海底管道施工技术研究.doc

海底管道施工技术研究
摘要：海南8块海底管道工程是辽河石油勘探局重点项目，在认真研究分析了国内外海底管线施工技术的基础上，结合辽河海域的特殊海况及潮汐特点，经过多次调研论证，制定了一整套施工技术方案，经过精心组织、合理安排施工顺序、合理配备施工机具、人员，在保证安全、保证质量、保证进度的条件下，顺利完成海南8块开发海工建设海底管道工程。
关键词：海底管道管道发射导向器浮托海上组对海
底挖沟
海南8块位于辽东湾北部滩海地区，共有8口油气井，用dn50海底管道输送至人工岛。渤海湾海域经常出现5～6级的大风天气，施工受风力的影响很大，对施工带来困难和危险。
1施工工艺技术综合比较
海底管线的铺设方法主要有两种：一种是拖管法，一种是铺管船法，其中铺管船法适合于水深5米以上海域作业，且需要有一整套施工机具和船舶与之相配合；拖管法是采用陆岸预制成段、轨道小车发送、拖轮拖至指定海域沉管就位的施工方法。而辽河油田为滩海油田，特别是近岩海域，水深小于2m，铺管船无法进入，根据辽河滩海海域满潮为水、落潮为滩的这一特性，确定海底管线在海上运输采用拖管法，采用吃水浅、分体式作业船担任海底管道在海上拖航和焊接任务。
2施工工艺主要内容
2.1海底管道陆地预制针对现场600米×14米的狭长预制场地研究并确定了每500米段的预制方法。将单管组对焊接，确定100m最佳穿入长度，将100m工作管穿入100m套管之中，再实现5个100m管段与锚固件的整体焊接，再经试压通球。试压合格后的500m管段进行整体吊装到发送轨道的发送小车上。现场管线整体吊装采用5台吊装设备从管段一端吊起并分段交替将管段放置到小车上。500m管段发送入海采用吊管机通过吊带，吊拉管段前部缓慢前行，通过前置导向器发送入海，在管段尾部通过钢丝绳和卷扬机调解发送速度。小车在导向器前与管线脱离后掉入小车回收装置回收小车。
2.2海底管道海上焊接在500m管段上均布绑扎一定数量的浮桶利用涨潮时进行拖航，到达预定位置后，将管道固定在临时固定桩上并解除浮桶，使管道下沉至泥面。焊接作业船将两根管段对接端头吊起后再进行焊接，经探伤检测并防腐后再次沉至泥面，整体后，采用后挖沟、自然回淤方式埋设管道，进行海底管道试压吹扫工序，最后注入氮气等待其投产运行。
3施工新工艺技术
3.1100m管段穿管工艺在陆上预制100m管段穿管这个环节，由于工程预制场地较为狭小，海上管道施工还需要集中拖管，采取两个100m管段的内、外管在预制平台上互换位置焊接预制，待4个100m单层管段全部预制完毕即可同时穿管。
3.2防腐层在穿管过程防护技术穿管过程中，100m管段内、外管环缝没有采用传统所使用的扶正块，而是在内管管端多圈单层缠绕8#铁丝，保护内管前进端的防水帽及防腐保温层，在外管管端设置引入管，然后在每根内管管材中间部位再缠绕8#铁丝，避免因管线重力自然弯曲造成下部保温层划伤或划破，并在穿入过程不断涂抹适量黄油于内外管易摩擦部位，利用这种方法，既加快了穿管速度又保证了穿管质量。
3.3外管死口焊接无半瓦工艺实际预制过程发现，将5个100m内管所有焊接死口焊接完毕后，采用机械依次纵向移动5个100m外管，便可实现外管与外管的单道环缝焊接，而不存在半瓦焊接。
3.4500m管段吊装工艺经技术人员对管线弯曲允许值计算和经验丰富的起重工对吊装工序深入研究后，制订了由5台吊装设备吊装的《500m管段吊装方案》，即管线吊装分5次进行，吊点间距≤20m，吊高≤1m，从500m管线一端吊起上发送轨道，轨道与管线过渡的接触部位采用软体保护，5台设备再顺序前移至第二处吊装段，依次类推完成500m管段吊装上发送轨道。
3.5导向器新结构应用技术陆上预制场地建设在双台子河口西航道西侧，河道内涨、落潮流速最大可达5～6节，在管道下水过程中，由于水流的作用将使处于水中的管道弯曲变形较大，直接影响到管道发送下水。为了保证管道发送下水安全，经施工技术人员多次研究，决定对导向器结构进行改造，即保持三组承重充气轮胎结构不变，在导向器前段和后段分别安装横向导向轮和侧向导向轮，同时对导向器基础及侧向受力部位进行改造，在实际使用中效果很好。
3.6导向器没入水中发送管道工艺此海域水涨、落速度均约为0.6m/h，在管线发送下水的过程中，保证管线的安全是至关重要的。根据潮位和潮速，制订了管线发送下水方案，即在涨潮水位半浸没导向器时开始发送管线下水，以管线8m/min下水速度计算，约1小时即可把500m管线发送完毕，此时导向器也将全部浸没于潮水中。
3.7海管发送小车回收工艺海管发送时小车均布于发送轨道上每10米1个，小车行至发送轨道端部进入与发送轨道成30度角的回收轨道后与管段脱离，靠下滑力延回收轨道滑入回收坑的回收平台，靠弧形导向档板改变