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[摘 要]随着全球油气需求的快速增长，海洋油气勘探开发正逐步向深海发展，荔湾深水天然气开发项目作为我国第一个深水气田项目，标志着我国海洋石油开发向深海领域进军进入实施阶段，这将是我国海洋油气资源开发向真正意义上的深海跨越式发展的里程碑。深水海底管道的安全运行对气田开发具有重要意义，本文重点对荔湾3-1深水海底管道及立管在运行过程中的检查、维护进行阐述，为深水海管的运行质量管理提供指导或参考。
[关键词]海底管道、立管、侧扫声纳（SSS）、水下机器人（ROV）、检查、维护、维修
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0272-01
本文所指深水海底管道包括水下回接管道、浅水区管道、下游管道、乙二醇注入管线及气田内部管道等。中国南海荔湾深水天然气开发工程水下回接管道、乙二醇注入管线及气田内部管线的设计使用寿命为30年，浅水管道及下游管道的设计使用寿命为50年，能够实现管道免维护或维修的目的，且管道的维护或维修在设计上实现无潜水作业。在进行无潜水维修或维护作业前应开展调查以评估维护设备及工具装备的使用情况，或其他符合现行标准的工具装备及支持船作业能力。
1.海管检查
在海底管道的运行生命周期内定期开展检查以确认其工作状况，并识别需要维护或维修的地方。运用双级模式进行海底管道的外部检查，首先运用侧扫声纳（SSS）作为筛选级检查模式，来识别海管的重大异常及严重破坏。然后运用水下机器人（ROV）对海管进行第二级检测，近距离检查侧扫声纳检测过程中所发现的任何异常，同时对侧扫声纳检测中无法发现的其他缺陷特征进行识别。侧扫声纳检测（SSS）主要用来识别影响海管运行的重大异常情况，如：自由悬空、整体稳定性、冲刷、重大泄漏、海管移位、海管填埋变化，岩石堆存或保护层移位、抛锚刮伤及海床地形以及状况变化等。运用水下机器人（ROV）来识别侧扫声纳（SSS）无法检测或充分评定的海管缺陷特征，并对侧扫声纳（SSS）检测过程中发现的任何异常情况做进一步详细检查。作业时，水下机器人布置在工作船上，通过遥控操作对海管及立管进行检查，并将检查结果作为海底管道维护和维修计划的基础依据，主要检查内容有：
* 管线外部涂层损坏情况（如，混凝土配重涂敷、保温层、防腐涂层、管道补口）
* 外部腐蚀
* 管道连接器、法兰及其它管件的状况和完整性
* 管道损坏情况（塌陷、沟槽、弯曲等）
* 管道处冲刷、填埋情况调查
* 管道跨越调查及评估
* 膨胀弯短接连接处检查
* 横向/隆起位移调查
* 阴极保护系统检查，包括阳极电位及保护电位测量，以及牺牲阳极状况的外观检查。
* 海生物检查
* 泄漏检测
1.1 内部检查及立管检查
通过各种方式来监测海底管道的内部状况，包括发射智能清管球，产品组份检测，安装在平台管道系统及陆岸终端的腐蚀挂片及探针，腐蚀试片。平台立管飞溅区以上部位主要通过目测进行检查，检查防腐涂层的破坏情况，外部腐蚀及机械损伤，包括立管管卡、提挈等，为便于目测检查，可能有必要首先除去立管上的海生物。对于飞溅区以下部位的检查可使用水下机器人（ROV）进行，作为管道或平台检查的一部分。根据作业者对海底管道及立管的检查计划，同样需要定期对整个立管进行壁厚检查。另外，还可利用清管球发射器及接收器对管道进行检查。
1.2 检查频率
定期检查：在管道试运行一年后应开展上述检查，并为以后的管道检查提供基本参照或依据。海底管道安装后进行的完工检测数据可作为以后开展相应调查的基础，事故发生后的检查频率可能比下面的具体要求更为频繁。在气田投产后的开始3年内每年进行侧扫声纳检测（SSS），以后每2年开展一次。水下机器人（ROV）的检测频率根据以下要求而定：
* 海管发证许可要求
* 侧扫声纳（SSS）检查发现的异常情况
* 阴极保护检查要求
* 事故发生后的检查要求
* 最长间隔5年
智能清管球的检查频率将根据作业者的检查方法而定，海管发证许可另有规定的除外。平台立管飞溅区以上部位每年至少检查一次，飞溅区以下部位的立管检查频率与海管或平台使用水下机器人（ROV）所开展的检测一致。
事故后外观检查：除上述定期检查之外，在潜在危险事件发生后要对管道进行外部检查，这些事件包括热带气旋、地震活动，以及其他可能引起海管机械损伤的潜在事件。在海管投入运行的开始2年，每次热带气旋季节过后须对海管进行检查（扫声纳检测（SSS）及水下机器人（ROV）检测）以确认海管稳定性。其后仅需基于重大浪高或海底流速情况下5年间隔作此检查，如果在此情况下，检查结果显示海管稳定性良好，则可将该检查时间间隔提升至10年。
2.海管维护
海管在设计上实现免维护，除非由于腐蚀或阴极保护引发的相关问题，海管的维护要求通常根据扫声纳检测（SSS）、水下机器人（ROV）检测结果及发生的事故来确定。海管的紧急维护要求由其对安全、环境破坏、生产及其他标准产生的影响来决定，为便于海管维护应该储备或供随时可用的备件、工具，通过签订服务合同的方式，在海管紧急维修时能够及时动员支持船舶、设备及作业人员。
海底管道的维护活动可能包括：
* 涂层修补或更换（如，混泥土、保温层、防腐涂层或补口涂层）
* 挖沟填埋或其它由于管道的过度移位而进行的稳固措施
* 冲刷补救措施
* 海管自由悬空的纠正
* 牺牲阳极的更换或加装，通常采用辅助阳极块的方式
* 加装其它合适的防腐系统
* 海管与阳极块之间的电力连续性维修
* 安装列板或整流装置以减轻管道跨越处振动或疲劳损伤
* 安装构件以限制海管横向位移
* 海洋污着物清理
* 控制钙质物生长
海管的成功维护、维修活动需要提前做好详细计划，包括：
* 作业现场的详细勘察。根据检查活动的性质，这可能包括扫声纳检测（SSS）、水下机器人（ROV）的外观检查，以及测量学勘察和岩土勘察以确定海管临近区域的土壤状况。
* 收集所有相关完工资料
* 设备的详细信息
* 在维护活动过程中与作业人员保持联络，以完全了解工作界面及存在的问题。
* 熟悉设备厂商资料、作业程序及其建议
* 对设备组装及作业程序进行记录
* 以前其它项目的类似作业活动做法参考，包括来自作业者、合作伙伴及设备供应商的信息输入
作业者应该针对海管及立管系统完整性开展风险评估，并确定以下所列维修活动的必要性，如海管维修行动措施的前期投入，建立海管监测系统以及建立海管维修体系。在开展以上任何研究工作之前，首先应该调查市场是否有现成合适的维修装备和程序，并进行评估。同时，市场调查应该寻求其他作业者、海管设备生产商、水下机器人（ROV）操作员以及管道铺设承包商的建议。
参考文献
[1] DNV-OS-F101 Submarine Pipeline Systems， October，2007.
[2] ISO 13628-8， Subsea Production System Part 8-ROV Interface， 2005.
[3] Flowline and Pipeline Pigging Philosophy， Doc No. LIW-P-PY-PL-4001.
[关键词]海底管道、立管、侧扫声纳（SSS）、水下机器人（ROV）、检查、维护、维修
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0272-01
本文所指深水海底管道包括水下回接管道、浅水区管道、下游管道、乙二醇注入管线及气田内部管道等。中国南海荔湾深水天然气开发工程水下回接管道、乙二醇注入管线及气田内部管线的设计使用寿命为30年，浅水管道及下游管道的设计使用寿命为50年，能够实现管道免维护或维修的目的，且管道的维护或维修在设计上实现无潜水作业。在进行无潜水维修或维护作业前应开展调查以评估维护设备及工具装备的使用情况，或其他符合现行标准的工具装备及支持船作业能力。
1.海管检查
在海底管道的运行生命周期内定期开展检查以确认其工作状况，并识别需要维护或维修的地方。运用双级模式进行海底管道的外部检查，首先运用侧扫声纳（SSS）作为筛选级检查模式，来识别海管的重大异常及严重破坏。然后运用水下机器人（ROV）对海管进行第二级检测，近距离检查侧扫声纳检测过程中所发现的任何异常，同时对侧扫声纳检测中无法发现的其他缺陷特征进行识别。侧扫声纳检测（SSS）主要用来识别影响海管运行的重大异常情况，如：自由悬空、整体稳定性、冲刷、重大泄漏、海管移位、海管填埋变化，岩石堆存或保护层移位、抛锚刮伤及海床地形以及状况变化等。运用水下机器人（ROV）来识别侧扫声纳（SSS）无法检测或充分评定的海管缺陷特征，并对侧扫声纳（SSS）检测过程中发现的任何异常情况做进一步详细检查。作业时，水下机器人布置在工作船上，通过遥控操作对海管及立管进行检查，并将检查结果作为海底管道维护和维修计划的基础依据，主要检查内容有：
* 管线外部涂层损坏情况（如，混凝土配重涂敷、保温层、防腐涂层、管道补口）
* 外部腐蚀
* 管道连接器、法兰及其它管件的状况和完整性
* 管道损坏情况（塌陷、沟槽、弯曲等）
* 管道处冲刷、填埋情况调查
* 管道跨越调查及评估
* 膨胀弯短接连接处检查
* 横向/隆起位移调查
* 阴极保护系统检查，包括阳极电位及保护电位测量，以及牺牲阳极状况的外观检查。
* 海生物检查
* 泄漏检测
1.1 内部检查及立管检查
通过各种方式来监测海底管道的内部状况，包括发射智能清管球，产品组份检测，安装在平台管道系统及陆岸终端的腐蚀挂片及探针，腐蚀试片。平台立管飞溅区以上部位主要通过目测进行检查，检查防腐涂层的破坏情况，外部腐蚀及机械损伤，包括立管管卡、提挈等，为便于目测检查，可能有必要首先除去立管上的海生物。对于飞溅区以下部位的检查可使用水下机器人（ROV）进行，作为管道或平台检查的一部分。根据作业者对海底管道及立管的检查计划，同样需要定期对整个立管进行壁厚检查。另外，还可利用清管球发射器及接收器对管道进行检查。
1.2 检查频率
定期检查：在管道试运行一年后应开展上述检查，并为以后的管道检查提供基本参照或依据。海底管道安装后进行的完工检测数据可作为以后开展相应调查的基础，事故发生后的检查频率可能比下面的具体要求更为频繁。在气田投产后的开始3年内每年进行侧扫声纳检测（SSS），以后每2年开展一次。水下机器人（ROV）的检测频率根据以下要求而定：
* 海管发证许可要求
* 侧扫声纳（SSS）检查发现的异常情况
* 阴极保护检查要求
* 事故发生后的检查要求
* 最长间隔5年
智能清管球的检查频率将根据作业者的检查方法而定，海管发证许可另有规定的除外。平台立管飞溅区以上部位每年至少检查一次，飞溅区以下部位的立管检查频率与海管或平台使用水下机器人（ROV）所开展的检测一致。
事故后外观检查：除上述定期检查之外，在潜在危险事件发生后要对管道进行外部检查，这些事件包括热带气旋、地震活动，以及其他可能引起海管机械损伤的潜在事件。在海管投入运行的开始2年，每次热带气旋季节过后须对海管进行检查（扫声纳检测（SSS）及水下机器人（ROV）检测）以确认海管稳定性。其后仅需基于重大浪高或海底流速情况下5年间隔作此检查，如果在此情况下，检查结果显示海管稳定性良好，则可将该检查时间间隔提升至10年。
2.海管维护
海管在设计上实现免维护，除非由于腐蚀或阴极保护引发的相关问题，海管的维护要求通常根据扫声纳检测（SSS）、水下机器人（ROV）检测结果及发生的事故来确定。海管的紧急维护要求由其对安全、环境破坏、生产及其他标准产生的影响来决定，为便于海管维护应该储备或供随时可用的备件、工具，通过签订服务合同的方式，在海管紧急维修时能够及时动员支持船舶、设备及作业人员。
海底管道的维护活动可能包括：
* 涂层修补或更换（如，混泥土、保温层、防腐涂层或补口涂层）
* 挖沟填埋或其它由于管道的过度移位而进行的稳固措施
* 冲刷补救措施
* 海管自由悬空的纠正
* 牺牲阳极的更换或加装，通常采用辅助阳极块的方式
* 加装其它合适的防腐系统
* 海管与阳极块之间的电力连续性维修
* 安装列板或整流装置以减轻管道跨越处振动或疲劳损伤
* 安装构件以限制海管横向位移
* 海洋污着物清理
* 控制钙质物生长
海管的成功维护、维修活动需要提前做好详细计划，包括：
* 作业现场的详细勘察。根据检查活动的性质，这可能包括扫声纳检测（SSS）、水下机器人（ROV）的外观检查，以及测量学勘察和岩土勘察以确定海管临近区域的土壤状况。
* 收集所有相关完工资料
* 设备的详细信息
* 在维护活动过程中与作业人员保持联络，以完全了解工作界面及存在的问题。
* 熟悉设备厂商资料、作业程序及其建议
* 对设备组装及作业程序进行记录
* 以前其它项目的类似作业活动做法参考，包括来自作业者、合作伙伴及设备供应商的信息输入
作业者应该针对海管及立管系统完整性开展风险评估，并确定以下所列维修活动的必要性，如海管维修行动措施的前期投入，建立海管监测系统以及建立海管维修体系。在开展以上任何研究工作之前，首先应该调查市场是否有现成合适的维修装备和程序，并进行评估。同时，市场调查应该寻求其他作业者、海管设备生产商、水下机器人（ROV）操作员以及管道铺设承包商的建议。
参考文献
[1] DNV-OS-F101 Submarine Pipeline Systems， October，2007.
[2] ISO 13628-8， Subsea Production System Part 8-ROV Interface， 2005.
[3] Flowline and Pipeline Pigging Philosophy， Doc No. LIW-P-PY-PL-4001.