摘要:随着海洋事业的发展,以及科技的进步,油气得到大量的利用,相应的海底管道的建设项目也随之发展,并且随着开发的深入,对管道施工的质量要求也不断提高。施工方法要考虑到很多方面的因素,例如技术要求高低,经济成本,施工期限等诸多要点。本文通过对海底管道的情况、海底管道施工方法等进行相关研究并作了阐释,以期为相关的海底管道施工工程带来更有效的帮助,使得施工方法得到安全,效率,质量的保障。
关键词:海底管道;因素;施工技术;
中***分类号:TU74文献标识码: A
1 海底管道结构与施工注意事项
我们从自身需要以及相关的外部条件来决定具体的海底管道。就当前来讲,通常管道的断面结构可以区分为单层结构、双层结构两个主要种类。现在经常见到的是单层结构。从日常的管道施工工程的经验来讲,我们需要注意的是金属材质管道的焊接问题以及安全高效地敷设管道环节,只要做到上述几点,基本足够确保管道的安全使用和压力承载,并且能够保证管道的使用年限。管道施工的质量隐患意识以及符合施工质量标准,是确保工程质量的硬性指标和重点,这就要求在管道施工的过程中充分注意到以下几点问题:
第一,管道焊接问题。一般情况下,符合生产规格的海底油气管道的管节之间存在着很多的对接焊口,并且每公里管道通常包含九十至一百五十个对接焊口。手工电弧焊、自动焊或半自动焊以及利用电阻闪光焊等技术是当下最常用的几种手段。为了确保钢管的抗冷性,防治在冷环境下断裂,可以采用低氧焊接的方式进行。在焊接的过程中要明确各个环节以及具体的焊接要求以及其他注意事项。
第二,管道连接问题。管道连接是指每段管段相连以及海底管道与其他立管或与接岸段管相连。常规的连接方式可以分为三类,包括采用机械进行连或者作业船上进行敷管焊接以及水下进行焊接。通过具体的环境采取相应的方式来进行。
第三,立管安装相关问题。立管安装也是比较常见的技术,它主要包含有以下几类方式:传统吊装法、“J”型导管法、导轨法以及在水下进行连接等方法。从当前来讲,传统的吊装法是经常采用的方法,以及J型导管法和导轨法也是比较常用的方式。立管安装的重点是将立管和海底水平管道进行恰当的连接,根据需要通常的工作环节是提前制定出焊接方案,程序以及施工结束后的及时校准检查,并且在成功后要采用通径探测器监测连接的部位和整个管道,从而确保管道的正常运转以及符合在工作过程中的清洁需要。
第四,开沟及埋管。根据管道施工自身需要,通常要求符合一定的安定性,因而基本所有的国家都有明文要求接岸段地点的管道为了能够确保在水浪等因素或者其他机械因素冲击下能达到安全的要求,必须埋设在海底。
第五,零损伤检验。一般我们常见的不足和损伤包含气孔,焊接出现空心,焊道存在空心,夹渣,渣线,焊接不牢,焊缝,裂缝等现象,为了避免这些问题的出现,这就需要进行无损伤检验,这是整个过程中不可或缺的一项重要环节,面对这些问题,我们可以采取的措施主要包括:利用超声波检验焊缝、利用磁粉检验以及渗透探伤。在具体的环境里采用相应的检验手段,主要是从目的性以及方法的适用性,效率性和灵活性因素来考虑。
2 海底管道施工技术
海底管道施工方法的选择取决于综合因素,主要包括一下几点:地形勘察、结构设计、地貌特征、社会人文因素、技术水平等。通常情况下面对大口径的海底管道可以采用拖管法和敷管船法的方法来进行管道施工,而拖管法技术又可以细分,包括面拖、底拖以及浮拖,然而小口径的管道需要注意诸多问题,例如在施工期间,该类管道必须能够承受一定压力,并且要从托管架以及铺管船的张紧器获得支撑确保安全,因为张紧器可以使管道保持张力,从而降低因压力所产生的应力。通常海底管道的主要施工技术包括浮拖法、近底拖法、底拖法、铺管船铺设法以及围堰法等。
2. 1 浮拖法
通常在海底的两岸处要对近岸段进行布置,做好相关准备工作,决定海底作业线,并且确保下水输送滚轮能正常工作。然后对海底管沟进行挖掘,一般要用的多功能的挖掘机以及挖泥船,同时在岸上实施必要的海管预制工作,在岸边固定拖轮,将其上的拖缆拉至岸上使得能够连接至管道,从而将所有的管道进行连接,同时拖轮送至对岸来敷设。通常管道在施工前会装置上浮筒,保证管道下水后能够浮起。当管道拖到一定距离时,潜水员可以渐渐地放开浮筒,因此管道可以下降至海底,同样的原理在对岸进行管道敷设。
2. 2 近底拖法
近底拖法作为与水面下拖法相似的手段,其作用原理是在一艘主要拖轮以及另外一艘小牵制船的共同作用下,在一定间距里使得浮筒连接到管道上。浮筒上的链接可以释放下来,在整个施工过程中,链接由于与海床分离,最终使得福利与重力相平衡,同时这个高度一般会提前设定,因此管道会被浮托在这一高度。
2. 3 底拖法
底拖法一般要使管道整体与海底相结合。进行考察勘探工作是十分必要的,通常要包括土壤条件、海底流、海底断面的具体情况以及考察在海底通道上的障碍物。
2. 4 铺管船铺设法
海底管道施工采用最多的手段是铺管船法。我们已经掌握的铺管船铺设法也包括三种类型,它包括传统箱型铺管船技术、船型铺管船技术以及半潜式铺管船技术,从另一角度讲,也可根据定位形式的不同,将其区别开来,划分为锚泊定位以及动力定位两类。S形铺管法、J形铺管法以及卷筒式铺管法是最常见的铺管船法最常见的三类方式。
2. 5 围堰法
浅海滩涂靠近海岸的地区,沿着管道路由两侧建造围堰,为了使围堰区域避免侵受潮流、水浪的作用,通常在管道道路的两侧采取围堰的措施,这在海岸的浅海区域比较多贱,这样做可以使得不同的管道段位能够拖拉就位,并且在落潮时围堰内的海水及时得到排解。进行管段接口,然后采用挖掘机和挖沟船等完成埋管环节,回填土施工完毕后拆掉围堰。
3 施工方法具体内容及要求
3.1海上焊接管道
为了便于在海水涨潮时利于拖航,可以在五百米的管段上均布捆绑一定数量的浮桶来达到目的,当浮至既定的高度和位置后,将整个管道固定起来并将浮筒卸除,从而管道下沉最终到管道泥层,该步骤完成以后,要求焊接作业船进行施工,首先它将各个管段的两端接头吊起,从而进行焊接,完成后要及时进行探伤测试,经过一些列措施后再次下沉。
3.2 管道快速浮拖
在管道拖管过程中如果遇到浅滩,则要在高潮时及时迅速的完成整个工程,否则导致工程障碍,但如果涨潮时拖航遇到恶劣的天气,会使得整个工作人员以及工程受到一定的安全以及其他隐患的威胁,所以要充分掌握拖航的天气以及当时的水文水利情况再进行施工,确保牵引船以及其他设备和人员提前准备充分,并确保下水管道的安全有效性。当整个高潮适合施工时,各个方面积极配合,按照既定的航线和方案及时迅速的进行。
3.3 管道挖沟技术
当整个管道的连接环节完成以后,进行管道挖沟。在高潮区域以及潮沟段利用作业船拖动、液动潜水挖沟机进行,高压喷射水流至整个滩面管道位置进行垂直挖沟从而不间断地前进。如果滩面的位置比较高不适宜操作,可以在退潮时摊位下降,利用水陆两用挖沟机实施挖沟,由于水陆挖沟机也可以海中作业,因而是施工质量要高于潜水挖沟机的施工效果。
5 结束语
文中说明了海底管道概况以及特点、海底管道施工方法等,通过对具体环境的具体分析,采取不同的管道施工方法,为以后的海底管道施工工程带来了一些经验。浮拖法、近底拖法、底拖法、铺管船铺设法以及围堰法等是我们最常用的方法,它们在海底管道这种规模量巨大,能源、人力投资大的工程中发挥着至关重要的作用,因此在施工前必须考虑到具体情况,做好详细的方案并选定合适的方法。
参考文献:
[1] 马良.海底油气管道工程.北京:海洋出版社, 1987.
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