海底管道解堵措施

中海石油（中國）有限公司湛江分公司

海底管道解堵措施

李應勇中海石油（中國）有限公司湛江分公司

某海上天然氣管道確定其堵塞物主要為蠟和膠質，采取注入柴油方式精確定位堵塞位置，通過潛水作業在海底管道上安裝開孔管卡，從拖輪上注入清蠟劑，實現海底管道的分段解堵。用泥漿泵從平臺2向海底管道擠柴油，控制泥漿泵出口壓力不超過設計壓力2.6MPa，達到此壓力后從平臺2給海底管道排氣，如此反復。確定堵塞起始位置距平臺2的距離約為8.9 km；確定該海底管道堵塞位置為距離平臺2大約6.6～8.9 km處。解堵劑主要由四氯乙烯和高分子表面活性劑組成。對海底管道共安裝5個開孔管卡，注入清蠟劑11m3，共清理出油泥35m3后疏通了海底管道。如要重鋪該海底管道粗略估計總體費用超過2億元人民幣，本項目花費人民幣900萬元即成功疏通管道。

海底管道；堵塞位置；清蠟劑；開孔管卡；分段解堵

南海某海上平臺1通過一條海底管道向另一海上平臺2提供電力，該海底管道為4″海底輸油管道，建造于1993年，長度為16 km，設計壓力2.6 MPa，設計溫度30℃，設計壁厚11.1mm，設計壽命為15年。該海底管道曾用于輸送原油，受當時生產條件影響，海底管道未經徹底清洗，用熱海水掃線至含水達99.8%，繼續掃線8 h后停止，然后從平臺1用天然氣吹掃海水，吹掃1天后恢復正常輸送天然氣。2008年2月中旬，南海天氣出現歷史性低溫，該海域海床溫度低至15℃，海底管道在排量不變的情況下壓力從1.5MPa上升到2.5MPa，氣量突降，流量計讀數從3×104m3/d降至零，海底管道發生堵塞。天然氣輸送管道堵塞最常見的原因為溫度或壓力變化導致水化物的形成，該海底管道為濕氣輸送管道，出現水化物堵塞幾率極大。通過計算分析排除海底管道水化物堵塞的可能性，并確定其堵塞物主要為蠟和膠質，采取注入柴油方式精確定位堵塞位置，通過潛水作業在海底管道上安裝開孔管卡，從拖輪上注入清蠟劑，實現海底管道的分段解堵。

1 堵塞類型

海底管道輸送的天然氣采用氣相色譜法分析，并進行水合物形成特性分析。在壓力為2.5 MPa時，水合物形成的溫度為14℃，由于海底管道所在海域的海底溫度為17～26℃，所以海底管道內不會形成水合物，即不會有水合物的存在。

海底管道所輸送的原油含蠟量為15%，膠質含量9.86%，瀝青質4.83%，傾點為30℃，屬于高凝原油，且海底管道屬于單層管沒有保溫層，熱量散失快，溫度下降快，因此原油輸送過程中吸附了大量的蠟晶、膠質和瀝青質等，形成一種非致密的海底管道內壁吸附層。熱油管道油溫高于析蠟點的區域，管壁無結蠟現象，稱為光管段；當油溫在析蠟點到析蠟高峰點之間時，結蠟厚度逐漸增加形成喇叭口狀的結蠟區，稱為喇叭口段；當油溫低于析蠟高峰點之后，結蠟厚度逐漸與析蠟高峰點的結蠟厚度拉平，稱為結蠟后裙段。該海底管道所輸送天然氣為濕氣，天然氣中含有一定量的輕油和水，為了防止海底管道積液，在操作過程中周期性提高輸送天然氣量。該海底管道在恢復輸送天然氣之前沒有進行徹底的清洗，所輸送天然氣中輕油對海底管道內壁吸附層緩慢溶解并脫落，因天然氣推動而堆積，并受極端低溫天氣影響，導致海底管道堵塞。

2 堵塞位置

為了確定堵塞位置，采用泥漿泵從平臺2向海底管道擠柴油，控制泥漿泵出口壓力不超過設計壓力2.6MPa，達到此壓力后從平臺2給海底管道排氣，如此反復，總共擠入52m3柴油。海底管道總容積為127m3，推算出堵塞終止點位置距離平臺2約為6.6 km。

采用同樣措施，反復從平臺1向海底管道擠柴油和排氣，確定堵塞起始位置距平臺2的距離約為8.9 km。

由于海底管道內部殘留液體和天然氣的量無法精確測定，所以可以初步確定該海底管道堵塞位置為距離平臺2大約6.6～8.9 km處。

3 清蠟劑室內篩選及評價

針對海底管道堵塞原因主要是原油和蠟造成，解堵劑主要由四氯乙烯和高分子表面活性劑組成，為無色至淺黃色液體，不溶于水，和多數有機溶劑互溶。清蠟解堵劑配方為純度大于98%的四氯乙烯940 kg，純度大于95%的PR4032高分子表面活性劑50 kg。把定量的PR4032高分子表面活性劑和工業乙醇混和后，再加入四氯乙烯中攪拌均勻即可。

4 解堵措施

首先在距離平臺2為7.9 km的A處潛水進行海底吹泥作業，吹出作業坑，對A處海底管道進行打磨處理，安裝管卡注膠并開孔，連接高壓軟管注入清蠟劑。發現平臺2壓力緩慢上升，平臺1監測壓力無明顯變化，說明A點至平臺1間不聯通，而A點至平臺2間有一定聯通性。緩慢擠入藥劑將管壁上結蠟溶化，共注入藥劑5m3，監測到A點至平臺2流動變好，繼續泵入海水10m3進一步疏通管道。

A點至平臺2間海底管道解堵成功后，再進行B點至平臺2間海底管道解堵作業。同樣先安裝開孔管卡，連接高壓軟管注入清蠟劑，注入1m3清蠟劑就監測到A點至平臺2間聯通性變好，然后采用海水進一步疏通管道。

重復上述步驟，對海底管道共安裝5個開孔管卡，注入清蠟劑11m3，共清理出油泥35m3后疏通了海底管道。

5 結論

該段天然氣的海底管道，如要重鋪粗略估計總體費用超過2億元人民幣，本項目花費人民幣900萬元即成功疏通管道，主要原因如下：

（1）詳細的計算分析，準確判斷海底管道堵塞原因，合理選擇了高效清蠟劑，提高了作業效率。

（2）分段解堵，降低解堵劑注入壓力，保障海底管道安全。

（3）采用間歇性注入柴油和排氣的方法，計算出海底管道堵塞位置，大大縮短了作業時間。

（4）改造6 000馬力的三用工作拖輪，在其上面固定安裝25 t汽車吊，使其滿足海底管道打卡、開孔切割等應急維修，有效降低了動用海上大型施工船舶發生的費用。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.040