海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施.docx

海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施-1--11-海底输油管线（埕岛油田）悬空治理技术措施引言（1）根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况对海管悬空形成机理进行了分析并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。该区从1875年开始勘探在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上于1988年钻探了第1口控井——埕北12井从而发现了埕岛油田。截止目前埕岛油田已建成海底输油管线54条注水管线33条。海管悬空情况调查（2）目前通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空仅占8％管道悬空高度平均值为1.33m最大值为2.5m。大于等于2m的有16根占26％大于等于1m的有48根占79％可见冲刷的普遍。从悬空长度来统计平均悬空长度为15.1m最大30m。大于等于20m的为22根占36％；大于等于10m的有43根占70％。如果按管道初始设计埋深为1.5考虑则遭到最大冲深的管道从原海床面计算总计冲刷深度S＝e+D+h＝4.5m（其中e为埋深；D为管道直径近似取0.5m；h为冲刷后管道悬空高度）。这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。除了管道处发生强烈冲刷以外在采油平台井场范围以内也出现较严重的冲刷。海管悬空原因及模型试验（3）1海底管线悬空原因造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂大致为下述几方面：1.1建筑物存在形成的部冲刷这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围以内发生强化的水流或高速旋转的旋涡这些水流或旋涡具备较高的冲刷（挟带泥沙）能力从而在局部范围以内形成冲刷坑。冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。1.2水平管道下面的冲刷放置在海床面上的管道冲刷开始于管道与海床面之间出现一水流隧道。对于部分埋置的管道来说这种水流隧道可以因管道前后存在一定压差形成管涌而发生。当水流隧道形成后管道前后的压差使管道下的流速大于行近流速从而引起管道下的冲刷。1.3海床侵蚀引起的大面积冲刷由于埕岛油田特殊的海洋及海底地质条件本海区处于不稳定的冲淤状态根据飞雁滩1976～2022年24年断面测量5m等深线平均蚀退距离达0.19km/a海床蚀深12.6cm/a；10m等深线蚀退距离达0.10km/a海床蚀深4.7cm/a。海床调整的冲淤平衡点大致在12m到15m水深处在平衡点以上为侵蚀区在平衡点以下为淤积区这种剖面调整状态目前尚未有转缓的迹象。对于10m水深处在海管设计寿命15年内海床整体冲刷深度可达0.7m。由于该原因引起的海管淘空体现在整条海底管线上。1.4海底不稳定性引起的冲刷海底不稳定性的表现是海底表层土壤在大浪作用下发生滑移坍塌当表层土为粉砂时在暴风浪作用下土壤发生液化而使土壤抗剪强度降低从而可能造成海床一定范围以内的下降。1.5其它因素如立管支撑结构的周期性振动施工时由于受到设备、平台位置等的限制管道在平台附近的埋深于小设计所要求的埋深等因素也是引起立管悬空的一个因素。2冲刷物理模型试验实际上立管底部的悬空高度是在以上因素的联合作用下发生的单从理论上很难确定出具体的数值因此根据埕岛油田的条件及海管立管结构我们进行了冲刷物理模型试验。针对立管桩及平台支撑条件分不同情况共进行了17组试验试验结果与现场探摸结果吻合；模型试验得出立管底部的悬空长度为10m与现场探测情况存在较大的差别。原因分析及现场实测表明立管底部的最大冲刷深度在3.0m基本达到不变但悬空长度由于受多种条件的影响将来如何变化目前确定比较困难。因此在针对输油管线立管底悬空治理研究时主要仍根据实测进行。悬空治理方案分析（4）1抛砂袋结合混凝土块覆盖1.1方案描述先在悬空管道及其周围一定范围以内（主要指立管周围明显的海底冲刷坑）抛填水泥砂浆袋每个砂浆袋重约60kg。在抛填砂袋的过程当中要由潜水员对砂袋进行整理保证悬空立管底部填满砂袋。抛理砂袋完成后再在管道上用混凝土覆盖混凝土覆盖层可用小的混凝土预制块串接成网状混凝土覆盖层的密度初步确定为320kg/m2这样可提高覆盖层抗冲刷的能力又不至于对海底管道造成损坏。1.2方案优缺点优点是施工工艺及取材简单便于实施；不需要进行防腐处理；可以在管线不停产的情况下实施不影响生产；保护的范围广对同一平台周围的海底管线均可产生保护。缺点是受不确定因素的影响较多抛填的砂袋有进一步被冲刷淘走的可能造成管道的再度悬嚓因此该方法的可靠性不高；如果再次悬空覆盖的混凝土将对管道产生不利影响。2挠性软管跨接2.1方案描述将悬空立管拆除根据目前冲刷后实际的海底现状重新设计及安装立管。在立管与水平管之间跨接长度为60m的挠性软管挠性软管的规格根据具体的海管规格确定。为了