海底管線應急堵漏方案

李曉磊 黃敢 謝協(xié)民 王賢成 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

海底管線應急堵漏方案

李曉磊 黃敢 謝協(xié)民 王賢成 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

在進行某海上油田單點系泊系統(tǒng)水下檢驗時發(fā)現(xiàn)該油田至FPSO海管基盤附近短接有漏點。根據(jù)ROV操作的要求設計出超半圓海管臨時堵漏夾具，并在泄漏點上方的夾具位置開出了缺口，以保證夾具能通過海管外徑。該方法可推廣運用于其他工作壓力低于1000KPa、漏點為局部點蝕的工藝管道。利用該ROV設備與方法進行120m水深海管堵漏作業(yè)，從發(fā)現(xiàn)泄漏點到完成臨時堵漏并恢復油田生產僅用了3d時間，減少了因等待飽和潛水設備動員到位期間的產量損失，取得了很好的經濟效益。

海底管線；ROV；簡易夾具；應急堵漏；設計

在進行某海上油田單點系泊系統(tǒng)水下檢驗時發(fā)現(xiàn)該油田至FPSO海管基盤附近短接有漏點。由于漏點位于水深120m的海底，常規(guī)空氣潛水和氦氧潛水都無法到達該深度，需要用飽和潛水才能進行維修作業(yè)。由于當時飽和潛水設備資源緊缺，動員至少需要兩個星期，長時間的停產，將給公司造成巨大的經濟損失。經研究分析，自行設計加工了一套簡易夾具，利用正在油田作業(yè)的ROV設備及相關人員，成功地完成了海管臨時堵漏[1]，使海上油田恢復了生產。

1 技術參數(shù)和泄漏點位置

某海上油田海底管線為14″×10″雙層保溫管，長度為2.5km，海域水深約120m。海底管線的特性參數(shù)見表1。

海底管線通過膨脹彎與水下基盤連接，連接處的管線為一段850mm長的10″單層管。在這段單層管上，距離基盤連接法蘭190mm的位置有一段環(huán)形焊縫，泄漏點剛好是在距離焊縫25mm處，位于管線10點鐘位置，孔徑約3mm。

2 應急堵漏方案

針對泄漏點位置，做了以下分析：①泄漏點處于焊縫旁邊，為一個直徑約3mm的小孔，結合漏點附近測厚數(shù)據(jù)，確認漏點由點狀腐蝕造成；②該處的海管離海底距離1.2m，不需要進行吹泥挖坑，就可以用夾具進行堵漏修復；③該段海管屬于單層管，由于海管表面溫度高，基本沒有海生物附著，有利于用堵漏夾具修復。

表1 海底管線特性參數(shù)

根據(jù)以上分析判斷，很快就確定了采用注脂管卡修復海底管線的方案。但該泄漏點位置的水深為120m，只有飽和潛水才能進行海管維修作業(yè)。但經聯(lián)系得知，最近的飽和潛水設備動員至少需要兩周的時間，意味著該油田要停產18天左右，將造成巨大的產量損失。考慮到現(xiàn)場正在進行ROV作業(yè)，設想用ROV進行應急修復。

經了解得知國外有利用ROV修復海底管線的案例，但需專為ROV操作定制的維修管卡，ROV專用維修管卡一般為液壓驅動，重量大、管卡比較長（一般都在1m以上），一時難以找到與漏點短接長度匹配的ROV專用維修管卡。對海管泄漏點進行仔細分析，認為可以嘗試加工簡易堵漏夾具，用ROV操作進行海管先期臨時堵漏，等待飽和潛水設備到位后再用注脂管卡進行永久性修復。

3 堵漏夾具的設計及優(yōu)化

現(xiàn)場作業(yè)的ROV具備海管測厚、水下照明、視頻監(jiān)控及手柄能旋轉等功能。因此夾具在滿足堵漏要求的前提下，要求盡量簡單，夾具安裝到位后只要一個簡單的擰緊動作就可完成堵漏[2]。根據(jù)ROV操作的要求設計出超半圓海管臨時堵漏夾具，并在泄漏點上方的夾具位置開出了缺口，以保證夾具能通過海管外徑。

3.1 臨時堵漏夾具設計特點

（1）堵漏夾具必須便于加工制作，不需要做模具，只要簡單的機械加工便可完成。

（2）堵漏夾具必須便于安裝，通過ROV簡單的夾持和按壓就能就位，ROV機械手松開后不會滑動移位，而且能夠進行微調。

（3）堵漏夾具必須便于上緊，通過ROV機械手簡單的動作便能達到緊固要求。

（4）堵漏夾具安裝后的密封能滿足正常生產工況的要求，為下一步進行永久性堵漏方案爭取時間。

3.2 海管堵漏夾具的試驗與優(yōu)化

堵漏夾具在加工完成后，首先在與海管短接相同管徑的管線上進行試驗，針對出現(xiàn)的穩(wěn)定性差、夾持力度不夠、ROV機械手操作不方便等問題，進行了一系列的優(yōu)化改造，增加了彈簧預緊機構、輔助預緊手輪、調整桿和活動節(jié)膠套等結構，確保堵漏一次性成功[3]。

改進后的堵漏夾具如圖1所示，整體外形為超半圓狀。通過夾具壓縮彈簧產生一定的擠壓預緊力，確保夾具在安裝到位后不發(fā)生偏移和走動。在堵漏夾具安裝到位后，ROV拉動預先安裝在預緊輪上的鋼絲繩，進行簡易夾具的預緊定位，調整桿的作用是在夾具進行徑向調整位置時方便ROV操作。活動節(jié)膠套能確保ROV在上緊螺桿時用力均勻，防止夾具移位。

圖1 改進后的堵漏夾具

4 堵漏作業(yè)實施

在模擬測試成功后，開始對海管泄漏點進行臨時堵漏作業(yè)。由于海管泄漏點位置離海底還有1.2m左右高度，因此首先是下放一個支撐架到該位置以保證ROV能夠有一個較平穩(wěn)的支撐座；接著對泄漏點周圍進行輕微打磨處理；再按照設定的安裝方案順利地將臨時堵漏夾具安裝到位。試壓到800kPa沒有發(fā)現(xiàn)泄漏，隨后海上油田恢復生產，至此圓滿地完成了本次海管應急堵漏維修作業(yè)。

5 結論

該簡易堵漏夾具采用了超半圓結構設計，便于加工制作，并極大地降低了安裝難度，就位到泄漏管線之后只需要做簡單的旋緊動作便可實現(xiàn)應急堵漏。該方法可推廣運用于其他工作壓力低于1000kPa、漏點為局部點蝕的工藝管道。

利用該ROV設備與方法進行120m水深海管堵漏作業(yè)，從發(fā)現(xiàn)泄漏點到完成臨時堵漏并恢復油田生產僅用了3天時間，減少了因等待飽和潛水設備動員到位期間的產量損失，取得了很好的經濟效益。

本次利用簡易夾具進行深水海底管線堵漏的成功嘗試，創(chuàng)造性地解決了生產中出現(xiàn)的難題。

[1]包銀祥．新型地面管線堵漏裝置[J]．油氣田地面工程，2011，30（10）：95-97.

[2]孟軍政．石油天然氣管道泄漏的快速封堵[J]．油氣田地面工程，2009，28（7）：83-84.

[3]江龍強．管道封堵?lián)屝藜夹g現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．內蒙古石油化工，2011（2）：100-103.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.052