操作豎井內(nèi)部安裝管道、鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備、電儀等設(shè)施，是儲存洞庫與地面裝置聯(lián)系的唯一通道。套管錨固在操作豎井的混凝土封塞中，并用U型管卡固定在豎井肉壁的鋼結(jié)構(gòu)上。套管內(nèi)部安裝泵和其他設(shè)施，可以進(jìn)行更換和維修。

3豎井安裝難點(diǎn)

3.1井深過大

豎井垂直井深達(dá)到200多米，施工人員長時間在井內(nèi)作業(yè)，安全風(fēng)險很高。

3.2受限空間

豎井直徑僅5m，內(nèi)部分布的管道、鋼結(jié)構(gòu)又占據(jù)了較大空間，豎井內(nèi)部施工只能借助吊籃吊盤，施工難度很大。

3.3裂隙涌水

地下洞庫洞壁、豎井井壁大量裂隙涌水造成豎井內(nèi)部形成大到暴雨的施工環(huán)境，焊接難度很大。

3.4垂直空間

豎井是一個垂直狹窄的空間構(gòu)造，禁止交叉作業(yè)，無法在垂直空間同步施工，需合理規(guī)劃工序，將豎井內(nèi)工作轉(zhuǎn)移至地面消化。

3.5不可逆性

豎井套管、鋼結(jié)構(gòu)施工完成后，在豎井和交通巷道內(nèi)澆筑混凝土封塞，實現(xiàn)對整個地下洞庫的封堵，一旦遺留隱患，將導(dǎo)致發(fā)生事故。

4豎井安裝技術(shù)

4.1豎井安裝工藝流程

豎井安裝工序分卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)安裝前、卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)安裝至豎井封塞澆筑、豎井封塞澆筑將豎井安裝三個階段，豎井安裝工藝流程見圖1。

第一階段：卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)安裝前，進(jìn)行泵坑鋼結(jié)構(gòu)和套筒的安裝。

第二階段：卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)安裝至豎井封塞澆筑，包含套管、鋼結(jié)構(gòu)等井

內(nèi)的安裝。

第三階段：封塞澆筑后，包含卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)拆除和內(nèi)管、設(shè)備、電儀等設(shè)施安裝。

4.2豎井安裝關(guān)鍵技術(shù)

4.2.1泵坑鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

泵坑內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的安裝方位、標(biāo)高通過地面測繪的基準(zhǔn)線，從地面垂直向下傳遞至泵坑內(nèi)。

由于受泵坑內(nèi)積水限制，分體安裝難度大，采用整體吊裝法。若吊車可進(jìn)入洞庫，且泵坑附近具備吊車工作條件，采用洞庫內(nèi)吊裝法（見圖2）。

若吊車無法進(jìn)入洞庫或泵坑附近不具備吊車工作條件，采用在地面吊裝法（見圖3)。本吊裝方法所選用吊車的鋼絲繩長度能夠滿足從地面至洞庫泵坑的吊裝深度，同時使用防旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，防止吊裝物體旋轉(zhuǎn)。泵坑鋼結(jié)構(gòu)穿越整個豎井階段是盲區(qū)，嚴(yán)格保證吊裝物體沿著豎井中心垂直緩慢下降，避免與井壁碰撞。泵坑鋼結(jié)構(gòu)穿越操作豎井、洞庫、泵坑，到達(dá)安裝位置。

4.2.2套筒安裝

套筒是安裝于泵坑鋼結(jié)構(gòu)且上部開口的管狀容器，進(jìn)庫、出庫和裂隙水套管插入相應(yīng)套筒內(nèi)。裂隙水套筒頂標(biāo)高低于進(jìn)庫、出庫套筒頂標(biāo)高，套筒頂部標(biāo)高決定進(jìn)入套管內(nèi)物料的高度。套筒內(nèi)安裝防渦流擋板，用以消除物料進(jìn)出套筒產(chǎn)生渦流的旋轉(zhuǎn)扭矩。

套筒吊裝方法與泵坑鋼結(jié)構(gòu)吊裝類似，根據(jù)吊車能否進(jìn)入洞庫，分為洞庫內(nèi)吊裝法和地面上吊裝法。

4.2.3卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)安裝技術(shù)

卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)是豎井內(nèi)施工的操作平臺及運(yùn)輸工具，由臨時井架、卷揚(yáng)機(jī)、吊籃和吊盤組成，是豎井套管鋼結(jié)構(gòu)安裝、豎井封塞澆筑的臨時輔助設(shè)施，在內(nèi)管安裝前拆除。

臨時井架頂部設(shè)置定滑輪，實現(xiàn)吊籃、吊盤垂直運(yùn)動，并承擔(dān)吊籃、吊盤的載荷。卷揚(yáng)機(jī)驅(qū)動吊籃，吊盤運(yùn)動，一臺5t卷揚(yáng)機(jī)用于吊籃的提升，兩臺對稱布置的3t卷揚(yáng)機(jī)用于吊盤的提升，三臺卷揚(yáng)機(jī)連成整體，并埋設(shè)地錨固定（見圖4）。

卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)安裝完成后，對吊盤、吊籃做載荷試驗，用以驗證卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

4.2.4井口鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

井口鋼結(jié)構(gòu)安裝前將吊盤臨時固定于豎井內(nèi)，井口鋼結(jié)構(gòu)大梁就位后即可進(jìn)行卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)安裝。井口鋼結(jié)構(gòu)個別次梁設(shè)置成活動梁，避免與套管錨固圈碰撞。

4.2.5井內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

套管安裝前進(jìn)行井內(nèi)錨固板鋼結(jié)構(gòu)安裝，采用吊盤作為操作平臺，吊籃作為載人及運(yùn)輸鋼結(jié)構(gòu)桿件的安裝工具。吊盤到達(dá)井內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)安裝位置，用吊盤四周的頂桿裝置支撐井壁，穩(wěn)固吊盤。井內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)由上至下進(jìn)行安裝，從井口開始，至豎井底部結(jié)束（見圖5）。

套管安裝完成后進(jìn)行井內(nèi)無錨固板鋼結(jié)構(gòu)安裝，此處使用的吊盤是將原來安裝井內(nèi)錨固板鋼結(jié)構(gòu)使用的吊盤根據(jù)已安裝套管進(jìn)行開孔改造而成，吊盤可以穿越所有套管自由運(yùn)動。

4.2.6套管安裝技術(shù)

套管安裝使用專用套管吊具，與焊接在套管四個垂直方向上的吊耳配合使用。套管吊具既可用于吊裝，又可在無吊車時將套管臨時固定于井口鋼結(jié)構(gòu)，套管重量由井口鋼結(jié)構(gòu)承載。吊具內(nèi)側(cè)設(shè)置一層3mm聚四氟乙烯墊層，避免對套管外壁的油漆涂層的破壞（見圖6）。

套管安裝采用倒裝法，從上至下逐節(jié)安裝，各節(jié)套管通過焊接連接。套管吊裝、組對、焊接、無損檢測和焊口防腐均在井口鋼結(jié)構(gòu)平臺進(jìn)行，焊接工作完成后提升已安裝套管總重

量，整體吊裝下放入井。根據(jù)逐節(jié)對接后不斷增加的套管重量，及時選配相應(yīng)載荷的吊車進(jìn)行吊裝（見圖7）。

每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)套管長12m，套管高出臨時井架，在焊接過程中可將套管固定于臨時井架，并在臨時井架平臺上進(jìn)行吊具拆裝操作。為避免套管上的焊接吊耳與井內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)碰撞，根據(jù)各層鋼結(jié)構(gòu)實際標(biāo)高，合理調(diào)整部分套管長度。

4 2 7內(nèi)管安裝技術(shù)

豎井混凝土封塞澆筑完成后，拆除卷揚(yáng)機(jī)提升系統(tǒng)。豎井封塞養(yǎng)護(hù)完成后，拆除井口鋼結(jié)構(gòu)套管吊具，開始內(nèi)管安裝。套管吊具拆除后，所有套管、內(nèi)管和設(shè)備的累計重量由井口

鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至豎井封塞，套管通過錨固圈固定于豎井封塞內(nèi)，并可在垂直方向自由熱脹冷縮。

(1)法蘭連接的內(nèi)管安裝技術(shù)

內(nèi)管兩端焊接法蘭，法蘭上加工半圓形槽，液下泵電纜和SSV液壓閥的液壓管固定于半圓形槽內(nèi)，可在內(nèi)管法蘭與套管內(nèi)壁碰撞時保護(hù)電纜和油管。內(nèi)管安裝扶正器、支架和法蘭

護(hù)板等附件，扶正器將內(nèi)管限制在套管中心位置，支架用于固定液下泵電纜和SSV液壓閥的液壓管、法蘭護(hù)板用于固定法蘭上的半圓形開槽。

內(nèi)管安裝使用專用提升吊具，并與固定于套管頂部法蘭上的內(nèi)管托具配合使用。內(nèi)管吊具由盲法蘭焊接一個U型吊耳組成，盲法蘭規(guī)格與所吊裝設(shè)備、內(nèi)管法蘭相匹配，用于套管內(nèi)的設(shè)備和內(nèi)管的吊裝。內(nèi)管托具由兩片環(huán)形與套管法蘭等厚的鋼板制成，頂部裝有四個用于支撐的自由楔，用于內(nèi)管、設(shè)備在套管內(nèi)下放或提出的臨時固定（見圖8）。

內(nèi)管安裝與套管安裝方法類似，采用倒裝法，從上至下逐節(jié)安裝。內(nèi)管法蘭緊固在托具上完成，每標(biāo)準(zhǔn)節(jié)內(nèi)管長12m，最后一節(jié)內(nèi)管為調(diào)整節(jié)，根據(jù)套管總長度、各節(jié)內(nèi)管設(shè)備累加總長度和內(nèi)管設(shè)計深度，最終確定調(diào)整節(jié)內(nèi)管長度。根據(jù)逐節(jié)對接后不斷增加的內(nèi)管、設(shè)備及附件重量，及時選配相應(yīng)載荷的吊車進(jìn)行吊裝（見圖9)。

(2)特殊扣連接的內(nèi)管安裝技術(shù)

特殊扣連接的內(nèi)管通過VAMTOP、BGT1扣型連接，使用懸吊式液壓管鉗成套系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)管特殊扣上扣。8-5/8”VAM TOP用作放空內(nèi)管，VAM TOP特殊扣是法國瓦魯瑞克與德國曼內(nèi)斯曼聯(lián)合開發(fā)一種高品質(zhì)特殊扣，最佳上扣扭矩12300Nm。2-3/8”BGT1用作壓力測量內(nèi)管．BGT1特殊扣是上海寶鋼開發(fā)的一種高壓密封特殊扣，最佳上扣扭矩1710Nm。特殊扣上扣扭矩通過扭矩變送器傳輸至扭矩測控儀進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)上扣扭矩達(dá)到最小扭矩至最大扭矩范圍內(nèi)時，上扣完成。

特殊扣連接的內(nèi)管安裝與法蘭連接的內(nèi)管吊裝方法類似，采用倒裝法，從上至下逐節(jié)安裝。兩臺吊車配合吊裝，一臺25t吊車吊裝內(nèi)管，一臺8t吊車用于提升懸吊式液壓管鉗成套系統(tǒng)（如Eckel 8-5/8”Hydra-Shift HT）。

4.2.8設(shè)備安裝技術(shù)

豎井設(shè)備安裝于套管內(nèi)，與內(nèi)管連成整體，位于相應(yīng)內(nèi)管下部。設(shè)備組裝利用操作平臺進(jìn)行分段組裝，操作平臺可保留臨時井架一定高度改造而成。

(1)產(chǎn)品泵安裝技術(shù)

產(chǎn)品泵是從洞庫內(nèi)提取所儲存產(chǎn)品的成套機(jī)具，如斯倫貝謝雷達(dá)電潛泵( REDA ESP)，從下至上由V型密封、SSV（安全切斷閥）、傳感器、電機(jī)、保護(hù)器、多級泵、止回閥等組成。產(chǎn)品泵借助操作平臺分段組裝完成后，整體吊裝入井（見圖10)。

(2)液位報警裝置安裝技術(shù)

液位報警裝置由各管段組裝完成后整體長度近50m，選擇臂長滿足要求的吊車，或者吊車主桿加副桿進(jìn)行整體吊裝。（見圖1 1）

5豎井管道焊接

5.1 同種鋼管道焊接

20#與20#焊接

20#用于DN≤600的無縫鋼管，采用GTAW（ER50-G）+SMAW( E5015)焊接方法，不進(jìn)行熱處理。

Q245R與Q245R焊接

Q245R用于DN≥6 00的直縫焊管，采用GTAW(ER50- G) +SMAW( E5015)焊接方法，不進(jìn)行熱處理。

L80-1與L80-1焊接

由于放空管線內(nèi)管完井工具內(nèi)構(gòu)件未設(shè)置VAM TOP特殊扣，無法與

VAM TOP特殊扣內(nèi)管（L80-1）連接，需焊接VAM TOP特殊扣過渡段( L80-1)，采用GTAW( ER50-6/CHG-56)焊接方法，并采用電加熱法進(jìn)行焊前預(yù)熱、焊中保溫及焊后熱處理。

512異種鋼管道焊接

20#與30GrMo焊接

20#（放空套管、壓力測量套管、壓力測量套管）與30GrMo（完井工具外構(gòu)件）焊接，采用GTAW( ER50-6/CHG-56) +SMAW( E5015/J507)焊接方法，并采用電加熱法進(jìn)行焊前預(yù)熱、焊中保溫及焊后熱處理。

20#與L80-1、K55焊接

20#（井口焊接球閥）與L80-1（放空內(nèi)管）、K55（壓力測量內(nèi)管）焊接，采用GTAW（ER50-6/CHG-56）+SMAW( E5015/J507))焊接方法，并采用電加熱法進(jìn)行焊前預(yù)熱、焊中保溫及焊后熱處理。

L80-1鋼級的管道是25Mn2經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理而成，K55鋼級的管道是37Mn5經(jīng)過正火熱處理而成。

5.3焊接溫度控制

焊接前預(yù)熱溫度≥93℃（電加熱法），焊接過程中保持層間溫度≤1 75℃（電加熱法），焊接完成后包裹保溫毯進(jìn)行緩冷。異種鋼焊接嚴(yán)格預(yù)熱溫度、層間溫度的控制，層間溫度過高會引起熱影響區(qū)晶粒粗大，導(dǎo)致焊縫強(qiáng)度及低溫沖擊韌性下降，層間溫度如果低于預(yù)熱溫度則可能在焊接過程中產(chǎn)生裂紋。

焊接完成24h后方可進(jìn)行RT，然后進(jìn)行熱處理( 6000C)。熱處理后再次進(jìn)行RT．最后對焊口及熱影響區(qū)進(jìn)行硬度檢測，用來檢驗熱處理是否合格。

6總結(jié)

LPG地下洞庫操作豎井安裝技術(shù)是經(jīng)過多個項目實踐過程中不斷優(yōu)化總結(jié)出來的經(jīng)驗，具有較好的推廣價值．LPG地下洞庫操作豎井安裝技術(shù)有助于推動我國能源儲存方式的轉(zhuǎn)型

升級。

7摘要：地下洞庫作為液化丙烷、液化丁烷、丙烷和丁烷混合液化氣儲存方式近年來發(fā)展較快，具有儲存量大、儲存安全、維護(hù)和運(yùn)營成本低等特點(diǎn)；本文結(jié)合工程案例對地下洞庫操作豎井安裝方法進(jìn)行了詳細(xì)論述和分析，對同類工程項目具有一定的參考價值。

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