海底悬空管缆抛砂回填装置及其定向抛填精度分析

海底管缆存在悬空、裸露等隐患,对悬空、裸露管段进行底部抛砂掩埋是主要的治理方法。目前,抛砂掩埋时多采用人工抛砂或履带散砂抛投方式,存在抛砂位置不准确、抛砂轨迹不易控制等问题,因此需研制可实现定点抛砂且抛砂轨迹可控的高效率抛砂设备。为了提高抛填精度,研制了一种具有定位定向功能的新型抛砂回填装置。为了阐明新型抛砂回填装置的定位和轨迹控制原理,利用有限元分析方法计算了其关键零部件的强度,并通过陆上和海上定向抛投试验分析了该装置的抛砂效果和探究其抛填精度高的原因。结果表明,新型抛砂回填装置通过伸缩投放机构将砂袋抛投至海底管缆悬空区域,实现了抛填位置的精确定位,同时利用伸缩投放机构的框架式结构实现了抛砂轨迹可控;装置关键零部件强度可靠且抛砂效果符合管线防护要求,抛填精度可达±1.2 m,既提高了抛砂效率又降低了施工成本。新型抛砂回填装置能够解决目前海底管缆悬空治理所面临的难题且可保障施工安全,这为浅海油田悬空管缆治理提供了可靠的技术支持。

海底管缆裸露治理技术方法及费用分析

海底管线电缆是浅水油田开发的重要设施。然而,由于海洋环境的复杂性,大量的悬浮现象发生在底部的海底管道和电缆,这可能会导致侧向不稳定和VOR-induced振动的管道和电缆,导致断裂和疲劳破坏的薄弱部位的管道和电缆。现场数据表明,暂停近海石油和天然气管道的长度是3~40m,甚至60~70m,悬挂高度为0.5~3.0m。对于解决海底管道电缆的隐患,排砂和埋砂是最成熟可靠的解决方案。在我国,海底管道电缆悬空区一般采用人工抛砂或在轨道上抛松砂的方式进行埋设,其中人工抛砂是最常用的方法。然而,海底管道和电缆暴露部位较多,抛砂量较大。传统手工抛砂方法需要大量的建设成本,和抛砂并不准确的定位,和结算的袋装砂在海水中不容易控制,导致大量的抛砂效果不能被有效控制。此外,还有安全风险。