海底油气管道维修工艺研究现状.pdf

第 2 0卷第 3期 2 0 1 2年 9月 北京 石 油化工 学 院学报 J o u r n a l o f Be i j i n g I n s t i t u t e o f Pe t r o c he mi c a l Te c h no l og y Vo 1 ． 2O NO． 3 Se p． 2 01 2 海底油气管道维修工艺研究现状 * 高 峰 1 ．海洋石油工程股份有 限公 司，天津3 0 0 4 5 2 ； 2 ． 朱加雷 北京石油 化工 学院 机 械工 程学 院，北京 1 0 2 6 1 7 摘 要海洋油气 田是 2 1 世纪 中国油气 开发 的主要方 向 ， 海底油气管道 的破 损会带来 巨大 的环境灾难和经济损失 。针对 国内现有的维修装备条件 ， 综述 了海底油气管道维修方法 ， 并根据海管 的 损伤程度 ， 分停产与不停产 2 种情况对海底 油气 管道泄漏提出了详细的维修工艺方案 ， 以期对实际工程 维修提供指导 。 关 键 词 海底油气管道 ；维修 ；工艺流程 中图法分类号T G 4 5 6 ． 5 2 0 1 1年 中 国原 油对 外依 存度 超过 5 6 ， 预 计 2 0 1 5年将超过 6 O 。要保证 中国的能源安 全 ， 需 要加 快 勘 探 开 发 中 国 境 内 的 油 气 资 源 。 近 1 0年 来 ， 我 国新 增 石 油 产 量 的 5 3 来 自海 洋 ， 2 0 1 0年更 是达 到 8 5 9 ／ 6 ， 海 洋 石 油 大 开 发 的 时代已经 到来， 未来石 油 界 的希 望应该 在 海 上 口 ] 。开发 海洋石 油 离不 开海 洋构筑 物 的建 造 和安装 ， 包括 石 油平 台 、 导 管架 、 海底 管线 等 ， 这 些装置常年在环境极为恶劣的海上工作， 同时 海 洋工 程作 业 、 船 舶 起 抛 锚作 业 、 拖 网捕 鱼 、 冲 刷 以及操作不当等， 都会造成海底管道损伤或 发 生泄 漏 ， 如 图 1所 示 。2 0 1 1年 底 ， 中 国海 洋 石 油有 限公 司旗 下珠 海横 琴天 然气 处理 终端 附 近 海底 天然 气管 线泄 漏就 是一 个实 例 。这种 泄 露 不 但会 造 成 经 济损 失 ， 同时 可 能会 造 成 严 重 的环境灾难 ， 一般都要求尽快实施修复 。随着 海 洋石 油工 业 的发展 和各种 装 置服役 年 限 的增 加 ， 海 底 油 气 管 道 维 修 的 工 作 量 将 日益 增 加 一 。 1 海底管道维修方法概述 海底 管 道 的维 修从 空 间上 可分 为水上 维修 和水下维修 2种； 水下维修又可分为水下干式 维 修和水 下 湿式维 修 。水上 维修 方法 先在 水下 收稿 日期 2 0 1 2 0 2 2 0 *国家“ 8 6 3计划 ” 项 目， 项 目号 2 0 0 6 AA0 9 Z 3 2 9 。 图 1 管道泄漏处海面气泡示意图 把管 道切 断 ， 然 后将 海管 两端 吊出水面 ， 将 破 损 段海管切除掉 ， 焊接上替换短节部分， 再将其 回 放水下。此种修理方法技术成熟， 修复时间短 ， 焊接质量好 ， 但对工程船舶及海域要求较高， 适 合于浅水 区及小管径管道修复， 曾在 2 0 0 0年 5 月运 用此 方法 成 功 的对 J Z 9 3 6 注 水 管 道 实 现了修复。水下湿式维修通常有机械连接器 、 法兰对接法、 外卡维修法 、 直接湿式焊接法 。对 于水下干式维修技术 ， 中国海洋石油工程股份 有 限公 司承担 了 国家“ 十五 ” 8 6 3计划 重 大 专项 “ 渤海 大 油 田勘 探 开 发关 键 技 术 ” 所 属 专 题 “ 海 底 管 道 修 复 技 术 ” 中的 一 项 课 题 ， 研 制 了一 套 6 0 m 以浅海 底 管道 干式 维修 技术 与装 备 ， 填补 国内这一 领域 的空 白l 4 ] 。具体在 海底 管道 修 复 时采 用 何 种修 复 技 术 ， 需要 根 据 海 管破 损 情况 及 当时海 域 的现实情 况确 定 。 第 3期 高 峰等 ． 海底油气管道维修工艺研究现状 5 9 况对 修 复 后 的整 条 管 道 进 行 试 压 ， 记 录 结 果 。 海管整体试压合格后 ， 对作业区域用沙袋 回填 、 恢复， 以防海水冲刷造成海管振动和局部受力 过 大而 损坏海 管 。 图 5 管道组对 --I I -- 图 6 管道干式高压焊接维修 4 结束语 随着 我 国海 洋 石 油工 业 的发 展 ， 海 底 管 道 将是海上原油输往陆地的主要命脉， 海底油气 管 道 事故 具 有 突发 性 和 不 确定 性 的 特点 ， 在 做 好 油气 管 道 的应 急维 修 预 案 的 同时 ， 还应 做 到 定期检测， 进行风险评估， 对海底管道提前做 出 防范措施 ， 发现问题及时维护修理， 从而使海管 的损坏率大大降低 。 [ 1 ] E 2 ] E 3 1 E 4 1 参 考文献 孟 昭莉 ， 黎 晓白． 迎 接海 洋油 气大 开发 时代 J- j ] ． 新财 经 ， 2 O l 1 8 8 8 9 0 ． 唐德 渝 ， 龙斌 ， 郑树森． 海洋 石油工程水 下焊接技 术 的现 状 及 发 展 趋 势 E J - ． 金 属 加 工 热 加 工 ， 2 0 0 9 4 2 4 - 2 8 ． 潘东 民， 马洪新 ， 梁光 辉 ， 等． 海底 油气 管道 水下 修复技术 开发及工程应用[ J ] ． 天津科技， 2 0 0 9 2 17 - 2 0． 王 中辉． 水下 高 压空 气环 境 干法 焊 接技 术研 究 I- D ] ． 北京 北 京 航空 航 天大 学工 学 博士 学 位论 文 ， 2 0 0 6 ． A S u r v e y o f t h e Re s e a r c h f o r t he S u b ma r i n e Oi l a n d Ga s Pi pe l i n e M a i nt e na n c e Ga o Fe n g Zh u J i a l e i 。 1 ． O f f s h o r e Oi l En g i n e e r i n g CO．，LTD，Ti a n j i n 3 0 0 4 5 2 ，C h i n a； 2 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l En gi n e e r i n g，Be i j i n g I n s t i t u t e o f Pe t r o C h e roi c a l Te c h n o l o gy，Be i j i n g 1 0 2 6 1 7，Ch i n a Ab s t r a c t The o f f s h or e o i l a n d g as f i e l d i s t he m a i n d e v e l o pme nt d i r e c t i on i n t he 2 1 s t c e nt u r y o f Ch i na ．The s ubma r i ne pi p e l i ne da ma g e wi l l br i n g hu ge e nv i r o nme nt a l d i s a s t e r a nd e c on omi c l o s s ． Ac c o r di ng t O t he e x i s t i ng c on di t i o ns o f t he d ome s t i c r e p a i r e q ui p m e nt ，t he s u bma r i ne o i l a nd ga s p i p e l i n e r e p a i r me t h o d i s s u mma r i z e d ． Ba s e d o n t h e i n j u r y s e v e r i t y，t h e d e t a i l ma i n t e n a n c e p r o c e s s t e c hno l o gy i s i nt r o du c e d du r i n g t he o i l a nd g a s f i e l ds s t o p pr o du c t i on o r wo r k i ng c a s e s， l l of t h e s e wi l l pr o v i de g ui d a nc e f o r t he e n gi n e e r i n g r e pa i r i n p r a c t i c e ． Ke y wo r ds s u bm a r i n e oi l a n d ga s p i p e l i ne；m a i nt e na nc e；pr o c e s s