滩海油田海底注水管道施工技术探讨

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第l 9卷第 1期文章缩号： 1 0 0 2— 3 6 8 2 ( 2 0 0 0 ) 0 1— 0 0 1 2— 0 8

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2 0 0 0年3月

2 - I?滩海油田海底注水管道施工技术探讨√—

一

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里，壁 量旦张克明，钱孟祥

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(胜利石油管理局工程建设一公 . H -分公司，山东东营 2 5 7 2 3 7 )

摘要：在滩海油田首次进行海底注水管道的铺设，受其结构等因素的影响，其施 T - T _ -艺及技术性远比海底输油管道更复杂，难度更大。本文介绍了滩海油田海底_

注水管道的施工 I -艺，并对接口内防腐技术、底拖法海管拖运技术、海上接口技术及立管吊装技术傲了详细的阐述。

关键词：整查 望，中图分类号： T E 9 7:

,A

,吊装

1概

况

随着埕岛滩海油田开发的不断深入，目前，海上产能建设已进入了注水驱油阶段。

1 9 9 8年，管理局作出了在该油田铺设海底注水管道的决定海底注水管道设计为单层无缝钢管结构，材质为 X 5 6。1 9 9 8年共铺设 5条，总长 5 . 0 2 k m,总造价 4 0 0 4万元。钢管内壁涂装塞克一 5 4进r a涂料，外壁包覆 3 m m厚的聚乙烯，外加牺牲阳极保护。设计要求强度试压 2 0 MP a,稳压 2 h,严密性试压 1 6 MP a,稳压 4 h。虽然经过近几年的海上施工，我们已经积累了在滩海油田铺设海底输油管道的施工经验，但与以前不同的是，海底注水管道一改以往海底输油管道的双层管结构而采用单层

管结构，其抗风浪、挠曲能力大大减弱，设计压力却从原来的 6 . 2 5 MP a升至 1 6 MP a,焊口处还需进行内防腐层保护。这些都使得海底注水管道的施工技术更复杂，难度更大。

2施工难点分析2 . 1陆地预制

海底注水管道设计为内涂塞克一 5 4涂料。该涂料用普通喷涂作业线很难涂装均匀，且设计要求内壁清洁度达白级，锚纹深度达 2 5 . 4~6 2 . 5 m,前线施工条件根本无法满足现场涂装的需要，只能在后方预制厂单根内涂完后运至现场

组对焊接，因此，如何对焊口处 进行内防腐以及在往施工管段上焊接牺牲阳投块、浮桶绑扎环等附件时，如何采取有效的收蒋日期 I 1 8 9 8 1 1 . 1 1,修订日期： 1 9 8 9— 1 z’ 2 0

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保护措施不烧毁塞克一 5 4内涂层，成为首要问题。2 . 2海上拖航

以往海底输油管道设计为双层管结构，强度高，我们采用便于施工管段定位的表拖法 进行海上拖航。而海底注水管道设计为单层管结构，强度、抗风浪能力较低 .须采用底拖法拖航，这就给施工管段的拖航和就位带来了较大困难。 2 . 3海上接口海底注水管道采用单层管结构，挠度过大会产生严重塑性变形甚至折断，所以海上接口时，将施工管段的一端吊出海面，必须加强防护措施。2 . 4立管吊装

海底注水管道立管是一个由两个弯管平面组成的空间立体结构 .体积大，吊装困难， 如何在整体结构安全吊装的前提下，保证空间立管与水平管连接后顺利进入立管卡 .难度很大。图 l为施工工艺流程图。

图 1施工工艺流程图

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3施工技术9 . 1陆地预制技术

9 . 1 . 1管段接口内防腐技术——内衬保护套法

在把单根管焊接成蓝工管段时，为了不

烧毁塞克一 5 4内涂层，经与科研所技术合作，选用了内衬保护套法作为注水管道的内涂层保护措施。内衬保护套组合件由内保护套、 o型密封圈、焊接刚垫圈、隔热层及定位锖组成。组对时 .将它塞入焊口处，用胶密封，焊接时隔热，从而达到保护内涂层的目的。为了保证在加入内保护套后注水管道的内径不变，必须使衬有内保护套的管端内径比原管内径大，为此，我们采用了管端胀口的方法，即用胀口装置把钢管端部胀大。胀口过

程中-一方面管径变大 -壁厚有减薄的趋势，另一方面，胀头对钢管施加轴向压力，壁厚有增加的趋势。经测量 .胀口后壁厚减薄率不大于 3 ,满足设计要求。海底注水管道接口示意图如图

2。热收缩带

图

2

3 . 1 . 2管段接口焊接 I艺

焊接过程中，为了不烧毁内保护套，同时确保焊缝 x射线探

伤合格 -我们通过焊接工艺评定确定了“ C O 气体保护焊打底， C O:气体保护焊或手工电弧焊填充、盖面，并控制层间温度和焊接电流”的焊接工艺。焊接工艺参数如表 1。表 1

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3 . 1 . 3牺牲阳辊块和其他附件的安装为保证焊接牺牲阳极块和浮桶绑扎环等其他附件时，不烧毁塞克一 5 d内涂层 .我们在施工管段内充满水的状态下用小电流进行焊接，这工序可放在施工管段上水试压合格后，卸至常压时进行，无须单独另行充水，方便、省时、安全。 1 . 2海上拖航技术 8 2 . 1拖航方法海底注水管道设计为单层管结构，强度相对较低，抗海浪冲击能力较弱，因此，我们对海上拖航的各种状况进行了模拟分析 .确定采用底拖法拖航 (图 3 )。一

图

3

3 . 2 . 2浮桶配置

采用 5 6 0 X 3 6 0 0 X 3的标准浮桶，有效浮力为 7 0 0 k S/个。在旄工管

段首部 2 0 0 m左右用浮桶控制其逐渐浮起，尾部 4 0 0~6 0 0 m处用浮桶控制其负浮力为 1 0 0 N/ m。底拖法拖管最佳的浮桶配置 (引用“ P I P EL I NE 程序计算结果)见表 2裹 2

为防止 g g X9昔线因浮桶间距过大而连戚两稃桶间的管段弯曲变形过大 .对谖管城采用 5 6 0 X I a O O×3的浮桶 .有效浮力为 3 5 0,十.

3 . 2 . 3最小弯曲半径果见表 3。

引用“ P I PE L I NE”程

表

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序计算控村施工管段就位的最小弯曲半径结3 . 2 . 4拖航、就位拖航前，沿管线设计路由 使用 GP S定位系统抛设标志漂，并将管线设计路由的 GP S点坐标数据提供给主拖轮，以

序号管道规格管道最小弯曲半径 ( m)

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便协调拖管就位时主拖轮拖航轨迹同设计路由相吻合。 为使拖运管段保持直线，拖航速度不得小于 4节。主拖轮拖管线接近设计井位

时，启动拖轮 GP S系统引导拖轮沿管线设计路由拖航，并在平潮期内完成就位。 就位时，先由首部拖轮与尾部拖轮把拖运管段拉直，然后首部拖轮与尾部拖轮同时向相应的平台就位点靠近 .把拖运管段拖拉到位。若通过中部标志漂观察到拖运管段的中部与就位点相差较远，则可以用小型工程船通过中部标志漂钢丝绳将拖运管段的中部拖拉到位。 3 . 3海上接口技术

由于海底注水管道为单层管结构，工程船捞管、调管、吊放过程的应力状态较双层管复杂，因此，我们采用预设浮桶的方法改善捞管、调管、吊放过程中的应力状态，即在拖管

就位时，在拖管段首尾预留一定数量的浮桶。 3 . 3 . 1 吊点位置、浮桶数量的确定表 4。表 t

保证接口时管段受力状态良好的关键控制因素有两

个：①吊点的位置及数量 I@顶设浮桶的位置及数量。利用“ P I P EL I NE”程序计算，结果如

3 . 3 . 2 I程船的基本技术要求

①船舷至少 4个吊点，且舷长不小于 7 6 m。吊点布置合理，能自如控制起吊高度， 保证两管段吊起后管端水平，满足对口精度的 …… 此处隐藏：5126字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……