預(yù)挖溝海底管道鋪設(shè)監(jiān)測方案

1、預(yù)挖溝海底管道鋪設(shè)監(jiān)測方案作者：牛懷磊來源：科技創(chuàng)新導(dǎo)報2012年第9期牛懷磊(中石油海洋工程有限公司山東青島266555)摘要：隨著海洋油氣資源的不斷開發(fā)，海底管道的建設(shè)越來越多。在海底管道的鋪設(shè)過程中 施工安全也越來越重要。本文從海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)前、鋪設(shè)中、鋪設(shè)后這三個方面出發(fā)，制定 海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)監(jiān)測方案。關(guān)鍵詞:海底管道 預(yù)挖溝 監(jiān)測方案中圖分類號:TE19 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)03(c)-0106-011概述海底管道是海上油田的生命線。海底管道的建設(shè)質(zhì)量是保證海底管線在使用期限內(nèi)安全的 重要環(huán)節(jié)之一。一般海底管道的建設(shè)分為兩方面的內(nèi)容，分別是

2、海底管道預(yù)制和海底管道鋪設(shè)。 在前期預(yù)制階段,海底管道的管材預(yù)制、防腐配重的安裝都經(jīng)過嚴格的把關(guān)，因此海底管道最后 的鋪設(shè)過程就至關(guān)重要。海底管道的鋪設(shè)主要有兩種方式:預(yù)挖溝鋪設(shè)和后挖溝鋪設(shè)。一般近海岸使用預(yù)挖溝埋設(shè)， 這主要是因為近海岸水深較淺，而且是逐步過渡到陸地的，而在較深水域，水下挖溝機械無法使用1。2 海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)放置在灘淺海床上的管道，極易受水流的沖刷及各類水上航行機械設(shè)備觸底而損傷，甚至由 于船只的拋錨會將管道拉斷。故要求管道必須埋設(shè)到海床以下的深土中2。海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)是指在鋪設(shè)海底管道時先將溝挖好，然后再把海底管道鋪設(shè)到溝里，最 后利用拋石回填等方法將管道覆蓋，加以保

3、護。海底管道預(yù)挖溝一般有三種方式，分別是挖泥船挖溝、拖拉式開溝犁挖溝、水陸兩用挖掘機 挖溝。其中，挖泥船挖溝適合回淤量較大的淺海區(qū)或波浪破碎帶，具有挖溝斷面大,挖溝速度慢的 特點；拖拉式開溝犁挖溝適合較軟至稍硬的低粘性土質(zhì)，具有挖溝速度快的特點；水陸兩用挖掘機 挖溝適合極淺的水域或登陸管道的潮差段挖溝，但當(dāng)吃水超過其設(shè)計深度(一般為1.5m左右)時, 不能作業(yè)。3海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)監(jiān)測方案根據(jù)海底管道預(yù)挖溝的特點，主要從鋪設(shè)前、鋪設(shè)中和鋪設(shè)后三方面對溝型、管道鋪設(shè)及鋪 設(shè)后調(diào)查進行控制檢測。3.1海底管道鋪設(shè)前調(diào)查在海底管道施工中，管道線路周圍的地質(zhì)條件是個重要的影響因素。復(fù)雜的地質(zhì)條件影響了

4、 管道的挖溝深度及管溝的成型，降低了施工速度，影響了施工質(zhì)量3。海底管道預(yù)挖溝之前必須對登陸地點的海洋環(huán)境條件和和海洋地質(zhì)條件進行詳細的調(diào)查，從 而選擇合適的預(yù)挖溝方法。為保證管道鋪設(shè)需要的溝型及防止淤泥回流，管溝預(yù)挖后應(yīng)及時對管溝進行檢測。檢測主要 針對以下兩方面進行，一是管溝本身的特點，二是海底地貌。其中溝型、溝深、邊坡比使用多波 束進行測量;海底地貌使用旁掃聲納來確定。在管道鋪設(shè)前還應(yīng)對海底溝型進行調(diào)查，防止回淤淤泥、障礙物、電纜交叉等狀況影響管道 鋪設(shè)。3.2海底管道鋪設(shè)過程的監(jiān)測海底管道鋪設(shè)過程中一定要對以下四方面進行監(jiān)測。1）對管道信息監(jiān)測為保證鋪設(shè)管道的可追溯性，鋪設(shè)過程中對管道

5、信息應(yīng)有詳細的記錄，記錄至少包括包括:鋼 管編號、節(jié)點編號、安裝坐標及公里數(shù)。2）張緊器的張力監(jiān)測長約百米的管段在江面、海面上拖運沉放、入水發(fā)射或吊起管頭施焊，管道不僅要承受自重 引起的應(yīng)力，還要承受因波浪、水流等引起的復(fù)雜應(yīng)力，且鋪管施工期間還易受到人為和自然條 件、惡劣氣候的影響，稍有不慎，直接威脅管道施工的安全4。因此管道鋪設(shè)應(yīng)采用相當(dāng)于最佳 的行業(yè)做法,在沒有破損鋼管和產(chǎn)生異常變形的情況下，將管道鋪設(shè)到設(shè)計路由上。鋪設(shè)時，為保 證管道在鋪設(shè)過程中得到有效的控制，通過液壓傳感器檢測張緊器張力，并保持連續(xù)記錄。3）管道屈曲監(jiān)測通過屈曲檢測器對管段下水過程中屈曲進行監(jiān)控，以防止管線應(yīng)力過大，

6、對管體和混凝土配 重層造成不良影響。4）鋪設(shè)船錨纜監(jiān)測鋪管過程中，操錨手應(yīng)實時對錨纜進行監(jiān)測，以防止溜錨等因素造成鋪管船產(chǎn)生位移，影響管 道鋪設(shè)質(zhì)量。3.3鋪管后調(diào)查1）海底管道在鋪設(shè)完成后，必須對其進行檢測，以確認管道的安全海底管道鋪設(shè)完成之后要及時回填管溝，回填時管道埋深必須符合設(shè)計和規(guī)范的要求。由于 海底地貌的特點和鋪設(shè)過程各種工藝的影響，可能出現(xiàn)由海底地形或熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力引起的較 大管跨，如圖1、圖2所示。因此海底管道在鋪設(shè)完成后必須及時檢測海底管道埋深沖刷情況， 對已經(jīng)裸露并懸空嚴重的管段采取人為措施進行加固，以確認管道能夠安全使用。（如圖1圖2）S2 熱應(yīng)tl戒戒泉應(yīng)打引覷君聘在

7、能見度允許的情況下，潛水員應(yīng)在管道回填前和回填后，使用手攜式視頻攝像儀檢驗管道 破損情況、是否存在大于設(shè)計要求的自由懸跨。在管道充水前，應(yīng)使用監(jiān)測船在管道回填兩側(cè)進行視頻監(jiān)測，以確認鋼管無破損和無過度懸 跨現(xiàn)象出現(xiàn)。對超過規(guī)定的懸跨進行修正，并在管道充水之前重新監(jiān)測。完工圖紙應(yīng)體現(xiàn)懸跨的 修正結(jié)果。2)使用壽命期內(nèi)對其進行定期和不定期的監(jiān)測土壤的滑移及淺水域和松軟沉積區(qū)的潮流是造成海底管道損壞的基本原因，腐蝕是導(dǎo)致管道 損壞的主要原因5。因此考慮海洋環(huán)境和海水腐蝕的影響特點，在海底管道的正常運行過程中 要對進行監(jiān)測，防止海底管道裸露和懸空發(fā)生的破壞。4結(jié)語本文針對海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)的特點，從預(yù)挖溝鋪設(shè)前、鋪設(shè)中、鋪設(shè)后三方面出發(fā)，研究 制定了海底管道預(yù)挖溝鋪設(shè)的監(jiān)測方案，以提高施工的效率，確保海底管道的安全。參考文獻1姜進方.登陸海底管道近岸段預(yù)挖溝.中國海上油氣工程，1996.2,8(1):714頁。2盧瑾奉.灘海海底管道挖溝沉管技術(shù).江蘇船舶，2004.5,21(5):1214頁。3秦衛(wèi)華.海底管道挖溝技術(shù)的改進.江蘇船舶，2