一、技术来源:
大庆油田工程有限公司基于中俄原油管道大兴安岭地区多年冻土勘察,得出管道沿线高纬度多年冻土区地温分布规律和特性。该技术填补了大兴安岭地区长输管道工程勘察技术的空白。
二、基本原理
地球表面土体具有一定的温度,土体的温度对土体的性质存在一定的影响。土体在冬季由于气温降低到零下而形成冻土。在东北地区由于气温较低,某些区域存在多年冻土,某些区域存在季节性冻土。多年冻土一般常年不会融化,而季节性冻土随着季节的变化而变化。
中俄原油管道经过的地带存在多年冻土,对其进行地温和分区有利于管道的施工运行,因此,必要进行勘察。
三、实施方法路线
遵循多年冻土区勘察工作客观规律,紧紧围绕冻害—影响因素这一主线,综合运用野外调查、钻探、室内试验和现场观测等技术手段开展以下各项研究工作:
(1)春季冻害调查
在3月-4月初有利季节,沿中俄原油管道加格达奇—兴安段进行冻害调查。搜集发现冻害部位,描述冻害特征,确定冻害类型。查明冻胀丘、冰椎(冰漫)和管道地表大型聚冰体等冻害现象的分布以及地形地貌、地层岩性、地表水等影响冻害的因素。绘制管道沿线冻害分布图。
春季主要调查冻害现象,秋季主要查明并分析影响冻害的因素或条件。
(2)冻土地温观测
在沿线典型地貌,埋设热敏电阻测温线,进行地温观测。观测天然地温的测温线有效长度14m,埋设在管道旁的测温线可短些,二者总计30条。正式观测每半个月左右一次,观测时长为一年。地温观测和前述的管道旁孔隙水压力观测同步进行。
绘制深度—温度变化曲线和深度—温度—时间变化曲线,确定年平均地温特征值,总结地温随深度和季节变化的规律,分析影响地温变化的因素和冻土退化标志。
将前后两次地温观测资料和其它可用资料汇总,可以得出管道沿线年平均地温变化概况。
四、技术特点
(1)依据两次春季冻害调查资料和其它经过现场校核的冻害资料绘制了管道沿线冻害分布图,填补了空白。同时提出了具有管道特点的冻胀性病害研究方法思路和建议。
(2)根据大量实际观测资料和地形图分析结果,提出大山脉和海拔高度是影响大兴安岭北部管道沿线多年冻土地温的决定性因素。
(3)掌握了管道沿线冻土地温分布规律并进行了新的冻土地温区划。地温研究成果可用于重新进行管道沿线冻土分布区划。
五、技术水平
高水平的勘察技术,有经验的勘察队伍以及与吉林大学强大的科研团队,是的研究内容出于国内先进水平,同时也发现之前的研究成果存在一定的偏差,有效的保证了中俄原油管道的有效的施工和平稳的运行。
六、能源消耗
该技术成果应用于中俄原油管道工程的勘察、设计及施工,对以后类似工程能起到指导作用。
七、节能减排
采用该技术,减少大量的现场勘察,有效的提高了勘察效率,为节能减排提供了基础支撑。
八、技术应用条件
该技术适用于黑龙江地区多年冻土,尤其是从漠河到大庆段。
九、应用实例
该技术在以下工程中进行了应用:
2006年5月-2008年12月中俄原油管道漠河-大庆段工程勘察。
2009年10月-2010年12月中俄原油管道漠大线林区伴行公路工程勘察。
2013年10月-2015年12月中俄原油管道二线工程勘察。
十、经济效益
在中俄原油管道设计、施工中,根据该技术成果,细化了多年冻土分区,合理给出了多年冻土强融沉段,减少了需要特殊处理的管道长度,在管道埋深,管壁厚度及防腐保温方面,节约了大量的施工及材料成本约1200万元。
(来源:中国石油和化工勘察设计协会) |