海底管道悬跨维护技术研究

【摘要】海底管道悬跨的产生有诸多原因，波浪和海流的冲刷、异常潮流和暴风的作用、土壤性能的改变和海底的凸凹不平都很容易使管道产生悬跨。当海底管道出现悬跨后，使得海底管道的运营风险剧增，严重影响海上油气的安全生产。因此采取合理的方法对海底悬跨管道进行维护治理显得尤为重要，国内外采用了多种海底管道悬跨防治和维护措施。本文总结了海底管道悬跨维护方法，以期为海底管道悬跨的维护提供指导性参考。

【关键词】海底管道 冲刷 悬跨 维护

海底管道被誉为海上油气田开发的生命线，是一种高效、经济可靠的油气输送方式，实践已经证明，管道输送是海洋油气运输的最有效和最安全的输送方式。

海底的地形和地质构成，波浪与海流的作用，海底沙波或沙丘运动以及土壤性能的改变等等，都会引起管跨的发生。无论管跨由何原因产生，只要到达临界悬空长度，轴向过载应力和涡激振动会对管道的安全运行构成威胁；另外，悬跨管道失去了土壤的掩埋，在遭受坠物或抛锚冲击时更易受到损伤，加之悬跨的管道直接曝露于海床表面，容易与渔船拖网发生干扰、拖挂现象，甚至在拖拉下发生位移、屈曲。因此，寻找一种切实可行的管道悬跨治理方法，对保证海底管线在役期间的安全运行具有重要意义。

1 海底管道悬跨的维护与治理

针对海底管道悬跨这一重大安全隐患，国内外采用了多种海底管道悬跨防治和维护措施，常用的措施有重新挖沟埋管法、填埋覆盖法、水下支撑法、加重法、降流促淤法等方法。

1.1 重新挖沟埋管

重新挖沟埋设法可以消除管道悬跨的支撑肩，将管道沉降到冲刷深度以下，从而避免自由悬跨的发生。根据所采用的挖沟设备不同又分为犁式挖沟法和喷射式挖沟法。如图1所示。海底管道挖沟埋设，能避开、减轻或防止管道损伤或使损伤的危险减至最少，因而世界各国都对管道埋设有一定要求。海底管线的埋深取决于多种变量，其中包括波浪气候、沉积物的大小、潮流冲蚀和土壤液化的可能性，以及未来扩建航道、工程的重要性和管道损坏的环境影响等因素 。

1.3 水下支撑法

水下支撑法是在悬空段设置支承支架，以减少海底管道的振动，它可防止悬空管道由于涡激振动引起的管道断裂。主要的方法有：

2005年，国内学者发明了一项专利技术――海床泥沙截留、促淤积防冲刷装置。如图10所示。该装置包括柔性轻质浮帘、浮体、过沙窗口和重梁，其中浮帘的下缘捆绑在一个安放在床面的重梁上以使其固定，浮体设在浮帘上缘以保证浮帘不倒伏在床面上，在浮帘底部一定高度位置处开有矩形过沙窗口。

1.6 其他修复方法

挠性软管作为海上油气输送手段近年来得到了广泛的应用，主要用于作为油气输送的立管、海底管线，也用于跨接管，在我国南海和渤海均有应用。如图12所示。

软管具有挠性大，考疲劳能力强，易安装且可重复利用的特点。当海床受到冲刷时，软管可以依靠本身的重力，自然下垂并附着在海床上，防止进一步的悬空，这就避开了涡流激振对管道的影响，保证海底管道的安全运行。但对于已建成投产的海底管线，更换软管必须在管线停产的情况下方可实施，另外如存在海底管线与其它海底构筑物的交叉，实施起来较为困难；软管专营性强，成本高；抗外来冲击载荷能力弱。因此该种方法主要应用在新建海底管线在海底的悬空控制对策[11]。

2 结束语

海底管线在铺设于海床表面以后，由于种种原因，不可避免的会出现悬跨现象。这种现象严重威胁海上油气的安全生产。因此，必须加大海底管道的监测，检测和保护力度，及时发现海底管道的悬跨问题，根据海管所处海洋环境条件，采取合适的海底管道悬跨维护措施，确保海底管道服役期间的安全运行。

参考文献

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作者简介

李成钢，男、汉族、山东人，硕士学位，经理 ，现于中海油田服务股份有限公司工作。