海底石油管線鋪設(shè)中的維護(hù)和檢測(cè)方法

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【摘要】針對(duì)海底石油管線的維護(hù)和檢測(cè)工作的難點(diǎn)與亮點(diǎn)進(jìn)行了研究，分析了石油管線鋪設(shè)和工作中存在的主要問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上提出了具有針對(duì)性的檢測(cè)和維護(hù)措施，可供類(lèi)似工程參考。

【關(guān)鍵詞】石油管線；管線鋪設(shè)；海底管線檢測(cè)

1海底石油管線維護(hù)和檢測(cè)的難點(diǎn)與亮點(diǎn)

1.1海底石油管線維護(hù)和檢測(cè)難點(diǎn)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(hù)工作，都對(duì)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(hù)和檢測(cè)工作帶來(lái)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(duì)于海洋石油管線鋪設(shè)及使用中的維護(hù)和檢測(cè)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(fēng)浪，對(duì)相應(yīng)施工工作的開(kāi)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(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，船舶以及測(cè)量點(diǎn)定位的確定，都需要依靠岸上調(diào)度的緊密配合，需要進(jìn)行海陸聯(lián)合組織施工工作。

1.2海底石油管線維護(hù)和檢測(cè)亮點(diǎn)分析

對(duì)于海底石油管線鋪設(shè)及使用中的維護(hù)和檢測(cè)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(jìn)步，例如，突尼斯至意大利的海底管道，海水最深達(dá)到608m，并且克服了海山隧道；英國(guó)北海油田的海底管道，水深逾1000m。我國(guó)在長(zhǎng)距離海底管道建設(shè)方面也取得了較大的進(jìn)步，如海南島南部海中管道直接穿過(guò)南中國(guó)海到香港，長(zhǎng)度778km?；诋?dāng)前先進(jìn)的海洋管道技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)分析和研究，是本次研究的一大亮點(diǎn)。

2海底石油管線鋪設(shè)及使用中存在的主要問(wèn)題分析

2.1工程質(zhì)量問(wèn)題

在海底石油管線鋪設(shè)中，工程質(zhì)量問(wèn)題的存在必然會(huì)影響到相應(yīng)海管線路的正常使用，導(dǎo)致在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)各種管道問(wèn)題，給相應(yīng)的維護(hù)和檢測(cè)工作帶來(lái)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(diǎn)，但是其施工難度相對(duì)較大。1）由于海底環(huán)境較復(fù)雜，需要考慮的實(shí)際因素也較多，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(duì)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(jiàn)度較低，實(shí)際施工工作開(kāi)展難度較大，相應(yīng)檢測(cè)工作開(kāi)展不到位的問(wèn)題普遍存在，一些細(xì)小的施工問(wèn)題難以得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治理，最終導(dǎo)致細(xì)小問(wèn)題的擴(kuò)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(lái)了較大的困難，再加上管材選擇等方面，都是當(dāng)前海底管道工程面臨的重要問(wèn)題。

2.2外力損傷問(wèn)題

在管道施工以及鋪設(shè)的工作過(guò)程中，外力損傷問(wèn)題也時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致管道出現(xiàn)隱患問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)管道泄露問(wèn)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(guò)程中，利用船只進(jìn)行管道運(yùn)輸時(shí)，有時(shí)會(huì)遇到較為惡劣的海洋天氣，如風(fēng)浪等，這就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)船只不穩(wěn)的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致管材料相互之間的摩擦破損。同時(shí)，管道施工操作中也會(huì)出現(xiàn)劃傷、磕碰等問(wèn)題。施工時(shí)如果沒(méi)有對(duì)管道的損傷容限進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，也會(huì)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(wèn)題

船舶起拋錨作業(yè)、拖網(wǎng)捕魚(yú)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(guò)程中的主要外力損傷問(wèn)題，極易導(dǎo)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(wèn)題的發(fā)生幾率更大。

2.3管道腐蝕問(wèn)題

由于海水中存在一定的微量元素，在石油開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)與石油相互融合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致油氣管道的腐蝕，但由于油氣管道現(xiàn)象在石油的開(kāi)采和運(yùn)輸過(guò)程中均會(huì)發(fā)生，所以油氣管道的腐蝕種類(lèi)也會(huì)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(duì)油氣管道進(jìn)行腐蝕類(lèi)型的劃分，按照腐蝕環(huán)境的不同特點(diǎn)，可以將油氣管道腐蝕分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、土壤腐蝕等多種腐蝕類(lèi)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(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕，這種腐蝕相對(duì)來(lái)說(shuō)腐蝕性較強(qiáng)，也難以避免，對(duì)海水產(chǎn)生了嚴(yán)重污染，也十分不利于石油的開(kāi)采，如何避免管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生已經(jīng)成為當(dāng)前石油開(kāi)采工作人員研究的主要任務(wù)之一[2]。

2.4海底風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題

由于海底所處環(huán)境的特殊，海底水文泥沙地貌會(huì)使石油管道產(chǎn)生泄露的風(fēng)險(xiǎn)。1）海底的泥沙會(huì)對(duì)石油管道產(chǎn)生破壞，并且海水會(huì)對(duì)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(qiáng)力作用下會(huì)發(fā)生共振，增加輸油管道的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。2）海底地形比較復(fù)雜，坑洼嚴(yán)重，并且還存在一定的塌陷，在輸油管道運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)影響其穩(wěn)定性。增加輸油過(guò)程的安全隱患，不僅會(huì)使輸油管道在崎嶇的海底中出現(xiàn)形狀的改變，還會(huì)因?yàn)樯暗[的摩擦和震蕩出現(xiàn)管道的磨損，長(zhǎng)期的腐蝕會(huì)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(yú)類(lèi)也會(huì)因此受到影響，嚴(yán)重影響生態(tài)平衡，不利于石油的開(kāi)采。

3海底石油管線鋪設(shè)及使用中的維護(hù)和檢測(cè)方法探討

3.1強(qiáng)化施工質(zhì)量，開(kāi)展施工檢測(cè)

我國(guó)石油屬于不可再生資源，在開(kāi)采的過(guò)程中要不斷加強(qiáng)輸油管道的穩(wěn)定性，保證石油在開(kāi)采和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)資源的浪費(fèi)，為國(guó)家減少損失。在開(kāi)展海底石油管線鋪設(shè)施工時(shí)，需強(qiáng)化工程施工質(zhì)量控制。1）在工程施工建設(shè)時(shí)建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理機(jī)制，明確工程施工質(zhì)量要求，建立科學(xué)的工程施工管理機(jī)制，強(qiáng)化工程施工監(jiān)管，從而保障工程施工質(zhì)量。同時(shí)完成工程監(jiān)督機(jī)制，對(duì)每一個(gè)施工步驟進(jìn)行嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)施工檢驗(yàn)，強(qiáng)化工程施工質(zhì)量的監(jiān)管。2）在施工階段開(kāi)展檢測(cè)工作。在工程施工結(jié)束后，及時(shí)對(duì)海底石油管線的鋪設(shè)效果及使用效果進(jìn)行檢測(cè)，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題，并采取針對(duì)性的改進(jìn)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(cè)機(jī)制

當(dāng)前海底石油管線的主要檢測(cè)方法有基于模型的檢測(cè)方法、基于知識(shí)的檢測(cè)方法以及基于信號(hào)處理的檢測(cè)方法等，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇最佳的檢測(cè)方法。例如，基于信號(hào)處理的檢測(cè)方法，其主要包括負(fù)壓波法和壓力梯度法。其中，負(fù)壓波法是進(jìn)行管線泄露位置確定的主要檢測(cè)方法，通過(guò)液體密度檢測(cè)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(lái)開(kāi)展相應(yīng)的工作。此外，還要建立一個(gè)科學(xué)合理的檢測(cè)機(jī)制，建立定期檢測(cè)與不定期抽檢相結(jié)合的檢測(cè)方式，保障能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)海底管線使用過(guò)程中存在的問(wèn)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(tuán)隊(duì)，進(jìn)行必要的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，積極推動(dòng)相應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，更好地滿足管道的檢測(cè)工作需求。

3.3提高腐蝕抗性，降低維護(hù)需求

在開(kāi)展管道鋪設(shè)工作過(guò)程中，應(yīng)注重做好管道的抗腐蝕保護(hù)工作，避免管道發(fā)生腐蝕問(wèn)題，從而降低管道的使用年限。可以根據(jù)海洋的地形、地勢(shì)以及海水化學(xué)物質(zhì)成分等情況，來(lái)對(duì)管道進(jìn)行不同的防腐蝕涂層保護(hù)。例如，可以對(duì)管道表面進(jìn)行刷油漆、涂料等處理方式，來(lái)進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。再如部分管道經(jīng)常會(huì)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(qiáng)，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(lái)做管道的保護(hù)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(shí)際應(yīng)用非常廣泛，都具有很好的保護(hù)效果[3]。

3.4防范海底風(fēng)險(xiǎn)，保證管線安全

由于海底環(huán)境的特殊，在一定程度上會(huì)對(duì)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(yán)重影響海底生物的生存，破壞生態(tài)平衡，導(dǎo)致資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，增加石油開(kāi)采成本。對(duì)于海底管道泄漏問(wèn)題，基本都是焊口、閥門(mén)、法蘭連接處較多，這些部位更容易受到海底風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境的侵蝕。并且海底管線還會(huì)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(fēng)浪、潮流、冰凌等影響較大，尤其是對(duì)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(duì)性的措施進(jìn)行防護(hù)。例如，在進(jìn)行海底石油管道鋪設(shè)施工時(shí)，可以對(duì)輸油管道進(jìn)行針對(duì)性的加固，將輸油管道的外部運(yùn)用特殊的材料進(jìn)行包裹，從而抵御風(fēng)浪、潮流等因素的侵蝕。

4結(jié)語(yǔ)

在海底石油開(kāi)采工作中，石油管線鋪設(shè)及其使用過(guò)程中的維護(hù)和檢測(cè)工作不可忽視，因?yàn)檫@是保障相應(yīng)開(kāi)采工作安全、高效開(kāi)展的基礎(chǔ)?；诠艿冷佋O(shè)和維護(hù)現(xiàn)狀，需采取強(qiáng)化施工質(zhì)量、開(kāi)展施工檢測(cè)、選擇合理方法、完善檢測(cè)機(jī)制、提高腐蝕抗性、降低維護(hù)需求等有效措施，以保護(hù)海底石油管線并合理延長(zhǎng)其使用年限，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)石油開(kāi)采工作的進(jìn)步和發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】彭偉,楊嘯,王玉偉.海底石油管線的相控陣檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].無(wú)損探傷,2017（1）：44-46.

【2】彭偉.海底石油管線的相控陣檢測(cè)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(zé)任公司