此外，在主管道相距25米的地方，有一个平行铺设的“双胞胎”管道，建设时考虑到江底下的管道抢修很不方便，为此专门开设了备用管道。“万一主管道出问题了，另开阀门，备用管道就能顶上。”蒋奇说。