国产柔性管道在海洋油藏中的应用

国产柔性管道在海洋油藏中的应用

1海洋石油柔性管道的应用柔性管道广泛应用于国际海上石油工业。在国际上，fo平台上的屋顶管道中，柔性管道的比例超过85%。其他用途包括平台、浮体、船舶、输油管、海洋装置之间的管道、油气水管道等。与传统的钢制管道相比,柔性管道有易铺设、抗腐蚀性好、可回收及可承受较大的弯曲变形等很多突出的优点。我国的海洋石油开发技术也正在飞速发展,对海洋石油柔性管道的需求也大大增加,但是大多采用国外公司产品,如Wellstream、CoFlex,NKT等,价格昂贵,采办周期长。近来,中海油在JZ9-3W和W6-1油田铺设了国产柔性管,进行了有益的尝试,与国外产品相比,国产柔性管道具有价格便宜,供货及时,服务和维修便利等特点。本文针对国产柔性管在铺设和使用中发现的一些问题以及常见损坏原因进行了调查分析,研究了漏点检测的方法,提出了修复方法与技术。2适合其他结构的管道铺设一般地,对于海底管道的铺设方法主要有:拖拽式铺管法、卷筒式铺管法、J型铺管法和S型铺管法。其中拖拽铺设方法适合滩涂岸边或浅海的管道铺设,S型铺设方法适用于浅海(10-450米)管道铺设,J型铺设方法适用于深海及大口径管道铺设,卷筒式铺设方法适用于柔性好的小直径管道。柔性管道自身柔性好的特点适用于卷筒式铺管法。该方法柔性管需要在陆地预制场上接长或直接生产出较长柔性管,然后卷在安装船的专用滚筒上,送到海上进行铺设施工。3．铺管抗拉受力分析基(1)船速高于铺设速度,这时入水角会减小。随着管线入水角度的减小,张紧力增大幅度逐渐加大,因此,需有效控制船速,尽量使船速与铺设速度保持一致。(2)铺管驳船突然遇到风浪,船体上下浮动可能会在船艉托架末端、挖沟犁前后柔性管处出现集中载荷作用,从而可能导致管线局部受力过大而发生损坏。为此要预先调查施工海域土质情况,再在柔性管预铺设过程中调整好拖拽挖沟犁的缆绳长度,船艉门吊起吊挖沟机的钢丝缆绳长度,使挖沟犁既能保证与泥面接触又不完全将重力作用在泥面上,还要保证柔性管的入沟深度。可以利用挖沟犁的姿态仪监控挖沟犁海底状态,利用彩显声纳监控挖沟深度。4防止渔民锚等损坏柔性管浅海铺设一般埋到海床1.5m以下,防止渔船锚等的损坏。尽管如此柔性管的连接部位以及其他原因也容易造成损坏,这样不得不对海上维修柔性管引起足够的重视。4.1钢带腐蚀参数残损(1)船舶起抛锚作业;(2)挤压导致管道褶皱和过度弯曲;(3)接头失效;(4)表皮损坏,导致内部钢带腐蚀,或介质腐蚀;(5)运行状态超出设计范围;(6)拖网捕渔;(7)冲刷及操作不当;(8)落物冲击。4.2有限度的生产(1)管线局部出现点状破损或裂纹引发泄漏,管线无凹陷、弯曲及椭圆度变形,管线压力出现异常,能够维持有限度的生产。(2)管线局部出现点状破损或裂纹引发泄漏,伴随产生局部小面积凹陷,管线无弯曲及椭圆度变形,管线压力出现异常,能够维持有限度的生产。(3)管线局部出现点状破坏或裂纹引发泄露,伴随产生局部大面积凹陷、弯曲及椭圆度变形。能够维持有限度的生产。此种情况较多见。(4)管线局部出现断裂,导致停产。5声波智能泄漏检测rov对于泄漏较大的损坏可以很容易发现泄漏点。一般地,在管道中加入颜料或荧光粉,再采用空压机向管内注空气,颜料或荧光粉会随管内液体一起漏人海水中,再用交通船沿管线路由查找露点,确定初步位置之后通过潜水员潜水探摸。但对于泄漏量小的损坏,管外检测不易发现泄漏点,就要通过管内与管外检测相结合的方式查找泄漏点。(1)管道内检测:需在停产后利用变形智能检测器和声波泄漏智能器进行内部检测,检测球的推动力来自注入的高压水。声波智能泄漏检测器是利用在不同压力、流量、温度情况下的泄漏躁声的频率不同来确定泄漏点的准确位置。此种智能球只能用于管内检测和泄漏检测。(2)管道外检测:主要是由ROV携带水下摄像系统或其它检测设备沿管道外运行,查找泄漏点。管外检测主要设备有:作业支持母船、ROV(遥控作业潜水器)、水下摄像系统、管道跟踪仪,电位测量仪、水声泄漏检测仪和烃荧光检测仪等设备。在管外检测作业中,ROV将沿管道进行各种检测作业,如埋深检测、CP(电位)测量等,ROV要精确的保持与管道的相对位置。>水下摄像系统:实时记录管道和海底的影像资料。>管道跟踪仪:跟踪管道。>管道埋深仪:测量管道的埋深。>电位测量仪:测量电位。>USBL定位设备:确定ROV与支持船相对位置,进而确定ROV的大地坐标系统坐标。>水声泄漏检测仪:是一种声波探测器,与声波智能泄漏检测器检测原理相似。通过一种矩阵定向接收器,从管道外探测泄漏产生的噪音信号,并以一定频带分析检出泄漏声频,通过滤波确认泄漏源。水声泄漏检测仪包括信号接收器,放大器以及信号滤波和BBT处理系统。>烃荧光探测器:通过探测新管道试运行前所加染色剂和管内的油气泄漏来确定泄漏点,有较高的灵敏度,可安装于ROV上或由潜水员携带,适应不同的水深。6预压锚点的检测当漏点找到后,工程船在气泡附近抛锚就位。选择平潮时,潜水员顺气泡下水,寻找漏点的具体位置,若漏点微小,不容易辨识,可在软管一端充染色剂,以便潜水员确定软管受损位置并标记。修复一般有以下几个步骤。(图1)6.1增设国床面综合吹泥法确定软管受损位置后,用悬浮式挖沟机对受损软管两侧一定距离(大约两侧各4倍水深)进行吹泥,将埋在海床面下软管吹出裸露,将挖沟机提起,放置到甲板上,如图2:受损软管预吹扫示意图。6.2增设油管国家潜水员下水在预先计算好的位置绑吊点,绑好后,将软管略微提出泥面,用冷锯在软管受损位置附近将软管割断;船上施工人员利用船上舷吊将割断的软管两端吊出水面,放置并固定在甲板上,在甲板上割去受损部分。6.3接头连接修复一般可采取两种方案:(1)将割断软管的两端均吊至舷边,施工人员测量两端头间的距离,根据测量结果制作软管短节,用软管接头头扣压机现场给软管端头做连接头,完成后。在舷边组对焊接好软管短节,探伤合格后,进行外层包裹,并将连接好的软管下放至海底。管道接头连接采用金属扣压接头进行连接,接头材质一般采用不锈钢316L,但可根据输送介质性质设计使用接头;采用专用设备通过内胀、外扣工艺,实现接头与管子360°完全密封。(2)将割断软管的两端分别吊至舷边,用软管接头扣压机给吊出水面的两端做法兰连接头,放入海底;潜水员下水测量两个法兰连接头之间的距离,根据测量结果,预制一根带法兰连接头的软管短节,并将软管短节吊至水下,由潜水员完成法兰连接。为使修复好的柔性管达到设计埋深要求,需将修复好的柔性管安装到吹开的管沟内。若采用海底安装柔性管短节,可以通过潜水员直接水下进行连接;若采用甲板上连接修复柔性管短节的方法,需对柔性管富裕长度进行水下造弯,一般采用的方法是:将柔性管用捆绑(绑绳要相对宽松)在用钢管预制的长形吊具上,一边下放柔性管一边调整船位逐步下放的方法,之后再对出沟的柔性管进行后挖沟处理。6.4排水管至设计埋深采用悬浮式挖沟机,对更新后的软管及软管起吊部分进行后挖沟,使软管到达设计埋深。通过彩显声纳时时跟踪挖沟深度及随时注意悬浮式挖沟机姿态,将软管埋设在技术要求指定的深度;吊起悬浮式挖沟机放置在船甲板指定位置。7临时弃管及柔性管铺设建议(1)这种海底管道修理技术作业快捷,焊接质量好,保证原有管道的整体性,但对施工船舶和作业海况要求较高,一般在浅水区(30米以内)和小管径的管道上采用此种修理方法。(2)在铺管过程中,应具备临时弃管后应对管头不稳定的措施,例如,冬季铺管时,如果天气预报有将有大风来临,可以考虑临时弃管后用重坨将管头固定。(3)如果一个已经安装好的挠性管需要铺设在一个较软的海床条件时,应该先确定好一个管道追踪设备,方便在日后对管道路线进行确认。如果管道通过比较坚硬的海床条件,那么就需要一些袋装沙或者类似的方法帮助管道避过一些坚硬锋利的边缘或拐角,防止管道外护层被破坏。(4)做好船舶资源协调工作,争取边铺管边挖沟,以确保管线的稳定性。(5)在铺管方案设计时,要考虑边铺管便往管线内注水,以增加管线在水下的重量,确保其稳定性。(6)柔性管铺设过程中对挖沟犁的状态、柔性管的入水角等进行监测、注意挖沟犁入口柔性管触壁等信息。(7)精确定位,时刻监视柔性管的路由轨迹。(8)行船速度要与张紧器放柔性管的速度保持一致,防止柔性管扭或张力过大受损。(9)认真监控挖沟犁监