李斌，張汝彬，劉立新，范玉楊，姬興達

（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451）（2.北京高泰深海技術有限公司天津分公司，天津 300461）

引言

水下生產(chǎn)系統(tǒng)已在油氣開發(fā)中廣泛應用，臍帶纜作為水下生產(chǎn)系統(tǒng)的控制樞紐，平臺上端連接上部控制系統(tǒng)設備，下端連接水下生產(chǎn)設備，負責平臺與水下設備之間液壓、電力、藥劑的輸送以及控制命令和通訊信號的傳輸。目前隨著國內水下生產(chǎn)項目在役時間的延長，臍帶纜的使用壽命逐漸接近設計年限，加之船錨拖掛等外界因素的影響，多個項目的在役臍帶纜也出現(xiàn)了不同程度的損傷，如內部電單元絕緣降低，影響系統(tǒng)通訊，內部液壓管線泄漏，影響水下閥門操作等等，有的甚至會引起生產(chǎn)關斷，影響正常生產(chǎn)[1-3]。本文結合南海某生產(chǎn)項目中的破損臍帶纜進行研究，提出了臍帶纜的保護、修復更換方案。

圖1 臍帶纜破損圖片

1 臍帶纜保護方案介紹

對于臍帶纜護套、鎧裝等保護結構破損，功能單元正常的情況下，可以維持臍帶纜現(xiàn)狀，并采用適當保護方案。

（1）壓水泥塊保護方案

使用常規(guī)水泥壓塊3.1m*2.05m，重約3.5t，水泥壓塊保護的優(yōu)點是水泥壓塊比重大，硬度高，可以有效防止像船錨等尖銳物的刮傷，同時可在較大程度上避免因拖掛受力導致的位移。

缺點是因比重較大，需要考慮其對于被保護對象的擠壓。壓塊本身的吊帶（留于海底部分）將成為船錨的可能拖掛點，一旦被掛住漁船將較難解脫，其最終結果是漁船發(fā)現(xiàn)無法移動后放棄船錨，或者臍帶纜被拖拉一定距離漁船發(fā)現(xiàn)無法解脫后放棄船錨（漁船拉力足夠）。

水泥壓塊保護方案適用于新臍帶纜或結構無損壞的在役臍帶纜使用，對于臍帶纜外護套已破損，纜內部填充部分及內部管線較大有可能松散的情況下，施加水泥壓塊后可能會進一步將臍帶纜壓散，增加臍帶纜破損的可能，因此不建議對此種臍帶纜單獨采用此方案或者在采取防護措施的前提下采用此方案。

目前常用的小尺寸水泥壓塊示意圖如下：

圖2 水泥壓塊示意圖

（2）挖溝方案

挖溝方案能夠提供持久可靠的保護，適用于項目初期或者現(xiàn)有臍帶纜外護套完好的情況。優(yōu)點是臍帶纜通過挖溝被埋于海床之下能夠提供較為持久可靠的保護，與漁船作業(yè)活動充分隔離。缺點是施工成本較高，對于已破損的臍帶纜使用挖溝方案需要挖溝機重新拾起臍帶纜進行鋪設，重新鋪設的過程可能會對臍帶纜造成二次損傷。如果不將其抬起，挖溝機的高壓水槍也可能會造成臍帶纜外護套的進一步破損，進而影響其內部功能單元。

（3）壓沙袋方案

使用沙袋保護的優(yōu)點是沙袋重量較輕，施工方便對船舶資源要求低，同時對現(xiàn)有破損臍帶纜影響較小。缺點是對于硬物損傷的防護性有限，因為其重量相對較輕，也可能被漁船拖掛產(chǎn)生較大位移，其安裝使用的繩帶將成為船錨的可能拖掛點。船錨在掛到后被拖走的沙袋起到了對臍帶纜的保護。

圖3 水泥沙袋示意圖

（4）定制修復工具

對于臍帶纜的破損部分，可定制修復工具，如下圖所示。鋼結構內部配有軟橡膠保護，制作簡單成本較低，且施工時間較短，且在南海工程項目中已成功應用。優(yōu)點是安裝簡便，可抵御硬物進一步刮傷臍帶纜外護套。缺點是重量較輕，如果再次被掛到可能存在較大位移，同時用于ROV安裝的把手可能成為船錨的被掛對象。

圖4 定制修復工具示意圖

2 臍帶纜更換方案介紹

對于臍帶纜多路功能管線損壞、或破損點無法修復等情況下，如臍帶纜電單元絕緣低導致通訊失效、臍帶纜多路液壓管線泄露等，可以對臍帶纜部分功能或全部功能進行更換。

如臍帶纜全部更換，則需將原臍帶纜拆除回收或原地棄置。如只對臍帶纜部分功能進行替換，則需在原臍帶纜路由附近重新敷設一段新的臍帶纜，并配有臍帶纜終端總成（UTA），然后通過電液飛線將終端與原臍帶纜連接的水下單元進行連接。部分更換方案，新臍帶纜價格較低，但增加了電液飛線的費用和施工，最終方案需綜合考慮產(chǎn)品和施工費用確定。

3 臍帶纜維修續(xù)接方案介紹

對于臍帶纜局部破損嚴重的情況，可以采取局部切除續(xù)接的方案，此種續(xù)接有3種方案可供選擇。

第一種是臍帶纜終端總成（UTA）加電液飛線連接形式，如下圖所示。此方案安裝時間、規(guī)格設計靈活；已建臍帶纜端和新建端不用同時施工，減少施工氣候窗帶來的風險，UTA安裝難度低，后期使用過程中如果現(xiàn)有臍帶纜損壞，方便更換。

圖5 UTA示意圖

圖6 臍帶纜續(xù)接方案一

第二種是臍帶纜終端總成（UTA）加眼鏡蛇頭（CHA）連接形式，如下圖所示。此方案相比第一種減少了電液飛線，成本和施工時間更有優(yōu)勢。

圖7 臍帶纜續(xù)接方案二

第三種是采用臍帶纜專用接頭（Splice kit）形式，如下圖所示。此方案不需外購設備；通常臍帶纜供貨商在臍帶纜供貨時會提供一個專用接頭，用于臍帶纜維修，或鋪設時遇到臺風等緊急情況需要臨時切斷棄置的情況，臍帶纜一端接頭可在岸上完成，海上下放操作簡單，不需要進行水下機器人（ROV）操作，不需要像UTA那樣的防沉板、保護罩等結構。

圖8 臍帶纜續(xù)接方案三

圖9 臍帶纜專用接頭示意圖

4 結論

本文結合南海某生產(chǎn)項目中的破損臍帶纜情況，并針對臍帶纜在長期使用和外部環(huán)境破壞等因素可能引起的各種破損情況，進行了臍帶纜的保護方案、更換方案、維修續(xù)接方案研究，為后續(xù)工程項目臍帶纜的保護修復方案確定提供參考。