软管内穿插修复在役海底管道的方法

技术领域

本申请涉及海底管道修理方法，具体地，涉及一种软管内穿插修复在役海底管道的方法。

背景技术

随着国家对能源的重视程度越来越高，各个石油公司加大生产力度，采取不同的增产手段保证油气产量的稳定或增长。由于管道所处工况日趋苛刻，腐蚀问题日益突出，更容易出现腐蚀、穿孔等失效现象，将严重危害安全生产，造成不可逆转的环境污染和严重的社会问题。

例如，中海油现有超6000km的海底管道，其中超期服役的管线或及将达到服役期限的管线较多。海底管道在运行过程中遭受多点局部腐蚀时，若采用传统修复技术，不仅会受季节、天气、船期等因素的影响，而且维修周期长，费用昂贵。

有鉴于此，需要设计一种有效实用的海底管道修复方法。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种软管内穿插修复在役海底管道的方法，其能够有效地快速修复海底管道，而且维修周期短、占用资源少，延长管线的使用寿命，有效降低作业成本。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种软管内穿插修复在役海底管道的方法，包括如下步骤：(1)用清管器对海底管道进行清洁作业；(2)对第一海上平台和第二海上平台分别改造准备；(3)通过清管球将缆绳从第一海上平台经由所述海底管道内部牵引至第二海上平台；(4)将所述缆绳通过拖拉接头与软管连接，通过卷扬机牵拉所述缆绳，以带动所述软管从所述第一海上平台经由所述海底管道内部穿插至所述第二海上平台，各个软管段之间采用中间接头进行连接；(5)在所述软管穿插完毕后，在该软管两端安装端部接头，并复原管线；(6)对安装完成的所述软管进行强度试验及严密性试验；(7)复原管线，进行管线的试运行，以验证是否能正常工作。

优选地，所述软管为RTP管。

进一步地，在步骤(1)中，先采用内窥镜或者爬行机器人对所述海底管道内壁进行检查，确定所述海底管道内部的结垢、腐蚀情况；接着采用所述清管器对所述海底管道进行清洁作业，其中所述清管器包括泡沫清管器、泡沫测径清管器、强力除垢清管器、除锈清管器、钢丝刷清管器中的一种或几种组合，所述清洁作业包括清洗、和/或刮擦、和或排油、和/或排水作业，以消除所述海底管道内尖锐物，避免在穿插过程中对所述软管造成损坏。

具体地，在步骤(2)中，在第一和第二海上平台的蜘蛛甲板的海管立管处搭建脚手架，并在第一和第二海上平台海管立管的悬挂法兰处进行拆除作业，保留立管上的端部法兰，并拆除该端部法兰以上的管线及各个管件，进而在所述第一和第二海上平台的海管立管处连接临时清管器，确保能够进行临时收发球作业，其中所述第一海上平台作为管盘所在的放管海上平台端，所述第二海上平台作为绞车所在的拉管海上平台端。

优选地，在步骤(3)中，在所述第一海上平台，将缆绳固定在清管球后端，采用所述临时清管器，通过清管球在海底管道中的运行，将缆绳从第一海上平台的海管立管牵引至第二海上平台的海管立管。

更具体地，在步骤(4)中，所述清管球通过海底管道后，将缆绳连接到拖拉头上，并将拖拉头与软管连接，将软管的起始部分通过缆绳手动送入所述第一海上平台海底管道的入口，在第二海上平台通过卷扬机牵引缆绳，从而将软管不断穿插至第二海上平台，其中穿插过程中速度不超过每分钟7-14米，当一个卷盘中的软管段完成穿插时，停止穿插，取下现有的空盘，用新的管盘替换空盘，并采用中间接头连接器将软管段的两端分别连接在中间接头的两端，并继续穿插，直至完成所有软管的穿插。

优选地，在穿插过程中，保持第一海上平台和第二海上平台之间进行无线通讯，以在出现紧急情况时进行沟通。

具体地，在步骤(5)中，在所述软管穿插至第一海上平台后，将软管拉出海底管道法兰5-15m，检查软管是否存在划痕、擦伤或其它损坏，然后切割软管至要求的长度，并将软管通过端部接头连接到海底管道立管的钢管法兰上。

具体地，在步骤(6)中，对安装完成的软管，冲入生产水对所述软管整体进行强度试验及严密性试验。

更进一步地，在步骤(10)中，对完成强度试验及严密性试验的软管进行试运行，运行过程中实时监测压力及温度的变化，以验证能否正常工作。

通过上述技术方案可以看到，本发明是将小口径的软管(即比海底管道管径小的软管)，内穿插进入原海底管道，从而解决海底管道腐蚀的问题。如上所述，本发明主要包括以下步骤：首先用清管器对原海里管道进行排油或排水和清管作业；然后对两个第一海上平台和第二海上平台分别改造准备；通过清管球将缆绳从第一海上平台牵引至第二海上平台；缆绳通过拖拉接头与软管连接，通过卷扬机将软管从第一海上平台穿插至第二海上平台，每段软管之间可采用中间接头进行连接；软管穿插完毕后，两端安装端部接头；对安装完成的软管进行强度试验及严密性试验；最后进行管线的运行。这样修复完成后，服役过程中，穿插在原海底管道内部的软管，可以独立承受后期介质运行过程中产生的内压，原管只起套管的作用，保持软管的海底稳定性和为软管提供外防护，即使原海底管道穿孔也不会影响软管的运行。本发明针对腐蚀风险较高的海底管道进行修复，不仅可以延长海底管道的使用寿命，而且可以大幅降低海底管道后期运维的成本。小管径软管(软管)内穿插修复在役海底管道技术比传统的维修方式周期短、占用资源少，不仅能解决管道腐蚀问题，延长管线的使用寿命，还能有效降低作业成本，达到降本增效的目的。

另外，本发明采用的软管，是一种管径小于原海底管道的小管径复合软管，优选采用RTP管，其内层采用HDPE，增强层与抗拉层采用芳纶或涤纶，或碳纤维，外层采用HDPE。

本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施方式，但并不构成对本申请实施方式的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明具体实施方式的软管内穿插修复在役海底管道的方法的步骤框图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

需要说明的是，在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指正常所指的方位。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图1，对本发明的基本实施方式和各个具体实施方，做进一步清楚、完整的说明。如附图1所示，本发明基本实施方式的软管内穿插修复在役海底管道的方法，主要包括如下步骤：(1)用清管器对海底管道进行清洁作业；(2)对第一海上平台和第二海上平台分别改造准备；(3)通过清管球将缆绳从第一海上平台经由所述海底管道内部牵引至第二海上平台；(4)将所述缆绳通过拖拉接头与软管连接，通过卷扬机牵拉缆绳，以带动该软管从所述第一海上平台经由所述海底管道内部穿插至所述第二海上平台，各个软管段之间采用中间接头进行连接；(5)在所述软管穿插完毕后，在该软管两端安装端部接头，并复原管线；(6)对安装完成的所述软管进行强度试验及严密性试验；(7)进行管线的试运行，以验证是否能正常工作。

简略而言，上述软管内穿插修复在役海底管道的方法通过采用小管径软管(即管径小于原海底管道的软管)，在原海底管道内穿插修复，首先用清管器对原海底管道进行排油或排水和清管等清洁作业；然后对两个海上平台分别改造准备；通过清管球将缆绳从一个平台牵引至另一个平台；缆绳通过拖拉接头与软管连接，通过卷扬机将软管从上述一个平台回拉穿插至上述另一个平台，每段软管之间可采用中间接头进行连接；软管穿插完毕后，两端安装端部接头，并复原管线；对安装完成的软管进行强度试验及严密性试验；最后进行管线的试运行。

通过本发明上述基本实施方式的修复方法，本发明是将小口径的软管(即比海底管道管径小的软管)，内穿插进入原海底管道，从而解决海底管道腐蚀的问题。这样修复完成后，服役过程中，穿插在原海底管道内部的软管，可以独立承受后期介质运行过程中产生的内压，原管只起套管的作用，保持软管的海底稳定性和为软管提供外防护，即使原海底管道穿孔也不会影响软管的运行。本发明针对腐蚀风险较高的海底管道进行修复，不仅可以延长海底管道的使用寿命，而且可以大幅降低海底管道后期运维的成本。小管径软管(软管)内穿插修复在役海底管道技术比传统的维修方式周期短、占用资源少，不仅能解决管道腐蚀问题，延长管线的使用寿命，还能有效降低作业成本，达到降本增效的目的。

优选地，此技术中所采用的软管，可以为非金属材质的RTP管(即增强热塑性塑料管)，其不仅承内压能力强，而且耐产出或耐回注介质以及海水的腐蚀。另外，此种软管可以采用轴向增强技术，能将普通软管的轴向抗拉能力提升10倍。并且，这种软管生产过程中，单根长度长，显著降低管接头的使用数量，风险低，施工效率高。

在上述基本实施方式的基础上，作为一种优选具体方法，对原钢管进行排油或排水和清管等清洁作业，可以主要包括如下步骤：首先对原海底管道进行排油或排水；对管道进行清洗；在允许情况下，采用内窥镜或者爬行机器人对海底管道内壁进行检查，确定海底管道内部的结垢、腐蚀情况；接着采用清管器(可以采用泡沫清管器、泡沫测径清管器、强力除垢清管器、除锈清管器、钢丝刷清管器中的一种或几种组合)对海底管道进行刮擦、除垢、除锈。清管球顺序和清管球数量可以根据清管效果有所变化，如清除管道残渣较多，可以增加发球数量，清除管道残渣较少，可以减少发球数量。确保海底管道内没有焊瘤等尖锐的物质，避免在穿插过程中对软管外壁造成损坏。

进一步地，在对两个海上平台进行改造时，两个海上平台可以分为第一海上平台和第二海上平台，具体可以包括如下处理：对第一海上平台的蜘蛛甲板的作业平面进行改造；搭建脚手架；拆除法兰和上部立管；安装导向装置；连接临时清管器的发球筒，确保可以进行临时收发球作业。对第二海上平台的蜘蛛甲板的作业平面进行改造；安装卷扬机及导向装置；切割立管，取走上部立管；焊接锚固件和法兰，安装临时清管器的收球筒。所改造的两个平台，其中第一平台作为放管平台端(管盘所在端)，第二海上平台作为拉管平台端(绞车所在端，即卷扬机所在端)。

进一步地，将缆绳从第一海上平台的海底管道出发端牵引至第二海上平台，主要包括如下步骤：改造清管球，在清管球后部焊接U型或者V型铁钩；在第一海上平台，将缆绳固定在清管球后端的铁钩上；将清管球放置于临时清管器的发球筒内；关闭临时清管器的盲板；通入压缩气体或生产水，推动清管球在海底管道内运行，将缆绳从第一海上平台的发球筒牵引至第二海上平台的临时清管器的收球筒；待清管球到达第二海上平台后，将清管球及缆绳拉出来，并将缆绳从清管球尾部取下来。

更进一步的具体操作，软管从第一海上平台穿插至第二海上平台，主要包括如下操作：在第一海上平台将拖拉头与软管一端连接，并牢固固定；将缆绳与拖拉头连接；软管道的起始部分通过缆绳手动送入第一海上平台的海底管道的入口；在第二海上平台通过卷扬机牵引缆绳，从而将软管不断穿插至第二海上平台；穿插过程中速度不超过每分钟7-14米，并且确保第一和第二海上平台之间有无线电联系，避免穿插过程出现紧急情况；当一个卷盘中的软管段完成穿插时，停止穿插，取下现有的空盘，用新的管盘替换空盘，采用中间接头连接器将软管段两端分别连接在中间接头两端；继续穿插，直至完成整条海底管道所有软管的穿插。

进而，在软管两端安装端部接头，具体地：穿插完毕后，在第二海上平台，将管子拉出钢管法兰5-15m，检查软管道是否有任何划痕、过度擦伤或其他损坏等；切割管子至适当的长度，通过接头连接软管到钢管法兰，即原海底管道的法兰上，并复原管线。

优选地，可以对软管进行测试，具体地，对软管整体(包括软管管体、端部接头、中间接头等)进行强度试验及严密性试验，主要包括：在第一海上平台安装压力测试装置；用软管将第一海上平台注水泵和新立管法兰连接，进行注水、排气、打压测试；测试压力为软管压力的1.5倍；24小时内，压降小于4％，视为合格。

进一步地，管线试运行主要包括：将产液导入软管中，实时监测管线运行过程中的压力及温度变化情况。

综上可以看出，本发明是将小口径的软管(即比海底管道管径小的软管)，内穿插进入原海底管道，从而解决海底管道腐蚀的问题。在修复完成后，服役过程中，穿插在原海底管道内部的软管，可以独立承受后期介质运行过程中产生的内压，原管只起套管的作用，保持软管的海底稳定性和为软管提供外防护，即使原海底管道穿孔也不会影响软管的运行。本发明针对腐蚀风险较高的海底管道进行修复，不仅可以延长海底管道的使用寿命，而且可以大幅降低海底管道后期运维的成本。小管径软管(软管)内穿插修复在役海底管道技术比传统的维修方式周期短、占用资源少，不仅能解决管道腐蚀问题，延长管线的使用寿命，还能有效降低作业成本，达到降本增效的目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。