海底石油管道修復(fù)安全風(fēng)險(xiǎn)控制

趙寶玉* 胡振國(guó) 崔占明 劉 豐

（海洋石油工程股份有限公司）

0 前言

隨著海洋石油工業(yè)不斷發(fā)展，海上石油管道越來越多。近年來，因船舶起拋錨、挖沙等作業(yè)不當(dāng)施工造成管線變形、損壞的情況屢見不鮮，影響了油田的正常生產(chǎn)，需要及時(shí)對(duì)受損管線進(jìn)行修復(fù)。受損管線的修復(fù)通常涉及到潛水、吊裝、切割、焊接等多項(xiàng)作業(yè)，整個(gè)過程中存在的不確定性因素也很多，因此管線修復(fù)作業(yè)是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高的作業(yè)。

1 海底石油管道修復(fù)流程

海底石油管道修復(fù)的一般性流程包括：（1）前期調(diào)查，確定管線損傷位置、受損狀態(tài)；（2）陸地準(zhǔn)備，包括修復(fù)方案制定、工機(jī)具準(zhǔn)備等工作；（3）挖溝暴露管線；（4）受損管段切除；（5）管道起吊；（6）管線端頭焊接法蘭；（7）連接管段預(yù)制；（8）連接管段水下對(duì)接。經(jīng)過上述步驟后，受損管段的更換修復(fù)工作完成，但仍需要對(duì)管線進(jìn)行整體試壓，合格后方可再次投入使用。

2 海底石油管道修復(fù)風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施

對(duì)海底石油管道修復(fù)流程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及預(yù)防控制措施進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 前期調(diào)查

管線受損后，首先要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，找到受損點(diǎn)的位置，并勘測(cè)管線的受損程度和狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查一般由潛水員水下探摸和聲吶設(shè)備檢測(cè)來完成。

潛水員攜帶 USBL 探摸管線，找到受損位置并打點(diǎn)記錄管線偏離設(shè)計(jì)路由的位置及范圍；確定損傷管段長(zhǎng)度及水下切割點(diǎn)位置，并做好標(biāo)記。

該此過程的風(fēng)險(xiǎn)主要為潛水作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，包括臍帶絞纏、通訊中斷、供氣中斷、設(shè)備故障、海生物等對(duì)潛水員造成的傷害等。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：（1）潛水作業(yè)前應(yīng)檢查潛水設(shè)備，確保其正常工作；（2）潛水員作業(yè)時(shí)應(yīng)佩戴切割工具，防止被漁網(wǎng)等障礙物纏繞；（3）潛水作業(yè)過程中保持有效溝通；（4）現(xiàn)場(chǎng)配備預(yù)備潛水員和潛水醫(yī)生，進(jìn)行有效監(jiān)護(hù)，在緊急情況下第一時(shí)間進(jìn)行救援；（5）清除可能影響到潛水員的海生物，防止其對(duì)潛水員造成傷害。

2.2 挖溝暴露管線

管線挖溝是為了清除管線上的淤泥，便于掛扣起吊。挖溝作業(yè)一般由作業(yè)船拖拽挖溝機(jī)完成。

挖溝作業(yè)的主要風(fēng)險(xiǎn)是挖溝機(jī)碰撞海底管線，對(duì)管線造成損壞。

風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：（1）在作業(yè)過程中，挖溝機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)速度行進(jìn)，在挖溝機(jī)傾角過大時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整其姿態(tài)，避免因挖溝機(jī)偏離管線路由而刮碰管線，造成損壞；（2）作業(yè)過程中應(yīng)保持挖溝機(jī)懸浮在管線正上方，不得接觸泥面和管線，以免損壞管線。

2.3 受損管段切除

管線暴露后，要對(duì)受損管段進(jìn)行切除工作，以便于更換新的管道。切割管線時(shí)一般使用水下冷切割設(shè)備，如鉆石線切割機(jī)。設(shè)備安裝時(shí)一般需潛水員協(xié)助，必要情況下還要在設(shè)備安裝位置開挖作業(yè)坑，為設(shè)備安裝留出空間。

該過程的主要風(fēng)險(xiǎn)包括以下2 種。

（1）火災(zāi)或爆炸

風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：為了防止管線內(nèi)有殘余油氣導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸，管線應(yīng)采用冷切割方式進(jìn)行切割。

（2）切割設(shè)備安裝時(shí)對(duì)潛水員造成傷害

風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）設(shè)備安裝過程中潛水員應(yīng)注意站位，避免在吊裝物下方；b）潛水員出水后方可進(jìn)行管線切割作業(yè)。

2.4 管線起吊作業(yè)

管線切割后，需要在管線斷開面兩端焊接法蘭。法蘭焊接需要在水上進(jìn)行，因此要分別將管線的兩個(gè)端頭起吊至作業(yè)船甲板。

管線起吊作業(yè)的主要風(fēng)險(xiǎn)包括以下4 種。

（1） 吊索具選型不合理。主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）管線起吊計(jì)算要考慮管線吸附力、管線內(nèi)溶液等因素對(duì)吊裝力的影響；b）吊索具選型時(shí)要要據(jù)規(guī)范要求，保證有充分的安全系數(shù)。

（2） 吊點(diǎn)強(qiáng)度不足、舷吊、吊耳焊接不牢固質(zhì)量問題影響。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）吊點(diǎn)設(shè)計(jì)要合理，并保證強(qiáng)度有充分的安全系數(shù)；b）吊耳焊接后進(jìn)行無損檢測(cè)，保證焊接質(zhì)量。

（3）起吊重量明顯比設(shè)計(jì)數(shù)值偏大。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：起吊質(zhì)量明顯比設(shè)計(jì)數(shù)值偏大時(shí)應(yīng)停止吊裝作業(yè)，重新對(duì)吊裝力進(jìn)行核算，并根據(jù)復(fù)核值選擇滿足安全系數(shù)的吊索具。

（4）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件惡劣，影響吊裝。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：在合適的天氣窗口進(jìn)行吊裝作業(yè)，建議作業(yè)條件為風(fēng)速≤10 m/s,浪高≤1 m，天氣窗口不少于40 h。

2.5 管線端頭焊接法蘭

法蘭焊接過程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)包括以下3 種。

（1）作業(yè)場(chǎng)所周圍存在易燃、易爆氣體或物品，導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）作業(yè)前進(jìn)行氣體檢測(cè)，確保無易燃易爆氣體或含量處于安全范圍內(nèi)；b）作業(yè)過程中使用氣體檢測(cè)儀進(jìn)行不間斷的環(huán)境監(jiān)測(cè)；c）對(duì)作業(yè)場(chǎng)所周圍易燃、易爆物質(zhì)進(jìn)行有效隔離；d）作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配備應(yīng)急消防器材。

（2）漏電，觸電。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）施工前對(duì)設(shè)備進(jìn)行絕緣測(cè)試；b）施工人員配備合格的個(gè)人保護(hù)設(shè)備；c）施工人員按照操作規(guī)程施工。

（3） 氣割作業(yè)導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸，氧氣與乙炔安全距離不夠。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a） 使用合格的施工設(shè)備；b）施工人員具備相應(yīng)資質(zhì)；c）作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配備消防器材及監(jiān)火員；d）對(duì)作業(yè)場(chǎng)所周圍易燃、易爆物質(zhì)進(jìn)行有效隔離；e）氧氣瓶和乙炔瓶應(yīng)保持6 m 以上的安全距離，并且與熱源必須保持至少10 m 以上的安全距離。

2.6 連接管段預(yù)制

管線端頭焊接法蘭后將管線重新放回海底，然后需要預(yù)制一段新的直管段來連接受損管線的兩端。管道預(yù)制前，潛水員需要在水下測(cè)量?jī)善ㄌm間的距離，從而確定預(yù)制連接管段的長(zhǎng)度。

該過程主要的風(fēng)險(xiǎn)包括：潛水作業(yè)和焊接作業(yè)。相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)與控制措施請(qǐng)參照2.1 節(jié)潛水作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和2.5節(jié)焊接作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)中的措施。

2.7 連接管段水下對(duì)接

連接管段預(yù)制完成后，將其吊裝下水，潛水員在水下對(duì)接法蘭，完成管線修復(fù)工作。該過程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)為：潛水員擠傷、碰傷。風(fēng)險(xiǎn)控制措施為：a）潛水員作業(yè)過程中時(shí)刻關(guān)注周圍環(huán)境，保持合理站位，避免在狹窄區(qū)域工作；b）作業(yè)過程中潛水員與水面指揮人員要保持良好溝通；c）避免交叉作業(yè)。

潛水作業(yè)其他風(fēng)險(xiǎn)可參照2.1 節(jié)。

3 結(jié)論

本文簡(jiǎn)要敘述了石油管道修復(fù)平管起吊作業(yè)流程，對(duì)施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，并給出了相應(yīng)的預(yù)防及應(yīng)對(duì)措施，以保證海底石油管道安全修復(fù)，可為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。