预挖沟海底管道铺设监测方案

1、预挖沟海底管道铺设监测方案作者：牛怀磊来源：科技创新导报2012年第9期牛怀磊(中石油海洋工程有限公司山东青岛266555)摘要：随着海洋油气资源的不断开发，海底管道的建设越来越多。在海底管道的铺设过程中 施工安全也越来越重要。本文从海底管道预挖沟铺设前、铺设中、铺设后这三个方面出发，制定 海底管道预挖沟铺设监测方案。关键词:海底管道 预挖沟 监测方案中图分类号:TE19 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)03(c)-0106-011概述海底管道是海上油田的生命线。海底管道的建设质量是保证海底管线在使用期限内安全的 重要环节之一。一般海底管道的建设分为两方面的内容，分别是

2、海底管道预制和海底管道铺设。 在前期预制阶段,海底管道的管材预制、防腐配重的安装都经过严格的把关，因此海底管道最后 的铺设过程就至关重要。海底管道的铺设主要有两种方式:预挖沟铺设和后挖沟铺设。一般近海岸使用预挖沟埋设， 这主要是因为近海岸水深较浅，而且是逐步过渡到陆地的，而在较深水域，水下挖沟机械无法使用1。2 海底管道预挖沟铺设放置在滩浅海床上的管道，极易受水流的冲刷及各类水上航行机械设备触底而损伤，甚至由 于船只的抛锚会将管道拉断。故要求管道必须埋设到海床以下的深土中2。海底管道预挖沟铺设是指在铺设海底管道时先将沟挖好，然后再把海底管道铺设到沟里，最 后利用抛石回填等方法将管道覆盖，加以保

3、护。海底管道预挖沟一般有三种方式，分别是挖泥船挖沟、拖拉式开沟犁挖沟、水陆两用挖掘机 挖沟。其中，挖泥船挖沟适合回淤量较大的浅海区或波浪破碎带，具有挖沟断面大,挖沟速度慢的 特点；拖拉式开沟犁挖沟适合较软至稍硬的低粘性土质，具有挖沟速度快的特点；水陆两用挖掘机 挖沟适合极浅的水域或登陆管道的潮差段挖沟，但当吃水超过其设计深度(一般为1.5m左右)时, 不能作业。3海底管道预挖沟铺设监测方案根据海底管道预挖沟的特点，主要从铺设前、铺设中和铺设后三方面对沟型、管道铺设及铺 设后调查进行控制检测。3.1海底管道铺设前调查在海底管道施工中，管道线路周围的地质条件是个重要的影响因素。复杂的地质条件影响了

4、 管道的挖沟深度及管沟的成型，降低了施工速度，影响了施工质量3。海底管道预挖沟之前必须对登陆地点的海洋环境条件和和海洋地质条件进行详细的调查，从 而选择合适的预挖沟方法。为保证管道铺设需要的沟型及防止淤泥回流，管沟预挖后应及时对管沟进行检测。检测主要 针对以下两方面进行，一是管沟本身的特点，二是海底地貌。其中沟型、沟深、边坡比使用多波 束进行测量;海底地貌使用旁扫声纳来确定。在管道铺设前还应对海底沟型进行调查，防止回淤淤泥、障碍物、电缆交叉等状况影响管道 铺设。3.2海底管道铺设过程的监测海底管道铺设过程中一定要对以下四方面进行监测。1）对管道信息监测为保证铺设管道的可追溯性，铺设过程中对管道

5、信息应有详细的记录，记录至少包括包括:钢 管编号、节点编号、安装坐标及公里数。2）张紧器的张力监测长约百米的管段在江面、海面上拖运沉放、入水发射或吊起管头施焊，管道不仅要承受自重 引起的应力，还要承受因波浪、水流等引起的复杂应力，且铺管施工期间还易受到人为和自然条 件、恶劣气候的影响，稍有不慎，直接威胁管道施工的安全4。因此管道铺设应采用相当于最佳 的行业做法,在没有破损钢管和产生异常变形的情况下，将管道铺设到设计路由上。铺设时，为保 证管道在铺设过程中得到有效的控制，通过液压传感器检测张紧器张力，并保持连续记录。3）管道屈曲监测通过屈曲检测器对管段下水过程中屈曲进行监控，以防止管线应力过大，

6、对管体和混凝土配 重层造成不良影响。4）铺设船锚缆监测铺管过程中，操锚手应实时对锚缆进行监测，以防止溜锚等因素造成铺管船产生位移，影响管 道铺设质量。3.3铺管后调查1）海底管道在铺设完成后，必须对其进行检测，以确认管道的安全海底管道铺设完成之后要及时回填管沟，回填时管道埋深必须符合设计和规范的要求。由于 海底地貌的特点和铺设过程各种工艺的影响，可能出现由海底地形或热应力和残余应力引起的较 大管跨，如图1、图2所示。因此海底管道在铺设完成后必须及时检测海底管道埋深冲刷情况， 对已经裸露并悬空严重的管段采取人为措施进行加固，以确认管道能够安全使用。（如图1图2）S2 热应tl戒戒泉应打引觑君聘在

7、能见度允许的情况下，潜水员应在管道回填前和回填后，使用手携式视频摄像仪检验管道 破损情况、是否存在大于设计要求的自由悬跨。在管道充水前，应使用监测船在管道回填两侧进行视频监测，以确认钢管无破损和无过度悬 跨现象出现。对超过规定的悬跨进行修正，并在管道充水之前重新监测。完工图纸应体现悬跨的 修正结果。2)使用寿命期内对其进行定期和不定期的监测土壤的滑移及浅水域和松软沉积区的潮流是造成海底管道损坏的基本原因，腐蚀是导致管道 损坏的主要原因5。因此考虑海洋环境和海水腐蚀的影响特点，在海底管道的正常运行过程中 要对进行监测，防止海底管道裸露和悬空发生的破坏。4结语本文针对海底管道预挖沟铺设的特点，从预挖沟铺设前、铺设中、铺设后三方面出发，研究 制定了海底管道预挖沟铺设的监测方案，以提高施工的效率，确保海底管道的安全。参考文献1姜进方.登陆海底管道近岸段预挖沟.中国海上油气工程，1996.2,8(1):714页。2卢瑾奉.滩海海底管道挖沟沉管技术.江苏船舶，2004.5,21(5):1214页。3秦卫华.海底管道挖沟技术的改进.江苏船舶，2