海底管道不停輸帶壓開孔封堵技術應用探析

楊炳坤 黃偉 李洪超 于龍飛

【摘 ?要】海底管道的鋪設以及維修維護、改造改建對于施工技術的要求比較高。因為海底作業的環境復雜，施工不便，稍有不慎就會出現管道進水、管道傳輸物質外泄等情況，對海底工程項目的正常運轉以及海底生態環境等都有較大的影響。本次研究嘗試在海底管道不停輸情況下進行帶壓開孔封堵作業，通過使用機械三通、高壓軟管、開孔封堵設備等進行配合，有效保證了管道的正常傳輸，同時大幅縮減水下施工的作業難度和工作量，取得了令人滿意的效果。

【關鍵詞】海底管道;帶壓開孔封堵;應用探析

引言

海底管道鋪設在海底油氣輸送、電力輸送等工程項目中應用十分普遍。但是在一些情況下，海底管道會出現故障、堵塞，需要進行搶修維護或者改造改建。但由于海底的施工條件復雜，且管道停輸會對工程項目的正常運轉或者人群的生產生活造成較大的影響，因此在海底管道施工中通常還要考慮不停輸停壓。這樣一來，施工難度就會更大。在這方面，我國尚未形成規范的技術流程和操作標準。

一、海底管道帶壓開孔封堵技術概述

海底管道帶壓開孔封堵技術是一種對海底管道進行開孔作業的技術手段。海底管道的正常傳輸是需要在特定壓力下進行的。但當施工人員對管道進行開孔改造或者維修的時候，管道壓力就會外泄，導致管道傳輸物質的泄漏，或者引發海水倒灌。帶壓開孔封堵技術，是指在海底管道不停輸，管道壓力不下滑的情況下，通過特定的設備對海底管道進行切削加工，在鉆孔內置入管道封堵設備，對目標管路進行阻斷維修。這種技術手法會臨時建立一條傳輸通道，以保證管道的正常傳輸作業。這種技術比管道停壓停輸的方式作業量更小、影響后果更小，有著廣闊的應用前景。

二、海底管道帶壓開孔封堵技術的應用

2.1前期準備工作。鑒于海底管道作業的難度大、風險高，為了保證一次作業成功，在實地作業之前需要對相關人員、設備等進行檢驗和模擬演練。比如對需要用到的各類設備進行地面操作和狀態檢驗，同時強化相關作業人員的選拔和相關技術要點的培訓。通過前期設備檢驗、操作演練、技術要點培訓等工作，可以對海底管道帶壓開孔封堵技術方案進行優化[1]，從而降低實際作業的風險，對可能存在的情況做好應急預案及其他準備工作。

2.2對目標管道進行暴露作業。海底管道在鋪設的時候往往會進行一定深度的填埋處理，而并非直接暴露在海水中。所以，在進行管道帶壓開孔封堵作業之前，必須對填埋的目標管道進行定點開挖作業。根據管道填埋深度，采用挖溝機對目標管路位置進行開挖，充分暴露管道兩側及上下部位。管道兩側保留1米作業空間，管道下側保留0.8米以上的作業空間，以滿足人員、設備的作業需要。

2.3清理管道混凝土層、防腐層。海底管道在鋪設過程中，往往配備了混凝土配重層和防腐層等，對管道進行了充分的包裹。在進行開孔封堵作業之前，需要采用高壓水設備對管道表面的涂層進行清理，以充分暴露光管，方便施工作業。

2.4做好開孔機等設備的組裝和水下安裝。進行水下帶壓開孔封堵作業，需要用到機械三通、開孔機等一系列設備。而這些設備如果在水下進行安裝的話，會大量延長水下工作時間，并對潛水員的體力體能造成較大的消耗。所以，我們采取預先組裝相關設備的方式，對開孔機、閘板閥、機械三通等設備組件進行預先安裝成型[2]，并做好設備的密封性、防水性檢驗檢測。設備組裝完成之后，直接投放到海底管道施工位置，并通過螺栓的拉伸緊固貼合在管道相應部位上，確保設備可以滿足作業需要。

2.5安裝機械三通并進行管道開孔作業。選定位置安裝機械三通，并適當旋緊螺栓進行緊固。安裝完成后，進行水下密封性實驗，確定不存在漏水漏氣的問題。之后由經過專業培訓的潛水員進行水下開孔作業。潛水員操作開孔設備，選定位置進行管道開孔，作業完成后及時關閉閘板閥門并拆除開孔設備。

2.6進行管道封堵作業。拆除開孔機并抽出馬鞍片之后，潛水員安裝封堵機設備并選點建立旁通通道。旁通管道采用外徑168.3mm的高壓軟管進行連接，耐壓等級10MPa。帶旁通通道連接完畢并正式傳輸之后，采用封堵機對目標管道部位進行封堵，阻隔管道傳輸。

2.7采用管道切割機進行切割作業。采用封堵機對管道進行封堵成功后，即可采用鉆石線切割機對管道進行切割。切割完畢后，對管道內堵塞物進行取出抽離，或者根據改造改建等需要接入其他設備，進行相關的技術操作。

2.8進行管道回接。在故障維修或管道內部堵塞物疏通完畢后，需要對管道進行回接處理。根據切割管道的長度，預先準備同樣規格的管道投放到海底，然后由潛水員對管道進行回接作業，緊固螺栓，確保管道回接順暢，不存在泄壓、漏氣、漏水等情況。

2.9管道回接完畢后，對封堵部件進行拆除，對旁通管道進行拆除，對封堵機等設備進行拆除，對施工坑段進行回填[3]，恢復管道的正常傳輸作業，施工過程完結。在進行回填作業時，要注意先回填細土，再回填開挖土，以回填涂層略高于海底平面為宜，以避免回填土沉降形成坑洞。

三、海底管道不停輸帶壓開孔封堵作業的技術要點

3.1需要嚴格按照海底管道鋪設的相關技術標準和要求進行施工作業設備、部件、材料的選用。比如本次作業中用到的三通，以及封堵材料，旁通軟管等，要確保其質量指標、產品性能滿足海底作業需要，避免因為相關產品質量不達標而影響海底施工作業。

3.2關于開孔機、切割機、封堵機等配套設備的吊裝方式。考慮到水下作業的工作量大，難度大，對于所需的開孔機、切割機、封堵機等設備采取預先配套組裝的模式進行投放。而在投放吊裝方式上，經過考量比較，我們選擇了豎直吊裝。這樣一來，設備組合體的重心下沉，在投放過程中可以更好的避免隨水波移位，加速設備投放的效率，保持了投放的精準性。而水平吊裝方式在投放中受海水波動影響較大，投放速度慢，投放精準性差，可能會給水下作業造成不必要的麻煩。

3.3由于海底施工作業難度大，環境復雜，在進行施工之前一定要根據目標管道鋪設的位置等情況制作詳細的施工方案。要做好施工前的方案演練、設備檢測、操作培訓等工作。在水下作業過程中，應該嚴格執行預定方案，并注意做好防水密封效果等的檢測，避免設備組件、零件遺留現場。

3.4從環保角度考慮，在施工之前要盡量避免對海底生態造成過量的破壞。在完成施工作業之后，應該嚴格做好海底地表形態的復原工作。

四、結語

海底管道傳輸過程中，難免存在這樣那樣的故障或者問題需要修理;也或許需要對管道進行改建改造。這種施工面臨著復雜的海底施工條件，高水壓、低光照，或者還可能存在海底暗流或者其他情況，因此應當盡量縮減施工難度和工作量，并盡可能避免停壓停輸對正常的生產生活需要造成影響。在充分考慮海底管線鋪裝環境及施工需求的情況下，合理制定施工方案，做好設備安裝調試和人員培訓，優化細化施工步驟，這樣才能順利完成海底管道不停輸帶壓開孔封堵作業。

參考文獻：

[1]江濤，朱圣平，李方圓.天然氣管道不停輸帶壓封堵技術應用實踐[J].石油工程建設，2013，（6）：48-49.

[2]鐘良，袁曉雄，卓海森.不停輸帶壓開孔封堵技術在福建LNG長輸管的應用[J].自然科學，2017，（2）：336-338.

[3]蔡彪，李敬恩.帶壓封堵技術在冀東油氣管道上的應用[J].機械研究與應用，2012，（2）：125-127+130.

（作者單位：中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司）