摘要：在役海洋老舊石油平臺(tái)由于生產(chǎn)的需要，經(jīng)常會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行擴(kuò)容改造，施工過程經(jīng)常會(huì)遇到新老流程的接入，而大管徑薄壁管線的接入一直是施工過程的重難點(diǎn)。國(guó)外某施工項(xiàng)目創(chuàng)新性地采用砂輪機(jī)切割、充氣隔離壩隔離焊接輔助黃金焊口檢驗(yàn)的技術(shù)，完成了一條28英寸(1英寸=2.54厘米)薄壁管線的接入，該方法避免了使用大量氮?dú)鈱?duì)原管線進(jìn)行惰化，且隔離壩的使用大大減少了管線吹掃和清洗工作量，提高了焊接安全性，減少了相應(yīng)的停產(chǎn)工期，從而節(jié)省項(xiàng)目成本，為提前恢復(fù)投產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。
關(guān)鍵詞：海洋石油平臺(tái);維修改造;大管徑管線;接入點(diǎn)
0引言
本文針對(duì)海洋石油老舊平臺(tái)改造的特點(diǎn)，依托于中東地區(qū)某老平臺(tái)改造項(xiàng)目，在平臺(tái)擴(kuò)容改造施工過程中，需要對(duì)平臺(tái)上現(xiàn)有的28英寸(1英寸=2.54厘米)薄壁不銹鋼火炬系統(tǒng)管線進(jìn)行切割，切割隔離后焊接接入28英寸×12英寸三通作為新管線的接入點(diǎn)，從而完成新安裝管線與原流程的對(duì)接，為后續(xù)同類型的施工過程提供借鑒和參考。
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1方案的選擇
在役平臺(tái)管線改造與常規(guī)的新建平臺(tái)相比，常常受到現(xiàn)場(chǎng)施工空間、生產(chǎn)管線、管內(nèi)殘余氣體的影響，需采取非常規(guī)的技術(shù)或方案才能更好地完成改造工作。
在該項(xiàng)目中，有一條28英寸薄壁不銹鋼火炬系統(tǒng)管線需要在彎頭上方切割，并且在切割位置焊接接入28英寸×12英寸的三通，從而實(shí)現(xiàn)新增管線與平臺(tái)原有管線的連接。對(duì)于接入點(diǎn)的操作，可以選擇便攜式不銹鋼管挖孔式馬鞍孔切割，即等離子火焰切割，該方法是一種快速便捷的切割方式，等離子火焰切割機(jī)由于設(shè)備小，只相當(dāng)于便攜式行李箱大小，且容易操作，被廣泛應(yīng)用于不銹鋼管線的切割。
考慮到該平臺(tái)已建成投產(chǎn)30年，設(shè)備設(shè)施老化嚴(yán)重、危險(xiǎn)氣體泄漏時(shí)有發(fā)生，即使管線停產(chǎn)后管內(nèi)殘余的氣體濃度也很高，且需要接入的管線兩端沒有閥門可以隔斷，即使經(jīng)過管線的隔離、惰化以及清洗后也很難保證管壁內(nèi)無殘余的可燃物。
因此，要在已經(jīng)生產(chǎn)30年的28英寸薄壁管線上采用火焰切割焊接存在很大風(fēng)險(xiǎn)，切割焊接過程產(chǎn)生的火花極容易引起火災(zāi)。由于施工位置的空間限制，常規(guī)的氣動(dòng)鋸因其體積較大，現(xiàn)場(chǎng)沒有足夠的操作空間，操作起來不方便，容易因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而對(duì)管線造成傷害。鑒于此種情況，施工技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了使用砂輪機(jī)切割不銹鋼管線，然后采用新型隔離壩組合的技術(shù)方案，確保管線切割與接入工作的安全高效[1]。
2施工過程
首先，基于現(xiàn)場(chǎng)管線接入點(diǎn)確定焊接位置，固定要切割管線的兩端防止應(yīng)力釋放產(chǎn)生位移。劃線標(biāo)記后采用砂輪機(jī)首先打磨表層，利用鉆頭鉆一個(gè)小孔檢測(cè)管線內(nèi)危險(xiǎn)氣體濃度，同時(shí)在管線遠(yuǎn)端利用鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)，在管內(nèi)濃度降低后，繼續(xù)利用砂輪機(jī)沿管周均勻切割，直至切割完成。切割完成后，利用新型隔離壩封堵管線切割處，該隔離壩采用防火耐高溫橡膠材質(zhì)，設(shè)計(jì)選型滿足28英寸管線密封要求，且放氣后能通過12英寸管口取出。隔離壩充氣后確保封堵嚴(yán)密及壓力穩(wěn)定，靜置一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)無殘余氣體漏出、密封效果好。
由于管徑大、管壁薄，管線組對(duì)采用焊接限位塊 與對(duì)口器綜合使用，在組對(duì)過程中逐漸微調(diào)管口圓周度，確保組對(duì)偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。組對(duì)完成后進(jìn)行打底焊接，焊接過程中需使用氣體探測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接位置危險(xiǎn)氣體濃度，并觀察隔離壩狀態(tài)。由于該位置屬于黃金焊口(即指焊接過程中，不需要做試壓的一部分焊口，如管道和設(shè)備直接連接、新系統(tǒng)與老系統(tǒng)連接的焊口)，作為海洋石油平臺(tái)改造特有的焊口類型，黃金焊口無法進(jìn)行水壓試驗(yàn)，需通過特殊檢驗(yàn)方式替代。
由于該焊口管徑大、管壁薄，項(xiàng)目組采取了分層RT檢驗(yàn)的方式，打底完成后進(jìn)行第1次RT檢驗(yàn)，并繼續(xù)填充第2層和第3層，每層焊接完畢后再次進(jìn)行RT檢驗(yàn)，3次檢驗(yàn)均一次性合格。該焊口由于在役管線管徑大、管壁薄、管內(nèi)存在危險(xiǎn)氣體，且施工空間狹窄，人與及設(shè)備可操作空間極小，原計(jì)劃采用焊接牛腿固定氣動(dòng)鋸以及管線氮?dú)獯祾叩确绞竭M(jìn)行切割和焊接，如采用此種方案停產(chǎn)工期為10天。通過砂輪機(jī)切割與新型隔離壩聯(lián)合使用的技術(shù)方案，從切割到檢驗(yàn)完成僅用了3天時(shí)間，大大縮短了停產(chǎn)施工工期[3]。
3主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
3.1不銹鋼薄壁大管徑管線冷切割技術(shù)由于平臺(tái)改造的特殊性，管線切割接入位置空間較小，選擇砂輪機(jī)切割不僅能夠隨時(shí)調(diào)整切割點(diǎn)，確保管線切割位置的精確，還能有效控制管線的元周度變形量，切割中首先鉆一個(gè)小孔檢測(cè)管內(nèi)危險(xiǎn)氣體情況，在切割過程中要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦濃度超標(biāo)隨時(shí)停止。
3.228英寸三通組對(duì)圓度調(diào)整技術(shù)28英寸薄壁管線從中間切割后由于應(yīng)力釋放會(huì)產(chǎn)生一定的變形，項(xiàng)目組人員在施工前充分考慮到該因素，提前用倒鏈固定管線兩端，在切割過程中均勻切割。切割完成后組對(duì)時(shí)通過焊接限位塊與對(duì)口器綜合使用，微調(diào)接口圓度，確保了管線組對(duì)偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。
3.3新型隔離壩封堵應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)管線為28英寸不銹鋼火炬管線，兩端無截止閥門，且管內(nèi)含有殘余危險(xiǎn)氣體。為了保證焊接質(zhì)量和施工安全，首次利用新型隔離壩作為隔離工具，該工具采用防火橡膠制作，通過充氣將氣囊在管線接入點(diǎn)兩端的隔離部位充滿進(jìn)行封堵，焊接完成后放氣，通過新接入的三通取出，有效地確保了管內(nèi)無危險(xiǎn)氣體。
4結(jié)語
該技術(shù)成功高效地完成了平臺(tái)在役管線的切割和接入，充氣型隔離壩的首次應(yīng)用隔離了焊接位置的危險(xiǎn)氣體，保證了施工安全。由與該接入方式屬于黃金焊口，需要進(jìn)行3次RT作業(yè)，再加上管徑大、壁厚薄、管內(nèi)含有危險(xiǎn)氣體，因此原計(jì)劃工期為10天。采用該技術(shù)后，避免了危險(xiǎn)氣體影響，加快了切割機(jī)焊接效率，僅3天便完成了全部工作，節(jié)省了工期及成本，對(duì)于同類型的海洋石油老平臺(tái)改造工作具有一定的參考意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]王超.工藝管線接入點(diǎn)改造方式解析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019(34)：32，34.
[2]朱澧，孫道青，崔榮帥，等.氦氮試驗(yàn)在油氣平臺(tái)改造中的應(yīng)用與接入點(diǎn)位置檢漏的解決方案[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019(17)：181-182.
[3]萬青霖，萬樹峰，王京翠.海洋石油生產(chǎn)平臺(tái)改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與管理[J].化工機(jī)械，2015(3)：436-437，449.
作者：張海波，李凱，劉恕平
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