海底石油管线铺设中的维护和检测方法

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【摘要】针对海底石油管线的维护和检测工作的难点与亮点进行了研究，分析了石油管线铺设和工作中存在的主要问题，并在此基础上提出了具有针对性的检测和维护措施，可供类似工程参考。

【关键词】石油管线；管线铺设；海底管线检测

1海底石油管线维护和检测的难点与亮点

1.1海底石油管线维护和检测难点分析

1）质量要求高。不管是海底石油管道的铺设施工，还是海底石油管道投产后的维护工作，都对质量具有较高的要求。但海底环境较为复杂，给相应的维护和检测工作带来了较大的困难。而且海洋管道质量事故发生后，其维修工作也比较困难，甚至比陆地管道的维修工作难度更大。因此，对于海洋石油管线铺设及使用中的维护和检测工作而言，必须要确保工程质量，从而满足工程质量要求。2）施工环境多变。海洋石油管线施工主要有拖管法和铺管船法2种方法。铺管船法施工，海况变化剧烈且迅速，需要躲避较大的风浪，对相应施工工作的开展造成了较大的困难。3）施工组织复杂。海底石油管线施工需要有岸上基地进行统一调控，船舶以及测量点定位的确定，都需要依靠岸上调度的紧密配合，需要进行海陆联合组织施工工作。

1.2海底石油管线维护和检测亮点分析

对于海底石油管线铺设及使用中的维护和检测而言，海底管道的技术是其中的重要内容。截至2018年，海底管道铺设技术的发展已取得了卓越进步，例如，突尼斯至意大利的海底管道，海水最深达到608m，并且克服了海山隧道；英国北海油田的海底管道，水深逾1000m。我国在长距离海底管道建设方面也取得了较大的进步，如海南岛南部海中管道直接穿过南中国海到香港，长度778km。基于当前先进的海洋管道技术进行相应分析和研究，是本次研究的一大亮点。

2海底石油管线铺设及使用中存在的主要问题分析

2.1工程质量问题

在海底石油管线铺设中，工程质量问题的存在必然会影响到相应海管线路的正常使用，导致在实际使用过程中出现各种管道问题，给相应的维护和检测工作带来了较大的困难。

2.1.1工程施工难度较大

海底管道铺设施工具有工期短、投产快等优点，但是其施工难度相对较大。1）由于海底环境较复杂，需要考虑的实际因素也较多，其设计标准远远高于陆地管道。2）海底管道的铺设施工主要借助铺管船完成，尤其是对于大管道而言，具有较高的施工难度[1]。

2.1.2水下作业难度较大

在水下作业方面，由于部分水域的能见度较低，实际施工工作开展难度较大，相应检测工作开展不到位的问题普遍存在，一些细小的施工问题难以得到及时发现和治理，最终导致细小问题的扩大，造成了更大的危害。工程施工建设难度大给工程的管理工作带来了较大的困难，再加上管材选择等方面，都是当前海底管道工程面临的重要问题。

2.2外力损伤问题

在管道施工以及铺设的工作过程中，外力损伤问题也时有发生，导致管道出现隐患问题，严重时还会出现管道泄露问题。

2.2.1管道铺设施工中的外力损伤

在管道铺设施工过程中，利用船只进行管道运输时，有时会遇到较为恶劣的海洋天气，如风浪等，这就会导致运输过程中出现船只不稳的现象，进而导致管材料相互之间的摩擦破损。同时，管道施工操作中也会出现划伤、磕碰等问题。施工时如果没有对管道的损伤容限进行科学计算，也会影响到最终的施工质量和效果。

2.2.2管道使用中的外力损伤问题

船舶起抛锚作业、拖网捕鱼碰撞、海底冲刷以及落物冲击等外力损伤是海底石油管道使用过程中的主要外力损伤问题，极易导致管道的损伤和破坏，尤其是在近岸或河口海域地区，这些问题的发生几率更大。

2.3管道腐蚀问题

由于海水中存在一定的微量元素，在石油开采的过程中会与石油相互融合，产生化学反应进而导致油气管道的腐蚀，但由于油气管道现象在石油的开采和运输过程中均会发生，所以油气管道的腐蚀种类也会有所不同。一般情况下，人们往往喜欢根据腐蚀环境的不同对油气管道进行腐蚀类型的划分，按照腐蚀环境的不同特点，可以将油气管道腐蚀分为化学介质腐蚀、土壤腐蚀等多种腐蚀类型，其中，油气管道腐蚀一般都是由于石油与海水之间的化学反应而产生的腐蚀，这种腐蚀相对来说腐蚀性较强，也难以避免，对海水产生了严重污染，也十分不利于石油的开采，如何避免管道腐蚀现象的发生已经成为当前石油开采工作人员研究的主要任务之一[2]。

2.4海底风险问题

由于海底所处环境的特殊，海底水文泥沙地貌会使石油管道产生泄露的风险。1）海底的泥沙会对石油管道产生破坏，并且海水会对石油管道产生一定的阻力作用，日积月累，使输油管道发生形状的改变，存在一定的安全隐患，并且海底输油管道在海水的强力作用下会发生共振，增加输油管道的开裂风险。2）海底地形比较复杂，坑洼严重，并且还存在一定的塌陷，在输油管道运输的过程中会影响其稳定性。增加输油过程的安全隐患，不仅会使输油管道在崎岖的海底中出现形状的改变，还会因为砂砾的摩擦和震荡出现管道的磨损，长期的腐蚀会使输油管道发生破裂，产生漏油现象，造成油气泄漏事件，产生安全事故，并且海底的鱼类也会因此受到影响，严重影响生态平衡，不利于石油的开采。

3海底石油管线铺设及使用中的维护和检测方法探讨

3.1强化施工质量，开展施工检测

我国石油属于不可再生资源，在开采的过程中要不断加强输油管道的稳定性，保证石油在开采和运输的过程中不会出现资源的浪费，为国家减少损失。在开展海底石油管线铺设施工时，需强化工程施工质量控制。1）在工程施工建设时建立严格的质量管理机制，明确工程施工质量要求，建立科学的工程施工管理机制，强化工程施工监管，从而保障工程施工质量。同时完成工程监督机制，对每一个施工步骤进行严格的现场施工检验，强化工程施工质量的监管。2）在施工阶段开展检测工作。在工程施工结束后，及时对海底石油管线的铺设效果及使用效果进行检测，确保及时发现施工问题，并采取针对性的改进措施，不断完善工程施工质量，保障海底管道的使用寿命。

3.2选择合理方法，完善检测机制

当前海底石油管线的主要检测方法有基于模型的检测方法、基于知识的检测方法以及基于信号处理的检测方法等，应根据具体情况选择最佳的检测方法。例如，基于信号处理的检测方法，其主要包括负压波法和压力梯度法。其中，负压波法是进行管线泄露位置确定的主要检测方法，通过液体密度检测确定泄漏位置；而压力梯度法则是利用管道压力线性变化来开展相应的工作。此外，还要建立一个科学合理的检测机制，建立定期检测与不定期抽检相结合的检测方式，保障能够及时发现海底管线使用过程中存在的问题，并做好相应的信息反馈工作。此外，企业应注重成立技术团队，进行必要的技术研发和创新，积极推动相应检测技术的进步和发展，更好地满足管道的检测工作需求。

3.3提高腐蚀抗性，降低维护需求

在开展管道铺设工作过程中，应注重做好管道的抗腐蚀保护工作，避免管道发生腐蚀问题，从而降低管道的使用年限。可以根据海洋的地形、地势以及海水化学物质成分等情况，来对管道进行不同的防腐蚀涂层保护。例如，可以对管道表面进行刷油漆、涂料等处理方式，来进行防腐蚀保护。再如部分管道经常会受到海洋地质环境条件的腐蚀，而铅和锌等金属材料在相应环境下的耐腐蚀能力更强，因此，在某些环境比较恶劣的条件下，可以利用镀铅和镀锌来做管道的保护层。此外，还可以采用厚浆型环氧型液体涂料和聚氨酯液体涂料等液体涂料，这2种液体涂料的实际应用非常广泛，都具有很好的保护效果[3]。

3.4防范海底风险，保证管线安全

由于海底环境的特殊，在一定程度上会对石油管道产生破坏，日积月累，很容易出现漏油现象，严重影响海底生物的生存，破坏生态平衡，导致资源的严重浪费，增加石油开采成本。对于海底管道泄漏问题，基本都是焊口、阀门、法兰连接处较多，这些部位更容易受到海底风险环境的侵蚀。并且海底管线还会受到各种其他因素的影响，如某些处于潮差或波浪破碎带的管段，受风浪、潮流、冰凌等影响较大，尤其是对于海底的立管而言，其更容易受到破坏。所以，为了预防和减少输油管道的漏油现象，一定要采取针对性的措施进行防护。例如，在进行海底石油管道铺设施工时，可以对输油管道进行针对性的加固，将输油管道的外部运用特殊的材料进行包裹，从而抵御风浪、潮流等因素的侵蚀。

4结语

在海底石油开采工作中，石油管线铺设及其使用过程中的维护和检测工作不可忽视，因为这是保障相应开采工作安全、高效开展的基础。基于管道铺设和维护现状，需采取强化施工质量、开展施工检测、选择合理方法、完善检测机制、提高腐蚀抗性、降低维护需求等有效措施，以保护海底石油管线并合理延长其使用年限，进一步推动我国石油开采工作的进步和发展。

【参考文献】

【1】彭伟,杨啸,王玉伟.海底石油管线的相控阵检测技术应用[J].无损探伤,2017（1）：44-46.

【2】彭伟.海底石油管线的相控阵检测技术应用[J].焊接技术,2017（3）：83-87.

【3】孙伟,刘帆,刘丽丽.近海捕捞作业区海底管线的定量风险评估[J].海岸工程,2017（4）：67-72.

作者：张东亮单位：渤海石油航务建筑工程有限责任公司