軟管和智能連接器結構及在海底管道維修中應用

黃昆++賈璐瑾++劉美艷++劉帥++李澤軍

摘 要：海底管道又稱之為海管，是應用于開發海上油氣的重要設備，運行環境較為特殊，容易遭到腐蝕和損壞，對油氣田的生產產生嚴重的影響，甚至于引起海洋污染。傳統的修復方法包括臨時封堵法和鋼管更換法，各自存在優點和缺點。本文探討軟管和智能連接器結構在海底管道維修中的應用效果。其中對傳統維修的兩種方法進行簡單介紹，并且介紹新連接方法的結構和應用。

關鍵詞：軟管和智能連接器結構；海底管道維修；智能技術

中圖分類號：TE951 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0154-01

海底管道在海上油田開發中發揮著重要的作用，由于環境比較特殊，容易發生管道腐蝕或者受損的問題。因此，必須尋找有效的方法對海底管道進行快速安全的維修。本文通過某油田的海底管道維修的例子分析，探討軟管和智能連接器應用于海底管道維修中的效果。

1 海底管道維修的重要作用

海管在海上油氣開發生產作業中發揮著重要的作用，通過海管實現油、氣、水的輸送，所以必須對海管運輸的安全可行特點予以高度的重視。一旦海管受到腐蝕和損壞，會對油氣田生產產生直接的影響，導致停產、中斷油氣輸送，甚至于對海洋環境造成嚴重的污染。目前，我國海洋石油海管的材質主要為鋼管，多數海管使用時間較長，已經進入疲勞期階段，出現不同程度的被腐蝕、受損的狀態，所以必須對海管進行快速、安全、可靠的修復或者更換，從而確保油氣田的正常生產和輸送。

2 傳統維修的方法

2.1管卡法

管卡法也就是臨時封堵法，雖然海管受到腐蝕導致輕度腐蝕點的出現，甚至于出現穿孔，但是管道外觀并沒有變形，因此使用臨時封堵法可以迅速修復被腐蝕的位置，從而避免漏油的發生，盡快恢復油氣田生產。

2.2 鋼管更換法

海管受到嚴重的腐蝕導致腐蝕面積較大，此時采用臨時封堵法難以起效，應當采用“鋼管段更換法”進行修復。

3 案例分析

3.1基本概況

本案例油田位于南海，其生產中出現漏油的情況，使用智能檢測儀器檢出漏油位置在海管位置，對其原因進行分析，發現原油含有腐蝕性的物質，對管道造成腐蝕，引起管道裂痕的出現。由于受損的海管段長度較長，必須對其進行及時的維修，否則將會導致原油對海洋污染的發生。油田的水深達到120米，發生腐蝕的海管腐蝕點較為集中，因此，采用傳統維修方法進行維修，具有較大的難度；但是如果重新鋪設管道，需要投入巨大的資金，且工期較長。

3.2 軟管結構與特點（如圖1）

現如今，國產軟管的內徑最小為2英寸（50.8mm），最大為12英寸（304.8mm），本案例采取的軟管內徑是10英寸。主要結構包括：骨架層、內壓密封層、抗壓鎧裝層、抗拉鎧裝層、中間包裹層、外包覆層。骨架層也就是軟管內表層，主要使用不銹鋼或者雙相不銹鋼材料制作而成，具有較強的抗腐蝕能力；軟管撓性良好，能夠適應海底高低起伏的地形；使用壽命長，不需要進行焊接即可完成幾公里的鋪設，有利于縮短工期。

3.3 智能連接器的結構與特點（如圖2）

本案例的智能連接器主要結構包括連接艙、標準法蘭、測壓注膠口、頂緊器、推進器、頂緊、鎖緊環、密封圈、頂緊法蘭。連接艙的作用主要在于連接智能連接器固定端和海洋管道；頂緊法蘭經過螺栓連接連接艙，通過頂緊法蘭對頂緊環進行壓實，固定好螺栓后，使用鎖緊環把智能連接器固定在海洋管道上。

3.4 特點

使用軟管和智能連接器修復海底管道的優點在于：（1）不需要進行焊接，可以快速連接，減少修復時間；（2）同時通過機械密封和注膠密封形成雙重密封；（3）利用鎖緊裝置把載荷向遠端傳送，能夠保證軸向抗拉能力可靠穩定；（4）安裝后可以對裝置的密封性進行檢測，減少檢測時間。

綜上所述，采用軟管和智能連接器共同應用于海底管道維修中能夠有效地修復海管，大大地縮短維修施工的工期，減少維修的成本，避免油氣田停產導致經濟損失的發生。新維修方法中使用國產軟管并且獲得成功，可見國內海底軟管技術發展較為成熟，并且取材方便、供貨快、成本低，為海底管道短時間修復提供可靠的技術支撐。

參考文獻：

[1]柯呂雄，崔嶸，熊永功等.軟管和智能連接器結構及在海底管道維修中應用[J].石油礦場機械，2013，42（6）：87-90.

[2]王常文.深水海底管道維修系統工程應用研究[D].天津大學，2009.DOI：10.7666/d.y1872234.

[3]葛汝博.卡壓式管道機械連接器的設計與實驗研究[D].哈爾濱工程大學，2012.