海底管道应急抢修技术决策流程探讨

王志强* 成二辉 高 聪

（海洋石油工程股份有限公司）

0 概述

鉴于海上油气田的开发和生产过程是在海上进行的，海底油气管道一旦出现事故，其修复难度、修复风险、修复周期以及相关成本，比陆地的油气管道要大很多，而其对环境造成的影响以及舆论的影响也相对更大。

由于海底管道十分重要，相关部门要求每条海底管道都要制定相应的应急预案，本文对应急预案中的技术决策流程进行了探讨。海底管道的应急抢修技术决策流程分可为5 个阶段：应急准备阶段，应急处置阶段，应急抢险准备阶段，应急抢险海上实施阶段以及应急恢复阶段。具体海底管道的应急抢修流程如图1 所示。

图1 应急抢修流程

1 应急准备阶段

应急准备阶段需要做的工作包括：编制应急预案，锁定大型资源，采办存储应急抢修备件以及海底管道日常监测检测等。

海底管道应急维抢修预案的编写内容包括但不限于：海底管道的基础资料，海底管道运行资料及数据，应急响应，维修准备，数据评估，维修方法选择等内容。

海底管道应急抢修需要的大型资源包括但不限于：船舶资源（包括主作业船、配套拖轮、交通船等）；潜水设备，挖沟设备，切割设备等。

抢修设备组件的选择主要取决于维修方案的工艺要求，海底管道维修方法包括两种：一种是直接对泄漏点进行封堵，另一种是对海管损伤段进行更换。针对海管维修的方法来选取备件，包括卡具类工装以及连接件。卡具的选型时主要考虑卡具的内径尺寸以及卡具可承受的压力范围；连接件造型时主要考虑连接件的尺寸、压力等级、壁厚、材质、设计寿命等。

海底管道日常监测的检测内容包括：海底管道的巡线，海底管道外部检测以及海底管道内部检测。根据海底管道日常监测检测数据对海底管道进行评估，从而判断海底管道的状态。另外还需要进行定期的应急演练，准备充足的应急资源，随时准备应对海管发生异常情况。

2 应急处置阶段

虽然海底管道具有日常的监测以及检测，然而因为受各种影响因素的制约（比如机械外力、地质沉降等），难免会发生损伤。一旦海底管道发生意外损伤，就需要启动应急措施。首先需要查找损伤点，同时进行停产或降压操作。

如果该管道是输气管道或输油管道，则应利用直升机或者巡线船进行巡线，根据海面气泡或油花位置判断大致的损伤点位置；如果是注水管道，则需要进行置换注气，根据海面气泡位置判断损伤点位置。根据大致位置使船舶抛锚就位，管线挖沟暴露；潜水员下水进行探摸，确定损伤点的具体位置，进行标记；在查找损伤点的同时进行多方案的准备工作，并根据现场反馈的实际情况选定方案。

3 应急抢修准备阶段

3.1 损伤点评估

潜水员对管道情况进行记录并判断损伤点的类型以及损伤程度，根据损伤情况确定施工方案。损伤情况通常可分为小损伤和大损伤2 种类型。

小损伤包括小孔、小坑、小裂纹以及小变形，判断标准为海管是否能够通球，可通球的损伤定义为小损伤；大损伤包括海管断裂、大变形、大范围破坏等，不能通球可定义为大损伤，如图2 所示。

图2 海底管道操作类型

3.2 维修方案选择

根据损伤形式不同可以选择不同的维修方案，目前常用维修技术列表可见图3。维修方案选择如表1 所示。

图3 海底管道常见维修技术

表1 维修方案选择

4 抢修海上实施阶段

4.1 小损伤修复

作业坑开挖结束后，潜水员在水下使用液压圆盘锯切割水泥涂层，使用高压水自动清理设备清理防腐层，露出金属管道，并使用液压打磨机（图5）打磨海管表面使其粗糙度满足安装要求。

海底管道表面处理完成之后，吊装封堵卡具下水进行安装，在水下应用的管卡一般为机械管卡，靠螺栓紧固后实现密封，如图4 所示。

图4 管卡安装完成后的示意图

4.2 大损伤修复

损伤长度小于6 节管的管道修复时，通常使用普通的工程船进行更换损坏的海管。更换管段可采用两种形式，一种是平管起吊更换损伤段的形式。另一种是水下湿式修复，使用水下机械连接器的形式。

损伤长度大于6 节管的管道修复时，可使用铺管船重新铺设损坏的海管。首先将破损管段进行切割回收，然后使用铺管船安装原铺设阶段的模式进行重新铺设。

另外，可根据海管损伤后是否泄漏为依据选择海管停产维修或者不停产带压维修的方式。

5 应急恢复阶段

损伤点修复完成之后进行管线试压，试压通过后管线复产，船舶、人员及设备复原。

6 结论

海底管道事故具有突发性和不确定性等特点。近年来海上油气田发生了多起海底管道破损泄漏事故，因此要做好油气管道的应急维修预案是至关重要的。应急抢险的5 个阶段包括应急准备阶段，应急处置阶段，应急抢修准备阶段，抢修海上实施阶段以及应急恢复阶段等，并对其进行了探讨。