渤西油氣處理廠搬遷中的起平管對接技術(shù)

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(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

渤西油氣處理廠搬遷項目需要新建2條海底管線，2條海底管道海上部分各33 km。2條管線的近岸段8.4 km均由天津俊昊公司進行施工，剩余2段24.6 km海上部分由海洋石油工程股份有限公司施工。由于工期較緊，天津俊昊公司從登陸點向平臺方向施工，海油工程從平臺向登陸點方向施工，最后在KP24.6處使用起平管的方式進行對接[1-2]。使用起平管對接的方式，保證了甲方要求的完工點[3]。

1 項目背景

渤西油氣處理廠是渤西油田群聯(lián)合開發(fā)的下游工程，位于天津市塘沽區(qū)西沽潮音寺西南，距海上渤西油田群約46.5 km。該項目新建1條12″的46.5 km從歧口18-1平臺到陸上處理廠的單層水泥配重輸氣管道，其中海底管道長約33 km，陸上管道長約13 km。鑒于甲方要求的完工點，考慮到在QK18-1平臺側(cè)終止鋪設(shè)的難度，采用登陸段和海上段同時施工在KP24.6處進行起平管對接，該處海圖水深為2.5 m，施工主作業(yè)船為海洋石油工程股份有限公司的濱海105船。

該船總長80 m，型寬23 m，型深5.0 m，干舷高度2.5 m，船舶吊機主鉤吊重200 t。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 起吊計算分析

為選擇合適的施工設(shè)備、工機具，在進行起平管對接前，需要進行計算分析，一般包括：

1)起管及對接過程中舷吊的受力及強度分析；

2)起管及對接過程中管道的強度分析；

3)船舶起吊、下放過程分析。

2.2 施工準(zhǔn)備

1)根據(jù)計算分析選擇合適規(guī)格的施工設(shè)備，施工設(shè)備主要包括：絞車、舷吊、滑輪(滑輪組)、鋼絲繩、卡環(huán)、吊帶、浮袋等。

2)根據(jù)計算報告進行舷吊和甲板布置，將舷吊焊接在BH105船側(cè)，并在設(shè)備出海前完成甲板焊接固定、預(yù)調(diào)試工作，渤西油氣處理廠搬遷項目舷吊在甲板的布置，見圖1。

圖1 濱海105甲板舷吊布置示意(單位：m)

2.3 輔助工作

1)在進行海管鋪設(shè)時，考慮2.5 m水深處，海管S彎段長度較水平長度增加量X(本項目為1.2 m)，海管鋪設(shè)時重合長應(yīng)大于2X(不包含封頭長度)，同時考慮潛水員水下施工空間以及探摸海管方便，建議重合部分海管間距在1～3 m之間；

2)為縮短海上施工時間，最后一根海管的水泥涂層應(yīng)進行環(huán)切，水泥涂層環(huán)切的間距建議取0.5 m，切割時不應(yīng)破壞管體及3LPE層，見圖2。

圖2 海管水泥涂層環(huán)切示意(單位：mm)

3)進行懸吊系統(tǒng)連接。通過懸吊、滑車等，將絞車與鋼絲繩按圖3所示進行連接，絞車需要焊接固定在甲板上，焊縫應(yīng)進行磁粉檢驗，確保焊接固定質(zhì)量。

圖3 舷吊系統(tǒng)示意

4)在作業(yè)船舷側(cè)，焊接兩根工字鋼，用于搭建腳手架作業(yè)面；

5)絞車等設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試，確保施工設(shè)備運轉(zhuǎn)正常；

6)施工設(shè)備還應(yīng)包括：船舶定位系統(tǒng)、潛水設(shè)備、焊接設(shè)備、檢驗設(shè)備、節(jié)點涂覆設(shè)備、腳手架等。

3 施工步驟

1)BH105船在GPS系統(tǒng)的輔助下在KP24.6處兩條管線的棄管封頭上方就位；

2)潛水員下水沿管線進行管線探摸，并在定位設(shè)備上打點，確定海管在海底的具體情況，如位置、是否被淤泥覆蓋、海管重合長度等, 如吊點位置海管被淤泥覆蓋，應(yīng)進行清理；

3)根據(jù)圖4確定懸吊B和懸吊2的吊點位置后，確定懸吊A和懸吊1的位置；

圖4 吊點位置示意(單位：m)

4)潛水員下水安裝吊帶，吊帶安裝誤差建議為±1.0 m，并與懸吊鋼絲繩連接；

5)啟動絞車。絞車牽引力達到1 t時，保持絞車張力，檢查吊點位置，如需要，可進行微調(diào)；

6)濱海105船沿海管前后移船，使鋼絲繩垂直入水；

7)啟動絞車。按照計算報告逐步將海管起至水面以上約2 m；

8)架子工在船側(cè)搭建腳手架，建立焊接、檢驗、防腐操作平臺后，使用水泥涂層切割鋸等工具，去除海管上的水泥涂層以及3LPE層；

9)切割兩端封頭以及多余部分海管，并進行端部表面以及坡口處理；

10)按照海管鋪設(shè)程序，進行海管組對、焊接、檢驗、防腐；

11)架子工拆除腳手架；

12)按照計算結(jié)果逐步將海管下放至海底；

13)在海管下放過程中，為釋放海管應(yīng)力及避免海管懸空，BH105船應(yīng)向外側(cè)移船，移船距離一般為對接節(jié)點至海底平面的垂直高度；

14) 海管下放到海底后，潛水員應(yīng)下水檢查海管狀態(tài)，確保海管完好，無涂層破損、無懸空；

15)潛水員水下打點，記錄下放后的海管走向，為后續(xù)施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 施工注意事項

1)海管組對、焊接應(yīng)選擇在高平潮開始時進行，盡量在落潮前完成焊接工作，可確保海管焊接質(zhì)量；

2)海管起管到位后，應(yīng)增加海管臨時固定措施，以確保作業(yè)安全；

3)如由于海管鋪設(shè)誤差，兩條海管距離較大，可以選取使用懸吊方法，將一端海管提起，進行搬管作業(yè)，向另一端靠近，以滿足對接要求。

5 結(jié)論

起平管對接即將兩段海管的對接部分分別起至水面上后，進行焊接、下放的施工方式，這種施工方式較為簡單、安全、經(jīng)濟，在渤海灣等一般淺水區(qū)域應(yīng)用前景較為廣闊，可以推廣應(yīng)用于海底管道修復(fù)等施工。

[1] 高 原，焦冬梅，桂 津.大管徑海管水面對接技術(shù)[J].中國造船,2008,11,49(增2):569-574.

[2] 湯立軍.淺水海管對接技術(shù)的新應(yīng)用[J].石油與裝備，2013,12(53)：70-72.

[3] 朱 慶.埕島油田海底管道修復(fù)施工技術(shù)探討[J].船海工程，2014，43(4)：114-116.