导管架内部立管及结构件拆除方法探究

王 玮* 吴业卫 刘 丰 韩 旭

（海洋石油工程股份有限公司）

0 前言

立管是海底管道系统的一部分，也是海上油气平台输送原油、天然气等介质的重要通道，某些海上油气生产平台，为了保证立管的生产安全，避免遭受船舶碰撞等外力的破坏，将立管安装在导管架的内部，但是这样的设计方案也给后续的立管及结构件的拆除工作带来了困难[1]。

安装在导管架内部的立管及结构件拆除的常规施工方法需要借助上部平台结构做导向，进行分段拆除，这种施工方法受到上部平台的作业空间的影响，通常流程较长、效率较低。

本文通过对导管架内部立管及结构件拆除方法进行研究，创新地提出利用重力锚作为水下导向，借助浮吊通过水下导向将立管进行分段切割，并使用倒链组从导管架内部倒运出来，实现导管架内部立杆接结构件的拆除回收作业。该方法在项目中进行了实际应用，证明该立管拆除方法可以大幅提高施工效率。

1 导管架内部立管及结构件拆除方法

1.1 常规的导管架立管及结构件拆除方法

常规的导管架立管拆除方法是对立管进行分段切割[2]，在平台甲板布置多组倒链，利用倒链组将切除的立管短节从水面以下转移到水面以上，从而离开导管架内部，再由浮吊吊机吊至甲板，具体施工方法如下：

（1）在拆除立管的上部，平台承重梁上选取合适位置安装倒链组；

（2）根据立管法兰和上部平台甲板间的操作空间，确定每段切割的立管长度；

（3）将上方倒链和立管连接，并对立管从上部至下部分段进行切割；

（4）立管第一段切割完毕后，收紧倒链组，切割后的立管短节重量完全转移至倒链；

（5）拆除立管承重卡子，继续收紧倒链，将立管短节提升至可以通过倒链组移除的高度，如图1 所示；

图1 导管架内部立管短节通过倒链组转移

（6）通过倒链组将立管短节转移出导管架，最终由浮吊吊机连接钢丝绳卸扣吊离平台，如图2 所示；

图2 导管架内部立管短节通过吊机倒出平台

（7）重复上述步骤，直至将立管及结构件全部拆除，并移除导管架内部；

（8）最后将拆除的立管回收至主作业船主甲板，再进行二次切割（一般采用破坏性切割），切割成适合的长度，方便运输、固定及存放。

在立管上部平台承重梁上安装倒链组，并通过倒链组接力进行立管短节的转移，可以将立管短节转移出导管架内部，这是常规立管拆除方法。但是立管上部平台甲板通常布置了大量的生产设施，操作空间受限，影响倒链组的布置。同时也会影响立管分段切割的长度和转移效率。而且安装倒链组时，需要在平台甲板上焊接多组吊耳，还需要进行大量的焊接及现场恢复工作，所以常规的施工方法操作流程较多，而且施工效率较低。

1.2 导管架内部立管及结构件拆除新方法

导管架内部立管的拆除工作，关键是要将分段切除后的立管短节转移出导管架，并最终由浮吊吊机完成回收工作，常规方法是通过倒链组利用平台下部空间将立管短节的向水面以上转移。考虑到导管架内部空旷，而且生产设施较少，可以在水下利用导管架的内部空间进行立管短节及结构件的向水下转移，以重力锚作为导向，在潜水员和浮吊吊机的配合下，转移出导管架内部，具体施工方法如下：

（1）根据导管架的内部空间，尤其是要考虑导管架内部拉筋的分布情况，确定立管每段切割的长度；

（2）切割顺序为从立管下部至上部，确定立管第一段的切割长度后，在第一段立管切除点上方导管架拉筋上安装倒链，并收紧倒链，该倒链组承担切除后的立管短节重量；

（3）在水下设计位置安装重力锚，重力锚上方配置滑车导向，并将拖拉钢丝绳穿过滑车，拖拉钢丝绳一端与浮吊吊机相连，另一端与第一段立管切除短节相连。拖拉钢丝绳经过重力锚配置的滑车导向，可以提供近似水平的拖拉力，可以有效地实现立管切除短节从导管架内部转移；

（4）进行第一段立管短节的切割，同时进一步收紧倒链，确保倒链可以承担切除后的立管短节重量；

（5）第一段立管短节的切割完成后，通过倒链下放立管短节，同时通过吊机收紧拖拉钢丝绳，立管短节在倒链和拖拉钢丝绳的相互作用下，逐步导出导管架，如图3 所示；

（6）立管短节导出导管架内部后，放松拖拉钢丝绳和倒链，将立管短节放置在海床，断开拖拉钢丝绳及倒链和立管短节的连接；

（7）由潜水员水下连接吊机和立管短节，吊机将切除后的立管短节回收，如图4 所示；

（8）重复上述操作可以使立管逐段切除，并通过倒链下放配合使用拖拉钢丝绳将切除后的立管短节转移出导管架，吊机将切除后的立管短节回收；

图3 切除后的立管短节进行转移

图4 吊机完成立管短节回收

（9）对于最后一段立管短节，需要在上部平台甲板安装一组倒链，进行最后一段立管的下放及倒出工作，如图5 所示；

图5 最后一段立管短节的拆除

（10）最后将拆除的立管回收至主作业船主甲板，再进行二次切割（一般采用破坏性切割），将立管切割成适合的长度，方便运输、固定及存放。

立管新拆除方法是通过利用导管架水下内部空旷空间，有效提高立管切割长度，解决平台上部空间受限问题，减少倒链组布置，及后期平台甲板焊接使用后现场恢复工作。新方法相比常规的施工方法操作更便捷，而且施工效率较高。

2 施工过程关键点

本文提供了一种有效的导管架内部立管及结构件新型拆除方法，施工过程中应着重注意一些细节处理，主要包括以下几个方面。

2.1 拆除前三维立体模拟介入

在立管及结构件切割拆除前，由于导管架内部结构复杂，立管附近结构件较多，需要通过三维模拟软件将整个导管架及内部立管结构件进行模拟建模，这样可以清晰地了解立管所在内部结构及情况，可为后续切割及吊装回收做好准工作，以免造成附近结构件的破坏。

2.2 立管切割长度及位置选择

根据三维模拟建模情况，选择立管切割的长度及位置，以免造成与附件其他结构件碰撞或者卡住等情况，有效提高水下施工的成功率，避免多次返工[3]。

2.3 重力锚水下布置

水下重量锚布置及选取更为关键，位置布置需要满足以下几个要求：保证重量锚与导管架、施工船吊机距离合理；选取好重量锚与导管架内部立管合适角度，确保立管顺利从导管架内部导出；选取好施工船吊机与重量锚角度，确保导向对立管有效回收。

2.4 回收过程安全措施

导管架内部立管及结构物回收过程涉及多个倒链组传递，倒链型号选取及绑扎过程需要重复确认，避免传递过程中切割的立管及结构件脱落及损伤其他结构件。吊机吊装回收过程中，潜水员要远离切割的立管及结构件观察回收状态，避免潜水员受伤。

3 结论

将切割后的立管分段倒出导管架内部是立管拆除的关键，传统的拆除方案是利用在上部平台甲板布置倒链组，通过倒链组传递，逐步将切割后的立管短节转移出导管架，该方法受到操作空间的限制，施工效率较低。

本文以重力锚作为水下导向，有效地利用导管架内部空间，使用拖拉钢丝绳通过水下导向将立管进行分段倒出导管架，常规拆除方法相比有许多优势。

（1）由于不受平台上部空间限制，且导管架内部空间较大，切割的立管时可操作空间大，因此，选取立管切割的长度可根据现场情况尽量加长，切割段数将会较少，改变了施工方法，效率大幅提升。

（2）切割后的立管回收路径，经过导管架内部，从导管架底部，海床上部回收，避免对平台上部重要结构件造成损坏，导管架内部水下部分结构件相对较少，且为非重要部件，其安全性更有保证。

（3）以重力锚布置作为水下导向，同时吊机配合操作，对切割后的立管回收更为简便，灵活性和可操作性更强。

（4）倒链组主要集中布置在水下，减少了平台甲板吊点布置和焊接工作，省去了大量的后期平台甲板焊接使用后现场恢复工作，也降低了对甲板结构梁的破坏程度。

这些导管架内部立管及结构件拆除的施工的特点，在常规项目中非常少见。通过该方法在项目中的实际应用，证明该立管拆除方法可以在很大程度上提高施工效率，同形成了一套完整的施工流程，对后续同类工程项目有着重要的参考意义。