渤海海域海底管道應急搶修備件存儲策略

成二輝 韓長安 梁光輝 趙百龍 劉振宇

（海洋石油工程股份有限公司)

0 概述

中海石油 （中國）有限公司在渤海海域現有100多條海底管道，全長4000 km以上，其中80%以上為油氣輸送管道。由于各種原因，海底管道存在著各種不同的安全風險問題，如設計不合理、超齡服役、管理不當、船舶起拋錨作業、海上工程作業、拖網捕魚、沖刷以及操作不當、落物沖擊、介質腐蝕等，這些因素都可能造成海底管道損傷或泄漏。

海上油氣管道一旦出現事故，其修復難度、修復風險、修復周期以及相關成本，比起陸上油氣管道要大得多，而其對環境造成的影響也相對較大。

海底管道的應急搶修的有效實施離不開維修備件，而維修備件的到貨情況直接影響了搶修進度。

1 搶修備件存儲的必要性

眾所周知，任何一個搶修項目的實施都離不開相應的施工材料，海底管道的維修也是如此。目前，海管應急搶修備件基本依賴進口，國內供應能力不足或加工精度及質量不能保證。以東方1－1登陸氣管線為例，2007年11月6日發生事故，歷時48天才恢復生產，造成損失上億元。維修之所以歷時較長，主要原因是當時沒有任何應急維修備件儲備，國內只能加工技術含量較低、維修施工周期較長的旋轉法蘭和焊頸法蘭，且這些工件加工耗時也很長。為保證海底管道搶修的順利實施，很有必要建立搶修備件的存儲機制，儲備一定規格數量的搶修備件。

2 搶修備件選型

搶修備件的選擇主要取決于維修方案的選取。海底管道的維修總體來講有兩種方法：一種是對海管泄漏點的封堵，另一種是對海管損傷段的更換。

可根據海管維修的兩種主要方法來選取備件。備件的選型主要是卡具類和連接件。對于卡具的選型主要考慮卡具的內徑尺寸以及卡具可承受的壓力；對于連接件主要考慮連接件的尺寸、壓力等級、壁厚、材質和設計使用壽命等。

卡具類產品主要包括機械管卡、結構管卡、臨時修復管卡等；連接件主要包括機械連接器、球形法蘭、旋轉法蘭、焊頸法蘭等，如圖1～圖6所示。

圖1 機械管卡

圖2 結構管卡

圖3 國產機械管卡

圖4 機械連接器

圖5 球形法蘭

圖6 旋轉法蘭

3 備件配置原則及適用條件

針對渤海海域海管現狀進行備件的存儲。渤海海域海管的直徑從50.8～812.8 mm，尺寸多樣；壓力等級從1.034～10.342 MPa，壓力等級不一。海管結構包括單層保溫配重管、單層配置管、單層管、雙層管等，結構不一。渤海海域海底管道水深范圍在50 m以上。備件的存儲作為預防性的措施應充分考慮海管維修的各種可能，備件的配置應做到最少、最優、最大化覆蓋。

備件的配置應滿足以下三種維修條件： (1)一處穿孔泄漏的維修； (2)一處變形損傷，需要更換一段海管的維修； (3)一條管道同時存在一處穿孔泄漏和一處變形損傷的海管維修。

3.1 穿孔泄漏備件存儲

單層管直接安裝一套封堵卡具；對非外力損傷的雙層管在外管或內管上安裝一套封堵卡具，如圖7所示。

圖7 一處穿孔泄漏的維修

3.2 更換管段備件存儲

在海管受損長度較小、只需更換一段的情況下，維修時需要兩個機械連接器、一個旋轉法蘭和一個球法蘭。圖8為更換一段管段的修復方法。

圖8 一處穿孔泄漏的維修 （更換一段管段）

3.3 更換較長管段備件存儲

在海管受損長度較長、需更換兩段管段的情況下，維修時需要兩個機械連接器、兩個旋轉法蘭、一個球法蘭和一個RTJ法蘭。圖9為更換兩段管段的修復方法。

圖9 更換較長管段維修 （更換兩段管段）

3.4 備件存儲原則

由前面分析可知，對于每一種規格的海管只需要儲備一套封堵卡具、兩個機械連接器、一個球法蘭、兩個旋轉法蘭和一個RTJ法蘭就可以滿足三種維修條件。

對于相同管徑、不同壓力等級的管線，安裝壓力等級高的管線儲備備件，壓力等級低的管線可以使用相同尺寸的壓力等級高的備件，使用的時候需要成套使用。對于法蘭材質的選擇，相同規格不同材質的管線儲備法蘭安裝管材材質等級高的儲備法蘭，以滿足強度要求以及焊接等要求。

對于存儲的備件采用渤海海域共享的原則。為了滿足搶修項目的順利實施，搶修備件應該集中存儲，海域共享，使用之后及時補充。

4 幾個技術問題及探討

問題一：海管局部試壓。

海底管道完成搶修后往往急于恢復生產，恢復生產之前又需要對維修質量進行檢驗。通常采用管線試壓來進行檢驗。對于長距離海底管線的試壓時間往往很長，生產方難以接受。為了解決這個矛盾，可以推廣使用局部試壓墊圈，對維修位置進行局部試壓，試壓通過即可滿足投產條件，可以大大節省工期。

問題二：管線壁厚不同。

由于海底管道不同材質、不同壓力等級、不同腐蝕余量等原因，管線的壁厚選擇也往往不相同。對于同種規格不同壁厚的管線選擇法蘭壁厚成為難題。建議法蘭采辦時要求廠家保留足夠的原始壁厚，根據事故海管的壁厚臨時進行加工，以保證備件的匹配。

問題三：管線規格數量多不能全覆蓋。

海管搶修備件往往資金投入較大，但作為儲備其利用程度又較低，這就決定了不能夠每種規格的海管都儲備備件。建議根據完整性管理海管風險評估的結果對高風險管線進行備件存儲，以減少備件存儲量，盡可能保證高風險海底管道的安全。

5 結束語

目前，中海石油 （中國）有限公司已經儲備了部分的海底管道應急備件，渤海海域海底管道應急搶修備件的儲備工作已經起步。隨著備件存儲工作的不斷進行，抵御海底管道風險的能力也越來越強。