導管架內部立管及結構件拆除方法探究

王 瑋* 吳業衛 劉 豐 韓 旭

（海洋石油工程股份有限公司）

0 前言

立管是海底管道系統的一部分，也是海上油氣平臺輸送原油、天然氣等介質的重要通道，某些海上油氣生產平臺，為了保證立管的生產安全，避免遭受船舶碰撞等外力的破壞，將立管安裝在導管架的內部，但是這樣的設計方案也給后續的立管及結構件的拆除工作帶來了困難[1]。

安裝在導管架內部的立管及結構件拆除的常規施工方法需要借助上部平臺結構做導向，進行分段拆除，這種施工方法受到上部平臺的作業空間的影響，通常流程較長、效率較低。

本文通過對導管架內部立管及結構件拆除方法進行研究，創新地提出利用重力錨作為水下導向，借助浮吊通過水下導向將立管進行分段切割，并使用倒鏈組從導管架內部倒運出來，實現導管架內部立桿接結構件的拆除回收作業。該方法在項目中進行了實際應用，證明該立管拆除方法可以大幅提高施工效率。

1 導管架內部立管及結構件拆除方法

1.1 常規的導管架立管及結構件拆除方法

常規的導管架立管拆除方法是對立管進行分段切割[2]，在平臺甲板布置多組倒鏈，利用倒鏈組將切除的立管短節從水面以下轉移到水面以上，從而離開導管架內部，再由浮吊吊機吊至甲板，具體施工方法如下：

（1）在拆除立管的上部，平臺承重梁上選取合適位置安裝倒鏈組；

（2）根據立管法蘭和上部平臺甲板間的操作空間，確定每段切割的立管長度；

（3）將上方倒鏈和立管連接，并對立管從上部至下部分段進行切割；

（4）立管第一段切割完畢后，收緊倒鏈組，切割后的立管短節重量完全轉移至倒鏈；

（5）拆除立管承重卡子，繼續收緊倒鏈，將立管短節提升至可以通過倒鏈組移除的高度，如圖1 所示；

圖1 導管架內部立管短節通過倒鏈組轉移

（6）通過倒鏈組將立管短節轉移出導管架，最終由浮吊吊機連接鋼絲繩卸扣吊離平臺，如圖2 所示；

圖2 導管架內部立管短節通過吊機倒出平臺

（7）重復上述步驟，直至將立管及結構件全部拆除，并移除導管架內部；

（8）最后將拆除的立管回收至主作業船主甲板，再進行二次切割（一般采用破壞性切割），切割成適合的長度，方便運輸、固定及存放。

在立管上部平臺承重梁上安裝倒鏈組，并通過倒鏈組接力進行立管短節的轉移，可以將立管短節轉移出導管架內部，這是常規立管拆除方法。但是立管上部平臺甲板通常布置了大量的生產設施，操作空間受限，影響倒鏈組的布置。同時也會影響立管分段切割的長度和轉移效率。而且安裝倒鏈組時，需要在平臺甲板上焊接多組吊耳，還需要進行大量的焊接及現場恢復工作，所以常規的施工方法操作流程較多，而且施工效率較低。

1.2 導管架內部立管及結構件拆除新方法

導管架內部立管的拆除工作，關鍵是要將分段切除后的立管短節轉移出導管架，并最終由浮吊吊機完成回收工作，常規方法是通過倒鏈組利用平臺下部空間將立管短節的向水面以上轉移?？紤]到導管架內部空曠，而且生產設施較少，可以在水下利用導管架的內部空間進行立管短節及結構件的向水下轉移，以重力錨作為導向，在潛水員和浮吊吊機的配合下，轉移出導管架內部，具體施工方法如下：

（1）根據導管架的內部空間，尤其是要考慮導管架內部拉筋的分布情況，確定立管每段切割的長度；

（2）切割順序為從立管下部至上部，確定立管第一段的切割長度后，在第一段立管切除點上方導管架拉筋上安裝倒鏈，并收緊倒鏈，該倒鏈組承擔切除后的立管短節重量；

（3）在水下設計位置安裝重力錨，重力錨上方配置滑車導向，并將拖拉鋼絲繩穿過滑車，拖拉鋼絲繩一端與浮吊吊機相連，另一端與第一段立管切除短節相連。拖拉鋼絲繩經過重力錨配置的滑車導向，可以提供近似水平的拖拉力，可以有效地實現立管切除短節從導管架內部轉移；

（4）進行第一段立管短節的切割，同時進一步收緊倒鏈，確保倒鏈可以承擔切除后的立管短節重量；

（5）第一段立管短節的切割完成后，通過倒鏈下放立管短節，同時通過吊機收緊拖拉鋼絲繩，立管短節在倒鏈和拖拉鋼絲繩的相互作用下，逐步導出導管架，如圖3 所示；

（6）立管短節導出導管架內部后，放松拖拉鋼絲繩和倒鏈，將立管短節放置在海床，斷開拖拉鋼絲繩及倒鏈和立管短節的連接；

（7）由潛水員水下連接吊機和立管短節，吊機將切除后的立管短節回收，如圖4 所示；

（8）重復上述操作可以使立管逐段切除，并通過倒鏈下放配合使用拖拉鋼絲繩將切除后的立管短節轉移出導管架，吊機將切除后的立管短節回收；

圖3 切除后的立管短節進行轉移

圖4 吊機完成立管短節回收

（9）對于最后一段立管短節，需要在上部平臺甲板安裝一組倒鏈，進行最后一段立管的下放及倒出工作，如圖5 所示；

圖5 最后一段立管短節的拆除

（10）最后將拆除的立管回收至主作業船主甲板，再進行二次切割（一般采用破壞性切割），將立管切割成適合的長度，方便運輸、固定及存放。

立管新拆除方法是通過利用導管架水下內部空曠空間，有效提高立管切割長度，解決平臺上部空間受限問題，減少倒鏈組布置，及后期平臺甲板焊接使用后現場恢復工作。新方法相比常規的施工方法操作更便捷，而且施工效率較高。

2 施工過程關鍵點

本文提供了一種有效的導管架內部立管及結構件新型拆除方法，施工過程中應著重注意一些細節處理，主要包括以下幾個方面。

2.1 拆除前三維立體模擬介入

在立管及結構件切割拆除前，由于導管架內部結構復雜，立管附近結構件較多，需要通過三維模擬軟件將整個導管架及內部立管結構件進行模擬建模，這樣可以清晰地了解立管所在內部結構及情況，可為后續切割及吊裝回收做好準工作，以免造成附近結構件的破壞。

2.2 立管切割長度及位置選擇

根據三維模擬建模情況，選擇立管切割的長度及位置，以免造成與附件其他結構件碰撞或者卡住等情況，有效提高水下施工的成功率，避免多次返工[3]。

2.3 重力錨水下布置

水下重量錨布置及選取更為關鍵，位置布置需要滿足以下幾個要求：保證重量錨與導管架、施工船吊機距離合理；選取好重量錨與導管架內部立管合適角度，確保立管順利從導管架內部導出；選取好施工船吊機與重量錨角度，確保導向對立管有效回收。

2.4 回收過程安全措施

導管架內部立管及結構物回收過程涉及多個倒鏈組傳遞，倒鏈型號選取及綁扎過程需要重復確認，避免傳遞過程中切割的立管及結構件脫落及損傷其他結構件。吊機吊裝回收過程中，潛水員要遠離切割的立管及結構件觀察回收狀態，避免潛水員受傷。

3 結論

將切割后的立管分段倒出導管架內部是立管拆除的關鍵，傳統的拆除方案是利用在上部平臺甲板布置倒鏈組，通過倒鏈組傳遞，逐步將切割后的立管短節轉移出導管架，該方法受到操作空間的限制，施工效率較低。

本文以重力錨作為水下導向，有效地利用導管架內部空間，使用拖拉鋼絲繩通過水下導向將立管進行分段倒出導管架，常規拆除方法相比有許多優勢。

（1）由于不受平臺上部空間限制，且導管架內部空間較大，切割的立管時可操作空間大，因此，選取立管切割的長度可根據現場情況盡量加長，切割段數將會較少，改變了施工方法，效率大幅提升。

（2）切割后的立管回收路徑，經過導管架內部，從導管架底部，海床上部回收，避免對平臺上部重要結構件造成損壞，導管架內部水下部分結構件相對較少，且為非重要部件，其安全性更有保證。

（3）以重力錨布置作為水下導向，同時吊機配合操作，對切割后的立管回收更為簡便，靈活性和可操作性更強。

（4）倒鏈組主要集中布置在水下，減少了平臺甲板吊點布置和焊接工作，省去了大量的后期平臺甲板焊接使用后現場恢復工作，也降低了對甲板結構梁的破壞程度。

這些導管架內部立管及結構件拆除的施工的特點，在常規項目中非常少見。通過該方法在項目中的實際應用，證明該立管拆除方法可以在很大程度上提高施工效率，同形成了一套完整的施工流程，對后續同類工程項目有著重要的參考意義。