渤西油气处理厂搬迁中的起平管对接技术

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(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

渤西油气处理厂搬迁项目需要新建2条海底管线，2条海底管道海上部分各33 km。2条管线的近岸段8.4 km均由天津俊昊公司进行施工，剩余2段24.6 km海上部分由海洋石油工程股份有限公司施工。由于工期较紧，天津俊昊公司从登陆点向平台方向施工，海油工程从平台向登陆点方向施工，最后在KP24.6处使用起平管的方式进行对接[1-2]。使用起平管对接的方式，保证了甲方要求的完工点[3]。

1 项目背景

渤西油气处理厂是渤西油田群联合开发的下游工程，位于天津市塘沽区西沽潮音寺西南，距海上渤西油田群约46.5 km。该项目新建1条12″的46.5 km从歧口18-1平台到陆上处理厂的单层水泥配重输气管道，其中海底管道长约33 km，陆上管道长约13 km。鉴于甲方要求的完工点，考虑到在QK18-1平台侧终止铺设的难度，采用登陆段和海上段同时施工在KP24.6处进行起平管对接，该处海图水深为2.5 m，施工主作业船为海洋石油工程股份有限公司的滨海105船。

该船总长80 m，型宽23 m，型深5.0 m，干舷高度2.5 m，船舶吊机主钩吊重200 t。

2 施工准备

2.1 起吊计算分析

为选择合适的施工设备、工机具，在进行起平管对接前，需要进行计算分析，一般包括：

1)起管及对接过程中舷吊的受力及强度分析；

2)起管及对接过程中管道的强度分析；

3)船舶起吊、下放过程分析。

2.2 施工准备

1)根据计算分析选择合适规格的施工设备，施工设备主要包括：绞车、舷吊、滑轮(滑轮组)、钢丝绳、卡环、吊带、浮袋等。

2)根据计算报告进行舷吊和甲板布置，将舷吊焊接在BH105船侧，并在设备出海前完成甲板焊接固定、预调试工作，渤西油气处理厂搬迁项目舷吊在甲板的布置，见图1。

图1 滨海105甲板舷吊布置示意(单位：m)

2.3 辅助工作

1)在进行海管铺设时，考虑2.5 m水深处，海管S弯段长度较水平长度增加量X(本项目为1.2 m)，海管铺设时重合长应大于2X(不包含封头长度)，同时考虑潜水员水下施工空间以及探摸海管方便，建议重合部分海管间距在1～3 m之间；

2)为缩短海上施工时间，最后一根海管的水泥涂层应进行环切，水泥涂层环切的间距建议取0.5 m，切割时不应破坏管体及3LPE层，见图2。

图2 海管水泥涂层环切示意(单位：mm)

3)进行悬吊系统连接。通过悬吊、滑车等，将绞车与钢丝绳按图3所示进行连接，绞车需要焊接固定在甲板上，焊缝应进行磁粉检验，确保焊接固定质量。

图3 舷吊系统示意

4)在作业船舷侧，焊接两根工字钢，用于搭建脚手架作业面；

5)绞车等设备现场调试，确保施工设备运转正常；

6)施工设备还应包括：船舶定位系统、潜水设备、焊接设备、检验设备、节点涂覆设备、脚手架等。

3 施工步骤

1)BH105船在GPS系统的辅助下在KP24.6处两条管线的弃管封头上方就位；

2)潜水员下水沿管线进行管线探摸，并在定位设备上打点，确定海管在海底的具体情况，如位置、是否被淤泥覆盖、海管重合长度等, 如吊点位置海管被淤泥覆盖，应进行清理；

3)根据图4确定悬吊B和悬吊2的吊点位置后，确定悬吊A和悬吊1的位置；

图4 吊点位置示意(单位：m)

4)潜水员下水安装吊带，吊带安装误差建议为±1.0 m，并与悬吊钢丝绳连接；

5)启动绞车。绞车牵引力达到1 t时，保持绞车张力，检查吊点位置，如需要，可进行微调；

6)滨海105船沿海管前后移船，使钢丝绳垂直入水；

7)启动绞车。按照计算报告逐步将海管起至水面以上约2 m；

8)架子工在船侧搭建脚手架，建立焊接、检验、防腐操作平台后，使用水泥涂层切割锯等工具，去除海管上的水泥涂层以及3LPE层；

9)切割两端封头以及多余部分海管，并进行端部表面以及坡口处理；

10)按照海管铺设程序，进行海管组对、焊接、检验、防腐；

11)架子工拆除脚手架；

12)按照计算结果逐步将海管下放至海底；

13)在海管下放过程中，为释放海管应力及避免海管悬空，BH105船应向外侧移船，移船距离一般为对接节点至海底平面的垂直高度；

14) 海管下放到海底后，潜水员应下水检查海管状态，确保海管完好，无涂层破损、无悬空；

15)潜水员水下打点，记录下放后的海管走向，为后续施工提供基础数据。

4 施工注意事项

1)海管组对、焊接应选择在高平潮开始时进行，尽量在落潮前完成焊接工作，可确保海管焊接质量；

2)海管起管到位后，应增加海管临时固定措施，以确保作业安全；

3)如由于海管铺设误差，两条海管距离较大，可以选取使用悬吊方法，将一端海管提起，进行搬管作业，向另一端靠近，以满足对接要求。

5 结论

起平管对接即将两段海管的对接部分分别起至水面上后，进行焊接、下放的施工方式，这种施工方式较为简单、安全、经济，在渤海湾等一般浅水区域应用前景较为广阔，可以推广应用于海底管道修复等施工。

[1] 高 原，焦冬梅，桂 津.大管径海管水面对接技术[J].中国造船,2008,11,49(增2):569-574.

[2] 汤立军.浅水海管对接技术的新应用[J].石油与装备，2013,12(53)：70-72.

[3] 朱 庆.埕岛油田海底管道修复施工技术探讨[J].船海工程，2014，43(4)：114-116.