臍帶纜保護(hù)修復(fù)方案研究

李斌，張汝彬，劉立新，范玉楊，姬興達(dá)

（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(shù)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(yīng)用，臍帶纜作為水下生產(chǎn)系統(tǒng)的控制樞紐，平臺(tái)上端連接上部控制系統(tǒng)設(shè)備，下端連接水下生產(chǎn)設(shè)備，負(fù)責(zé)平臺(tái)與水下設(shè)備之間液壓、電力、藥劑的輸送以及控制命令和通訊信號(hào)的傳輸。目前隨著國(guó)內(nèi)水下生產(chǎn)項(xiàng)目在役時(shí)間的延長(zhǎng)，臍帶纜的使用壽命逐漸接近設(shè)計(jì)年限，加之船錨拖掛等外界因素的影響，多個(gè)項(xiàng)目的在役臍帶纜也出現(xiàn)了不同程度的損傷，如內(nèi)部電單元絕緣降低，影響系統(tǒng)通訊，內(nèi)部液壓管線泄漏，影響水下閥門操作等等，有的甚至?xí)鹕a(chǎn)關(guān)斷，影響正常生產(chǎn)[1-3]。本文結(jié)合南海某生產(chǎn)項(xiàng)目中的破損臍帶纜進(jìn)行研究，提出了臍帶纜的保護(hù)、修復(fù)更換方案。

圖1 臍帶纜破損圖片

1 臍帶纜保護(hù)方案介紹

對(duì)于臍帶纜護(hù)套、鎧裝等保護(hù)結(jié)構(gòu)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(dāng)保護(hù)方案。

（1）壓水泥塊保護(hù)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(hù)的優(yōu)點(diǎn)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(shí)可在較大程度上避免因拖掛受力導(dǎo)致的位移。

缺點(diǎn)是因比重較大，需要考慮其對(duì)于被保護(hù)對(duì)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(diǎn)，一旦被掛住漁船將較難解脫，其最終結(jié)果是漁船發(fā)現(xiàn)無法移動(dòng)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(hù)方案適用于新臍帶纜或結(jié)構(gòu)無損壞的在役臍帶纜使用，對(duì)于臍帶纜外護(hù)套已破損，纜內(nèi)部填充部分及內(nèi)部管線較大有可能松散的情況下，施加水泥壓塊后可能會(huì)進(jìn)一步將臍帶纜壓散，增加臍帶纜破損的可能，因此不建議對(duì)此種臍帶纜單獨(dú)采用此方案或者在采取防護(hù)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(hù)，適用于項(xiàng)目初期或者現(xiàn)有臍帶纜外護(hù)套完好的情況。優(yōu)點(diǎn)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(hù)，與漁船作業(yè)活動(dòng)充分隔離。缺點(diǎn)是施工成本較高，對(duì)于已破損的臍帶纜使用挖溝方案需要挖溝機(jī)重新拾起臍帶纜進(jìn)行鋪設(shè)，重新鋪設(shè)的過程可能會(huì)對(duì)臍帶纜造成二次損傷。如果不將其抬起，挖溝機(jī)的高壓水槍也可能會(huì)造成臍帶纜外護(hù)套的進(jìn)一步破損，進(jìn)而影響其內(nèi)部功能單元。

（3）壓沙袋方案

使用沙袋保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是沙袋重量較輕，施工方便對(duì)船舶資源要求低，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有破損臍帶纜影響較小。缺點(diǎn)是對(duì)于硬物損傷的防護(hù)性有限，因?yàn)槠渲亓肯鄬?duì)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(diǎn)。船錨在掛到后被拖走的沙袋起到了對(duì)臍帶纜的保護(hù)。

圖3 水泥沙袋示意圖

（4）定制修復(fù)工具

對(duì)于臍帶纜的破損部分，可定制修復(fù)工具，如下圖所示。鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部配有軟橡膠保護(hù)，制作簡(jiǎn)單成本較低，且施工時(shí)間較短，且在南海工程項(xiàng)目中已成功應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)便，可抵御硬物進(jìn)一步刮傷臍帶纜外護(hù)套。缺點(diǎn)是重量較輕，如果再次被掛到可能存在較大位移，同時(shí)用于ROV安裝的把手可能成為船錨的被掛對(duì)象。

圖4 定制修復(fù)工具示意圖

2 臍帶纜更換方案介紹

對(duì)于臍帶纜多路功能管線損壞、或破損點(diǎn)無法修復(fù)等情況下，如臍帶纜電單元絕緣低導(dǎo)致通訊失效、臍帶纜多路液壓管線泄露等，可以對(duì)臍帶纜部分功能或全部功能進(jìn)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(duì)臍帶纜部分功能進(jìn)行替換，則需在原臍帶纜路由附近重新敷設(shè)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(jìn)行連接。部分更換方案，新臍帶纜價(jià)格較低，但增加了電液飛線的費(fèi)用和施工，最終方案需綜合考慮產(chǎn)品和施工費(fèi)用確定。

3 臍帶纜維修續(xù)接方案介紹

對(duì)于臍帶纜局部破損嚴(yán)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(shí)間、規(guī)格設(shè)計(jì)靈活；已建臍帶纜端和新建端不用同時(shí)施工，減少施工氣候窗帶來的風(fēng)險(xiǎn)，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(shí)間更有優(yōu)勢(shì)。

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(gòu)設(shè)備；通常臍帶纜供貨商在臍帶纜供貨時(shí)會(huì)提供一個(gè)專用接頭，用于臍帶纜維修，或鋪設(shè)時(shí)遇到臺(tái)風(fēng)等緊急情況需要臨時(shí)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(jiǎn)單，不需要進(jìn)行水下機(jī)器人（ROV）操作，不需要像UTA那樣的防沉板、保護(hù)罩等結(jié)構(gòu)。

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(jié)論

本文結(jié)合南海某生產(chǎn)項(xiàng)目中的破損臍帶纜情況，并針對(duì)臍帶纜在長(zhǎng)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(jìn)行了臍帶纜的保護(hù)方案、更換方案、維修續(xù)接方案研究，為后續(xù)工程項(xiàng)目臍帶纜的保護(hù)修復(fù)方案確定提供參考。