海底管道維修方法淺析
2012-12-31 00:00:00侯百川吳春松李軍安金博文
【摘要】我國(guó)在淺水領(lǐng)域?qū)５坠艿谰S修方面有一定的技術(shù)和相當(dāng)可觀的成效，但在深水以及超深水領(lǐng)域，與世界上先進(jìn)海洋石油工程公司還存在很大的差距，要想在深水及超深水領(lǐng)域有突破，就必須擁有一定的深水施工設(shè)備和熟悉深水工程作業(yè)的技術(shù)人員，進(jìn)一步完善深水配套技術(shù)。只有這些條件都具備的時(shí)候，才能真正的進(jìn)軍深水海管維修領(lǐng)域，與世界先進(jìn)技術(shù)接軌，保障海上油田的管道的安全運(yùn)行。目前中海油在役的2000多公里海底管道分布在渤海、東海和南海不同水深海域，管道直徑各異，使用年限不同。一旦出現(xiàn)損壞和泄漏，導(dǎo)致油氣田停產(chǎn)，污染海洋環(huán)境，給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。采取有效的措施盡快恢復(fù)油氣生產(chǎn)，減少經(jīng)濟(jì)損失是油氣生產(chǎn)管理者的最大愿望。海底管道的自身參數(shù)不同，環(huán)境條件各異，所采取的維修方法和手段也不相同。本文詳述了幾種海底管道維修方法及其特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】海底管道；損傷；維修方法；修復(fù)
0.前言
目前中海油在役的2000多公里海底管道分布在渤海、東海和南海不同水深海域，管道直徑各異，使用年限不同。一旦出現(xiàn)損壞和泄漏，導(dǎo)致油氣田停產(chǎn)，污染海洋環(huán)境，給企業(yè)和國(guó)家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。采取有效的措施盡快恢復(fù)油氣生產(chǎn)，減少經(jīng)濟(jì)損失是油氣生產(chǎn)管理者的最大愿望。海底管道的自身參數(shù)不同，環(huán)境條件各異，所采取的方法和手段也不相同。
1.海底管道的維修方法
1.1水上焊接維修
先把水下管道切斷或切除破損段，然后把兩管端吊出水面，焊接上修復(fù)短節(jié)部分，做好NDT檢驗(yàn)和涂層后，再放回海底，即可完成維修工作。
水上焊接維修的主要特點(diǎn)：
（1）要進(jìn)行吊裝計(jì)算分析，只適用狀態(tài)較好的海底管道。
（2）需要專門的施工作業(yè)鋪管船。
（3）不需要特種機(jī)械設(shè)備，維修速度快。
（4）在水上焊接維修，能達(dá)到較高的維修質(zhì)量。
（5）只適用水深較淺的海域。
1.2水下干式高壓焊接維修
水下干式高壓焊接的維修過(guò)程是先切除破損管段，然后在水下安裝焊接工作艙。工作艙內(nèi)配有動(dòng)力電源、照明、通訊、起重、氣源、焊接施工設(shè)備、生命支持系統(tǒng)等。在工作艙內(nèi)注入與此海域水深相同壓力的高壓氣體后，形成干式環(huán)境，安裝短節(jié)，進(jìn)行水下干式焊接。此種方法多用于水面焊接不能實(shí)現(xiàn)，但又要求保證管道原有整體性或其他方法受限制的地方。
1.3水下濕式維修
1.3.1不停產(chǎn)開孔維修
海底油氣管線帶壓開孔和封堵維修技術(shù)，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)是一種安全有效的，能夠在管線正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)管線的損壞部分進(jìn)行永久性修復(fù)的方法，同時(shí)避免了因維修而關(guān)閉該條管線物流，所導(dǎo)致的重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。2001年，海洋石油工程股份有限公司與美國(guó)T.D.Williamson公司和Hydrotech公司合作，成功的對(duì)渤西12”天然氣海底管道進(jìn)行了不停產(chǎn)雙封雙堵維修。修復(fù)過(guò)程如下：
a.安裝水下機(jī)械三通和開孔機(jī)，在不停產(chǎn)的情況下開孔。
b.水下安裝封堵機(jī)和旁路三通。
c.安裝旁通管道。
d.用封堵機(jī)堵住需更換的管道，使油氣從旁路通過(guò)。
e.將需更換的管道瀉壓，并檢查封堵的密封度。
f.用氮?dú)鈱⑿韪鼡Q管段處的油氣進(jìn)行置換。
g.在安全的情況下用冷切割鋸把需更換的管段切除。
h.在管線的兩個(gè)切割端分別安裝Hydrotech連接法蘭或冷擠熔法蘭或者Smart法蘭。
i.測(cè)量?jī)蓚€(gè)法蘭之間的長(zhǎng)度，按此長(zhǎng)度準(zhǔn)備帶球形法蘭的管段。
j.在不停產(chǎn)的情況下安裝球形法蘭。
k.調(diào)整平衡管道的壓力。
l.將封堵頭打開并關(guān)閉三文治閥。
m.將旁通管道泄壓并去除旁通管道。
n.拆掉封堵機(jī)。
o.放入內(nèi)鎖塞柄。
p.封好盲板后，對(duì)海底管道沖泥區(qū)域進(jìn)行海床表面的復(fù)原，包括必要的砂袋覆蓋。
1.3.2機(jī)械連接器維修
機(jī)械連接器包括一系列管端固定和機(jī)械密封構(gòu)件，它是一種可以提供長(zhǎng)度調(diào)節(jié)的水下管道修復(fù)設(shè)備。它也可與各法蘭配套使用，2002年WZ12-1—WZ11-4海底管道的維修就是采取這種組合方案。
機(jī)械連接器維修方法的特點(diǎn)：
1）適合于各類海區(qū)水深作業(yè)要求。
2）不需要第三方檢驗(yàn)合格的焊接程序和焊工。
3）不需要特種船舶和設(shè)備。
4）修復(fù)時(shí)間短且費(fèi)用低。
5）雖然不能保證原有管道的整體性，但有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。
1.3.3法蘭維修
法蘭分為標(biāo)準(zhǔn)法蘭、旋轉(zhuǎn)法蘭和球法蘭等。標(biāo)準(zhǔn)法蘭主要用于更換段，在水面以上預(yù)制加工。旋轉(zhuǎn)法蘭和球法蘭主要用于調(diào)節(jié)水下安裝的角度和方向。它主要用于原有管道法蘭聯(lián)接處破損后的更換，也用于平管段破損后的聯(lián)接維修。SZ36-1海管和WZ12-1—WZ11-4海管維修就是采用了上述方法。法蘭維修程序，所用設(shè)備與機(jī)械連接器修復(fù)相似，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間，費(fèi)用低。
2.結(jié)束語(yǔ)
目前，我國(guó)在淺水領(lǐng)域?qū)５坠艿谰S修方面，有一定的技術(shù)和相當(dāng)可觀的成效，但在深水以及超深水領(lǐng)域，與世界上先進(jìn)海洋石油工程公司還存在很大的差距，要想在深水及超深水領(lǐng)域有突破，就必須擁有一定的深水施工設(shè)備和熟悉深水工程作業(yè)的技術(shù)人員，進(jìn)一步完善深水配套技術(shù)，只有這些條件都具備的時(shí)候，才能真正的進(jìn)軍深水海管維修領(lǐng)域，與世界先進(jìn)技術(shù)接軌，保障海上油田的管道的安全運(yùn)行。
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