海底石油管道修复安全风险控制

赵宝玉* 胡振国 崔占明 刘 丰

（海洋石油工程股份有限公司）

0 前言

随着海洋石油工业不断发展，海上石油管道越来越多。近年来，因船舶起抛锚、挖沙等作业不当施工造成管线变形、损坏的情况屡见不鲜，影响了油田的正常生产，需要及时对受损管线进行修复。受损管线的修复通常涉及到潜水、吊装、切割、焊接等多项作业，整个过程中存在的不确定性因素也很多，因此管线修复作业是一项风险系数较高的作业。

1 海底石油管道修复流程

海底石油管道修复的一般性流程包括：（1）前期调查，确定管线损伤位置、受损状态；（2）陆地准备，包括修复方案制定、工机具准备等工作；（3）挖沟暴露管线；（4）受损管段切除；（5）管道起吊；（6）管线端头焊接法兰；（7）连接管段预制；（8）连接管段水下对接。经过上述步骤后，受损管段的更换修复工作完成，但仍需要对管线进行整体试压，合格后方可再次投入使用。

2 海底石油管道修复风险分析及控制措施

对海底石油管道修复流程中存在的主要风险点及预防控制措施进行简要分析。

2.1 前期调查

管线受损后，首先要进行现场调查，找到受损点的位置，并勘测管线的受损程度和状态。现场调查一般由潜水员水下探摸和声呐设备检测来完成。

潜水员携带 USBL 探摸管线，找到受损位置并打点记录管线偏离设计路由的位置及范围；确定损伤管段长度及水下切割点位置，并做好标记。

该此过程的风险主要为潜水作业风险，包括脐带绞缠、通讯中断、供气中断、设备故障、海生物等对潜水员造成的伤害等。

风险控制措施为：（1）潜水作业前应检查潜水设备，确保其正常工作；（2）潜水员作业时应佩戴切割工具，防止被渔网等障碍物缠绕；（3）潜水作业过程中保持有效沟通；（4）现场配备预备潜水员和潜水医生，进行有效监护，在紧急情况下第一时间进行救援；（5）清除可能影响到潜水员的海生物，防止其对潜水员造成伤害。

2.2 挖沟暴露管线

管线挖沟是为了清除管线上的淤泥，便于挂扣起吊。挖沟作业一般由作业船拖拽挖沟机完成。

挖沟作业的主要风险是挖沟机碰撞海底管线，对管线造成损坏。

风险控制措施为：（1）在作业过程中，挖沟机应严格按照设计速度行进，在挖沟机倾角过大时应及时调整其姿态，避免因挖沟机偏离管线路由而刮碰管线，造成损坏；（2）作业过程中应保持挖沟机悬浮在管线正上方，不得接触泥面和管线，以免损坏管线。

2.3 受损管段切除

管线暴露后，要对受损管段进行切除工作，以便于更换新的管道。切割管线时一般使用水下冷切割设备，如钻石线切割机。设备安装时一般需潜水员协助，必要情况下还要在设备安装位置开挖作业坑，为设备安装留出空间。

该过程的主要风险包括以下2 种。

（1）火灾或爆炸

风险控制措施为：为了防止管线内有残余油气导致火灾或爆炸，管线应采用冷切割方式进行切割。

（2）切割设备安装时对潜水员造成伤害

风险控制措施为：a）设备安装过程中潜水员应注意站位，避免在吊装物下方；b）潜水员出水后方可进行管线切割作业。

2.4 管线起吊作业

管线切割后，需要在管线断开面两端焊接法兰。法兰焊接需要在水上进行，因此要分别将管线的两个端头起吊至作业船甲板。

管线起吊作业的主要风险包括以下4 种。

（1） 吊索具选型不合理。主要风险控制措施为：a）管线起吊计算要考虑管线吸附力、管线内溶液等因素对吊装力的影响；b）吊索具选型时要要据规范要求，保证有充分的安全系数。

（2） 吊点强度不足、舷吊、吊耳焊接不牢固质量问题影响。风险控制措施为：a）吊点设计要合理，并保证强度有充分的安全系数；b）吊耳焊接后进行无损检测，保证焊接质量。

（3）起吊重量明显比设计数值偏大。风险控制措施为：起吊质量明显比设计数值偏大时应停止吊装作业，重新对吊装力进行核算，并根据复核值选择满足安全系数的吊索具。

（4）现场作业条件恶劣，影响吊装。风险控制措施为：在合适的天气窗口进行吊装作业，建议作业条件为风速≤10 m/s,浪高≤1 m，天气窗口不少于40 h。

2.5 管线端头焊接法兰

法兰焊接过程中存在的主要风险包括以下3 种。

（1）作业场所周围存在易燃、易爆气体或物品，导致火灾或爆炸。风险控制措施为：a）作业前进行气体检测，确保无易燃易爆气体或含量处于安全范围内；b）作业过程中使用气体检测仪进行不间断的环境监测；c）对作业场所周围易燃、易爆物质进行有效隔离；d）作业现场配备应急消防器材。

（2）漏电，触电。风险控制措施为：a）施工前对设备进行绝缘测试；b）施工人员配备合格的个人保护设备；c）施工人员按照操作规程施工。

（3） 气割作业导致火灾或爆炸，氧气与乙炔安全距离不够。风险控制措施为：a） 使用合格的施工设备；b）施工人员具备相应资质；c）作业现场配备消防器材及监火员；d）对作业场所周围易燃、易爆物质进行有效隔离；e）氧气瓶和乙炔瓶应保持6 m 以上的安全距离，并且与热源必须保持至少10 m 以上的安全距离。

2.6 连接管段预制

管线端头焊接法兰后将管线重新放回海底，然后需要预制一段新的直管段来连接受损管线的两端。管道预制前，潜水员需要在水下测量两片法兰间的距离，从而确定预制连接管段的长度。

该过程主要的风险包括：潜水作业和焊接作业。相应风险与控制措施请参照2.1 节潜水作业风险和2.5节焊接作业风险中的措施。

2.7 连接管段水下对接

连接管段预制完成后，将其吊装下水，潜水员在水下对接法兰，完成管线修复工作。该过程中存在的主要风险为：潜水员挤伤、碰伤。风险控制措施为：a）潜水员作业过程中时刻关注周围环境，保持合理站位，避免在狭窄区域工作；b）作业过程中潜水员与水面指挥人员要保持良好沟通；c）避免交叉作业。

潜水作业其他风险可参照2.1 节。

3 结论

本文简要叙述了石油管道修复平管起吊作业流程，对施工中存在的风险进行了分析，并给出了相应的预防及应对措施，以保证海底石油管道安全修复，可为类似工程提供经验借鉴。