機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用探討

高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用探討

高 亮

海洋石油工程股份有限公司安裝公司

機械壓力接頭連接技術的應用，使復雜的管道連接工序變得簡單、快捷、方便，是管道非焊接連接技術的又一進步。雖然目前在國內機械壓力接頭應用并不廣泛，但是憑借著其眾多的優點，在未來一定會在海洋工程和船舶領域得到更為廣泛的應用，進一步加強對其的研究非常有必要。基于此本文分析了機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用。

機械壓力接頭；海洋石油平臺；應用

1、機械壓力接頭優點

在以往海洋石油平臺上會常常用電法蘭連接，但是法蘭又使用限制：在海洋石油平臺上，管道與法蘭連接處一般采用焊接連接。但在特定條件下，管道連接不允許使用焊接連接方式，例如部分管線進行防腐處理后，不能再次動火(鍍鋅管線、內涂塑管線等)；部分管線預制、安裝，特別是維修時，有空間限制。而機械壓力接頭的應用能很好的解決以上問題，在國外應用實例很多。

機械壓力接頭有以下幾大優點：

(1)施工工藝簡化。管道焊接連接方法，工序較多，效率低；機械壓力接頭不涉及焊接，更沒有對連接處進行無損檢驗，施工工人使用專用的液壓工具將管子端部插入到壓力接頭中，然后根據管線施工圖紙中的尺寸對管線進行下料施工。(2)提高工作效率，縮短施工工期施工程序簡單，可以使管線的預制、安裝更加快捷、方便，極大的節省施工工期，提高管線在預制、安裝時的場地使用率，節約施工資源及施工時間。(3)人力、物力投入少，耗能低。焊接管道連接方法的多道施工工藝，造成大量技術工人的占用、各種焊接設備的使用、焊材電能等的大量消耗、檢驗人員設備的投入，耗能相對較高。而對于機械壓力接頭連接形式，普通操作人員通過短時間的技術培訓即可掌握滾壓開槽的技術，耗能較低。(4)減少特殊工種對人造成的損傷，更加環保。在應用上可避免明火作業、焊接、焊口拍片作業對施工人員的身體損傷，同時減少對環境的污染，是一種清潔無毒無污染的新型施工方法。

2、機械壓力接頭密封原理

機械壓力接頭連接原理是在2根即將連接管線的端口處，外部套密封卡套，該卡套上設置2個壓緊環，壓緊環與卡套為整體構造，在卡套外部設置一個壓緊機構。在連接時由液壓工具對該壓緊機構施加力，通過壓緊機構對密封卡套擠壓加力，使卡套壓緊環縮小產生形變，擠壓在即將連接的管線外部，與管線外表面產生過盈配合，從而實現密封效果(圖1)。

圖1 機械壓力接頭密封原理

機械壓力接頭也有其明顯的局限性。機械壓力接頭不能進行維修；超高壓、大尺寸的機械壓力接頭的應用還有待于研究開發；在施工中精度要求較高，必須使用切管機進行管線切割保證管線垂直度90°±2°，打磨切口內外表面，去除毛刺保證光滑；在維修時，被維修管線破損段被移走，同時將兩端安裝有機械接頭的短管放置到修理位置，這樣可能的泄漏點就由兩個增加到4個。

3、機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用意義

海洋工程結構因常年在海上工作，工作環境極為惡劣，除受到結構的工作載荷外，還要承受風暴、波浪、潮流引起的附加載荷以及海水腐蝕、砂流磨蝕、地震或寒冷地區冰流的侵襲。此外，石油天然氣的易燃易爆性對結構也存在威脅。因為環境的影響，對海洋工程結構的設計制造、材料選擇以及焊接施工等都有嚴格的質量要求。而隨著海洋、石油和天然氣工業的發展.海洋管道工程日益發展。因此，開展焊接技術的研究，加強對其應用，對于開發海洋事業，開采海底油田、使豐富的海洋資源為人類服務，具有重要的現實意義。現階段非焊接管道連接方式主要有溝槽式管道連接技術、卡套式管道連接技術、擴口式管道連接技術、37°擴口式法蘭連接技術、90°擴口式法蘭連接技術、止推式法蘭連接技術、HAELOK機械壓力式管道連接技術等。溝槽式管道連接技術、卡套式管道連接技術、擴口式管道連接技術、37°擴口式法蘭連接技術、90°擴口式法蘭連接技術、止推式法蘭連接技術等屬于常用的非焊接管道連接技術，已被大家所熟悉和掌握，而機械壓力接頭技術是一種創新，具有很多優勢，進一步加強研究非常有必要。

4、機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用

在管線加工設計過程中，工程師對整個管線系統選用了對焊焊接與機械壓力接頭并用的管道連接方法。根據廠家設備的生產能力和平臺施工現場的吊裝、安裝的可操作性，將管線圖分成不同的預制單管，采用對焊焊接和機械壓力接頭。這樣劃分施工方法的優點，一是將預制焊點對焊焊接后整管涂塑，更好地保證了涂塑內表面的連續性和均勻性，能夠起到較好的防腐效果，二是單管之間使用機械壓力接頭連接，實現了非焊接連接，避免高溫對內涂塑涂層的損害。

結合機械壓力接頭廠家提供的壓槽工機具的特點和平臺消防水系統工藝特點，該系統管線施工順序為：首先在整根直管線上壓槽，然后根據管線圖中的下料尺寸切管，之后將帶槽直管段與其他管件、管線組隊焊接，完成預制單管的工作。全部預制完成的單管運至涂塑廠家進行內涂塑，涂塑完成后再運回現場進行噴砂涂裝作業，最后進行平臺安裝工作。

機械壓力接頭連接形式在平臺消防水系統中的應用，實際上是代替了以往海洋平臺一直使用的法蘭連接形式，起到了非常好的效果。

總之，隨著海洋工程領域的高速發展，海上油田、工程船舶、海底管道等領域的管道連接新技術逐漸的被應用。本文分析了機械壓力接頭在海洋石油平臺上的應用，以期提供一些借鑒。

[1]程龍，張琳.海上石油平臺液壓多功能輸送棧橋研制[J].船海工程，2014，03：187-189.

[2]李巖芳，韓光明，王爾新.海洋石油平臺集輸工藝及設備選型計算軟件開發[J].承德石油高等專科學校學報，2014，04：23-26.

高亮，男，1981年10月生，現為海洋石油工程股份有限公司安裝公司項目經理。主要從事海上平臺的安裝設計及施工管理工作。