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)定性地質災害突出。埕島油田經歷了二十多年的發(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和運行時間加長,安全生產問題越來越突出,探索技術,對海底輸油管道進行定期檢測迫在眉睫。本文在對埕島油田相關海域整體研究的基礎上,重點選擇

2、選擇CB30A井組到海五聯登陸點這段管道開展實驗性研究,海底管道長度7km,是東部油田向陸岸終端輸運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重。
　　本工作總結了國內外相關技術與方法,優(yōu)化集成了聲學法外管檢測、漏磁法內管檢測、室內試驗等技術方法,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;通過數值模擬、工程地質調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因素;結合海底管道檢測和數值計算,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,研究集成了國內外先進技術,成功實現了對海底管道的賦存和腐蝕狀態(tài)的內外高精度檢測,形成了一套以多波束、旁側聲納、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體系。經過初步生產性試驗,效果良好。
　　(2)查明了CB30A—海五聯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行系統(tǒng)的管內檢測,探明了管道腐蝕狀態(tài)。調查發(fā)現了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％,經過對該海域的調查分析,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,在管內共檢測到11個腐

5、蝕點,首次發(fā)現長距離的管道懸空可能加速管道腐蝕;計算了管道腐蝕剩余壽命,按平均腐蝕速率計算,最大腐蝕點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)境數值模型,計算了該海域不同重現期的波浪、海流和水位條件,結合工程地質調查和歷史資料分析,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。靜力分析結果表明管線CB30A-海五聯海底管道存在4處懸空裸露管段的應力超過規(guī)范限值,但其值還小于管線屈服強度。渦激振動分析結果表明在5年一遇的波浪條件下CB30A-海五聯海底管道約有14處管段處于不安全狀態(tài),需要進一步治理。
　　(5)針對CB30A—海五聯海底管道懸跨特點,通過國內外調研和油田多年實踐,對各種治理方法進行了對比分析,總結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、護登陸管道懸跨的具體建議和方案。
　　本文的創(chuàng)新點:
　?、僭趪鴥仁状螌⒙晫W探測和漏磁法探測相結合,應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)境模擬計算、工程地質條件調查和懸空管道穩(wěn)定性分析,探討了海底管道懸空的機制,評估了懸空管道的安全性,為進一步進行管道治理提供了依據;
　　③結合區(qū)域地質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