新型海底管道屈曲探测器研制与应用

新型海底管道屈曲探测器研制与应用

吴仕鹏刘凯王东辉李翔

吴仕鹏刘凯王东辉李翔

海洋石油工程股份有限公司

摘要：在海底管道铺设过程中，需要使用屈曲探测器进行检测管道及管道弯头的变形。但是随着作业海域水深的增加，原浅水使用的屈曲探测器已经无法满足施工要求。本文着重介绍了一种新型的海底管道屈曲探测器，其具有重量轻、结构强度大、安装使用方便的特点。

关键词：海底管道；屈曲探测

1、概述

海底管道屈曲探测器主要用于在海上铺设的过程中，检测管道及管道弯头的变形，以便于及时发现管道及弯头的的缺陷，及时解决问题。目前海洋石油工程股份有限公司在进行浅水海管铺设过程中，常规浅水的屈曲探测工艺由一个屈曲探测器和若干根12米标准索具组成，使用时通过单根逐次连接的形式将屈曲探测器安装在着泥点后相应距离。由于浅水区域着泥点距离船舶距离相对较近，连接屈曲探测的钢丝索具不会太长，因此并不会给施工带来很大困难。但是较深水海管铺设，着泥点与铺管船的距离会大大增加，如荔湾项目、惠州项目，最长距离近1000米，这就对屈曲探测器牵引索具的承重能力提出了严峻考验，加之大管径管线屈曲探测器重量较大，上述重量的增加都会使屈曲探测器掉落管中的风险大大增加。如发生屈曲探测器掉落事故，需重新回收管线进行切割，损失巨大。

2、屈曲探测器研制

常规浅水的屈曲探测，其结构形式主要由两块测量板、两组支撑轮、万向拉环及密封胶垫构成。测量板直径一般为管道内径90%-97%，施工过程中由卷扬机或人工牵引动力，使其沿管道内部运行检测管道。常规浅水海域使用的屈曲探测器如图1。

图1屈曲探测器结构图

上图所示渤海湾常用的屈曲探测器，本身结构虽然简单，但是设计年代较为久远，本身结构的设计未能考虑到长距离使用的安全性，为保证整体强度，主轴设计安全系数考虑过大，导致整体重量较重，且支撑轮与支撑臂之间采用的是螺栓连接，长时间使用必将导致螺栓的松动。鉴于上述屈曲探测器的确定，为屈曲探测器减重及增加接触部分强度势在必行。

经对原有结构进行充分研究的基础上，主要对如下方面进行了改进：

（1）改变主轴材质降低整体重量，由原来的不锈钢材质改为钛合金，设计完成后的新型屈曲探测器重量减重近2/3；

（2）为保证屈曲探测的实时效果，增加弹簧支撑游动双臂的形式保证屈曲探测器与管壁的接触。

图2新型屈曲探测器实物

3、屈曲探测器安装新工艺

由于常规浅水的屈曲探测工艺无法满足较深水施工的需求，海洋石油工程公司开发了新的屈曲探测器安装工艺。该套装置主要由一台空压机、用于密封海管管头的吹板和钢丝绳以及屈曲探测器构成。使用过程中先将屈曲探测器安装在管道中，使用分体式吹板密闭管道，通过空压机通风送气吹动屈曲探测器在管道内的移动，同时单根钢丝绳不断向管道输送，并最终到达设计位置。主要过程如图3、4.

4、结论

新型屈曲探测器已经在我国较深水项目中，如惠州项目和荔湾3-1项目得到了应用，实践证明该屈曲探测器满足项目施工需要，极大的方便了海上施工，提高了海上施工效率，更为重要的是降低了海上施工的风险。屈曲探测器的整个安装过程较常规安装缩短了近3个小时，拉力值在0.329至0.532吨之间，远小于渤海湾使用记录。

参考文献：

[1]DETNORSKEVERITAS.RulesforSubmarinePipelineSystem[C].1981.

[2]高原等.海底管道铺设中屈曲探测器的使用[J].第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集；1480-1483.