海管建造阶段常见问题及其对生产期运行维护的影响分析

王 波，曲 直，满海强，徐伟捷，张 智

(中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津300457)

1 海管清管以及内检测的意义

海管是海上油气田生产过程中原油、天然气、注水等介质的专用管道，海上各平台之间，以及海上平台与陆地处理终端之间，通过海管进行介质输送可以提高生产效率。因此海管的安全、高效运行有着非常重要的意义。在海管全生命周期运营阶段，海管会受到各种因素影响导致输送效率下降、腐蚀等问题，以原油海管为例，原油中所含的蜡会以蜡晶的形式析出，沉积在管道内壁(图1)；各种有机物、无机物会在管道内结垢，也会增加管道腐蚀。因此，海管需要进行定期清管。

在海管投入运行之后，对整条海管的运行状态进行分析，以保证海管的安全运行，此时需要利用电子几何检测器对海管进行内检测。在管道内运行时，记录运行过程中的温度、速度、加速度、旋转度、压力以及管道内几何变形等信息，满足要求后，利用漏磁检测器(图2)或超声波检测器，对管道内壁的壁厚变化进行测量，可以得到管道腐蚀缺陷尺寸、加工缺陷、金属损失等信息，发现危害管道运行的隐患。

通过定期清管和内检测，可以延长海管的使用寿命，确保海管的使用安全。海上油田各条海管根据各自输送介质的不同，均制定相应的清管周期和内检测周期。一般情况下，清管周期天然气干气海管每年一次，天然气湿气及合格原油海管每3个月一次，混输海管及注水海管每2个月一次。内检测则在海管投运前完成或者在投运后1年之内开展，完成内检测5年后，进行内检测复检。

2 影响清管及内检作业的因素

2.1 管道及附属阀门

海管管径必须从起点到终点完全一致，将两种不同管径的管道焊接在一起，将会导致清管器从一段管径管道进入另一段不同管径管道时，出现卡球的问题。海管附属阀门也需要采用全通径的阀门，如果阀门为变径阀门，则清管器也有可能卡在球阀处。阀门内径必须与海管内径完全一致。非全通径阀门(图3)完全禁止安装在海管上，在监造阶段要特别注意对阀门的检查，即使是全通径的球阀，也要进行开关试验，避免阀门无法全开，影响通球。

除了管道内径以及阀门要求之外，管道内壁焊接时，要避免出现较大的焊瘤等，以免后续对清管器造成伤害。

2.2 管道弯头参数

2.2.1 弯头曲率半径

弯头曲率半径的定义，为管道中心线至圆心的长度，弯头的曲率半径影响清管器的通过，海管平台立管段到海管收发球筒之间的管线弯头较多(图4)，要求弯头的曲率半径≥3D(D为管道外径)。

2.2.2 弯头间直管段长度

在海管的收发球筒与入海段之间，不仅弯头多，还会出现两个弯头连接在一起的状态，这种状态的管段，对两个弯头间的直管段有明确的要求，即L＞D，直管段的长度要大于管道的外径(图5)。

在建造阶段，要特别注意弯头的曲率半径和双弯头造型直管段的长度，如果曲率半径不足，直管段长度不够，后续的内检测时，则需要对管道进行改造，将让作业变得非常困难。

2.3 管道附件的位置及设置

2.3.1 温井和防腐刮片、探针的设置

温井为温度表或者温度变送器安装的基座，探测杆深入到管道内部，因此温井严禁安装在清管器通过路径的主管道上。

防腐刮片和防腐探针，是为了检测管道腐蚀而设置，其原理为把与管材或者设备相同材质的金属试片放到介质中，通过计算试片暴露天数下的重量损失来计算管道的腐蚀速率。和温井一样，防腐刮片需要垂直于管道深入到管道内，因此严禁将防腐刮片和探针安装在清管器通过路径的主管道上。

2.3.2 管道三通格栅的设置

在海管收发球筒的旁通位置，设置有三通，在收发球时，实现介质路径的改变，对于内径小于60%主管线管径的三通，清管器可以安全通过；内径大于60%主管线的三通，清管器可能会卡堵。因此，对于内径大于50%主管线内径的三通，均需要安装三通格栅(图6)。

鉴于海管三通处，一般都是和主管线相同的内径，在海管建造阶段，生产人员需要对海管三通处是否正确安装三通格栅进行确认，避免后续施工带来的不便(图7)。

2.3.3 过球指示器的安装

过球指示器是检测清管器是否通过的装置，当清管器通过其安装位置时，触碰到撞针，指示装置起跳，表示清管器已经通过。因此，如果选择的过球指示器和管道不匹配，则很可能因为撞针过长，而影响清管器的正常通过。

3 故障实例

3.1 温井安装位置不合适影响清管

某油田在清管发球时，清管器表面存在划伤，初步判断为尖锐物所致，在进行停产检修时，发现温度表和温度变送器的温井不合适，已经撞击变形，最终判断为温井过长所致。该温井安装在清管器路径管路上，建议尽量安装在非清管器路径上(图8)。

3.2 防腐刮片安装位置对清管的影响

某油田原油海管，防腐刮片和防腐探针未按照PID图设计安装，由于防腐刮片和防腐探针安装到清管器通过的路径上，导致清管器划伤、损坏。经过不停产检修，发现腐蚀刮片已经被撞弯(图9、图10)。

4 海管建造阶段施工建议

对于海管建造阶段的施工把控，对后续的海管运行维护有非常重要的影响。因此，在海管建造阶段，现场监造人员一定要注意以下几个常见问题。

4.1 海管管道及阀门

整个海管的管道内径必须全部一致，管道附属阀门必须采用全通径阀门，同时，在建造阶段进行阀门开关试验，保证阀门能够实现全开全关，避免出现半开的状态。

海管存在弯头之处，一定要测量曲率半径，确保曲率半径≥3D。对于存在两个弯头连接的部位还应该保证连接两个弯头的直管段长度大于管道外径。发现曲率半径不足或者直管段不足时，及时通知施工方整改。

4.2 海管附属件

海管附属件包括过球指示器、防腐刮片、防腐探针、温井等。过球指示器的长度一定要合适，不能太长；防腐刮片、防腐探针和温井，不要安装到清管器通过的路径上。

4.3 海管三通格栅

三通格栅在海管建造阶段，会出现漏装现象，作为监造人员，一定要进行检查确认，拍照存档，防止漏装。

关注以上海管建造阶段的重点问题，将有利于将这些问题在建造阶段妥善处理，从而切实避免影响后续海管运营阶段的清管、内检等作业。■