某海上石油平臺海管通球作業工藝設備和操作提升的探討

賈付澤

中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東 深圳 518064

1 A海上石油鉆采平臺簡介

A平臺位于中國某海域，所在海域水深98～115m。 A平臺匯合B平臺和C平臺的來液，進行初級的脫氣和脫水處理，然后外輸到FPSO-N。A平臺連接3條海管，通球作業中，主要是接受B和C兩個平臺發出的清管球，并向FPSO-N發清管球。B平臺到A平臺海管（外徑10"）長7km，C平臺到A平臺海管（外徑10"）長21km，A平臺到FPSO-N海管（外徑12"）長35km。A平臺是該油田西區的中心平臺，位于海管 “Y” 的交叉點上。在過去2年該油田開始海管通球清管作業中，擔負該油田清管作業的試驗工作，做了不少“迎來送往”的收發清管球作業。現對A平臺2010-2012年所進行的收、發清管球操作做一初步回顧研究，以利于今后的清管球收發作業。

2 2010—2012年A石油鉆采平臺收發清管球回顧統計

為了方便描述，B平臺到A平臺海管簡稱B平臺海管，C平臺到A平臺海管簡稱C平臺海管，A平臺到FPSO-N海管簡稱A平臺海管。總體上看去：平臺通球清管開始由嘗試走向正規化常態化，自2010年11月以來，A平臺平臺共收發清管球10次，積累一點初步經驗，以第四次為轉折點，可分三個階段：

1）第一階段（嘗試階段）：前3次主要是針對2010年3月投產的C平臺新海管進行的嘗試性通球。

2）第二個階段：第4次（2011年9月）是B平臺和A平臺新海管建成后的對A平臺到FPSO-N的海管進行嘗試性海水沖洗通球，為一個轉折點。

3）第三個階段（走向常態化和推廣階段）：A平臺連接的3條海管逐步開始走上了正軌的通球工作。已進行了兩輪共6次，也開始逐步積累經驗，數據錄取也不斷完善。開始步入常態化通球清管作業，并總結經驗，開始向全油田推開，當然仍然需要再實際工作中不斷完善提升。

3 收發清管球作業設備、工藝流程和施工操作提升的探討

3.1 清管球的選擇

主要采用2種：1）JPP-III型清管球；2）REDSKIN，TYPE RS-7型清管球。 其使用情況如下：

3.1.1 JPP-III清管球5次記錄顯示的問題

1）均有不同程度變形；2）一般有破裂；3）內泡沫易碎，外皮堅韌難碎，即使壓差300Psi也未擊碎；4）變形難以達到清管效果；5）溫度80℃以上就變軟；最高工作溫度90℃，而C平臺/B平臺/A平臺3條海管出口溫度分別是：90/92/86℃。接近或超過推薦使用則溫度上限；6）推薦過盈率：1.05～1.10，實際使用的為273mm或258mm。過盈率在1.04～1.13。

3.1.2 REDSKIN，TYPE RS-7 型清管球四次記錄

1）正常無變形。2）壓差到60～80psi時破碎，不存在外皮堅韌難碎的情況；遇卡容易擊碎，一般不會卡堵導致生產關停。3）頭部繩子不用解開。4）據稱：該聚氨酯泡沫可耐溫度93℃ 。C平臺/B平臺/A平臺3條海管出口溫度是：90/92/86℃。均沒有超出93℃。5）過盈率：<1.35 就可以。目前A平臺使用清管球過盈率：318/292=1.09；B平臺：使用清管球過盈率270/241=1.12；均在正常范圍內[1]。

由此可見，需要根據工藝參數和要達到的目的，選擇合適的清管球。清管球的選型，對溫度的要求、尺寸等也須優化[2]，合適的清管球對于通球作業順利進行是基礎，很關鍵。

3.2 對收球器改進的探討

下面以安裝在A平臺接受來自B平臺清管球的流程為例，探討對收球器的改造，圖1是收球器流程圖。

圖1 收球器流程圖

4 收球籠

一次收球器內部未安裝收球籠，導致清管球鉆入6"接收器出口管線閥門（V3），2011年11月24日，A平臺接收B平臺發的清管球，但當時收球器內沒裝收球籠，沒有捕捉到B平臺發來的清管球，清管球隨液體流向閥門收球器出口閥（V3），卡在V3，從而導致卡堵。隨后重新制作并安裝了收球籠，就再沒出現類似問題。

對于這個捕捉清管球的收球籠（“豬籠”），目前油田存在2種型號：

第一種：FPSO-N收球器安裝的收球籠：長1.29m；大孔外徑：30mm，正常孔外徑：28mm。

第二種：A平臺目前使用的接收C平臺和B平臺海管清管球的收球籠，長度為1730mm，最大外徑為276mm，材質為SS316，采用10mm不銹鋼實心材料焊接而成，豬籠前端采用16根長約600mm的實心材料在圓周上均布焊接而成，環空間隙（292-276）/2=8mm。最初使用在C平臺收球器里，隨后也用在接受B平臺清管球的收球器中。

但在A平臺通球實踐中，比較2個的優劣，第二種看似制作簡單，更有利于清管球進收球器時排出前段液體，有利于引導清管球進入收球籠，尤其適合流速較高的海管收球。進一步的判斷有賴于隨后的實踐積累。

4.1 對收球器本體設計改造的思考和改造實踐效果

根據接收B平臺來清管球未進入收球籠，停留在前端，隨流體轉向到V3閥門處后卡堵，不向后面收球籠走的問題，考慮一是環空間隙小[3]，收球器內的液體難以通過清管球與管壁的環空間隙排除，沒有體積讓出，導致清管球難以向收球器后部移動，從而停留在V3閥門進口，同時阻塞液體向V3閥門方向流動，導致憋壓關停。針對這個問題，考慮：在收球器后部加一根2"的管子，將清管球排替液體引向V3下游，降低清管球進入阻力，引導球進入收球器。現場勘查在V3下游加2"旁通管線。需要重新開孔焊接，還要做無損探傷檢測，而收球器上游緊挨V2有現成2"接口，同樣能平衡收球器內壓力，同樣起到降低清管器進入收球器的阻力，于是做了變更MOC申請，隨后在年度停產大修期間做了改造，加了一個2"旁通管線，此后收發球進“籠”就比較順利，沒有出現清管球不進收球籠的情形。

4.2 指示器

作為清管球到來的重要指示，清管球未動作的較多。 除了清管球本身變形外，指示器本身不靈活也是普遍問題。A平臺用的3種指示器如下，見圖2：

圖2 A平臺用的三種指示器

比較3種指示器，以A平臺到FPSO-N海管發球指示器相對比較靈活好用。需要通過更多的實踐比較，才能進一步選型，找到更合適更靈活好用的通球指示器。

4.3 不同型號收發球器的開關門

開關一次麻煩耗時，而且密封易漏，經常換墊子，需要進一步優化。

4.4 V1閥門進口格柵Bar情況

由于流程需要減輕收球時沖擊，一般會在球來后，開一部分V1，但流體也會影響球的走向，設計上有的安裝有格柵Bar，有的沒有，為保險起見再需要檢查確認，以免在部分開關時導致卡清管球，隨后在年度停產大修拆開檢查確認有Bar，隨后倒流程時，操作人員就心里就有底了，有利去通球作業的順暢操作。

4.5 工藝流程和作業施工上的一些問題

發球的頻次：通過對收發清管球的損壞程度和清理出來的雜質，以及隨后大防腐檢測，從而確定合理的頻次。

流速的推薦：一般推薦控制在1～2.5m/s，但B平臺流速大于2m/s以上，沖擊比較大，可以計算清管球到達時間減一些產量，或適當開V1，并安排多個人手在不同閥門位置倒閥門，減少沖擊，C平臺流量低于1m/s，又在V3閥門處翹頭可能，這樣流程開關就可以和收B平臺球不一樣，從而確保清管球順利進入“籠子”。

收發球流速控制：應該采用“兩頭慢中間快，熱身和軟著陸”的方式，讓清管球順利通過管管膨脹彎、基盤管匯（PLEM）基盤管匯、柔性立管等，減少收球時的沖擊，有時需要降產部分高含水井才達到目的。球進清管球前速度控制，如開前圖中主閥門V1來分流。

不同球的破碎壓力：一般泡沫球的破碎壓力是75psi，但在實際應用中還需要看每一個清管球的說明書，了解具體數據，不同型號差別很大，需要做到心中有數，才能實際作業中做好控制和應急處理準備。

清管球快到達和到達后的判斷：主要綜合以下幾個方面：1）累積流量；2）壓力變化（上漲5～10psi）；3）指示器；4）聲音；5）含水：清管球進入豬籠前會引起含水下降，進入豬籠后含水會快速上升等。壓力和含水都是可以在電腦監控畫面看到的。 當然每次都那么明顯，需要綜合起來判斷。

記錄和基礎資料的完善統一：隨著通球作業深入，資料比以前完善很多，尤其是最近統計、開發專用記錄表，已經開始有專門人員統一收集管理，以便大家查閱、參考、學習，應用。基礎資料包括：1）收發球器資料；2）清管球；3）海管包括基盤管匯、立管等；4）海管生產參數；5）豬籠；6）指示器；7）收發球記錄，總結，照片；8）程序和應急；9）收發球工藝知識等；10）工作JSA和工作前檢查表。

計劃和應急方案的完善：雖然每次通球作業前都已經有操作程序和應急方案，但每次都不會100%如計劃那樣，每次都會有或多或少，或大或小，意想不到的問題，“收球要謹慎”，最后開門收球時，在收球器的壓力表顯示為零后，仍要等待10～15min，謹慎開啟收球器快開門取清管球，外部油田在此階段致人傷亡的案例提醒我們隨時都要警惕，不能大意。需要實戰積累和理論結合，不斷總結提升，施工中尤其要做好球卡中間的處理問題，事前做好充分預防和應急準備。

總之，A平臺作為油田海管清管的“探路先鋒”，擔負該油田清管作業的試驗工作，為油田的清管工作積累經驗。對A平臺所進行的收、發清管球操作做初步回顧研究，分析研究這些通球作業，對于處理海管通球作業中遇到的問題、優化通球作業施工有很大的借鑒意義，也有利于進一步提高海管的管理水平。