摘要 随着我国海底管道服役时间的延长，由于腐蚀老化、海浪冲刷、渔民作业等原因，海底输油管道泄漏事故逐年增加。本文论述了一种海上油气管道干法维修技术及工程应用情况。
关键词 海底管道；维修工艺；干法维修
中图分类号 TB53 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0114-01
截止到2010年，我国海域铺设的海底管道已超过3?000 km。“十二五”银行门期间，仅中海油在油气生产、沿海天然气管网、LNG（液化天然气）输送等管道建设规模都将达到15?000 km。但是，随着在役管道服役时间增长、海浪冲刷、船舶起抛锚作业、拖网捕鱼、操作不当、落物冲击、介质腐蚀等原因，海上油气管道的损伤或泄漏事故也在逐年增加。仅2010～2011年就发生了2起海管破损事故，修复费用高达几千万元人民币，同时还对海上油气田生产产生了直接影响。
国际上许多著名的专业公司都拥有海上油气管道维修作业的能力和成功工程案例，如美国的
State Oil、挪威的PipeCare等公司。国外掌握着海上油气管道修复专利技术和装备，对我国只提供技术服务，不出售专利技术装备，设置技术壁垒。2002年之前，国内海上油气管道维修工作只能委托国外专业工程公司进行，或与国外专业工程公司联合开展，国内公司仅初步掌握了海底管道湿法维修技术。 2002年10月，由国内海上专业工程公司牵头完成的国家“863”计划水下干式管道维修系统课题，于2006年野葛根提取物11月在海上试验成功，打破了国外技术垄断。其创新技术成果包括主作业舱及配套装备、水下开孔封堵设备、高压焊接工艺技术与自动焊接设备、水下专用配套机具设备等。我国海上油气管道干法维修有了突破性进展。 1 基于干式舱的海上油气管道干法维修系统组成与工作原理
1.1 系统组成
基于干式舱的海上油气管道干法维修系统主要是针对我国渤海海域浑水环境条件，海上油气管道干法维修作业系统。由主作业舱系统、配套高压焊接技术与装备系统、密封封堵技术与装备系统、水下作业机具设备系统等组成。其中主作业舱是海底管道维修创造干式环
境的重要装备系统之一，包括：干式舱本体结构、H型外框架、水下脐带系统、脐带终端系统、干式舱液压系统、供配电系统、供配气系统、综合监控系统、照明系统、摄像系统、通讯系统等。
1.2 工作原理
对海上油气实施干法维修作业前，操作人员需通过声纳系统、水下电视监控系统以及DGPS系统将干式舱 吊装引导置海底管道损伤部位并安装就位，然后向舱内充入略大于水深压力的高压气体将水排出，形成稳定的高压干式环境，为对海底管道进行焊接修复提供条件，如图1所示。
2 关键技术与干法维修工艺
傅科摆图片2.1 系统关键技术
60米以浅海域（以潜水作业极限深度为界），关键技术报告：
1）主作业舱干式环境的形成与60米水深结构密封技术。
2）潜水及生命支持保障系统。
3）破损段油气管道切割封堵技术。
4）水下高压干式焊接技术。
2.2 干法维修工艺技术（工艺步骤）
海上油气管道泄漏点位置的确定是整个维修作业的前提。海上作业是通过声纳、高灵敏度磁探仪以及常规潜水检测等方法对海底管道所在路由位置进行定位，通过DGPS对海底管道漏点位置进行检测以确定泄漏点的精确位置。
在进行维修作业前，首先要对作业管段的外表面进行清理，包括附属水生物、污泥、管道配重混凝土层、保温层、防腐层等。
维修过程中要采用一段新的管道替代破损管道，因此焊接操作前需对旧管道进行切割操作。为了防止管道切割后海水在压力作用下进入管道且在焊接过程中不受管内油液影响，需在泄漏点两端实施带压开孔作业，然后将管道封堵器送入管道进行封堵。
操作人员通过Seaking DFP声纳系统、水下监控系统以及DGPS系统，通过吊机对干式舱进行吊装作业，引导干式舱H型框架就位于待修管道，然后利用H型框架上的液压位置微调系统使干式舱本体与管道实现精确定位。关闭舱门后通过橡胶密封圈泄漏点两端的管道实施密封操作。
启动位于甲板的空气压缩机通过脐带缆向舱内注入高压压缩空气将水排出舱外，从而营造出干式高压环境。
潜水员进入干式舱利用金刚石绳锯机对管道进行切割操作。然后安装坡口加工设备对管道端部进行坡口加工。取出替换管道，采用外对口器将新管道与待修管道组对，保证组对间隙符合自动焊接要求后进行定位点焊。最后潜水员取出自动焊设备并进行安装调试。以上工作完成后，潜水员暂时撤离干式舱。
不良资产管理系统干式高压焊接作业由船上焊工通过焊接电弧视频监视设备遥控操作完成。利用UT/ACFM等NDT检验技术对焊后管道进行焊接质量评估。
为了进一步确认整条海底管道再无其它泄漏点，需对修复后的海底管道进行整体试压检验。
3 干法维修技术应用
水下干法维修技术具有应用范围广、维修作业快捷、维修质量高、水下作业安全可靠，并且修复后的管道完整性好等优点。自2006年11月国内专业公司研究并海试成功后，凭借其技术优势，已在我国渤海曹妃甸11油田海底电缆检测复位工程中成功应用。
2006年12月，渤海湾曹妃店油田海底电缆被过往船锚拉至泥面以上，涉及长度约1千米。为进一步评估评估和确定这条海底电缆的安全性和使用风险，油公司委托国内专业公司进行电缆调查评估。由于曹妃店海域水质混浊，水下可见度非常低，在这种海况下，如采用潜水员探摸和水下录像的调查方式不可能提供可靠的信息。最终选取水下干法维修系统进行电缆调查评估，通过水下主作业舱内摄像系统对电缆状态进行了数据采集。
该项目的成功实施，有效的证实了海上干法维修技术在我国渤海湾水质浑浊下工程应用的可行性。
4 结论
海上油气管道干法维修技术，特别是在水质浑浊、能见度非常低的渤海湾，能有效解决海
远红外烘干炉上油气管道的快速维修作业问题。该技术是一项高投入、高风险、高科技的海洋系统工程，对我国海洋石油水下油气管道应急维保具有极其重要的意义。
参考文献
[1]刘春厚,潘东民,高峰.海底双重保温管道水下修复工程实例gu10灯头[J].中国海上油气(工程),2003,15(6):1-4.
[2]房晓明.海底管线干式维修技术[J].哈尔滨工程大学学报,2008,07:651-657.
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