海底石油管線鋪設(shè)中的維護和檢測方法
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【摘要】針對海底石油管線的維護和檢測工作的難點與亮點進行了研究，分析了石油管線鋪設(shè)和工作中存在的主要問題，并在此基礎(chǔ)上提出了具有針對性的檢測和維護措施，可供類似工程參考。
【關(guān)鍵詞】石油管線；管線鋪設(shè)；海底管線檢測
1海底石油管線維護和檢測的難點與亮點
1.1海底石油管線維護和檢測難點分析
1）質(zhì)量要求高。不管是海底石油管道的鋪設(shè)施工，還是海底石油管道投產(chǎn)后的維護工作，都對質(zhì)量具有較高的要求。但海底環(huán)境較為復(fù)雜，給相應(yīng)的維護和檢測工作帶來了較大的困難。而且海洋管道質(zhì)量事故發(fā)生后，其維修工作也比較困難，甚至比陸地管道的維修工作難度更大。因此，對于海洋石油管線鋪設(shè)及使用中的維護和檢測工作而言，必須要確保工程質(zhì)量，從而滿足工程質(zhì)量要求。2）施工環(huán)境多變。海洋石油管線施工主要有拖管法和鋪管船法2種方法。鋪管船法施工，海況變化劇烈且迅速，需要躲避較大的風浪，對相應(yīng)施工工作的開展造成了較大的困難。3）施工組織復(fù)雜。海底石油管線施工需要有岸上基地進行統(tǒng)一調(diào)控，船舶以及測量點定位的確定，都需要依靠岸上調(diào)度的緊密配合，需要進行海陸聯(lián)合組織施工工作。
1.2海底石油管線維護和檢測亮點分析
對于海底石油管線鋪設(shè)及使用中的維護和檢測而言，海底管道的技術(shù)是其中的重要內(nèi)容。截至2018年，海底管道鋪設(shè)技術(shù)的發(fā)展已取得了卓越進步，例如，突尼斯至意大利的海底管道，海水最深達到608m，并且克服了海山隧道；英國北海油田的海底管道，水深逾1000m。我國在長距離海底管道建設(shè)方面也取得了較大的進步，如海南島南部海中管道直接穿過南中國海到香港，長度778km?；诋斍跋冗M的海洋管道技術(shù)進行相應(yīng)分析和研究，是本次研究的一大亮點。
2海底石油管線鋪設(shè)及使用中存在的主要問題分析
2.1工程質(zhì)量問題
在海底石油管線鋪設(shè)中，工程質(zhì)量問題的存在必然會影響到相應(yīng)海管線路的正常使用，導致在實際使用過程中出現(xiàn)各種管道問題，給相應(yīng)的維護和檢測工作帶來了較大的困難。
2.1.1工程施工難度較大
海底管道鋪設(shè)施工具有工期短、投產(chǎn)快等優(yōu)點，但是其施工難度相對較大。1）由于海底環(huán)境較復(fù)雜，需要考慮的實際因素也較多，其設(shè)計標準遠遠高于陸地管道。2）海底管道的鋪設(shè)施工主要借助鋪管船完成，尤其是對于大管道而言，具有較高的施工難度[1]。
2.1.2水下作業(yè)難度較大
在水下作業(yè)方面，由于部分水域的能見度較低，實際施工工作開展難度較大，相應(yīng)檢測工作開展不到位的問題普遍存在，一些細小的施工問題難以得到及時發(fā)現(xiàn)和治理，最終導致細小問題的擴大，造成了更大的危害。工程施工建設(shè)難度大給工程的管理工作帶來了較大的困難，再加上管材選擇等方面，都是當前海底管道工程面臨的重要問題。
2.2外力損傷問題
在管道施工以及鋪設(shè)的工作過程中，外力損傷問題也時有發(fā)生，導致管道出現(xiàn)隱患問題，嚴重時還會出現(xiàn)管道泄露問題。
2.2.1管道鋪設(shè)施工中的外力損傷
在管道鋪設(shè)施工過程中，利用船只進行管道運輸時，有時會遇到較為惡劣的海洋天氣，如風浪等，這就會導致運輸過程中出現(xiàn)船只不穩(wěn)的現(xiàn)象，進而導致管材料相互之間的摩擦破損。同時，管道施工操作中也會出現(xiàn)劃傷、磕碰等問題。施工時如果沒有對管道的損傷容限進行科學計算，也會影響到最終的施工質(zhì)量和效果。
2.2.2管道使用中的外力損傷問題
船舶起拋錨作業(yè)、拖網(wǎng)捕魚碰撞、海底沖刷以及落物沖擊等外力損傷是海底石油管道使用過程中的主要外力損傷問題，極易導致管道的損傷和破壞，尤其是在近岸或河口海域地區(qū)，這些問題的發(fā)生幾率更大。
2.3管道腐蝕問題
由于海水中存在一定的微量元素，在石油開采的過程中會與石油相互融合，產(chǎn)生化學反應(yīng)進而導致油氣管道的腐蝕，但由于油氣管道現(xiàn)象在石油的開采和運輸過程中均會發(fā)生，所以油氣管道的腐蝕種類也會有所不同。一般情況下，人們往往喜歡根據(jù)腐蝕環(huán)境的不同對油氣管道進行腐蝕類型的劃分，按照腐蝕環(huán)境的不同特點，可以將油氣管道腐蝕分為化學介質(zhì)腐蝕、土壤腐蝕等多種腐蝕類型，其中，油氣管道腐蝕一般都是由于石油與海水之間的化學反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕，這種腐蝕相對來說腐蝕性較強，也難以避免，對海水產(chǎn)生了嚴重污染，也十分不利于石油的開采，如何避免管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生已經(jīng)成為當前石油開采工作人員研究的主要任務(wù)之一[2]。
2.4海底風險問題
由于海底所處環(huán)境的特殊，海底水文泥沙地貌會使石油管道產(chǎn)生泄露的風險。1）海底的泥沙會對石油管道產(chǎn)生破壞，并且海水會對石油管道產(chǎn)生一定的阻力作用，日積月累，使輸油管道發(fā)生形狀的改變，存在一定的安全隱患，并且海底輸油管道在海水的強力作用下會發(fā)生共振，增加輸油管道的開裂風險。2）海底地形比較復(fù)雜，坑洼嚴重，并且還存在一定的塌陷，在輸油管道運輸?shù)倪^程中會影響其穩(wěn)定性。增加輸油過程的安全隱患，不僅會使輸油管道在崎嶇的海底中出現(xiàn)形狀的改變，還會因為砂礫的摩擦和震蕩出現(xiàn)管道的磨損，長期的腐蝕會使輸油管道發(fā)生破裂，產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，造成油氣泄漏事件，產(chǎn)生安全事故，并且海底的魚類也會因此受到影響，嚴重影響生態(tài)平衡，不利于石油的開采。
3海底石油管線鋪設(shè)及使用中的維護和檢測方法探討
3.1強化施工質(zhì)量，開展施工檢測
我國石油屬于不可再生資源，在開采的過程中要不斷加強輸油管道的穩(wěn)定性，保證石油在開采和運輸?shù)倪^程中不會出現(xiàn)資源的浪費，為國家減少損失。在開展海底石油管線鋪設(shè)施工時，需強化工程施工質(zhì)量控制。1）在工程施工建設(shè)時建立嚴格的質(zhì)量管理機制，明確工程施工質(zhì)量要求，建立科學的工程施工管理機制，強化工程施工監(jiān)管，從而保障工程施工質(zhì)量。同時完成工程監(jiān)督機制，對每一個施工步驟進行嚴格的現(xiàn)場施工檢驗，強化工程施工質(zhì)量的監(jiān)管。2）在施工階段開展檢測工作。在工程施工結(jié)束后，及時對海底石油管線的鋪設(shè)效果及使用效果進行檢測，確保及時發(fā)現(xiàn)施工問題，并采取針對性的改進措施，不斷完善工程施工質(zhì)量，保障海底管道的使用壽命。
3.2選擇合理方法，完善檢測機制
當前海底石油管線的主要檢測方法有基于模型的檢測方法、基于知識的檢測方法以及基于信號處理的檢測方法等，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇最佳的檢測方法。例如，基于信號處理的檢測方法，其主要包括負壓波法和壓力梯度法。其中，負壓波法是進行管線泄露位置確定的主要檢測方法，通過液體密度檢測確定泄漏位置；而壓力梯度法則是利用管道壓力線性變化來開展相應(yīng)的工作。此外，還要建立一個科學合理的檢測機制，建立定期檢測與不定期抽檢相結(jié)合的檢測方式，保障能夠及時發(fā)現(xiàn)海底管線使用過程中存在的問題，并做好相應(yīng)的信息反饋工作。此外，企業(yè)應(yīng)注重成立技術(shù)團隊，進行必要的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，積極推動相應(yīng)檢測技術(shù)的進步和發(fā)展，更好地滿足管道的檢測工作需求。
3.3提高腐蝕抗性，降低維護需求
在開展管道鋪設(shè)工作過程中，應(yīng)注重做好管道的抗腐蝕保護工作，避免管道發(fā)生腐蝕問題，從而降低管道的使用年限。可以根據(jù)海洋的地形、地勢以及海水化學物質(zhì)成分等情況，來對管道進行不同的防腐蝕涂層保護。例如，可以對管道表面進行刷油漆、涂料等處理方式，來進行防腐蝕保護。再如部分管道經(jīng)常會受到海洋地質(zhì)環(huán)境條件的腐蝕，而鉛和鋅等金屬材料在相應(yīng)環(huán)境下的耐腐蝕能力更強，因此，在某些環(huán)境比較惡劣的條件下，可以利用鍍鉛和鍍鋅來做管道的保護層。此外，還可以采用厚漿型環(huán)氧型液體涂料和聚氨酯液體涂料等液體涂料，這2種液體涂料的實際應(yīng)用非常廣泛，都具有很好的保護效果[3]。
3.4防范海底風險，保證管線安全
由于海底環(huán)境的特殊，在一定程度上會對石油管道產(chǎn)生破壞，日積月累，很容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，嚴重影響海底生物的生存，破壞生態(tài)平衡，導致資源的嚴重浪費，增加石油開采成本。對于海底管道泄漏問題，基本都是焊口、閥門、法蘭連接處較多，這些部位更容易受到海底風險環(huán)境的侵蝕。并且海底管線還會受到各種其他因素的影響，如某些處于潮差或波浪破碎帶的管段，受風浪、潮流、冰凌等影響較大，尤其是對于海底的立管而言，其更容易受到破壞。所以，為了預(yù)防和減少輸油管道的漏油現(xiàn)象，一定要采取針對性的措施進行防護。例如，在進行海底石油管道鋪設(shè)施工時，可以對輸油管道進行針對性的加固，將輸油管道的外部運用特殊的材料進行包裹，從而抵御風浪、潮流等因素的侵蝕。
4結(jié)語
在海底石油開采工作中，石油管線鋪設(shè)及其使用過程中的維護和檢測工作不可忽視，因為這是保障相應(yīng)開采工作安全、高效開展的基礎(chǔ)。基于管道鋪設(shè)和維護現(xiàn)狀，需采取強化施工質(zhì)量、開展施工檢測、選擇合理方法、完善檢測機制、提高腐蝕抗性、降低維護需求等有效措施，以保護海底石油管線并合理延長其使用年限，進一步推動我國石油開采工作的進步和發(fā)展。
【參考文獻】
【1】彭偉,楊嘯,王玉偉.海底石油管線的相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用[J].無損探傷,2017（1）：44-46.
【2】彭偉.海底石油管線的相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用[J].焊接技術(shù),2017（3）：83-87.
【3】孫偉,劉帆,劉麗麗.近海捕撈作業(yè)區(qū)海底管線的定量風險評估[J].海岸工程,2017（4）：67-72.
作者：張東亮單位：渤海石油航務(wù)建筑工程有限責任公司
