“渤海世紀號——FPSO”深水井泵隔水套管更換改造

摘 要：文章主要介紹了“渤海世紀號——FPSO”深水井泵隔水套管更換改造項目工程施工情況，希望可以為相關工作提供借鑒。

關鍵詞：深水井泵；隔水套管；更換；改造

1 項目背景

秦皇島32-6油田位于渤海津唐港東南20公里，水深約20m，于2001年6月投產，“渤海世紀號FPSO”承擔整個油田6個平臺產油的處理、儲存及外輸任務，油輪關鍵設備能否安全正常工作，直接關系到整個油田能否正常生產，因此，保證油輪關鍵設備的正常運轉，是日常維修工作的重中之重。

2 項目概況

2006年9月海上外輸部門在給油輪壓載配重過程中，發現船尾部分會慢慢失穩，需要微調，幾個月后，這種狀況越來越嚴重。于是決定抽干尾尖艙的水，通風后進艙檢查，發現兩臺深水井泵的隔水管泄漏嚴重（必須穿雨衣才能入艙）。在正常情況下，如果不啟動尾尖艙的水泵，尾尖艙的液面跟船外海平面齊平，已經不能根據壓載需要有效控制尾尖艙的液面（深水井泵在油輪上的位置見圖1）。

接到海上的反映后，深知壓載平衡調節對船體結構的影響，而且深水井泵是保證海上生產流程順利運行的最關鍵設備，公司領導高度關注此事，作為負責海上結構及管線維修改造的高級設施工程師，被指派全權負責解決此安全隱患。

經過現場調研，對照設計圖紙，對隔水套管的實際規格及現場空間狀況進行了詳細測繪，獲得第一手準確的資料信息，為制定切實可行的施工方案奠定了基礎。

深水井泵的隔水套管內徑606.60mm，壁厚12mm，高度17130mm，貫穿尾尖艙中甲板焊接在船底上的，如果進塢維修，此項工作不存在任何困難。但是，在海上現場進行此類改造工作，難度很大（如圖2）。

首先，船尾部分不在油輪吊機的半徑范圍內，只能利用尾尖艙上甲板一臺用于尾尖艙吊卸日常物資、輔助深水井泵檢修的2噸電動吊機，吊裝最大高度約6m，而隔水套管長度超過17m、重量3055公斤，吊裝是擺在我們面前的第一個困難。

其次，要實施隔水套管的更換工作，必須要對深水井泵吸入口進行有效封堵，并且要保證封堵的可靠性，否則會影響到施工人員的生命安全。

再次，由于泵口部分為大口徑短管連接，剛性很大，即使底座出現較小的錯誤，都會影響底座和泵體的連接。

還有焊接工藝的確定，要盡量避免受到海水的影響，充分考慮現場施工空間的可行性，保證焊接接頭的焊接質量……

3 施工方案

鑒于油輪不可能進塢維修的客觀要求，通過對現場調研獲得的信息進行分析，并征求現場操作人員特別是海上外輸人員的意見，結合以往類似項目的施工經驗，確定了施工方案的思路：從水下封堵隔水套管入口、底座不動、在尾尖艙內將就隔水套管切割吊走、新隔水套管采用法蘭連接方式分段連接等。此方案經過陸地和海上相關人員多次開會討論，并吸納現場人員和施工方的有益建議（包括潛水員），最終定稿后呈交公司領導批準。具體施工方案如下：

（1）利用尾尖艙上甲板上的2噸電動吊機和現有吊貨窗口，在尾尖艙中甲板圖示位置開一個套管吊裝窗口，上甲板吊貨窗口、新開隔水套管吊裝窗口及套管底座相對位置見圖3所示。

（2）根據現場調研結果，隔水套管腐蝕主要在船底以上10m范圍內，10m以上部分基本沒有腐蝕，因此決定保持套管底座不動，這樣也避免了底座移動造成錯位給泵體復位帶來的困難。

（3）在上部現場焊口位置下方100mm處將舊隔水套管進行切割（留100mm余量），焊接吊耳，用吊機拉緊后，在切口下方3m處切割（每段不超過550公斤），這樣逐段切割調離。

（4）新隔水套管按圖示分成A、B、C、D四段（每段包括法蘭重量最大不超過1100公斤，這樣吊裝重量和吊裝長度都可以滿足吊機的要求），新隔水套管在陸地完成制作及涂裝工作，采用150LB插焊法蘭，密封圈采用5mm厚的氯丁橡膠（不銹鋼纏繞墊片不適合海水環境），每對法蘭之間采用至少兩組電纜跨接，確保消除橡膠墊片造成的電位差）。

（5）A段隔水套管長度限制在480mm，是為了適應現場焊口的焊接操作需要（這個高度是經過現場試驗確定的，太高會影響焊工在內部焊接的視線，同時在保證焊透情況下，雙面開坡口可以大大減小焊接工作量，先從管內壁焊接，方便從外部打磨清根），坡口及焊縫布置見圖4。

密封槽環采用20mm厚Q235碳鋼機加工而成，其他部分采用5mm厚Q235鋼板制作，環縫要求滿焊，內部筋板分段焊（注意：機加工在焊接完成后進行，防止焊接造成密封面變形，影響密封效果）。外部耳環用于潛水員系保險繩，內部筋板上的系繩孔用于將封堵罩系在吸入口的格柵上防止封堵罩意外滑落。總重量為29公斤，得到潛水員的認可。

4 項目施工

由于現場調研、方案制定、材料采購以及施工隊伍確定等這些工作準備妥當，渤海區域已進入冬季，不利于安排水下作業，同時對現場焊接工作也很不利。按照秦皇島32-6海上設施連續檢驗計劃，2007年9月“渤海世紀號FPSO”計劃將進行水下特檢，在通過和海上充分溝通和評估后，認為可以采取一些臨時措施來保證海上壓載作業，并經公司領導批準，把計劃中2007年9月份水下檢驗工作提前到2007年6月份進行，同時進行深水井泵隔水套管更換工作。施工過程如下：

（1）深水井泵吸入段的拆除：在海上維修人員指導下，隔離電源、按維修手冊要求逐段提升、拆除，按海上要求放置在指定位置，由海上維修人員負責維保。

（2）開套管吊裝窗口：在尾尖艙中甲板上按施工方案圖紙要求切割隔水套管吊裝窗口，切割下來的鋼板保留好，結束后要原位恢復。在切口四周焊接固定圓管，避免吊裝時鋼絲繩與鋒利切口邊緣磨損損傷鋼絲繩，影響吊裝安全。

（3）安裝封堵罩：潛水員先根據封堵罩的直徑，從水下在隔水套管吸入口周邊做好標記，保證封堵罩就位時能較好地對中。在油輪、守護船的配合下，潛水員順利完成吸入口的封堵工作。

（4）用壓載泵抽干尾尖艙積水，等舊隔水套管的積水從泄漏孔排放停止后，潛水員再下潛到吸入口位置，檢查封堵罩密封效果，確認密封效果良好。守護船上人員將尾繩另一端綁在準備好的兩個浮球上拋入海中，以便作業結束回收封堵罩。另外，在尾尖艙內配備一臺小型氣動泵，隨時抽干可能的滲水，防止封堵處滲水影響熱工作業。

（5）兩根隔水套管分兩次更換：更換第一根隔水套管時，以另一根隔水套管為依托搭設腳手架，腳手架的結構除了要滿足安全作業要求外，還要不能影響舊隔水套管的拆除及新隔水套管的吊裝。第一根隔水套管更換后，以新隔水套管為依托搭設腳手架，進行第二根隔水套管的更換工作。

（6）就隔水套管的拆除：按施工方案要求對舊隔水套管進行切割、吊離；

（7）A段新隔水套管安裝：準確完成定位、嚴格按照批準的焊接工藝進行焊接，焊完后進行磁粉檢測、表面處理及涂層修復。

（8）B、C段新隔水套管吊裝：注意螺栓的緊固順序、力度控制，確保法蘭面均勻密封。

（9）D段新隔水套管吊裝、焊接：先根據B、C段隔水套管就位情況及D段隔水套管的準確長度（包括橡膠密封墊片的厚度），準確測量并確定上部現場焊口的位置，精確切割并修磨焊接坡口。再吊裝D段新隔水套管，準確進行焊口組裝，緊固連接法蘭，按照焊接工藝要求完成接口焊接，焊完后進行磁粉檢測、表面處理及涂層修復。

（10）安裝法蘭跨接電纜，拆除腳手架，完成第一根隔水套管的更換工作。

（11）重復1-10步驟進行第二根隔水套管的更換（注意保留腳手架）。

（12）向新隔水套管內注水至上部現場焊口以上部位（此時封堵罩將自行掉落，由守護船負責回收），檢查各法蘭面密封情況，對個別滲漏部位進行緊固處理。

（13）將深水井泵入口部分恢復就位，將尾尖艙中甲板的隔水套管吊裝窗口的切割鋼板重新復位，并按焊接工藝要求完成焊接、表面處理和涂層修復，然后拆除腳手架。

（14）清理尾尖艙工作現場，經海上負責人驗收合格后封艙。

5 項目總結

該項目海上部分從2007年6月10日開始施工，6月26日結束，共17天，整改項目的實施、特別是海上部分的實施非常順利，回顧整改過程，如下幾點體會深刻：（1）由于前期現場調研細致、收集信息準確、施工方案論證充分，為整個項目成功實施打下堅實的基礎；（2）在海上施工過程中，施工方、潛水隊伍和我方海上人員協調配合良好，是施工過程順利進行的關鍵；（3）合理的施工時間窗口的選擇，為項目的成功實施創造了良好的條件。