李曉磊 黃敢 謝協(xié)民 王賢成 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

海底管線應(yīng)急堵漏方案

李曉磊 黃敢 謝協(xié)民 王賢成 中海石油（中國）有限公司湛江分公司

在進(jìn)行某海上油田單點(diǎn)系泊系統(tǒng)水下檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)該油田至FPSO海管基盤附近短接有漏點(diǎn)。根據(jù)ROV操作的要求設(shè)計(jì)出超半圓海管臨時堵漏夾具，并在泄漏點(diǎn)上方的夾具位置開出了缺口，以保證夾具能通過海管外徑。該方法可推廣運(yùn)用于其他工作壓力低于1000KPa、漏點(diǎn)為局部點(diǎn)蝕的工藝管道。利用該ROV設(shè)備與方法進(jìn)行120m水深海管堵漏作業(yè)，從發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)到完成臨時堵漏并恢復(fù)油田生產(chǎn)僅用了3d時間，減少了因等待飽和潛水設(shè)備動員到位期間的產(chǎn)量損失，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

海底管線；ROV；簡易夾具；應(yīng)急堵漏；設(shè)計(jì)

在進(jìn)行某海上油田單點(diǎn)系泊系統(tǒng)水下檢驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)該油田至FPSO海管基盤附近短接有漏點(diǎn)。由于漏點(diǎn)位于水深120m的海底，常規(guī)空氣潛水和氦氧潛水都無法到達(dá)該深度，需要用飽和潛水才能進(jìn)行維修作業(yè)。由于當(dāng)時飽和潛水設(shè)備資源緊缺，動員至少需要兩個星期，長時間的停產(chǎn)，將給公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)研究分析，自行設(shè)計(jì)加工了一套簡易夾具，利用正在油田作業(yè)的ROV設(shè)備及相關(guān)人員，成功地完成了海管臨時堵漏[1]，使海上油田恢復(fù)了生產(chǎn)。

1 技術(shù)參數(shù)和泄漏點(diǎn)位置

某海上油田海底管線為14″×10″雙層保溫管，長度為2.5km，海域水深約120m。海底管線的特性參數(shù)見表1。

海底管線通過膨脹彎與水下基盤連接，連接處的管線為一段850mm長的10″單層管。在這段單層管上，距離基盤連接法蘭190mm的位置有一段環(huán)形焊縫，泄漏點(diǎn)剛好是在距離焊縫25mm處，位于管線10點(diǎn)鐘位置，孔徑約3mm。

2 應(yīng)急堵漏方案

針對泄漏點(diǎn)位置，做了以下分析：①泄漏點(diǎn)處于焊縫旁邊，為一個直徑約3mm的小孔，結(jié)合漏點(diǎn)附近測厚數(shù)據(jù)，確認(rèn)漏點(diǎn)由點(diǎn)狀腐蝕造成；②該處的海管離海底距離1.2m，不需要進(jìn)行吹泥挖坑，就可以用夾具進(jìn)行堵漏修復(fù)；③該段海管屬于單層管，由于海管表面溫度高，基本沒有海生物附著，有利于用堵漏夾具修復(fù)。

表1 海底管線特性參數(shù)

根據(jù)以上分析判斷，很快就確定了采用注脂管卡修復(fù)海底管線的方案。但該泄漏點(diǎn)位置的水深為120m，只有飽和潛水才能進(jìn)行海管維修作業(yè)。但經(jīng)聯(lián)系得知，最近的飽和潛水設(shè)備動員至少需要兩周的時間，意味著該油田要停產(chǎn)18天左右，將造成巨大的產(chǎn)量損失?？紤]到現(xiàn)場正在進(jìn)行ROV作業(yè)，設(shè)想用ROV進(jìn)行應(yīng)急修復(fù)。

經(jīng)了解得知國外有利用ROV修復(fù)海底管線的案例，但需專為ROV操作定制的維修管卡，ROV專用維修管卡一般為液壓驅(qū)動，重量大、管卡比較長（一般都在1m以上），一時難以找到與漏點(diǎn)短接長度匹配的ROV專用維修管卡。對海管泄漏點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)分析，認(rèn)為可以嘗試加工簡易堵漏夾具，用ROV操作進(jìn)行海管先期臨時堵漏，等待飽和潛水設(shè)備到位后再用注脂管卡進(jìn)行永久性修復(fù)。

3 堵漏夾具的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

現(xiàn)場作業(yè)的ROV具備海管測厚、水下照明、視頻監(jiān)控及手柄能旋轉(zhuǎn)等功能。因此夾具在滿足堵漏要求的前提下，要求盡量簡單，夾具安裝到位后只要一個簡單的擰緊動作就可完成堵漏[2]。根據(jù)ROV操作的要求設(shè)計(jì)出超半圓海管臨時堵漏夾具，并在泄漏點(diǎn)上方的夾具位置開出了缺口，以保證夾具能通過海管外徑。

3.1 臨時堵漏夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）堵漏夾具必須便于加工制作，不需要做模具，只要簡單的機(jī)械加工便可完成。

（2）堵漏夾具必須便于安裝，通過ROV簡單的夾持和按壓就能就位，ROV機(jī)械手松開后不會滑動移位，而且能夠進(jìn)行微調(diào)。

（3）堵漏夾具必須便于上緊，通過ROV機(jī)械手簡單的動作便能達(dá)到緊固要求。

（4）堵漏夾具安裝后的密封能滿足正常生產(chǎn)工況的要求，為下一步進(jìn)行永久性堵漏方案爭取時間。

3.2 海管堵漏夾具的試驗(yàn)與優(yōu)化

堵漏夾具在加工完成后，首先在與海管短接相同管徑的管線上進(jìn)行試驗(yàn)，針對出現(xiàn)的穩(wěn)定性差、夾持力度不夠、ROV機(jī)械手操作不方便等問題，進(jìn)行了一系列的優(yōu)化改造，增加了彈簧預(yù)緊機(jī)構(gòu)、輔助預(yù)緊手輪、調(diào)整桿和活動節(jié)膠套等結(jié)構(gòu)，確保堵漏一次性成功[3]。

改進(jìn)后的堵漏夾具如圖1所示，整體外形為超半圓狀。通過夾具壓縮彈簧產(chǎn)生一定的擠壓預(yù)緊力，確保夾具在安裝到位后不發(fā)生偏移和走動。在堵漏夾具安裝到位后，ROV拉動預(yù)先安裝在預(yù)緊輪上的鋼絲繩，進(jìn)行簡易夾具的預(yù)緊定位，調(diào)整桿的作用是在夾具進(jìn)行徑向調(diào)整位置時方便ROV操作?；顒庸?jié)膠套能確保ROV在上緊螺桿時用力均勻，防止夾具移位。

圖1 改進(jìn)后的堵漏夾具

4 堵漏作業(yè)實(shí)施

在模擬測試成功后，開始對海管泄漏點(diǎn)進(jìn)行臨時堵漏作業(yè)。由于海管泄漏點(diǎn)位置離海底還有1.2m左右高度，因此首先是下放一個支撐架到該位置以保證ROV能夠有一個較平穩(wěn)的支撐座；接著對泄漏點(diǎn)周圍進(jìn)行輕微打磨處理；再按照設(shè)定的安裝方案順利地將臨時堵漏夾具安裝到位。試壓到800kPa沒有發(fā)現(xiàn)泄漏，隨后海上油田恢復(fù)生產(chǎn)，至此圓滿地完成了本次海管應(yīng)急堵漏維修作業(yè)。

5 結(jié)論

該簡易堵漏夾具采用了超半圓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于加工制作，并極大地降低了安裝難度，就位到泄漏管線之后只需要做簡單的旋緊動作便可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急堵漏。該方法可推廣運(yùn)用于其他工作壓力低于1000kPa、漏點(diǎn)為局部點(diǎn)蝕的工藝管道。

利用該ROV設(shè)備與方法進(jìn)行120m水深海管堵漏作業(yè)，從發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)到完成臨時堵漏并恢復(fù)油田生產(chǎn)僅用了3天時間，減少了因等待飽和潛水設(shè)備動員到位期間的產(chǎn)量損失，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。

本次利用簡易夾具進(jìn)行深水海底管線堵漏的成功嘗試，創(chuàng)造性地解決了生產(chǎn)中出現(xiàn)的難題。

[1]包銀祥．新型地面管線堵漏裝置[J]．油氣田地面工程，2011，30（10）：95-97.

[2]孟軍政．石油天然氣管道泄漏的快速封堵[J]．油氣田地面工程，2009，28（7）：83-84.

[3]江龍強(qiáng)．管道封堵?lián)屝藜夹g(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2011（2）：100-103.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.052