海上导管架拆除技术浅述

海上导管架拆除技术浅述

海上导管架的拆除是一个和建造新结构同样的、甚至更加复杂的、涉及更多技术领域的综合性系统工程，。并且受到经济、技术、安全、环境保护等多种因素的制约，是一项极具危险性的工程，不能大意将其视为安装建造过程的简单逆向操作。海上石油平台拆除的主体部分是水上结构和水下结构两部分。通常一般手段就能实现水上部分的安全拆除，但困难的是水下部分导管架的拆除，在进行拆除作业之前应做好全面的准备，制定出技术可行、完善合理，具有充分保障的拆除方案。

一、导管架的拆除过程分析和支持文件

1. 导管架的拆除过程分析

拆除平台导管架一般会有很多不利因素，一般而言，拆除平台主要是受到：（1）将会受到重型起重船的起重能力的制约和运行成本的限制；

（2）导管架需要根据拆卸过程提升自身高度；

（3）起重机的吊装回转半径最大幅度的影响；

（4）分块切割决定着充分利用经济可使重型起重船的最大能力，完全由于导管架结构的全面整体性控制分块切割；

（5）導管架的承重。导管架在长期的使用中承重能力是一直变化的，此外也由于海洋生物将增加导管架的压力，我们要估算准确导管架在3个平面内的重心，以便确认吊点的位置都是为了保证提升操作的安全；

（6）根据规定，所有桩腿在泥面下4～5m以上必须拔出，所以要研究土壤的类型以及计算切割后短截的抗拔力；

（7）依据潮汐的变化，确认可以操作的时间和施工的范围。

2. 拆除导管架的支持文件

拆除导管架的技术支持文件包括：

（1）导管架结构腐蚀、破损状态及海生物覆盖情况评估及强度分析。

（2）切割方案说明书。导管架切割说明书包括：分解单元的划分方案及其技术经济分析、各单元的重量和重心计算、各单元的切割线位置图、切割顺序和工具、切割时的风险分析及安全保障措施以及环境及社会的影响。

（3）吊装及运输方案说明书。导管架拆除需要的吊装及运输说明书有：吊装程序及吊装时的风险分析与安全保障措施、吊点配扣设计说明、装船分析和海上运输稳性计算、上岸方法及吊装及运输过程中使用的船舶与设备。

二、拆除导管架施工方法

1. 导管架拆除的步骤

（1）首先清理导管架上多年覆盖的海生物，导管架上覆盖的海生物很多，预估这些海生物重量可能会达到导管架重量的三分之一，因此必须可使用高压水喷枪去除这些海生物。

（2）划分分解单元。应根据导管架的规模及起重船的能力并考虑导管架的腐蚀与破损状况，制定两种方案：一种方案是针对于小型导管架，其尺寸小、重量轻，在起重船能力允许的情况下，进行整体拆除。另一种方案是根据浮吊船的工作能力，确定对导管架的分解。

（3）切割与吊装前的准备工作。导管架的切割与吊装是一体的，不能分开进行。在进行此阶段之前，必须做好以下准备：首先计算好各分解方案的重心，必须要考虑余量。接着根据方案设计要求，吊点安装完毕后，其应在放置导管架腿与强横拉筋的节点处，对于不能安装吊点的单元，吊装的受力点可直接选在牢固的节点处或重新设计制造必须的起吊框架。最后准备好一切吊装索具及支持设备，保证吊缆通过分解单元的重心做好一切安全保障措施。

2. 切割方法

（1）切割导管架的顺序要全面考虑到其结构和构成，而且还需依据起重机的工作能力以及海上风浪状况，一般会沿着垂直将导管架切割成若干段，保证每一段都可顺利被吊起并放在运输船指定方位。

（2）在切割导管架之前，要防止导管架不受控制的运动，又减少切割中应力释放造成夹住切割工具的危险。我们必须顺着当时风浪情况，判断适当方向用缆索固定，同时在切割过程中应始终保持拉紧状态，这样便可防止导管架产生位移和无序运动。

（3）必须要保证切割工作在紧密控制下进行，以防万一导管架发生位移造成不必要的麻烦或危险。因此，在切割时要在必要位置留下一根或两根桩腿，不要一次性切割完。等到浮吊开始起重工作后再切割剩余的桩腿，以免发生危险。

（4）水下切割根据切割部位分为外部和内部切割。导管架切割时应当选用经济合理的切割方法，因为必须依据当时的施工环境和外部环境，灵活变动。切割时可在桩腿和油（气）井套管内部切割，否则只能外部切割。这两种形式用的工具不同，内部切割为超高压水/砂冲蚀切割装置，外部切割为钻粒切割装置。这两种方法共同点是都需吹泥作业，内部切割需在桩腿内；另一种则在桩腿和油（气）井套管的外部，要满足安装切割装置和所需空间，才能保证边壁不出现坍塌事故。

3. 吊装

依据切割导管架设计方案确定整体吊装或分解吊装后，必须严格按照原定的装船计划进行，将各单元置于合适的位置，放置不得混乱。

4. 导管架的海上运输及上岸

（1）海上运输。根据预计的装船图和海上运输稳性计划，把切割后的单元吊到船上的预定位置，固牢后运至码头，此阶段最需注意的是安全问题。

（2）上岸运输到处理场。判断码头设备的能力、起重船能力以及陆上运输工具的可操作性，可以先把每个单元吊到岸边的运输工具上，再运到处理场。或者把整个单元在船上或码头上进行再分解，之后运到处理场。两种方法都可行，届时依据情况而定。

三、导管架拆除的不足和需要改进的方面

早在上世纪70年代外国平台拆除作业就已经开始，而我国的拆除工程还处在刚起步阶段，拆除工程还存在很多需要改进的地方，主要表现在：

1. 由于我国海洋石油起步较晚，进而我国在废弃平台拆除方面的法律法规还不太完善，且与平台拆除工作相关的法律法规较少，造成相关部门的职责不明确、分工不合理，给拆除工程造成一定的阻碍。

2. 起重船的起重能力有待提高，其主要包括：甲板驳、半潜驳、起重船、拖船和多功能海上供应船。

3. 需要提高下切割机具的切割能力。因为作业的水下废弃平台桩基一般是由填充混凝土的钢管制成的，普通的切割方法无法应对切割多种材料制成品。主要的切割机具有：水下金刚石绳锯切割机、研磨料高、压水射流切割机、液压旋转式内割刀、聚能爆破切割器。

4. 在前期建造平台时应考虑到平台的废弃处置，否则会加大平台拆除作业的难度、增加作业的复杂性和不必要的大额费用支出。

四、结束语

随着我国海洋石油工业的发展，在海域新建的石油生产设施也会在随之增多。进而废弃导管架的拆除工程会越来越多。面对大量平台废弃作业，我国在导管架平台拆除方面仍需要进一步完善和提高。不仅需要有关部门加快完善废弃平台导管架的弃置方面相关法律法规，而且也需要增强与国外相关专业公司的合作与交流、广泛吸收和借鉴他们的成果，更需要有关设计部门在设计中提前考虑到废弃平台拆除问题，从根本上解决问题。废弃海洋石油平台的拆除对海洋石油工业来说非常重要，对保证石油作业的海洋环境、通航环境和渔业生产等，都具有重要意义。

参考文献：

[1]郝静辉，杨树耕.海上石油平台拆除技术的发展现状[J].中国港湾建设，2009（9）

[2]李新仲，徐本和.海上油气田的废弃处置[J].中国海上油气（工程），2003（1）