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浅海油气管线管线维修工箱制作与安装施工工法

1前言

xx浅海海底石油管线经过多年的运行，已进入维修期，海底管线损坏严重，按照过去采用打卡子的方法维修，管线承受的最大压力明显降低。随着今年海三站附近海底管线漏油事件的发生，为能够彻底修补管线，急需在海底营造一个无水作业环境。经过长达两个多月方案探讨，维修箱施工方案营运而生。经过陆上反复试验和海底现场模拟试验，现已正式投入生产，先后对Ф325管线和Ф457管线进行维修施工，证明了该方案在浅海（7m水深）非石质地质情况下都能应用。该工法主要通过制作水下封闭性沉箱，通过箱底旋转页门和维修管线卡紧，排除箱内海水，实现无水作业环境，从而保障了作业人员的安全和维修质量。

2特点

首先采用钢板焊接成型维修工箱，衔接处采用密封条密封，制作完成后必须进行水压力和抗倾覆性验算以及维修工箱密闭性试验。

由海上作业船只将维修工箱运输至施工位置，通过吊车将维修工箱安装就位。

旋转维修工箱页门，卡紧维修管线，排除箱内海水，实现无水作业环境。

3使用范围

维修箱工法适用于浅海，水下7米以内管线管线连接和局部破损维修，更换不同的旋转叶门，可以适用于不同管径的管线作业。如果对维修箱及固定桩进行承压及抗风改进后，可以在更深的水域内使用。

维修工箱制作为我单位专利产品。

4工艺原理

通过制作牢固的维修箱，由底部卡口卡紧维修管线，排除箱内海水，进行无水施工，保证焊接作业质量。

5工艺流程及操作要点

管线维修位置确定施工船抛锚定位冲洗维修管线部位插打固定桩维修箱就位维修箱下沉至设计位置维修箱固定旋转叶门卡紧维修管线排除箱内积水管线修复管箱分离拆除箱体拆除定位桩

5.1管线维修点确定

开工前采用GPS定位，配合潜水员，找出管线需要维修位置，采用浮标和海底设砂袋的方法标志，便于施工船进入施工现场后能快速找到抛锚位置。然后由潜水员采用高压水枪冲出维修点两端各3米范围内的管线，测量管径、探摸表面是否有附着物：若管径不符合要求，必须重新对维修箱的旋转叶门进行改进（更换两侧圆卡口的橡胶止水厚度或改变两侧圆卡口的半径），若有附着物，则需要及时打磨光滑，达到作业条件

5.2施工船抛锚定位

维修箱等运输到运输船上，采用导链固定，吊车通过槽钢焊接在船上固定或者直接采用起重船配合施工。

施工船进入施工现场附近，采用GPS对抛锚点进行定位，船只抛锚固定。

5.3冲洗维修管线部位

由潜水员根据探摸管线破损位置，插上标志，以破损位置为中心，按3×4m的有效范围，由潜水员利用高压水枪冲洗出管线位置,确定已达到模拟试验时的海底作业条件。

5.4插打固定桩

安装固定管桩定位架，固定桩定位架沉落到海底，由潜水员二次探摸，确保位置正确，海面指挥人员确保定位架安装水平，然后沿导向定位架位置采用振动锤打入4棵固定管桩，提出导向架。

每棵固定管桩分两次打入，第一次打入持力层2-3m，用两台经纬仪检测固定管桩的垂直度，保证管桩顺直。第二次再缓慢打入到设计深度(入土10m)。打桩过程中始终用经纬仪控制垂直度，做到随时调整，杜绝固定桩返工，从而影响进度。

5.5维修箱就位

施工前对维修箱的转动装置、橡胶止水带等全部复查，确保进水后正常运行。

在便于观察的固定桩上做一个标志线，作为参照物，在维修箱上相对参照物标出维修箱底部到达管线的位置、维修箱卡槽顶卡到管线上的位置，便于施工控制。在维修箱的两端箱壁上，标出维修箱卡槽的中心位置线。

吊箱体

在起重人员指挥下，采用四根钢丝绳固定维修箱四角，两台吊车（或两台起重船）从两点配合起吊维修箱，起吊前要对钢丝绳进行调整，确保维修箱起吊后垂直于维修管线方向是竖直的，顺管线方向与管线平行。当维修箱U型槽卡在管线上后，潜水员在两端的管线上安插管线中轴导向杆。根据管线中轴导向杆与箱壁上卡槽中心位置线控制维修箱精确定位。本工序的重点，也是整个工程的难点，就是箱体就位，必须保证维修箱U型槽卡的中心与管线中轴重合。

5.6维修箱下沉

定位后吊车钢丝绳基本放松，使维修箱靠自重下沉，下沉过程中要保证钢丝绳处于持力状态，便于维修箱下沉过程中及时调整箱体的垂直度。维修箱下沉稳定、箱体调整垂直后，用吊车吊装定位槽套入定位桩，定位槽通过钢板与维修箱焊接。维修箱通过定位槽沿着定位桩下沉，保证箱体基本垂直，增加箱体的稳定性。

采用水冲法下沉维修箱。潜水员在箱体内部冲泥，冲起的泥砂通过污泥泵排出到船只上的储存装置。若箱体下沉困难时，可由潜水员从内外同时冲，保证维修箱下沉至设计位置。

维修箱卡槽接近管线时，放慢下沉速度，避免箱体对管线造成冲击。在维修箱定位至维修箱定位槽