海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技术措施正式版

海底输油管线(埕岛油田)悬空治理技

术措施正式版

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引言（1）

根据目前埕岛油田海底管线出现悬空的实际情况，对海管悬空形成机理进行了分析，并对海管悬空治理的不同方案进行了综合评价，重点介绍了水下桩治理方案的制定和实施。

埕岛油田位于渤海湾南部的浅海海域，区域构造位置位于埕宁隆起埕北凸起的东南端，是一个在潜山背景上发育起来的大型浅山披覆构造。该区从1875年开始勘探，在先期资源评价、盆地分析模拟、区带综合评价的基础上，于1988年钻探了

第1口控井——埕北12井，从而发现了埕岛油田。截止目前，埕岛油田已建成海底输油管线54条，注水管线33条。

海管悬空情况调查（2）

目前，通过对61条海底管线的调查发现其中仅有5条管线未被冲刷悬空，仅占8％，管道悬空高度平均值为1.33m，最大值为2.5m。大于等于2m的有16根，占26％，大于等于1m的有48根，占79％，可见冲刷的普遍。从悬空长度来统计，平均悬空长度为15.1m，最大30m。大于等于20m的为22根，占36％；大于等于10m的有43根，占70％。

如果按管道初始设计埋深为1.5考虑，则遭到最大冲深的管道从原海床面计

算总计冲刷深度S＝e+D+h＝4.5m（其中e 为埋深；D为管道直径，近似取0.5m；h为冲刷后管道悬空高度）。这样的冲刷深度对海底管道来说是少见的。除了管道处发生强烈冲刷以外，在采油平台井场范围内也出现较严重的冲刷。

海管悬空原因及模型试验（3）

1海底管线悬空原因

造成场区内平台及管道周围强烈冲刷的原因十分复杂，大致为以下几方面：

1.1建筑物存在形成的部冲刷

这种冲刷形成的原因是由于建筑物的存在而在局部范围内发生强化的水流或高速旋转的旋涡，这些水流或旋涡具有较高的冲刷（挟带泥沙）能力，从而在局部范

围内形成冲刷坑。冲刷坑范围与深度往往与建筑物尺度有直接关系。

1.2水平管道下面的冲刷

放置在海床面上的管道冲刷开始于管道与海床面之间出现一水流隧道。对于部分埋置的管道来说，这种水流隧道可以因管道前后存在一定压差形成管涌而发生。当水流隧道形成后，管道前后的压差使管道下的流速大于行近流速，从而引起管道下的冲刷。

1.3海床侵蚀引起的大面积冲刷

由于埕岛油田特殊的海洋及海底地质条件，本海区处于不稳定的冲淤状态，根据飞雁滩1976～20xx年24年断面测量，5m等深线平均蚀退距离达0.19km/a，海床

蚀深12.6cm/a；10m等深线蚀退距离达

0.10km/a，海床蚀深4.7cm/a。海床调整的冲淤平衡点大致在12m到15m水深处，在平衡点以上为侵蚀区，在平衡点以下为淤积区，这种剖面调整状态目前尚未有转缓的迹象。对于10m水深处，在海管设计寿命15年内，海床整体冲刷深度可达0.7m。由于该原因引起的海管淘空体现在整条海底管线上。

1.4海底不稳定性引起的冲刷

海底不稳定性的表现是海底表层土壤在大浪作用下发生滑移坍塌，当表层土为粉砂时，在暴风浪作用下，土壤发生液化而使土壤抗剪强度降低，从而可能造成海床一定范围内的下降。

1.5其它因素

如立管支撑结构的周期性振动，施工时由于受到设备、平台位置等的限制，管道在平台附近的埋深于小设计所要求的埋深等因素也是引起立管悬空的一个因素。

2冲刷物理模型试验

实际上，立管底部的悬空高度是在以上因素的联合作用下发生的，单从理论上很难确定出具体的数值，因此，根据埕岛油田的条件及海管立管结构我们进行了冲刷物理模型试验。针对立管桩及平台支撑条件分不同情况共进行了17组试验，试验结果与现场探摸结果吻合；模型试验得出立管底部的悬空长度为10m，与现场探测情况存在较大的差别。

原因分析及现场实测表明，立管底部的最大冲刷深度在3.0m基本达到不变，但悬空长度由于受多种条件的影响，将来如何变化，目前确定较为困难。因此，在针对输油管线立管底悬空治理研究时，主要仍根据实测进行。

悬空治理方案分析（4）

1抛砂袋结合混凝土块覆盖

1.1方案描述

先在悬空管道及其周围一定范围内（主要指立管周围明显的海底冲刷坑）抛填水泥砂浆袋，每个砂浆袋重约60kg。在抛填砂袋的过程中要由潜水员对砂袋进行整理，保证悬空立管底部填满砂袋。抛理砂袋完成后，再在管道上用混凝土覆盖，

混凝土覆盖层可用小的混凝土预制块串接成网状，混凝土覆盖层的密度初步确定为320kg/m2，这样可提高覆盖层抗冲刷的能力，又不至于对海底管道造成损坏。

1.2方案优缺点

优点是施工工艺及取材简单，便于实施；不需要进行防腐处理；可以在管线不停产的情况下实施，不影响生产；保护的范围广，对同一平台周围的海底管线均可产生保护。缺点是受不确定因素的影响较多，抛填的砂袋有进一步被冲刷淘走的可能，造成管道的再度悬嚓，因此，该方法的可靠性不高；如果再次悬空，覆盖的混凝土将对管道产生不利影响。

2挠性软管跨接

2.1方案描述

将悬空立管拆除，根据目前冲刷后实际的海底现状，重新设计及安装立管。在立管与水平管之间跨接长度为60m的挠性软管，挠性软管的规格根据具体的海管规格确定。为提高其连接的可靠性，挠性软管与两端钢管仍采用水面以上的焊接方式，并在两端设有挠性软管保护结构，用于海底输油的挠性管道是由密封、保温、加强等材料构成的多层挠性管结构。

2.2方案优缺点

优点是方案可靠性高，由于软管有挠性，在辅设时可随地形的变化而变化，因此有很好的抵抗疲劳破坏的特性；立管结构简单，挠性软管兼作海管的膨胀补偿装