埕島油田海底主登陸管道檢測與安全評價.pdf

1、埕島油田位于現(xiàn)代黃河三角洲北部海域,坐落于1976年廢棄的三角洲葉瓣上,海床侵蝕和不穩(wěn)定性地質(zhì)災(zāi)害突出。埕島油田經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展,是我國自主開發(fā)的灘淺海大油田,目前年產(chǎn)原油300多萬噸,已建成中心平臺3座,各種采油平臺104多座,海底管纜密布,輸油管道160段,總長280km。隨著眾多海底工程的建設(shè)和運(yùn)行時間加長,安全生產(chǎn)問題越來越突出,探索技術(shù),對海底輸油管道進(jìn)行定期檢測迫在眉睫。本文在對埕島油田相關(guān)海域整體研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)選擇

2、選擇CB30A井組到海五聯(lián)登陸點(diǎn)這段管道開展實(shí)驗(yàn)性研究,海底管道長度7km,是東部油田向陸岸終端輸運(yùn)原油的主登陸管道之一,跨越黃河水下三角洲前緣斜坡,海底管道懸跨問題嚴(yán)重。
　　本工作總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)與方法,優(yōu)化集成了聲學(xué)法外管檢測、漏磁法內(nèi)管檢測、室內(nèi)試驗(yàn)等技術(shù)方法,研究了海底管道的空間賦存狀態(tài)、管道周圍的沖刷、管道幾何變形、管壁腐蝕程度;通過數(shù)值模擬、工程地質(zhì)調(diào)查和歷史資料綜合分析,研究了埕島油田海域的海洋動力環(huán)境與海床沖

3、淤狀況,分析了路由區(qū)海床沖刷、液化等影響海底管道安全的不良地質(zhì)因素;結(jié)合海底管道檢測和數(shù)值計(jì)算,分析了管道懸空的成因,評估了懸空管道的安全性,并對海底管道不同位置出現(xiàn)的安全隱患制定了具體的治理措施。
　　獲得的主要研究成果如下:
　　(1)根據(jù)黃河三角洲地區(qū)的海洋沉積環(huán)境的特殊性,研究集成了國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了對海底管道的賦存和腐蝕狀態(tài)的內(nèi)外高精度檢測,形成了一套以多波束、旁側(cè)聲納、高分辨率淺地層剖面儀和漏磁腐蝕檢測器

4、為主的海底管道安全檢測技術(shù)體系。經(jīng)過初步生產(chǎn)性試驗(yàn),效果良好。
　　(2)查明了CB30A—海五聯(lián)段登陸管道路由段海底地貌特征和管道賦存狀態(tài),并使用漏磁檢測法首次對埕島油田海底登陸管道進(jìn)行系統(tǒng)的管內(nèi)檢測,探明了管道腐蝕狀態(tài)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)了15處懸空段,最大懸空長度333米,最大懸空高度1.15米。懸空管道約占該管段總長度的13.68％,經(jīng)過對該海域的調(diào)查分析,海床不均勻沖刷是造成管道懸空的主要原因;本次漏磁檢測,在管內(nèi)共檢測到11個腐

5、蝕點(diǎn),首次發(fā)現(xiàn)長距離的管道懸空可能加速管道腐蝕;計(jì)算了管道腐蝕剩余壽命,按平均腐蝕速率計(jì)算,最大腐蝕點(diǎn)到最小允許壁厚只剩2年,需要及時維修和更換管道。
　　(3)建立了埕島海域海洋動力環(huán)境數(shù)值模型,計(jì)算了該海域不同重現(xiàn)期的波浪、海流和水位條件,結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查和歷史資料分析,研究了該海域海床沖淤狀況和影響海底管道安全的不良地質(zhì)因素,分析了管道路由區(qū)海底沖刷和土體不穩(wěn)定的原因。
　　(4)應(yīng)用懸空管道靜力分析和渦激振動分析方法

6、,綜合評價了埕島海域懸空管道的穩(wěn)定性。靜力分析結(jié)果表明管線CB30A-海五聯(lián)海底管道存在4處懸空裸露管段的應(yīng)力超過規(guī)范限值,但其值還小于管線屈服強(qiáng)度。渦激振動分析結(jié)果表明在5年一遇的波浪條件下CB30A-海五聯(lián)海底管道約有14處管段處于不安全狀態(tài),需要進(jìn)一步治理。
　　(5)針對CB30A—海五聯(lián)海底管道懸跨特點(diǎn),通過國內(nèi)外調(diào)研和油田多年實(shí)踐,對各種治理方法進(jìn)行了對比分析,總結(jié)了適合于黃河口不同類型海底管道懸跨的治理方法,提出了維

7、護(hù)登陸管道懸跨的具體建議和方案。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn):
　?、僭趪鴥?nèi)首次將聲學(xué)探測和漏磁法探測相結(jié)合,應(yīng)用于海底管道的系統(tǒng)檢測中,高精度探明了海底管道賦存狀態(tài)和管道腐蝕狀態(tài);
　?、诰C合海底管道探測、海域動力環(huán)境模擬計(jì)算、工程地質(zhì)條件調(diào)查和懸空管道穩(wěn)定性分析,探討了海底管道懸空的機(jī)制,評估了懸空管道的安全性,為進(jìn)一步進(jìn)行管道治理提供了依據(jù);
　?、劢Y(jié)合區(qū)域地質(zhì)條件和海底管道安全隱患,提出了不同類型管道懸跨的治理方案