近岸段海管損傷的應(yīng)急措施研究

王火平　梁光輝　成二輝　杜應(yīng)軍

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司）（海洋石油工程股份有限公司）

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近岸段海管損傷的應(yīng)急措施研究

王火平*梁光輝成二輝杜應(yīng)軍

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司）（海洋石油工程股份有限公司）

摘要就番禺30-1近岸段海管發(fā)生泄漏為例，論述了海管損傷的應(yīng)急搶修措施，包括成立應(yīng)急小組、進(jìn)行團(tuán)隊建設(shè)、施工準(zhǔn)備、損傷點查找、損傷情況評估、維修方案選擇、漏點修復(fù)和恢復(fù)生產(chǎn)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞海管泄漏損傷修復(fù)應(yīng)急措施

*王火平，男，1980年生，工程師。深圳市，518067。

番禺30-1海管近岸段水深變化極不規(guī)則，從起始點KP0.0至位置KP17.4（km）處海圖水深在8 m以內(nèi)不均勻變化，其中KP9.75至KP11.5位置為攔門沙淺海灘，海圖水深在0～-0.5 m之間變化。

番禺30-1海管如果發(fā)生泄漏則按圖1海管應(yīng)急搶修流程圖進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。

圖1　海管應(yīng)急搶修流程

1應(yīng)急搶修

1.1組建項目組

番禺30-1海管發(fā)生泄漏后，首先組建項目組進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。項目組由應(yīng)急總指揮、項目經(jīng)理、專家團(tuán)隊、后勤小組、計劃小組、技術(shù)小組、采辦小組以及施工單位組成，見圖2組織機(jī)構(gòu)圖。

1.2施工準(zhǔn)備

項目組成立后，應(yīng)立即開展應(yīng)急搶修人員、設(shè)備及施工船舶的動員準(zhǔn)備工作，并迅速將其動員至施工現(xiàn)場。與此同時，充分收集管線資料、運行參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及泄漏情況，對泄漏位置進(jìn)行預(yù)判，編制各種工況條件下的維修方案，根據(jù)不同的維修方案積極進(jìn)行人員、設(shè)備、船舶和物料等的準(zhǔn)備工作。

圖2　項目組組織機(jī)構(gòu)

1.3漏點查找

準(zhǔn)備工作：作為應(yīng)急資源，直升機(jī)以及巡邏船隨時做好損傷點查找的準(zhǔn)備；應(yīng)急小組成員隨時待命。平臺及終端作為應(yīng)急反應(yīng)的具體實施位置，做好后勤保障等前期準(zhǔn)備工作。結(jié)合番禺30-1海管近岸段的特點，珠海終端將作為后勤保障基地進(jìn)行陸地支持。如果泄漏點發(fā)生在終端登錄處，也可以考慮將終端設(shè)施作為潛水支持平臺快速進(jìn)行施工。

施工隊伍到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場后，立即調(diào)集施工資源，開展漏點查找作業(yè)。根據(jù)生產(chǎn)壓力初步進(jìn)行損傷點情況的判斷。如果壓降不明顯，則初步判斷為小漏或小損傷；如果壓降明顯，則初步判斷為大漏或大損傷；如果終端沒有壓力顯示，則可初步判斷為管道斷裂。

天然氣管線的泄漏會導(dǎo)致泄漏點附近可燃?xì)怏w濃度升高，在漏點查找的過程中應(yīng)避免發(fā)生次生災(zāi)害。如有必要則將泄漏的天然氣進(jìn)行點燃處理。在天然氣濃度許可的情況下，直升機(jī)、巡邏船或者人員才可靠近事發(fā)點。在靠近時，應(yīng)使用測爆儀等相關(guān)設(shè)備進(jìn)行天然氣濃度的監(jiān)測，確保人員設(shè)備的安全。如果采取點燃天然氣的方式，則應(yīng)待火焰熄滅后靠近泄漏點，燃燒過程中不允許靠近。

1.4損傷點評估及維修方案選擇

確定泄漏點具體位置后，潛水員下水對泄漏點尺寸大小及附近海管的圓度進(jìn)行詳細(xì)、反復(fù)測量，最終確定海管損傷類型。然后，根據(jù)損傷類型選擇合適的維修方案。

（1）管道小泄漏維修方法選擇

若泄漏點比較小，且漏點處無凹陷，則可采用安裝機(jī)械管卡進(jìn)行修復(fù)。若有較小凹陷，可先將凹陷面切除，然后再安裝機(jī)械管卡進(jìn)行修復(fù)。對于凹陷面較大的情況，可先安裝機(jī)械管卡臨時復(fù)產(chǎn)，再選擇合適的時機(jī)切割并更換泄漏管段進(jìn)行永久修復(fù)。管道小泄漏維修方法選擇流程參見圖3。

圖3　管道小泄漏維修方法選擇

（2）管道局部破損維修方法選擇

對于局部大面積破損的泄漏點，若軸向破損尺寸較小，仍然可以采用機(jī)械管卡進(jìn)行修復(fù)；若軸向破損尺寸較大，則可根據(jù)破損尺寸特制管卡進(jìn)行修復(fù)。若泄漏點有凹陷，可考慮先將凹陷面切除，然后再進(jìn)行修復(fù)工作；若凹陷較大，無法切除，則采用切除泄漏管段、更換短節(jié)的方式進(jìn)行永久修復(fù)。管道局部破損維修方法選擇流程參見圖4。

圖4　管道局部破損維修方法選擇

（3）管線極大范圍破損的維修方法選擇

若管線出現(xiàn)極大范圍的破損情況，則采用切除破損管段、更換短節(jié)的方式修復(fù)，其流程見圖5。

圖5　管線極大范圍破損維修方法選擇

1.5漏點維修

根據(jù)損傷點的類型不同，采取不同的漏點維修方式。漏點維修的方法有機(jī)械管卡修復(fù)、平管起吊修復(fù)以及水下機(jī)械連接器修復(fù)。

機(jī)械管卡修復(fù)適用于管道小泄漏和局部破損類型。對于有凹陷面的漏點，應(yīng)先考慮將凹陷面切除，然后再進(jìn)行機(jī)械管卡修復(fù)。此外，若采用國外的結(jié)構(gòu)管卡，其密封材料的密封性能和耐腐蝕性都比較好，管卡安裝完成后能正常運行20～25年時間，因此不需要再進(jìn)行永久修復(fù)工作。對于國內(nèi)管卡，由于其密封膠條的耐腐蝕性相對較差，若考慮管卡長時間運行導(dǎo)致密封膠條失效，進(jìn)而導(dǎo)致管卡泄漏的風(fēng)險，則需要選擇合適的施工時機(jī)進(jìn)行永久修復(fù)工作。

平管起吊修復(fù)技術(shù)對船舶要求相對較高，需要在船舷一側(cè)布置三臺（或三臺以上）舷吊，且施工船舶需要具備一定的吊裝能力。由于番禺30-1海管登陸段管線水深較淺，大型施工船舶無法進(jìn)入施工現(xiàn)場，需要吃水深度較淺的船舶資源，而小型施工船舶沒有浮吊能力或吊裝能力有限，需要對其進(jìn)行改造。

機(jī)械連接器用來連接管線，其一端采用機(jī)械式的壓緊密封與管線連接，另一端的法蘭面與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法蘭或其他設(shè)備連接，這樣避免了焊接。機(jī)械連接器能夠滿足管線的設(shè)計及試驗載荷。機(jī)械連接器屬于成熟的海底管道連接產(chǎn)品，在國內(nèi)外已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。

機(jī)械連接器維修特點：（1）機(jī)械連接器屬于濕式非焊接形式的海管維修設(shè)備，適合于各類海區(qū)、水深的作業(yè)要求；（2）因為不需要焊接，所以不需要第三方檢驗合格的焊接程序和焊工；（3）不需要特種船舶等設(shè)備；（4）具有一定量的長度調(diào)節(jié)功能；（5）雖然不能保證原有管道的整體性能不變，但可以提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度和可靠性。

1.6恢復(fù)生產(chǎn)

應(yīng)急恢復(fù)階段分為恢復(fù)應(yīng)急前狀態(tài)、海管復(fù)產(chǎn)、應(yīng)急結(jié)束、評估、總結(jié)等幾個階段。如果由于損傷較大導(dǎo)致海管進(jìn)水，則需要進(jìn)行清管試壓、干燥惰化。

2永久修復(fù)

在管道泄漏點應(yīng)急修復(fù)過程中，可能會余留一些問題未能解決。例如，漏點處凹陷較深、凹陷面過大、無法切除等。這些問題常導(dǎo)致修復(fù)后管道無法正常運行，且通球也將受到影響，因此還要對漏點進(jìn)行永久修復(fù)。應(yīng)急修復(fù)過程中常采用機(jī)械管卡進(jìn)行修復(fù)。由于國內(nèi)機(jī)械管卡密封膠條的性能與國外相比還有較大差距，尤其是耐腐蝕性能比國外同類產(chǎn)品差，因此采用國內(nèi)機(jī)械管卡修復(fù)后，隨著管卡運行時間的增長，管卡密封膠條失效進(jìn)而導(dǎo)致泄漏的風(fēng)險也越來越大。為了規(guī)避該風(fēng)險，機(jī)械管卡修復(fù)后，應(yīng)選擇合適的施工時機(jī)對泄漏點進(jìn)行永久修復(fù)。

永久修復(fù)的方法通常是在漏點處焊接隔離套筒、更換臨時管卡為永久管卡或更換泄漏管段。此外，為了保證永久修復(fù)的質(zhì)量，應(yīng)盡量采用焊接的形式更換泄漏管段，因此需要通過營造干式環(huán)境來實現(xiàn)。焊接隔離套筒永久修復(fù)法在番禺30-1海管近岸段永久修復(fù)項目中成功地進(jìn)行了應(yīng)用。采用焊接隔離套筒永久修復(fù)法需要有干式艙，或者以構(gòu)筑圍堰的方法在漏點位置形成干式環(huán)境，這樣才能為焊接提供必要條件。

參考文獻(xiàn)

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[2]侯濤，安國亭．海底管道損傷處的修復(fù)方法[J]．海洋工程，2003，214：40-43．

Research of Emergency Measures for Coastal Subsea Pipeline Damage

Wang Huoping Liang Guanghui Cheng Erhui Du Yingjun

Abstract：Taking the leakage of the 30-1 coastal subsea pipeline in Fanyu as an example,the emergency measures for subsea pipeline are discussed,which include the establishing of the emergency response team,the team building,the construction preparation,the searching for the damage spot,the damage assessment,the selection of the maintenance strategy,the repair of the leakage point as well as the production recovery and so on.

Key words：Subsea pipeline; Leakage; Damage; Repair; Emergency measure

收稿日期：（2015-07-17）

中圖分類號TQ 055.8+1

DOI：10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.04.013