海底管线应急堵漏方案

2014-03-23李晓磊黄敢谢协民王贤成中海石油中国有限公司湛江分公司

油气田地面工程 2014年4期

李晓磊黄敢谢协民王贤成中海石油（中国）有限公司湛江分公司

海底管线应急堵漏方案

李晓磊黄敢谢协民王贤成中海石油（中国）有限公司湛江分公司

在进行某海上油田单点系泊系统水下检验时发现该油田至FPSO海管基盘附近短接有漏点。根据ROV操作的要求设计出超半圆海管临时堵漏夹具，并在泄漏点上方的夹具位置开出了缺口，以保证夹具能通过海管外径。该方法可推广运用于其他工作压力低于1000KPa、漏点为局部点蚀的工艺管道。利用该ROV设备与方法进行120m水深海管堵漏作业，从发现泄漏点到完成临时堵漏并恢复油田生产仅用了3d时间，减少了因等待饱和潜水设备动员到位期间的产量损失，取得了很好的经济效益。

海底管线；ROV；简易夹具；应急堵漏；设计

在进行某海上油田单点系泊系统水下检验时发现该油田至FPSO海管基盘附近短接有漏点。由于漏点位于水深120m的海底，常规空气潜水和氦氧潜水都无法到达该深度，需要用饱和潜水才能进行维修作业。由于当时饱和潜水设备资源紧缺，动员至少需要两个星期，长时间的停产，将给公司造成巨大的经济损失。经研究分析，自行设计加工了一套简易夹具，利用正在油田作业的ROV设备及相关人员，成功地完成了海管临时堵漏[1]，使海上油田恢复了生产。

1 技术参数和泄漏点位置

某海上油田海底管线为14″×10″双层保温管，长度为2.5km，海域水深约120m。海底管线的特性参数见表1。

海底管线通过膨胀弯与水下基盘连接，连接处的管线为一段850mm长的10″单层管。在这段单层管上，距离基盘连接法兰190mm的位置有一段环形焊缝，泄漏点刚好是在距离焊缝25mm处，位于管线10点钟位置，孔径约3mm。

2 应急堵漏方案

针对泄漏点位置，做了以下分析：①泄漏点处于焊缝旁边，为一个直径约3mm的小孔，结合漏点附近测厚数据，确认漏点由点状腐蚀造成；②该处的海管离海底距离1.2m，不需要进行吹泥挖坑，就可以用夹具进行堵漏修复；③该段海管属于单层管，由于海管表面温度高，基本没有海生物附着，有利于用堵漏夹具修复。

表1 海底管线特性参数

根据以上分析判断，很快就确定了采用注脂管卡修复海底管线的方案。但该泄漏点位置的水深为120m，只有饱和潜水才能进行海管维修作业。但经联系得知，最近的饱和潜水设备动员至少需要两周的时间，意味着该油田要停产18天左右，将造成巨大的产量损失。考虑到现场正在进行ROV作业，设想用ROV进行应急修复。

经了解得知国外有利用ROV修复海底管线的案例，但需专为ROV操作定制的维修管卡，ROV专用维修管卡一般为液压驱动，重量大、管卡比较长（一般都在1m以上），一时难以找到与漏点短接长度匹配的ROV专用维修管卡。对海管泄漏点进行仔细分析，认为可以尝试加工简易堵漏夹具，用ROV操作进行海管先期临时堵漏，等待饱和潜水设备到位后再用注脂管卡进行永久性修复。

3 堵漏夹具的设计及优化

现场作业的ROV具备海管测厚、水下照明、视频监控及手柄能旋转等功能。因此夹具在满足堵漏要求的前提下，要求尽量简单，夹具安装到位后只要一个简单的拧紧动作就可完成堵漏[2]。根据ROV操作的要求设计出超半圆海管临时堵漏夹具，并在泄漏点上方的夹具位置开出了缺口，以保证夹具能通过海管外径。

3.1 临时堵漏夹具设计特点

（1）堵漏夹具必须便于加工制作，不需要做模具，只要简单的机械加工便可完成。

（2）堵漏夹具必须便于安装，通过ROV简单的夹持和按压就能就位，ROV机械手松开后不会滑动移位，而且能够进行微调。

（3）堵漏夹具必须便于上紧，通过ROV机械手简单的动作便能达到紧固要求。

（4）堵漏夹具安装后的密封能满足正常生产工况的要求，为下一步进行永久性堵漏方案争取时间。

3.2 海管堵漏夹具的试验与优化

堵漏夹具在加工完成后，首先在与海管短接相同管径的管线上进行试验，针对出现的稳定性差、夹持力度不够、ROV机械手操作不方便等问题，进行了一系列的优化改造，增加了弹簧预紧机构、辅助预紧手轮、调整杆和活动节胶套等结构，确保堵漏一次性成功[3]。

改进后的堵漏夹具如图1所示，整体外形为超半圆状。通过夹具压缩弹簧产生一定的挤压预紧力，确保夹具在安装到位后不发生偏移和走动。在堵漏夹具安装到位后，ROV拉动预先安装在预紧轮上的钢丝绳，进行简易夹具的预紧定位，调整杆的作用是在夹具进行径向调整位置时方便ROV操作。活动节胶套能确保ROV在上紧螺杆时用力均匀，防止夹具移位。

图1 改进后的堵漏夹具

4 堵漏作业实施

在模拟测试成功后，开始对海管泄漏点进行临时堵漏作业。由于海管泄漏点位置离海底还有1.2m左右高度，因此首先是下放一个支撑架到该位置以保证ROV能够有一个较平稳的支撑座；接着对泄漏点周围进行轻微打磨处理；再按照设定的安装方案顺利地将临时堵漏夹具安装到位。试压到800kPa没有发现泄漏，随后海上油田恢复生产，至此圆满地完成了本次海管应急堵漏维修作业。