提升小直径海底管线铺设的一种方法

提升小直径海底管线铺设的一种方法

周怀杰

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

在我国的海底管道铺设作业中，一般使用的S形铺管法，是铺管作业船对海底管道进行焊接接长主要工作之一。海底管道焊接前，需要按照焊接工艺规格书对被施焊海管进行组对。海底管线子管接长时，为了保证良好的施工效率和焊接质量，必须保证海管组对的效率和精度，在组对完成后利于进行焊接工作，且海底管线的焊接速度和质量直接决定船舶效率，对于小管径（外径≤100mm）海管铺设没有相应的组对辅助工装。

关键词：提高效率 降低成本 创新创效 技术革新

海洋工程中的小管径（外径≤100mm）海管铺设组对的传统工艺一般有两种：一是使用筋板水平点焊在组对海管管体表面；二、使用钢环式外对口器，不适用该项目。

一、小管径组对的传统工艺：

海洋工程中的小管径（外径≤100mm）海管铺设组对的传统工艺一般有两种：1.是使用筋板水平点焊在组对海管管体表面，保证海管组对的直线度，而后按照焊接工艺进行根焊分段焊。在完成50%根焊后，使用砂轮机将水平固定筋板去除。此种组对方式存在以下问题：1.使用筋板水平点焊在组对海管管体表面：①筋板点焊于管体表面，减薄海管壁厚，损伤母材；②使用筋板水平固定，组对精度差，影响焊接质量；③完成海管根焊固定后，需要打磨掉水平筋板，影响施工效率。综上，使用筋板进行组对已不满足海底管线铺设要求。另一种是使用顶丝钢环式外对口卡子进行组对，将外对口器拉紧闭合后，再进行坡口封底焊接，完成根焊固定后，撤离外对口器。

2.使用钢环式外对口器存在以下问题：①对口器重量较大增加劳动强度，需要2名操作人员配合操作。②对口精度较差且调节错皮量工序繁琐；③需要锤子、楔块等进行辅助外对口器的闭合和松开。④当错皮较大不满足施焊要求时，局部调整精度不够准确。

小管径（外径≤100mm）海管铺设焊接对于坡口组对的质量和效率提出了更高的要求：要求组对时不破坏海管母材，保证组对精度控制在1.0mm，同时尽量缩短作业时间，作业工具轻便灵活，从而降低劳动成本。因此，上述两种传统的组对工艺已不能满足小管径（外径≤100mm）海底管线S型铺设需要。

二、研制及应用效果

针对海洋石油201船海底管线的子母管铺设，研制一种适用于海上组对、焊接的一种海底管线子管对口器，也是填补国内海底管线小管径铺设的一项空白。

针对工程中存在问题，开发研制了一种适用于小管径（外径≤100mm）海底管线S型铺设焊接组对的钳式外对口器，其特点是符合工程特点需求设计精巧、轻便，制作简单和取材方面，制作成本低符合公司节能增效目标，可为后续焊接提供良好的施工条件。

3. 创新制作过程：

选取一根400mmx65mm的管子，用机械加工法沿着该管子的180度线切割，分别在半圆管中间切割40mmx60mm方孔。半圆管通过合页连成一个可以闭合的整体。在上下两片半圆管两侧分别装上550mm长度的两个操作柄，操作柄在闭合状态下应有留有15mm的间隙。下操作柄各加装一个40mm套管，套管和1\3半圆弧连成一个整体形成锁套，根据锁套切割30度的60mm长的楔式块，焊接到上方操作手柄底端，这样就形成了带有自锁结构对口器。

四、创新技术重点：

研制的小管径外对口器创新点如下：

1.创新研制的子管对口器结构分别由定位夹紧结构、加力调直装置、焊接孔装置和安全自锁系统等4大结构块组成。

2.该对口器具有材料易取、构件结构简单，便携易操作和成本较低的效果。

3.在使用中组对效率高（钳上即可），组对精度高（错皮量控制在1mm之内），可进行局部调整错皮等特点。

4.管线组对只需1人操作，可以节省50%的人工时。

5.组对速度每个节点可以提高38秒钟的时间，提高船舶工作效率等。可为后续焊接提供良好的施工条件。

三、应用效果及经济效益

海底管线子管对口器较以往项目中使用的对口器，省略了双夹紧片的人工连接环节。在保证安全的情况下，并可以灵活的根据海上施工状态决定是否使用对口全自锁功能，为工程效益得到最大化做好铺垫，在近几年的项目中得到成功使用。