浅水区域双层海管屈曲识别及应急措施

发表时间:2021/3/4   来源:《科学与技术》2020年10月29期   作者:陈金铭1 陈昊2 刘国锋1 王东健1
[导读] 海底管道铺施工过程中,可能会遇到不同风险和应急事件,
        陈金铭1  陈昊2  刘国锋1  王东健1
        1 海洋石油工程股份有限公司  天津  300451;  2 中国石油海上应急救援响应中心  河北唐山  063200

        摘要:海底管道铺施工过程中,可能会遇到不同风险和应急事件,其中海管屈曲情况的发生对管线铺设会造成很大风险和影响。本文以锦州25-1油田12inch/18inch双层海管海上安装施工为基础,简单介绍了海底管道在施工过程中如何辨别分析出管线发生了屈曲状况,在不同的屈曲状况下, 如何采取恰当的措施进行应急处理。
        关键词:双层海管 屈曲 应急措施
        0 引言
        由于管线输送介质的需求,铺设海管形式多为双层保温海管,双层管比单层管结构形式更为复杂。在管线铺设过程中,需要对海管弯曲段和着泥点进行监控,而渤海浅水区域很少使用ROV进行水下调查和监控,需在无法直观目视情况下进行屈曲识别。通过总结锦州25-1油田双层海管项目经验,提出海管屈曲识别方法和应急措施预案,为后期类似项目施工提供可借鉴的经验。
1 项目背景
        锦州25-1油田位于渤海海域,作业水深约为23m,该项目需建设一条由CEPF平台至WHPB平台的12inch/18inch的双层带配重保温混输海管,其中井流物直接混合后通过新建海管外输至CEPF平台进行处理,含水原油在平台处理至合格后进行外输。海管详细参数如表1所示:
表1:海管规格参数表
  12.7    API 5L
        施工船舶为汇众301起重铺管船,正常铺设张力为60T(±10T)
        
3.屈曲识别
        在海管铺设过程中,若管道的圆形横截面轮廓发生变形,则需认为发生了局部屈曲,但这种情况不包括因为外力导致的管线横截面变形[1]。若管道轮廓变形但并未发生穿透现象,即管道内部并未进水,则为干式屈曲,这种情况较常出现在船舶管道过度屈曲弯段。若管道轮廓变形并管壁被穿透,从而使管道内部进水,则为湿式屈曲,这种情况在管道垂弯部分较为常见。双层管的仅外管被穿透进水仍属于湿式屈曲。
        海管铺设施工过程中,主要通过以下手段进行屈曲检测:(1)张紧器/船尾及托管架滚轮的压力传感器(2)海管在船尾滚轮处的外观监控(3)托管架尾部摄像头及声呐系统对海管状态的监控(4)屈曲探测器实时监控(5)潜水员定期检查海管状态。
        通过屈曲检测手段,以本项目为例,若发生如下反常现象,海管可能已发生屈曲损坏,此时应停止施工,并对管线和设备进行检查确认:
        (1)铺设张力异常:正常的管线铺设张力为60T(±10T)若张紧器张力突然增大或减小很多的情况;
        (2)回收海管张力过大:A&R绞车回收海管过程中,最大回收张力为60T,若发生超过60T过大的情况;
        (3)海管焊接产生的烟尘冒出的情况,需警惕海管是否进水;
        (4)设备监控出现异常情况,潜水员检查时发生管线有损坏的情况;
        (5)每次走船过程中,屈曲探测器张力卡环读数会在一定范围内波动,发生较大变动情况,或屈曲探测器无法拉动情况。
        
4.应急措施
        海管发生屈曲现象时,可能已出现海管损坏情况,这时应告知业主及各方施工代表,并停止管线铺设作业,进入应急状态,铺管船作业线应亮起弃管警示灯,全员撤出作业线。一旦发生海管无法夹持情况,无法进行安全弃管作业时,将张紧器释放同时铺管船全速向前尽快将海管下放至海底,减小海管和船舶设备损坏的风险。施工作业停止后,应利用潜水员和其他监控设备对管线进行详细检查并评估管线损坏程度,判断管线的屈曲是干式还是湿式,根据不同的屈曲形式来采取应急修复措施
        4.1干式屈曲
        干式屈曲根据发生后果不同会发生两种情况,第一种管道屈曲部位不长,可直接回收至铺管船后切除屈曲部分。第二种情况是管道屈曲长度较大或发生严重变形,无法通过铺管船张紧器和滚轮,需直接焊接弃管封头将海管放置海底,并采取4.2湿式屈曲方案进行处理。
        干式屈曲处理第一种情况步骤如下:(1)张紧器夹住管线并进行倒船和退管,每次退管长度一般为24m,切割管道。重复此步骤,直至屈曲部分位于张紧器末端;(2)如果管道不同通过张紧器,可将临时弃管封头焊接在管道上,将A&R缆通过卡环连接封头进行张力控制,张力转换后将张紧器完全张开;(3)用A&R绞车的拉力进行回收管线并向后倒船,使发生屈曲部分通过张紧器,重新用张紧器将管道夹住,放松A&R绞车并接触A&R缆,切割临时弃管封头和屈曲部分;(4)对管线进行检查,并没有其他损坏部分后,管道末端重新开坡口,进行海管正常铺设作业。

        4.2湿式屈曲
        湿式屈曲通常采取以下操作步骤:(1)在作业线焊接临时弃管封头;(2)按照常规弃管作业步骤进行管道弃管作业;(3)确保管线无悬跨;(4)打开起始封头上的阀门灌水(海水自动流入或泵入水);(5)潜水员确定可以回收海管的位置并用工具移除要进行切割位置的涂层;(6)潜水员用切割设备对海管进行切割,处理海管表面并在距管端一定距离的水平位置开孔;(7)管道屈曲部分由作业船回收并存储,待后续处理;(8)安装应急回收装置;(9)将A/R缆与应急回收装置用钢丝绳及卡环相连;(10)起始端支持船潜水员将空压机软管与起始封头相连,并完成排水;(11)按常规步骤回收海管至作业线,回收过程中保持海管内充气排水状态;(12)断开A/R缆连接,移除应急回收装置,切除打孔段海管及其他损伤海管,直至切除至最近一个锚固件; (13)关闭起始封头端阀门、拆除排水设备;(14)恢复正常海管铺设[2]。

5.项目应用
        本文结合锦州25-1项目,对潜水浅水区域双层海管屈曲识别及应急措施进行阐述,较为详细的概括了浅水区域如何不通过ROV监控对海管进行屈曲监控,若双层管在铺设过程中发生屈曲的应急处理措施,为后续类似项目提供了借鉴。

参考文献:
[1] 高原,桂津,宋艳磊.深水海底管道屈曲修复.中国造船,2013(A01):77-80.
[2] 杜永军,王文若,焦冬梅,甘惠良,满新宝,范景涛.海底管道S型铺设偶然工况分析与对策.中国水运:下半月,2014,14(5):315-316
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: