海洋石油平台清管器收发球筒设计标准探讨

海洋石油平台清管器收发球筒设计标准探讨

祝晓丹1程久欢1周子鹏1

祝晓丹1程久欢1周子鹏1（1.海洋石油工程股份有限公司，天津，300451）

【摘要】在南海深水天然气开发项目中，中心处理平台天然气外输管线具有压力高（24.6MPa），管径大（NPS30”）的特点，因此导致相应的清管器收发球筒的设计标准选择困难。本文经过对压力容器和压力管道设计标准的分析，以及对建造检验要求的对比，查阅国内外海洋石油平台清管器收发球筒设计的相关资料，最终确定采用压力管道的设计标准（ASMEB31.8），作为设计标准，同时提高建造检验的要求，按照高压容器的相关标准进行建造监检与检验。

【关键词】清管器；海底管道；压力容器；压力管道

1．概述清管器收发球筒是对海底管线实施清管扫线作业必须的重要组成部分，它安装在海洋石油平台、FPSO或陆地终端，通过海管立管连接在海底管线两端，用于发射及接收清管球。目前大多数的清管器收发装置主要由快开盲板、筒体（管子）、异径管、鞍式支架等部分构成。其结构简单、操作方便，采用快开盲板结构，可将清管器安全、快速的装入或取出管道。

2．工程案例分析在南海深水天然气开发项目中，其中心处理平台天然气外输管线具有压力高（24.6MPa），管径大（NPS30”）的特点，用于此管线的清管器收发球筒设计也超出了常规清管器设计范围，结合该项目的清管器收发球筒的设计实例，对清管器收球筒的设计标准选择进行具体分析，归纳如下：根据《特种设备安全监察条例》，压力容器是指盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压）。

根据《特种设备安全监察条例》，压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。

3．压力管道标准对收发筒的定义3.1GB50251《输气管道工程设计规范》《输气管道工程设计规范》之6.3清管设计，明确清管器收发筒的设计应符合国家现行标准《清管设备设计技术规定》SY/T0533。但《清管设备设计技术规定》仅适用于设计压力不大于10MPa的输送原油、成品油、天然气、液态烃、水或煤浆等流体的管道清管设备的设计。其中明确收发筒的强大设计计算参照《钢制压力容器》GB150。同时在《输气管道工程设计规范》之5.3管道附件中，明确清管器收发筒、汇管、组合件的制作参照执行现行国家标准《钢制压力容器》GB150的规定。

3.2ASMEB31.3《工艺管道》《工艺管道》适用于所有流体的管道，包括：化工产品的原料、中间产品和最终产品；石油产品；气体、蒸汽、空气和水；流体化的固体；制冷剂和低温流体。不包括：属于BPV规范第I卷的动力锅炉和B31.1规范的锅炉外管；火焰加热内的管子、集管、联箱和总管和压力容器、换热器、泵、压缩机和其它输送或加工流体的设备的内部管道及接外管道的接口。

从以上的范围描述可以看出，清管器收发筒设计不包含在《工艺管道》标准范围之内。

3.3ASMEB31.4《液态烃和其它液体输送管道》《液态烃和其它液体输送管道》范围的有：管线集散站（海船、铁路或卡车转运）、储罐区、泵站、减压站、计量站之内的主要的和辅助的液态石油和液态无水氨管道，包括清管器收发装置、粗滤器和流量计标定环道。

由以上可以明确，清管器收发筒的设计属于《液态烃和其它液体输送管道》标准的范围之内。

3.4ASMEB31.8《输气和配气管道系统》《输气和配气管道系统》适用范围包括输气管道设施的设计、制作、安装、检查和实验。但又明确不适用于：井口装置（包括各种控制阀）、井口至捕集器或分离器间的流体管道、海洋生产平台上的设备管道、一级气井或油井的套管和钻杆（关于海洋平台输送管道，参见APIRP14E）。

由于海洋石油生产平台的清管器收发筒均布置在平台上，所以根据以上的规定，清管器收发筒设计不包含在《输气和配气管道系统》标准范围之内。而《海上生产平台管道系统设计和安装的推荐做法》APIRP14E中明确，对于不能适用于ASMEB31.3管道，设计、建造、检查和实验按照ASMEB31.4、ASMEB31.8。

通过以上标准适用范围和不适用范围来看，GB50231和ASMEB31.4明确包括清管器收发筒的设计，而ASMEB31.3和ASMEB31.8对于清管器收发筒的设及没有明确的定义。除ASMEB31.3外，其它三个标准均为外输管线的设计标准，根据收发筒的用途以及ASMEB31.4的描述，使用长输管道的标注设计收发筒较为适宜。

4．国内外项目标准的选用对海油工程公司近几年承接的清管器收发筒资料分析如下：（1）PL19-3两台清管器收发装置的设计标准采用：ASMEB31.8（2）MODEC清管器收发装置的设计标准采用：ASMEB31.3（3）目前投标的秘鲁项目清管器收发装置的设计标准采用：ASMEB31.8/31.4（4）伊朗投标项目清管器收发装置的设计标准采用：ASMEB31.8/31.4（5）JZ25-1S/JX1-1等项目清管器收发装置的设计标准采用：ASMEB31.35．结论（1）根据《特种设备安全监察条例》，清管器收发筒即可归入压力容器，也可归入压力管道；（2）ASMEB31.8《液态烃和其它液体管线输送管道系统》明确包含清管器收发筒；（3）根据对近几年项目的核查，均采用管道标准。

结合以上几点，考虑到南海深水天然气开发项目中心平台管线输送的均为天然气，清管器收发筒的设计标准选用ASMEB31.8，但为了确保质量与安全，制造、检验按照压力容器标准(ASMEBPVVIII)执行。

虽然有成功应用的工程实例作为依据，GB50251对清管器收发筒的设计有明确的定义，但从设计的规范性以及文件可依据性来说，应该对海洋石油生产平台清管器收发筒的设计、建造等做出明确的规定。

作者简介：祝晓丹，1983年生，工程师，本科；主要从事海洋平台设计工作。