浅海简易铺管船管道铺设工艺探究

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1、浅海简易铺管船管道铺设工艺探究　　摘要：海底管道作为最重要的海洋石油天然气的运输方式，发展速度逐步加快，对于海底管道的铺设方法，也提出了更高的要求。本文介绍了一种省时、经济的简易铺管船铺设钢管的方法。关键词：海底钢管；铺设方法；铺设原理；铺设步骤；中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：引言随着海洋石油、天然气勘探、开发，油气集输问题成为海上油气田开发研究的重要课题之一，然而无论选用何种集输形式，海底管道均是其重要的组成部分，海底管道铺设施工技术就成为急需解决的关键问题。海底钢管铺设属于间断式铺设方法，风险高，难度大，对

2、于在近海铺设钢管，若采取专业的铺管船铺设费用比较昂贵，故本文对简易铺管船钢管铺设方案工艺进行研究。海底钢管的铺设方法及铺设原理目前国际上常用的海底钢管铺设方法有:拖曳式铺管法（见图1）、卷管式铺管法（见图2）、J型铺管法（见图3）和S型铺管法（见图4）。图1拖曳式铺管法图2卷管式铺管法8图4J型铺管法图3S型铺管法这四种铺管法的铺设原理均为一样，即在管线下放时候，为了保持管线在下放过程中管线上每个质点不受外力，就需要保持管线的下放速度和船舶的前进速度一样，进而保证管线下放过程中的任意一点相对应海底，其位置坐标不发生改变。简易

3、铺管船作业线布置图下图5为天津市海王星海上工程技术有限公司的海恩302铺管船作钢管业线的布置，这种右舷作业线的布置取消了作业车间、管道横移小车的设计，灵活增加了履带吊机来解决管线的存储和管线的转运问题。有效的利用了船舶甲板的面积。在无钢管铺设工作时，大部分甲板面积可以用来做其他使用。图5海恩302铺管船总体示意图1--A&R绞车；2--缓冲区；3--1#焊接站；4--纵向移动滚轮；5--2#焊接站；6--3#焊接站；7—4#焊接站；8--5#焊接站；9--张紧器；10--6#焊接站；11—托管架；12--存储区；13--中控

4、室；14--履带吊；简易铺管船铺管工艺8以“简易海恩302铺管船铺设双层钢管为例，对海底钢管铺设方法进行叙述。钢管铺设主要分为如下几个步骤：铺设前准备：海底：在铺设海底目标地安装固定锚。缓冲区：钢管铺设前，需要对双层管线的端部进行坡口修平。通过履带吊将管线从存储区吊到缓冲区，利用自动坡口机或者半自动坡口机或者角磨机来进行管线端部的修平工作。起始端铺设；起始端铺设是指管线起始段下放的过程，从第一根管线开始叙述。⑴1#焊接站：利用履带吊吊装第一根管线进入主作业线，纵向滚轮支架上支撑滚轮运转，带动第一根管线进入1#工作站。随后履带

5、吊吊装第二根管线进入主作业线，开始对第一根和第二根管线进行焊接。⑵8管线对中：管线修平后，继续利用履带吊吊装第一根管线进入主作业线，纵向滚轮支架上的支撑滚轮运转，带动第一根管线进入1#工作站。随后履带吊吊装第二根管线进入主作业线，由于管线在生产过程中存在着误差，所以每根管线的椭圆度基本不一样，所以对中器将第二根管线和第一根管线在焊口位置要保证同心对中，进而保证双层管线内管的焊接的质量。目前自爬式气动对中器是比较先进的管线对中设备，此外还有三维对中器，简易手动对中器。⑶管线打底：双层管内管对中完成后，焊接一般分为打底，填充，盖

6、帽焊接，根据管线壁厚不同，适当增加填充次数，打底焊是焊接的关键步骤，为了保证焊接和效率，一般管线的打底焊接均采用STT-II半自动焊接机。⑷2#焊接站：第一根和第二根管线打底焊接完成后，纵向移动滚轮开始运转，使其焊缝进入2#工作站，由于内管的壁厚一般都比外管的壁厚厚，所以在2#焊接站，完成两根内管两次或者三次填充焊接。对于填充焊接，一般采取半自动焊接机来进行人工焊接，国内先进的铺管船对此工艺设备，都采取全自动焊接机。同时，第三根管线和第二根管线正在1#焊接站进行打底。⑸3#焊接站：这个工作站是NDT(Nondestructi

7、ve8Testing）无损检测站，此外还承担着焊接任务。等待内管填充焊接完成后，纵向移动滚轮又开始运转，使得管线进入3#焊接站，在这个工作站里完成内管的盖帽焊接。进而内管的焊接完成，为了验收焊接质量是否满足要求，均需要对焊缝进行无损检测。目前国内外先进的无损检测方法均为超声波的检测方式，主要利用水做耦合剂，能够在几分钟内完成焊缝的检测，并能通过计算机直接读出检测结果。但这种检测设备价格昂贵，对于简易铺管船上的焊缝检测，一般采取X射线或者自爬式的伽马射线机来进行检测。这种射线机拍片时间短，能够360°对焊缝进行拍片，拍片时间短

8、，但洗片时间较长。考虑到这种射线对人体有害，一般采取此种检测方式都需要有防护，简易铺管船的此工作站一般由铅房构成。⑹4#焊接站：等待内管拍片合格后，纵向移动滚轮继续运转，使得第一道焊缝进入4#焊接站。在内管焊缝上缠绕热缩带，起到防腐作用。然后在内管和外管的间隙出填充玻璃纤维棉，或者其他保温