天津市海王星海上工程技术股份有限公司 天津 300384
摘要：海洋复合柔性软管在国内已广泛应用，其故障及维修成为今后需面对的一个课题，本文简述了常见的故障及维修工艺。
关键词：海洋复合柔性软管；悬空；张紧器
海洋复合柔性软管在海洋油气田开发中因其独有的优点而有着广泛的应用，同时又由于其技术含量高，设计和生产难度大，长期被国外几大公司控制。在国外垄断近40年后终于于2009年实现国产化，至今国产软管在国内油田应用已超过百公里，在渤海、南海等海域均有应用实例。
●相较于传统的钢质管道，软管有如下优势：
柔韧性好，地形适应性强。软管的柔韧性使它可以很好的适应海底的山地或丘陵地形，而钢管要么需要平整地形，要么需设计专门的弯管并需高难度精确铺设。
柔韧性也使得它能够适应不稳定海床，如冲刷严重时不会产生悬空断裂而是随海床沉降，钢管则会因冲刷悬空极易产生断裂引发严重泄漏事故。软管的柔韧性使得它能够跨越沟壑而不折断，其管体主要产生轴向力，而钢管悬空主要受过大的弯矩而易折断；
●介质适应性强。软管可针对输送介质的特点进行专门的选材设计；从而使得其耐输送介质腐蚀性能更强，寿命更长，钢管做堆焊或内衬合金层刚价格高昂，且因合金层较薄极易受后期通球刮伤；
●单根长度大、铺设快捷灵活。不同直径单根可达1～5公里，使得铺设非常快捷方便，省去钢管在海上大量的焊接接长工作，有效降低作业天数，从而节省成本。海上接头少也意味着安全隐患相对减；深水短距离铺设时，锁定钢管铺管船是较困难的，而软管则可以用轻便的立式安装盘+张紧器实现快速铺设，轻松周转于各作业现场，对作业支持船无严格要求；
●功能多样。铺设时在平台端一次性适当留余量处理即可代替膨胀弯，不必像钢管线那样单独安装膨胀弯，作业时间长，工艺要求高，成本大大增加；
动态软管还可直接拉上平台代替立管，可省去饱和潜水水下立管与膨胀弯的连接，进而节省费用；
●回收和再利用性高。软管在使用寿命到期后，很容易卷回上船入盘回收，或者寿命未到期时回收到另一处再利用，钢管回收困难且再利用价值很低；
●软管较容易实现实时在线的监测管理，应力、温度、泄漏等数据可得到实时监控采集。
依据API 17J非粘结柔性复合管管体结构及功能如下
根据失效模式进行相应的维修，维修手段按照作业位置通常分为原位维修和打捞维修两种。
原位维修针对故障问题较小或还处在隐患阶段的情况，例如水下治理或维护、更换附件或小范围破损维修。此种故障通常由潜水员或ROV进行水下维修作业，包括清理阳极或排气阀，对破损点打管卡，悬空处理、防腐处理等；打捞维修则通常针对较大的故障，例如管体大面积破损、接头损坏、压溃、折断、爆裂等。通常由潜水员或ROV配合工具进行直接打捞上船或水下切断打捞上船，再行维修或更换，然后下放入水到海床并重新保护。下面针分别以隆起/悬空和更换接头/管体为例给出相应的维修工艺。
管体隆起/悬空
方案一：
●潜水员下水，在软管隆起/悬空部份下面填放水泥注浆袋。向水泥注浆袋内注入水泥浆，直至软管能大部分依托在水泥注浆袋上。
●注浆完毕后，将软管保护架起吊下水就位，使其完全将隆起软管罩入保护架内。
●保护架安装完毕后，对其进行固定。
方案二：
●潜水员下水，在软管悬空部份下面填放水泥砂袋或注浆袋并注浆，直至将软管托起到和整条软管相持平。
●覆盖水泥压块保护。
方案三：
●使用非接触水力冲埋设备配合声呐扫描将软管隆起/悬空两侧及底部泥土冲散，使其重新形成沟。
●使用冲埋设备将软管冲至沟内。
●对该段软管上放置水泥压块，进行填埋处理。
更换接头/管体
情况一：接头已破损，但海水未渗入软管管体结构中
方案一：
●潜水员下水将软管接头处切断，随即将破损软管接头打捞至甲板，
●将软管接头卸下，安装新接头
●安装完毕后，进行软管和备用接长软管接头连接。
●将另一端软管接头打捞至甲板，经打磨等处理后，和备用接长软管另一端接头连接，
●连接完毕，安装吊装撑杆，吊机将其整体回放至海床面。
方案二：
●潜水员下水将软管接头处切断，随即将破损软管接头打捞至甲板，
●将软管接头卸下，安装带法兰的软管维修专用接头。
●安装完毕，将软管放回泥面。
●将另一端软管接头打捞至甲板，于接头位置焊接法兰。
●焊接完毕，将软管放回泥面。
●潜水员下水，通过法兰将两段软管进行对接作业。
情况二：接头/管体已大范围破损，海水渗入软管管体结构中。
●作业船航行至临近破损段软管的接头处抛锚定位。
●潜水员下水切割软管接头并将索具卸扣连接到破损段软管打捞器吊耳上，并在另一侧软管接头处连接浮漂标示。
●作业船通过绞车，开始收拉钢丝绳，将破损段软管拉至甲板上，卸下钢丝绳并利用吊机把旧软管通过转运托架和张紧器装到旋转储管池中。
●作业船沿管线路由回收破损软管，回收的同时检测软管带力情况。
●回收软管直至破损段软管的第二个接头回收到甲板上，暂停储管池系统，对第二个接头进行切割作业。
●切割完毕后，作业船再次启动储管池系统，破损段软管通过转运托架和张紧器完全装到储管池中。
●破损段软管完全装入旋转储管池后，将储管池中的新软管通过张紧器释放一定长度，使其端部和已切除破损段的软管端通过注胶接头连接，进行接长作业。
●接长完毕，调转船头，调整船位，沿管线路由铺设新软管。
●作业船铺设新软管至第一个软管端头处时停止。
●潜水员下水作业，拆除端头浮漂，将索具挂至软管端头打捞器吊耳上。
●作业船通过托架从船左舷牵拉第一个软管端头至甲板。同时在牵拉过程中，缓慢铺设新软管 。
●第一段软管牵拉上作业船固定完毕后，技术人员将新软管计算好富裕量切断，将端头从张紧器中取出，随即进行软管连接工作。
●软管连接完毕后，将连接好的整条软管在船甲板上预先铺展好，安装吊装撑杆，起吊下水，将软管放回海床面。
●利用埋设犁对软管裸露段进行冲埋保护。
结论
国内海洋软管的应用还处于初始的阶段，在役寿命还较短，故障较少，今后的使用中不可避免的还会出现各种新问题，我们应当未雨绸缪，尽早研究软管的故障原因、机理和维修技术，确保国产软管国海洋石油事业的顺利发展。
论文作者:杜瑞刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/17
标签：软管论文; 作业论文; 潜水员论文; 甲板论文; 海床论文; 钢管论文; 故障论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;