液压劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用

液压劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用

液压劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用.txt对的时间遇见对的人是一生幸福；对的时间遇见错的人是一场心伤；错的时间遇见对的人是一段荒唐；错的时间遇见错的人是一声叹息。石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年6月第32卷第3期(Ep) JournalofOilandGasTechnology(JJun．2010 Vo1．32 No．3

液压劈裂机

在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用

陈华.. (中石化江苏石油勘探局油田建设处，江苏江都2 225261)

[摘要]中石化阿尔及利亚沙漠水管线项目是中石化国际工程公司和江苏油田油建处首次在国外联合承揽

的.. EPC总包项目，总投资8亿美元，工期.. 36

．

JPI)

个月。着重介绍该项目工程中管沟开挖过程，对坚硬岩石采

用液压劈裂机快速劈裂技术，解决了施工中坚硬岩石开挖难题，加快了施工速度，节省了项目成本。..

[关键词]液压劈裂机；劈裂岩石；沙漠水管线；阿尔及利亚..

[中图分类号]TE45 [文献标识码]A [文章编号]10

000—9752(2010)03(中)一0110—03 ●

1工程概况

中石化阿尔及利亚沙漠水管线项目由中石化国际工程公司和江苏油田油建处联合承建，2个标段的

管线焊接长度是840km，管沟开挖总长度是

470km。该项目起点是.. InSalah以北.. 70km处的水处理厂， 终点是.. Tamanras

sset终端水厂，沿线地形地质复杂，属沙漠戈壁地区，管径为.. 1200mm、1000mm、.. 900mm、800mm、700mm，双管同沟敷设。约有150km管沟处于岩石段，前期工程主要采用.. 2种手段 进行岩石开挖：①用.. 20~50t挖机破碎锤进行破碎；②爆破。前者的优点是大部分岩石能用破碎锤破碎

掉；缺点是后期剩下一部分坚硬的石头用50吨破碎锤一天只能破碎5～10m。或者更少，成本极高.. (在

当地，5O吨破碎锤租赁费用.. 1800美元／天)，施工进度缓慢。爆破的方法，由于阿尔及利亚存在恐怖袭

击，当地对炸药、导火索和雷管管制特别严格，每次爆破审批和购买炸药周期太长，安全及施工技

术水平要求高，管沟成型不是很好且工期很紧，爆破费用是.. 500元／m。。合同履行.. 22月后，尚有..

8000m。坚硬石方，阻碍工期进展。基于以上施工情况，从项目成本和施工工期考虑，决定后期采用液

压劈裂机来劈裂石方。

2液压劈裂机工作原理及特点

在阿尔及利亚沙漠水管线项目中采用的是QL一系列液压劈裂机，它由液压泵站和器两大部分组

成，由泵站输出的超高压油驱动油缸产生巨大推动力，并经机械放大后即可使被物体按确定预定方 向裂开’。..

2．1 QL-系列液压劈裂机工作原理.. QL一系列液压劈裂机由超高压液压泵站、系列控制阀、劈裂机油缸、楔形块组及超高压配管组成。 其工作原理为：利用风稿.. (液压稿)、破碎锤等在坚硬岩石.. (花岗岩等)上钻孑L，在凿钻的圆孔上，插

入劈裂机的楔形块组件，当启动液压泵站，液压

泵站工作产生高压，驱动劈裂机楔形块组的中间楔块向

前运动，将反向楔块两边撑开，产生巨大力.. (达500～600t)，此力由岩石内部向外，破坏岩

石内部结构，(此力是拉应力，岩石的拉应力远远小于抗压应力，只有其抗压应力的1O左右)；岩石

在此力作用下，沿设定的位置根据人们的需要开来。..

[收稿日期]2010—03—02

[作者简介]陈华.. (1976一)，男，I998年大学毕业，项目部行管部人事管理工程师，现主要从事管道项目工艺安装工作。

第32卷第3期(中)陈华：液压劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目中的应用..

2．2 QL-系列液压劈裂机特点..

1)安全性此劈裂机在静态液压环境下可控制性的工作，不会像爆破机和其它冲击性拆除、凿岩 设备那样产生一些危险隐患；无需采取复杂的安全措施。..

2)环保性此劈裂机工作时，不会产生震动、冲击、噪音、粉尘、飞屑等，周围环境不会受到影 响，即使在人口稠密地区或室内，以及精密设备旁，都可以无干扰地工作。..

3)经济性此劈裂机数秒钟可完成过程，并且可连续无间断地工作，效率高，运行及保养成 本很低，无需像爆破作业那样采取隔离或其他耗时和昂贵的安全措施。..

4)精确性与大多数传流的拆除方法和设备不同，该劈裂机可以预先精确的确定方向， 形状以及需要的出部分尺寸，精度高。、.. 5)适用性此劈裂机人性化的外形设计和耐用性结构设计，确保了其使用方法简单易学，仅需单

人操作，维护保养便捷，使用寿命长；劈裂机和液压泵站搬运十分方便。 3坚硬石方劈裂工艺..

3．1劈裂点设置

劈裂点的合理设置是保证作业质量和工作效率的关键，以下几个参数是劈裂点设置的关键：①底孔

轴线是否在同一平面；②底孔深度；③底孑.. L间距。

参数.. ②、③中的具体数值设置，主要取决于劈裂机的型号，同时受岩石的密度、强度等影响。例如

该项目采用的PI一45L液压劈裂机在劈裂花岗岩岩石的时候，一般劈裂l m面积的花岗岩需要l OOt劈

力。如劈开长约5m，高约2m的花岗岩石，一般设置3～4个劈力点。..

3．2底孔参数选择及钻孔..

1)底孔直径底孑.. L直径取决于液压劈裂机楔块组件.. _T作部分外径的大小，而楔块组件的大

小取决

于现场的岩石大小，岩石体积较大，选用大直径楔块组件，岩石体积较小，选用小直径楔块组件。该项 目采用.. 4r 6am的底孔直径。..

2)底孔深度底孔深度主要有液压劈裂机的型号决定，该项目选取5 00r am的底孔深度。..

3)底孔间距底孔间距取决于岩石的特性及液压劈裂机的型号，该项目选取.. 5 00r am的底孔间距。..

4)钻孔岩石钻孔的方向应垂直于孔所在的表面，孔的大小应与劈裂器的直径相适应，钻孔的深 度比楔块组件插入长度深.. l OOmm。严禁打斜孔和浅孑.. L，不应在受力不好的位置打孔。.. 3．3劈裂

将劈裂插人孔中，根据需要适当调整劈裂方向。该项目用的劈裂机一台配3把劈裂，在劈

裂

时，要把3把劈裂集中放在3个紧挨在一起的3个孔内，而且楔块方向.. (劈裂方向)要一致，这样劈

力集中，劈裂效果更好，根据岩石大小和坚硬度，可以考虑用.. 2台.. (6把劈裂)同时劈裂，大大提高 了劈裂的效率。

启动泵站，控制换向阀，使活塞伸出，进行劈裂，待岩石裂开一个裂纹后.. (也可以从压力表上观 察，当压力升高到一定值时突然下降)换向阀换向，这时楔块反向运动，当其复位后将劈裂器转动一个

角度，重复上述劈裂过程，这样可以在一个孔内进行多方向劈裂，将石头劈裂成多块，减少钻孔的工 作量。

4出现问题及解决方法..

4．1劈裂点设置不合理

现场施.. _

T时经常出现劈裂不成功或者劈裂不彻底的现象，经分析这主要是劈裂点设置不合理造成 的。要达到理想的效果，在劈裂前，要分析岩石的纹理和岩性，合理分布劈裂点，才能达到最佳的劈裂 效果

石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年6月..

4．2钻杆断裂

在用岩心钻打孔的过程中，钻杆消耗量比较大。主要原因是操作手操作不当，钻进没有扶正，使钻

杆受到外力作用，造成钻杆断裂，要避免这种现象，岩心钻操作手操作前必须经过岗位培训，学会操作

要领，尤其要保证钻杆与岩石钻孔面保持垂直，严格按照操作要求进行打眼。..

4．3粉尘危害

在劈裂过程中，粉尘是不可避免的，对人的健康十分有害。因此必须采取有效的防护措施，带好防

护镜、口罩和专用防护面罩，最大可能的减少粉尘对人体的危害。..

4．4劈裂效率不高

经过多次的使用，积累更多的经验，精确的分析岩石的纹理和岩性，可使岩石的劈裂效率翻倍。另

外，合理的配置岩心钻台数，保证每天打孔的数量，提供足够的孔数进行劈裂，也能加快岩石劈裂 速度。

5效益比较..

5．1成本

对统计结果进行对比，1台5 0t挖机破碎锤1天破碎石方按照5～l Om。计算，每天的成本折算.. (加

上油料，平板转场等费用)为2 80~440美元／m。；1台劈裂机.. 1天可以劈裂4 O～7 0m。，每天的成本折

算.. (人员工资，轻卡租用费用，风镐费用，空压机费用，发电机及油料损耗等)为.. 1 3～25美元／m。。

从施工成本上来讲，劈裂.. lm。只有破碎lm。成本的1／z2，大幅度节约了项目成本。..

5．2工期

1台劈裂机每天4 0~70m。，1台5 0t破碎锤是5～l Om。，劈裂的速度是破碎的速度的7～8倍，大 大缩短了工期。 6结语

劈裂机在阿尔及利亚沙漠水管线项目上的应用，取得了良好的效益，降低成本，加快施工进度，能

够在狭小的空间作业，操作维护方便，安全可靠，得到了业主和监理的充分肯定。在康斯坦丁、QuA 的水管线项目投标中，劈裂机已成为技术标获胜的有效手段。国外同行纷纷仿效，阿尔及利亚是个多山

的国家，基础设施和油气管道项目很多，相信劈裂机在阿尔及利亚市场潜力巨大，具有广泛应用前景。..

[参考文献]

[1]闻德生，潘景升，吕世君．多头液压劈裂机性能及利用.. E JJ．石材，2 003，( 7)：2 2~24 [2]钟冬望．劈裂切割石材原理和机理分析.. [ J]．爆破器材，1 999，2 8(5)：3 o～3 3．.. [编辑]宋换新