戴 忠，梁 超，滿新寶，宋艷磊，韓延波，王 瑋，賈慧峰

（海洋石油工程股份有限公司，天津塘沽 300452）

雙層海管切管工藝分析

戴 忠，梁 超，滿新寶，宋艷磊，韓延波，王 瑋，賈慧峰

（海洋石油工程股份有限公司，天津塘沽 300452）

基于惠州19-2/3項目，對雙層海管的切管工藝進行分析，利用數據對比的方式說明了切管工藝的推廣意義。雙層管內外管站同時作業(yè)的鋪設新工藝（切管）在海上施工中創(chuàng)造了一定的經濟效益。

雙層管；鉚固件；切管工藝

0 引言

面對全球能源危機和各國工業(yè)迅猛發(fā)展高能耗需求之間矛盾日益突出的情況，在當下提倡高效、節(jié)能、環(huán)保的大背景下，以技術改革作為原動力加快傳統(tǒng)工業(yè)模式的轉型成為時代的趨勢。雙層管內外管站同時作業(yè)的鋪設新工藝（切管）不僅在海上施工中創(chuàng)造了巨大的經濟效益，也可作為海管采辦方直接向海管制造商配產訂購內外管不等長海管的技術規(guī)范，通過減少海上施工切管工作量、降低制管鋼材用量、生產成本和能耗，將效益產能從海上施工環(huán)節(jié)延伸至產業(yè)鏈的下游。

根據工程實際情況，惠州19-2/3項目創(chuàng)新性的提出了切管工藝，并應用于實際海管鋪設當中，有效地解決了傳統(tǒng)雙層雙節(jié)點管鋪設工藝中 3站對 1站工作制約的難題，突破了雙層管鋪設效率提升的瓶頸，大大減少了海上作業(yè)時間。

節(jié)能減排不僅僅包括能耗的減少、投入的優(yōu)化和降低，更應該包括施工風險的減少甚至達到零風險。人員的傷亡應該被視為最大的能耗和施工效率的損失，減少施工作業(yè)中人員的傷亡甚至零傷亡是節(jié)能減排的重中之重。而海上作業(yè)時間的減少，可以地減少風險存在的有效時間，降低人員傷亡的可能性因素。

1 項目概要

惠州油田群位于中國南海，香港東南約 220km處。由于2009年9月14日，惠州油田群受“巨爵”號臺風襲擊，被迫全面停產。CACT作業(yè)者集團通過采取“臨時復產與永久復產”相結合的策略，在2010年 3月實現快速臨時復產的基礎上，全面開展永久性復產工作，其中包括惠州19-2/3海管更換項目，需在惠州19-2平臺和 FPSO PLEM之間鋪設一條34.5km的12"/18"的海底管線，在惠州19-2平臺和惠州19-3平臺之間鋪設一條7km的10"/14"的海底管線替換原有管線，作業(yè)水深95m～115m。

2 雙層管切管工藝介紹

提高海管鋪設效率的常規(guī)方案是盡可能有效利用所有的作業(yè)站點，同時提高設備利用率和人力的效率，以期達到各個站點的作業(yè)量在時間上達到并聯(lián)的效應，而同一個焊口的作業(yè)在空間上達到一種串連的效果，確保各個站點在作業(yè)時間上的最優(yōu)化，以此達到提高施工效率的目的。但此方法對于雙層海管的鋪設有較大的局限性：由于目前雙層海管的施工工藝要求內管必須在第一站焊接完成，也就是說無法用將內管焊接的工作量合理分配到其它作業(yè)站點的方法來提高施工效率，即無法達到內管的焊接在時間和空間上的并串聯(lián)。

所以新施工工藝的突破點是盡可能保證內管的工作量在時間和空間上的并串聯(lián)。而對于惠州19-2/3海管鋪設項目，要確保一站和三站的工作量在空間上近可能達到時間上的完全并聯(lián)。

對于此突破點，考慮到由于外管的影響，即在三站進行內管焊縫的檢驗、包熱縮帶防腐以及巖綿安裝等作業(yè)時，一站將無法進行作業(yè)，這在無形中增加了一站的工作時耗，而由于一站的工作量大，直接影響著海管的鋪設速率，為此提出了切管工藝，即將外管切除一部分，以確保一站和三站同時作業(yè)（作業(yè)時間上的并聯(lián)），避免一站由于等待三站對內管焊縫的檢驗而造成的時耗。

圖1 惠州19-2/3海管鋪設工藝流程圖(半自動焊)

惠州19-2/3項目中，在預制線進行了雙節(jié)點管的預制，在主作業(yè)線進行雙節(jié)點海管的鋪設作業(yè)。圖1是預制線和作業(yè)線的站點工作內容的分配圖。

為了將復雜的問題具體化、簡單化，在此項目中選用了兩個鉚固件之間的海管作為切管工藝設計單元（圖2）。

由于存在兩個鉚固件之間海管根數（11根、12根，雙節(jié)點）成間隔排列的兩種情況，針對兩種情況分別制定切管方案（圖2）。

圖2 惠州19-2/3海管項目切管工藝流程圖

1）兩個鉚固件之間為12根雙節(jié)點管的情況下，在鉚固件之后焊接一根正常管NO.1，之后NO.2、NO.3、NO.4為外管被切割掉250mm～300mm的海管（考慮到切割誤差和走船誤差造成的焊口超出工作站的可工作范圍等因素），NO.5為焊接900mm外管短截，NO.6、NO.7、NO.8同樣為外管被切割掉250m～300mm的海管，NO.9為焊接900mm外管短截，NO.10、NO.11、NO.12為正常管，最后正常焊接鉚固件管和半瓦，結束單元作業(yè)。

2）兩個鉚固件之間為11根雙節(jié)點管的情況下，在鉚固件之后焊接一根正常管NO.1，之后NO.2、NO.3、NO.4為外管被切割掉250mm～300mm的海管（考慮到切割誤差和走船誤差造成的焊口超出工作站的可工作范圍等因素），NO.5為焊接900mm外管短截，NO.6、NO.7、NO.8同樣為外管被切割掉250mm～300mm的海管，NO.9為焊接900mm外管短截，NO.10、NO.11為正常管，最后正常焊接鉚固件管和半瓦，結束單元作業(yè)。

3 效率分析

雙層管鋪設效率提升的瓶頸在于 1站內管焊接完畢走船后，3站進行AUT檢測、加熱除銹、內管防腐（包熱縮帶）、包巖棉，所有工序完畢以后，才可移動外管，此時 1站才具備組對、焊接條件。由于1站是鋪管效率的基準參考點（注：由于第1站往往耗時最多，而且只有第 1站工作完成后才可以進行走管），只有保證1站時耗減少，各工序無縫連接，才可保證施工效率的最大化，所以解決3站對1站的制約是問題的根本所在。表1為3站對1站工作時間影響的數據統(tǒng)計。

由表1可知，由于3站的影響，1站的等待時間長達13min，切管工藝的提出就是為了避免此13min不必要的浪費。

表1 1站和3站的用時統(tǒng)計

由圖3可知，HZ19-2/3海管鋪設項目自4月21號開始，7月8號結束，共歷時79天（其中因天氣待機17.5天）。自5月14日開始應用切管工藝，鋪管速度由原來的平均日鋪設23.2根（原工藝穩(wěn)定期）雙節(jié)點管（24m）提高至30.4根雙節(jié)點管（切管工藝穩(wěn)定期），最高日鋪設34根，平均效率提升31%。

圖3 HZ19-2/3海管鋪設項目海管鋪設效率提升圖（雙節(jié)點，半自動焊）

4 工藝對比

對于HZ19-2/3海管鋪設項目34.5km的海底管線，共需鋪設雙節(jié)點海管1412根。表2為不同工藝間的施工時耗比對。

1）假設一直沿用舊鋪管工藝

如果此項目一直應用舊工藝，那么根據圖3，假設舊工藝的磨合期為10天，平均速度為10.2根/天，磨合期內鋪設管線為10.2×10=102(根)。

舊工藝穩(wěn)定期的速度23.2根/天，那么在應用新工藝施工的前提下，剩余海管消耗的船天為（不考慮天氣影響）：(1412-102)/23.2=56.47(天)。

表2 時耗對比表

那么未應用新工藝的總耗時為：

2）假設始終應用新工藝

如果此項目在海管鋪設之初就應用新工藝，那么根據圖3，假設新工藝的磨合期為7天，平均速度為 25.1 根/天 ，磨 合 期內 鋪設 管 線為25.1×7=175.7(根)。

新工藝穩(wěn)定期的速度30.4根/天，那么在應用新工藝施工的前提下，剩余海管消耗的船天為（不考慮天氣影響）：(1412-175.7)/30.4=40.67(天)。

那么應用新工藝總的耗時為：

40.67+7=47.67(天)。

切管工藝在HZ19-2/3海管鋪設項目應用的效益是可觀的，為整個施工船隊節(jié)省了上千萬元。

5 結束語

切管工藝的提出解決了傳統(tǒng)雙層管鋪設工藝中3站對1站工作制約的難題，突破了雙層管鋪設效率提升的瓶頸，產生了一定的經濟效益，為今后類似工程的實施提供了技術支持和寶貴經驗，對于進一步優(yōu)化施工工藝具有一定的借鑒意義。

[1] 姜錫肇, 曹軍, 周燦豐, 等. 海底管線鋪設焊接工藝與設備研究[J]. 船海工程, 2010(03):128-132.

[2] 佟玉軍. 對海底管線的鋪設方法的探討[J]. 硅谷, 2011(04):5.

Casing Pipe Cutting Process of Pipe-in-pipe Installation

Dai Zhong, Liang Chao, Man Xin-bao, Song Yan-lei, Han Yan-bo, Wang Wei, Jia Hui-feng
(OFFSHORE OIL ENGINEERING CO., LTD., Tianjin Tanggu 300452, China)

Based on HZ19-2/3 pipeline installation project, a new way of pipeline installation is discussed, and the data is collected and listed out to show the benefits of taking and telling how good it is to be used in other projects.

pipe-in-pipe; bulk head; pipe cutting

U671.2

A

1005-7560(2014)01-0018-03

戴忠（1981-），男，大學本科，主要從事海底管道鋪設工程的管理工作。