埕岛油田海底主登陆管道检测与安全评价

【摘要】埕岛油田位于现代黄河三角洲北部海域，坐落于1976年废弃的三角洲叶瓣上，海床侵蚀和不稳定性地质灾害突出。埕岛油田经历了二十多年的发展，是我国自主开发的滩浅海大油田，目前年产原油300多万吨，已建成中心平台3座，各种采油平台104多座，海底管缆密布，输油管道160段，总长280km。随着众多海底工程的建设和运行时间加长，安全生产问题越来越突出，探索技术，对海底输油管道进行定期检测迫在眉睫。本文在对埕岛油田相关海域整体研究的基础上，重点选择选择CB30A井组到海五联登陆点这段管道开展实验性研究，海底管道长度7km，是东部油田向陆岸终端输运原油的主登陆管道之一，跨越黄河水下三角洲前缘斜坡，海底管道悬跨问题严重。本工作总结了国内外相关技术与方法，优化集成了声学法外管检测、漏磁法内管检测、室内试验等技术方法，研究了海底管道的空间赋存状态、管道周围的冲刷、管道几何变形、管壁腐蚀程度；通过数值模拟、工程地质调查和历史资料综合分析，研究了埕岛油田海域的海洋动力环境与海床冲淤状况，分析了路由区海床冲刷、液化等影响海底管道安全的不良地质因素；结合海底管道检测和数值计算，分析了管道悬空的成因，评估了悬空管道的安全性，并对海底管道不同位置出现的安全隐患制定了具体的治理措施。获得的主要研究成果如下：（1）根据黄河三角洲地区的海洋沉积环境的特殊性，研究集成了国内外先进技术，成功实现了对海底管道的赋存和腐蚀状态的内外高精度检测，形成了一套以多波束、旁侧声纳、高分辨率浅地层剖面仪和漏磁腐蚀检测器为主的海底管道安全检测技术体系。经过初步生产性试验，效果良好。（2）查明了CB30A—海五联段登陆管道路由段海底地貌特征和管道赋存状态，并使用漏磁检测法首次对埕岛油田海底登陆管道进行系统的管内检测，探明了管道腐蚀状态。调查发现了15处悬空段，最大悬空长度333米，最大悬空高度1.15米。悬空管道约占该管段总长度的13.68%，经过对该海域的调查分析，海床不均匀冲刷是造成管道悬空的主要原因；本次漏磁检测，在管内共检测到11个腐蚀点，首次发现长距离的管道悬空可能加速管道腐蚀；计算了管道腐蚀剩余寿命，按平均腐蚀速率计算，最大腐蚀点到最小允许壁厚只剩2年，需要及时维修和更换管道。（3）建立了埕岛海域海洋动力环境数值模型，计算了该海域不同重现期的波浪、海流和水位条件，结合工程地质调查和历史资料分析，研究了该海域海床冲淤状况和影响海底管道安全的不良地质因素，分析了管道路由区海底冲刷和土体不稳定的原因。（4）应用悬空管道静力分析和涡激振动分析方法，综合评价了埕岛海域悬空管道的稳定性。静力分析结果表明管线CB30A-海五联海底管道存在4处悬空裸露管段的应力超过规范限值，但其值还小于管线屈服强度。涡激振动分析结果表明在5年一遇的波浪条件下CB30A-海五联海底管道约有14处管段处于不安全状态，需要进一步治理。（5）针对CB30A—海五联海底管道悬跨特点，通过国内外调研和油田多年实践，对各种治理方法进行了对比分析，总结了适合于黄河口不同类型海底管道悬跨的治理方法，提出了维护登陆管道悬跨的具体建议和方案。本文的创新点：①在国内首次将声学探测和漏磁法探测相结合，应用于海底管道的系统检测中，高精度探明了海底管道赋存状态和管道腐蚀状态；②综合海底管道探测、海域动力环境模拟计算、工程地质条件调查和悬空管道稳定性分析，探讨了海底管道悬空的机制，评估了悬空管道的安全性，为进一步进行管道治理提供了依据；③结合区域地质条件和海底管道安全隐患，提出了不同类型管道悬跨的治理方案。
【作者】文世鹏；
【导师】李广雪；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋地质，2014，博士
【关键词】海底管道；悬跨成因；检测技术；安全防护；

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