图2.2 沿线里程高程分布图
图 2.1 管道走向图
▪9
第2部分：工程背景
本项目将新建R油田AB段油水混输管道和BC段原油输送管道。R 油田的混合液通过AB段输送到B站点，AB段之间设计穿越方案，B外 输首站已建脱水站、含油污水深度处理站各 1座，满足接收A联合站 输送含水油的需求。然后从B进行外输，最终在C站进行铁路发油。
(1035.60， 569.75)
图3.3 方案2穿越处入土端管道布置图
图3.4 方案2穿越处出土端管道布置图
▪15
第3部分：河流穿越设计
穿越位置选取
取点 (63.93，567.77) (1063.8，562.15) 计算角度 (° ) 10 （入） 8 （出）
表3.3 穿越位置选取方案3
入土点坐标 (32.57， 573.32) 出土点坐标 (1125.60， 570.83) 入土段长度 (m) 121.43 中间段长度 (m) 902.15 出土段长度 (m) 123.27 穿越砾砂层长度 （m） 8.22
适用条件
从松软黏土层到泥砂 浅、透水性差、地 砾和岩石均可 质构造简单、完整 性好河床 基本不受限制 较长 高 基本不受限制 长 较低
穿越长度 工期 投资
受限 较短 较低
施工、运行 及维护
质量易于控制，管 机械化、自动化程度 理维修方便，不影 高，施工劳动强度低， 响通航，一隧多用； 安全性高；检修方便， 施工条件稍差，风 不影响通航，可一隧 险性较高，防治水 多用；施工机械复杂， 难度大，日常维护 日常维护费用高 和运行费用高 不大 较大
无需大型施工设 备、施工速度快； 安全性较好；维 施工质量难以控 护工作量大，施 制，安全性差， 工较困难 检修困难，影响 通航 很大 较大 ▪12
对环境影响
第3部分：河流穿越设计
穿越方式比选
表 3.1 河流穿跨越方案对比
穿跨越方式 水平定向钻穿越 适合于黏土、粉土、亚 黏土、成孔条件好的砂 层和软岩石。砾、卵石 层穿越困难 受穿越管径定向钻设备 限制 钻爆法隧道穿越 适用于基岩埋藏较 从松软黏土层到泥砂 浅、透水性差、地 砾和岩石均可 质构造简单、完整 性好河床 基本不受限制 基本不受限制 盾构隧道穿越 顶管穿越 河床为松散、黏土等较 软弱地层且宽度不大的 河流 受限 大开挖穿越 水深较浅的季节 性河流 跨越 河流两岸陡峭、 河床不稳定、跨 度不太大的河流 受限
▪2
第1部分：总论
成果一： 定向钻穿越设计
• 方案比选 • 强度、应力校核 • 钻机、钻具选择
穿越 总长度 (m) 1196.17 1102.71 1146.85
方案 一 二 三
入土段 长度(m) 183.56 127.04 121.43
中间段 长度(m) 800.39 867.01 902.15
穿越长度
受限
对环境影响
较大 ▪13
第3部分：河流穿越设计
穿越位置选取
取点 (0，574.01) (163.71，557) (963.78，557) (1163.49，571.3) 计算角度 (° ) 5.9 （入） 4.1 （出） 入土点坐标
表3.1 穿越位置选取方案1
出土点坐标 (1163.49， 571.3) 入土段长度 (m) 183.56 中间段长度 (m) 800.39 出土段长度 (m) 212.22 穿越砾砂层长度 （m） 40.31
里程 （km） 0 86 86 114 142 170
站间距 （km） — 86 — 28 28 28
高程 （m） 562 584 584 561 528 578
管径 （mm) Ф219.0× 6
Ф168.3× 5
▪7
汇报内容
第1部分： 总论 第2部分： 工程背景 第3部分： 河流穿越设计 第4部分： 输油工艺计算 第5部分： 输油站场设置 第6部分： 管道线路工程 第7部分： 辅助配套工程
▪8
第2部分：工程背景
R油田初期通过汽车外运，现需进行原油外输管道及火车装方案设计。 研究目标：设计原油外输管道、穿越方案、输油工艺、站场工程及配套工 程方案。
表2.1 R油田产量规划及外输方案表
年份 产油（104t/a） 产液（104t/a） 年产水（104t/a） 体积含水率（%） 2016 49.6 86.7 37.1 38.4 2017 45.7 83.6 37.9 40.9 2018 39.2 77.3 38.1 44.8 2019 34.1 72.6 38.5 48.5 2020 29.9 68.8 38.9 52.0 2021 26.5 65.6 39.1 55.20 2022 23.6 63.1 39.5 58.2 2023 21.2 61.4 40.2 61.29 2024 19.2 59.8 40.6 63.8 2025 17.4 58.7 41.3 66.47
穿越 总长度(m) 1196.17 1102.71
穿越砾砂层 长度（m） 40.31 40.72 8.22
3
121.43
902.15
123.27
1146.85
根据以上计算结果，方案2穿越长度最短，但考虑到方案2出土段穿越砾砂 部分较长，穿越砾砂对定向钻钻机要求较高，故选择穿越长度为1146.85m的方 案3。管线定向钻入土角为10°，出土角为8°。
(0，574.01)
图3.1 方案1穿越处入土端管道布置图
图3.2 方案1穿越处出土端管道布置图
▪14
第3部分：河流穿越设计
穿越位置选取
取点 (0，574.01) (963.78，557) 计算角度(°) 10（入） 8（出） 表3.2 穿越位置选取方案2 入土点坐标 (0，574.01) 出土点坐标 入土段长 度(m) 127.04 中间段长度 (m) 867.01 出土段长度 穿越砾砂层 (m) 长度（m） 108.66 40.72
30 0 20 40 60 80 100
里程（km）
里程（km）
▪4
第1部分：总论
成果三： B-C段输油工艺
• • • • 方案比选 适应性分析 事故工况模拟 超前保护措施
▪5
第1部分：总论
成果四：输油站场设置
• • • • 站内流程 平面布置 C站发车装置 设备选型（泵、炉、罐）
▪6
第1部分：总论
Hale Waihona Puke 适用条件根据穿越处工程地质和水文条件，结合管道穿越对河流的影响和投资费 工期 较短 较长 长 较短 较短 较短 用等方面综合考虑，推荐该河流穿越采用水平定向钻方式。初步估计长度在 投资 较低 高 较低 较高 较低 较高 施工人员少，占地省， 质量易于控制，管 施工不受季节影响，机 1150m左右，选择在较为稳定的黏土层内，确保河床中定向钻最小覆盖层厚 机械化、自动化程度 无需大型施工设 效率高，不受季节天气 理维修方便，不影 械化程度较高，安全性 高，施工劳动强度低， 备、施工速度快； 度达到6m 。 影响；对地表干扰小， 响通航，一隧多用； 较好，不影响通航；若 安全性较好；维
17
第3部分：河流穿越设计
钻机选型
钻机最大回脱力可按下式计算值的1.5倍～3.0倍选取。
πD 2 FL Lf m π D s Wf KπDL 4
钻机型号 GD130B-L GD180E-L GD320D-L GD380A-L GD650F-L GD800C-L GD1100-L GD1600-L GD2400-L 主要性能指标 最大拉力(kN) 135 324 637 812 915 1300 1500 1700 2460 入土角范围(°) 8～18 8～18 12～20 12～20 12～20 10～18 10～18 8～18 9～16 最大泥浆排量（L/min） 最大泥浆压力（MPa） 最大回拖管径（mm） 200 250 320 450 600 600 750 7 8 8 8 10 10 10 700 750 1100 1100 1400 1300 1500 1600 2000
▪10
汇报内容
第1部分： 总论 第2部分： 工程背景 第3部分： 河流穿越设计 第4部分： 输油工艺计算 第5部分： 输油站场设置 第6部分： 管道线路工程 第7部分： 辅助配套工程
▪11
第3部分：河流穿越设计
穿越方式比选
表 3.1 河流穿跨越方案对比
穿跨越方式 水平定向钻穿越 适合于黏土、粉土、亚 黏土、成孔条件好的砂 层和软岩石。砾、卵石 层穿越困难 受穿越管径定向钻设备 限制 较短 较低 施工人员少，占地省， 效率高，不受季节天气 影响；对地表干扰小， 施工精度好，不影响通 航，安全性较好；卵石、 硬质岩石穿越困难，且 需预制和拖管场地 小 盾构隧道穿越 钻爆法隧道穿越 适用于基岩埋藏较 顶管穿越 河床为松散、黏土等较 软弱地层且宽度不大的 河流 受限 较短 较高 施工不受季节影响，机 械化程度较高，安全性 较好，不影响通航；若 两岸地层软弱，竖井施 工困难；穿越长度较长 时，所需推力太大硬质 岩石施工困难 较大 大开挖穿越 水深较浅的季节 性河流 跨越 河流两岸陡峭、 河床不稳定、跨 度不太大的河流 受限 较短 较高
出土段 长度(m) 212.22 108.66 123.27
穿越砾砂层 长度（m） 40.31 40.72 8.22
▪3
第1部分：总论
成果二： A-B段输油工艺
压力(MPa)
6
60
5
4
• 方案比选 • 适应性分析
方案号 设计输量(104t/a) 设计输量(m3/h) 管径(mm) 长度(km) 首站/泵站 中间热泵站数 中间加热站数 设计压力(MPa) 管材 壁厚(mm) 内径(mm) 方案1 219\6.4MPa 86.7 114.87 219.1 86 1 0 0 6.4 #20 6 207.1 方案2 245\5MPa 86.7 114.87 244.5 86 1 0 0 5 #20 6 232.5 方案3 273\4MPa 86.7 114.87 273 86 1 0 0 4 #20 6.3 260.4