兩種切割設備在廢棄海底管道切割工程中的應用

王 鑫* 楊春江

（海洋石油工程股份有限公司）

0 引言

某沙特項目施工地點位于波斯灣近海海域，該海域水深為8.5～32 m，海床為沙質硬質海床，管道裸露于海床表面，管道入泥深度約為管徑的10%～20%。按照之前的設計，需要回收的管道均為影響油田后續新鋪管道路由的管段，其余管段均原地棄置，因此每段回收的管道距離均較短。按照管徑不同，回收管道可以分為4 種規格，海底管道的規格、長度及狀態如表1 所示。

1 使用繩鋸機切割管道

1.1 繩鋸機設備特點

繩鋸機設備是海洋工程中的常用設備，該設備通過切割繩循環往復式運動來切割抱管裝置內的被切割物體。目前繩鋸機在海洋工程領域主要用于切割平臺導管架鋼樁、拉筋和大尺寸海底管道。該項目選用的繩鋸機設備可切割的管道直徑為DN 700～1 200 mm。

繩鋸機設備優點為可切割管徑較大，切口較平整；缺點為設備結構復雜，驅動結構故障率較高，設備安裝前需要進行預挖坑作業，切割效率較低。

1.2 繩鋸機設備管道切割的應用

潛水員引導繩鋸機設備就位，并安裝繩鋸鏈條。繩鋸鏈條需要繞過管道底部，且設備抱管結構需要高約1 m 的空間，因此需要在管道切割位置下方進行預挖坑作業，該坑長為2 m，寬為1 m，深為1.5 m，施工海域海床較硬，挖坑作業效率極低，在施工過程中，采用在管道下方安裝墊木的方法完成繩鋸鏈條的安裝，設備安裝就位情況如圖1 所示。

圖1 繩鋸機設備安裝就位情況

潛水員確認繩鋸機設備安裝完成后返回甲板，甲板設備操作人員啟動繩鋸機設備，進行管道切割作業；使用繩鋸機設備切割不同規格管道的效率情況如表2 所示。

表2 繩鋸機切割不同管徑管道效率統計表

2 使用液壓剪切割

2.1 液壓剪設備特點

液壓剪設備也是海洋工程中的常用設備，該設備由高等級的鋼材制造，通過液壓油缸驅動刀頭閉合完成切割動作。該項目選取的液壓剪設備最大可切割DN 900 mm 帶水泥涂層的海底管道。

液壓剪設備優點為設備結構簡單、故障率較低、便于就位、切割效率高；缺點為切割斷面變形嚴重。該項目中液壓剪用于切割廢棄管道，對管道切割斷面無要求。

2.2 液壓剪設備管道切割的應用

潛水員引導液壓剪設備就位，并確認設備鉗口已包住被切割管道。由于管道大部分裸露于海床表面，液壓剪設備鉗口可包住大部分或全部被切割管道。液壓剪設備就位不需要預挖坑或安裝墊木，設備就位過程耗時約10 min。液壓剪設備就位情況如圖2 所示。

潛水員確認設備安裝完成，離開切割位置并達到安全位置（距離切割位置10 m 以外），甲板設備操作人員啟動液壓剪設備剪切管道；使用液壓剪設備切割DN 500～750 mm 的管道效率基本相同，設備就位后，完成一次切割的時間約為1～2 min。該套設備的最大切割直徑為DN 900 mm，因此一次切割作業無法完全將其切斷，需要打開液壓剪鉗口，使鉗口向下重新包住管道切割位置，進行再次切割。

切割完成后，卸載液壓剪設備壓力，潛水員前往切割位置，觀察管道切割狀態，如果管道未完全切斷，則按照上述步驟再次進行切割；如果管道已切斷，則前往下一切割位置進行切割作業。

3 結論

通過實際應用可知，繩鋸機和液壓剪設備均可應用于海底管道切割作業，但二者在設備就位、切割效率、設備故障率和穩定性上存在較大差異。經過數據統計分析可知，包括設備就位和切割時間在內，繩鋸機設備完成一次管道切割的時間約為1～1.5 h，液壓剪所需時間約為10～15 min；同時，繩鋸機設備的故障率約為液壓剪設備的10～12 倍。綜上，在海底管道切割工程領域中，液壓剪設備比繩鋸機設備更具優勢。