以最常见的S型铺管作业方式为例,详细介绍海底管道是如何建成的。
(1)准备阶段。准备阶段包括铺管船就位、安装托管架、倒海管、海管起始连接以及安装海管的起始封头。浅水区一般将起始接头固定在导管架上,然后开始铺管,这种方法比较经济。
(2)海管焊接作业。海管需要被一根一根焊接在一起,然后下放到海底。焊接工序至关重要:通过滚轮输送至加工车间,然后进行坡口加工、管端消磁、管段预热、焊口组对、各种焊接(封底焊、填充焊、内部焊、盖帽焊)、无损探伤、喷砂、涂覆密封、发泡等十几项工序。
(3)海管入水。铺管船向前移船,海管入水。海管管端到达着泥点后,边焊接边铺设,进入正常铺管作业阶段。当铺管过程中遭遇恶劣天气;或是突发其他意外情况影响到铺设海管正常作业,需要临时弃管。弃管时要焊接临时弃管头,通过A/R绞车钢丝连接。
(4)结束平铺管段作业。在海底管线铺设到立管安装位置附近时,结束铺设作业,与弃管作业步骤相同。
(5)立管、膨胀弯的连接。海管平铺段作业结束,此时需要水下测量平铺段海管与立管之间的距离,定制膨胀弯管。膨胀弯采用法兰连接的方式。浅水区域可以人工潜水进行后续连接工作,水深大于50米时,采用饱和潜水作业。
(6)海管清管试压、排水。完成所有管线连接后,需要进行清管试压的工作。清管作业是为了清洗管内壁、测量管线是否有屈曲变形。常用的仪器是清管器。试验压力一般需要超过设计压力,以测试水下连接点是否泄漏。之后对海管进行排水或干燥作业。
(7)海管保护和固定。海管沉放到海底后,波浪、海流以及附近船舶抛锚都会危及到海管的安全,影响最为严重的是渔业活动,渔船抛锚、渔网破坏法兰连接点等等,所以需要采取一定的保护措施:①针对平管段,可以采用挖沟机挖沟掩埋。方法是挖沟机下放至海底,骑放在海管上,抬起海管,开始挖沟,像是耕田用的犁地,深度为1~2米,然后掩埋回填。②采用水泥垫块、固定压块等保护措施。水泥垫块、固定压块等制造、铺设成本高,因此只在立管、膨胀弯等连接处使用。
(8)管道修复。即使保护再周全,也难以完全杜绝海管发生堵塞、泄露,失效的情况。一旦发生海管堵塞,可以先使用清管球进行清管作业。对于海管发生腐蚀、泄漏或清管球不能疏通的管段,采取切断破损海管,重新更换连接。水深较浅区域,可以打捞上来重新焊接。海水较深区域,采用ROV水下作业,切断海管,使用法兰、卡箍等机械方式连接。至此,一条完整的海管铺设作业顺利结束。
我国海底管道产业起步较晚,但经过二十余年的发展,我国海底管道铺设能力取得了长足的进步。据目前统计,我国海洋石油已经建成了81个油气田,铺设的海洋管道超过6000公里。