浮筒式多點系泊海底管道系統(tǒng)清管試壓 施工技術(shù)

李明濤，侯一甲，曹 鵬，何永興

中石油管道局工程有限公司國際事業(yè)部，河北 廊坊

浮筒式多點系泊，海底管道系統(tǒng)，清管，試壓

1.引言

對于管端一端位于陸地，另一端位于海底的管道系統(tǒng)，傳統(tǒng)的清管試壓方案是使用水下收發(fā)球筒，通過高壓軟管將高壓水連接到水下收發(fā)球筒進(jìn)行清管試壓[1][2]。但是對于管端位于海底且管端連接有海底管道終端管匯(PLEM)的浮筒式多點系泊(CBM)海底管道系統(tǒng)，清管器無法通過管徑變化的PLEM，傳統(tǒng)方案無法完成清管試壓。針對該問題，提出了適合CBM海底管道系統(tǒng)的清管試壓技術(shù)方案，在PLEM與海底管道鋪設(shè)完成后方便高效地完成了清管試壓。

2.項目簡介

PUMA ENERG公司在安哥拉羅安達(dá)建設(shè)了一座成品油油庫終端，該CBM海底管道系統(tǒng)由PLEM、海底管道組成，其中海底管道為2條，海底管道單線長度為855 m，沿線路由水深為0～23 m，最大水深位于PLEM處。

3.清管試壓技術(shù)

CBM海底管道系統(tǒng)主要由PLEM和海底管道組成，PLEM與海底管道的安裝方式是將在陸地上連接為一體的PLEM與海底管道同時安裝到海底指定位置，PLEM與海底管道直徑由12 in (1 in = 2.54 cm)變?yōu)?6 in，最后變?yōu)?0 in，常規(guī)的水下發(fā)球筒從PLEM首段發(fā)送直徑為20 in清管球，無法完成清管測徑作業(yè)。因此不采用水下發(fā)球筒，而是將清管球和測徑球在PLEM與海底管道連接前裝入連接海底管道和PLEM的S型彎管內(nèi)，待海底管道系統(tǒng)安裝完成后，施工船上的高壓水泵通過連接PLEM首端的高壓水管向管道系統(tǒng)內(nèi)注水進(jìn)行清管作業(yè)，確認(rèn)清管測徑球已經(jīng)成功到達(dá)海管登陸點設(shè)置的收球筒后，開啟登陸點處設(shè)置的增壓泵，通過與收球筒連接的高壓水管向管道系統(tǒng)內(nèi)增壓，進(jìn)行壓力試驗。

4.實施要點及控制措施

4.1.清管

清管設(shè)備選用工作船上100 m3/h的注水泵注水推動清管球，清管介質(zhì)采用添加了防腐劑和緩蝕劑的海水，共使用4個球清管，每條管道各1個清管球，1個測徑球，采用與主管道同規(guī)格的管材制作試壓頭2個。各種清管設(shè)備、儀表證書必須經(jīng)現(xiàn)場業(yè)主和第三方代表確認(rèn)并許可。安裝海底管道系統(tǒng)前，在陸上海管發(fā)射場內(nèi)事前將4個清管球放入PLEM末端直徑20 in的管道內(nèi)，每條管道各2個球，2個清管球之間注入一段水柱用來隔離2個清管球。在海底管道登陸點處焊接試壓頭(試壓頭也可以作為收球筒)，試壓頭上方設(shè)置3個直徑為2 in的放空閥門。海底管道系統(tǒng)安裝完成后，將位于海底PLEM上方的海上工作船上的注水泵通過直徑2 in高壓注水管與PLEM連接，檢查無誤后開啟水泵進(jìn)行清管作業(yè)。

4.2.試壓

4.2.1.試壓準(zhǔn)備

對管端進(jìn)行密封，安裝試壓盲板，連接所有的試壓設(shè)備、管道，并且確認(rèn)連接牢固，潛水員在水下確認(rèn)PLEM的所有球閥處于全開啟狀態(tài)。所有的設(shè)備、儀表證書必須配備齊全，并且經(jīng)業(yè)主和第三方代表確認(rèn)同意后方可進(jìn)行壓力試驗。

4.2.2.強(qiáng)度試驗

打開PLEM前端盲板上的針型閥向管道中注水，并添加適量的染色劑，當(dāng)海管登陸點處試壓頭上的放空閥出水后關(guān)閉放空閥，關(guān)閉工作船上的注水泵，開啟陸上試壓頭側(cè)的增壓泵，開始壓力試驗。緩慢增加壓力，當(dāng)壓力達(dá)到試驗壓力的30%時，暫停升壓。檢查所有的管件和連接法蘭是否有漏水情況，若無漏水情況繼續(xù)增大壓力至試驗壓力的60%，檢查CBM海底管道系統(tǒng)的漏水情況和完整性；若無滲漏則繼續(xù)增壓，按照100 kPa/min的速率繼續(xù)注水增壓，當(dāng)壓力達(dá)到試驗壓力的1.5倍時停止升壓，穩(wěn)壓4 h，進(jìn)行強(qiáng)度試驗。

4.2.3.嚴(yán)密性試驗

將CBM管道系統(tǒng)內(nèi)的壓力降至設(shè)計壓力(1.5 MPa)，進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。嚴(yán)密性試驗壓力穩(wěn)定后，關(guān)閉通向壓力管道的閥門，切斷試壓頭與壓力泵的連接，穩(wěn)壓24 h。整個嚴(yán)密性試驗過程中，每間隔15 min記錄一次壓力，每1 h記錄一次海水和地層溫度，24 h內(nèi)若沒出現(xiàn)超過設(shè)計壓力1%的壓力降，則嚴(yán)密性試驗合格。若壓力降超過設(shè)計壓力的1%，如無特殊原因說明，則必須重復(fù)進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。

4.2.4.泄壓排水

嚴(yán)密性試驗符合要求后即進(jìn)行泄壓。以100 kPa/min的速率泄壓直至壓力為零，將試壓頭割下，取出清管球，將陸上管道與海底管道在登陸點處進(jìn)行連接。

4.2.5.試壓過程的注意事項

1)由于試驗壓力高，在海底管道兩端的盲板封堵、試壓儀表和儀器安裝時，接頭處一定要密封牢固，確保安全，保障試壓質(zhì)量。

2)海底管道注水放氣時，從位于海底的最低點PLEM注水，在登陸點處排氣，并且一定要在低壓下排氣，確保管道中的空氣盡可能排盡。因為空氣具有一定的壓縮性，海底管道中過多的空氣會對試壓結(jié)果造成較大影響。

3)對短距離、不帶混凝土保護(hù)層的單層CBM海底管道進(jìn)行壓力試驗，由于是單層海管，受海底溫度影響較大，當(dāng)試壓結(jié)果與初始值出入較大時，必須考慮到海水溫度變化的影響。

5.結(jié)語

清管試壓工作是CBM海底管道系統(tǒng)安裝完成后的一個綜合性的測試，是海底管道系統(tǒng)安裝的收尾工作。在CBM海底管道系統(tǒng)中的PLEM存在匯管變徑的工況下，對海底管道系統(tǒng)清管試壓技術(shù)進(jìn)行了研究，可為同類海底管道項目清管試壓提供參考。