半潜式海缆护管的设计应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇半潜式海缆护管的设计应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：海底电缆作为埕岛油田原油生产的生命线，是油田开发生产的最基本保障。对于由于故障所更换的海缆，由于多种原因无法进行有效的保护。鉴于这种情况，根据对造成海缆故障原因分析和长期海上工作的经验，设计制作出了半潜式海缆护管。通过两年来的跟踪观察，确认此类护管能有效保护海缆的正常工作延长海缆使用寿命。

关键词：半潜式 海缆护管 设计

一、前述

埕岛油田位于渤海湾南部的浅海和极浅海海域，油田南界距海岸约3公里，北端距海岸约15公里，水深自3至18米不等。海区地形东南高，西北低，为河口三角洲地貌类型。埕岛油田目前产能为300万吨左右，共建设100余座采油生产平台，铺设各类海底电缆100余条。该海域年平均大风天气为169.6天，年平均气温为11.7度，最高气温值为39.6度，极端低气温值为-18度，年平均降水为549毫米，年平均雾天为35.6天，冰期约为90天，冰层最大厚度为30厘米，潮汐为不正规半日潮类型，且主力生产区块流向为东南至西北往复流，流速最大可达30厘米/秒，潮位差最大为2.15米左右，且有不规则风暴潮灾害。

鉴于以上情况，埕岛油田所有设施均考虑其影响情况。对于已铺设的海底电缆而言，一旦出现故障，不可能立即修复送电，对于电力中枢平台通常采用双电源的方法即；同时铺设两条海缆。但随着埕岛油田的不断发展，需要铺设海缆的平台越来越多，由于设计或施工等各方面原因，已建平台没有足够的海缆登陆套管可用，故新铺设海缆的防护问题，尤其是“潮间带”海缆的防护问题一直不能有效解决。

二、半潜式海缆护管的设计

1.影响海缆使用寿命的主要因素

海底电缆在正常的工作使用过程中，海底部分为泥沙埋藏，但由于海底地貌错综复杂和潮汐等因素影响，易出现海缆底部泥沙掏空，将海缆于海底，当遇到船锚等硬物砸踫时出现损伤故障。这些故障均是不可预见的外力引起的。总的来说，影响海缆寿命的关键部位应该是在海缆登陆平台的竖直段，尤其是在桩腿的‘潮间带’这段海缆暴露在海水中受到海水潮汐侵蚀，风暴及冰凌的袭击磨砺，加上风吹日晒和海缆重力的拉伸，加快了海缆的老化。因此这段海缆是影响海缆海缆使用寿命的关键所在。下面把这段海缆寿命减少的主要原因作以分析。

潮汐：造成海缆震动磨损，海缆外保护层开裂，引发海缆故障。

风暴：造成海缆强烈震动磨损，引发海缆突然故障。

冰凌：造成海缆严重磨损，直接致使海缆断裂。

日蚀：造成海缆外保护层风化加快，致使海缆故障。

海缆重力：对海缆承重主要部位进行拉伸，加快海缆老化。

通过以上分析可以看出，影响海缆使用寿命的主要原因是风化.震动.磨损.局部拉伸。在埕岛油田投入开发时，设计人员已经注意到了以上问题，在建造平台导管架时，已将海缆登陆平台的套管安装在桩腿上，一般设计海缆套管数量在1～2根。但随着埕岛油田的进一步开发和平台数量的增加，需要铺设海缆的平台越来越多，仅靠原设计的1～2根海缆套管已无法满足需要，同时对海缆登陆平台的防护问题已日渐显露出来。

2.半潜式海缆护管的设计

半潜式海缆护管是为解决海缆登陆平台时在桩腿“潮间带”受潮汐.风暴.冰凌以及风化等影响使用寿命而设计的。在护管的选材及具体尺寸确定时，综合考虑了海缆的实际外形，所处位置以及潮汐变化，冰凌特点等因素，结合制作安装条件，设计出了侧翼式海缆户管和管卡式海缆护管两种类型的护管以满足各种条件下生产实际的需要。

2.1侧翼式海缆护管的设计

侧翼式海缆护管（如图）是为解决海缆登陆平台时离桩腿较近（0～200mm）时，设计的一种海缆护管。护管的设计长度为4.5米，其中海平面以下为2.5米，海平面以上为2米，此设计主要是考虑该海区潮汐潮位差最大为2.15米，设计护管如果过长不宜安装，过短保护效果不理想。半圆弧的内径是根据海缆实际外竞价10mm橡胶垫层厚度而确定的无缝钢管，通常采用76*8，89*8，114*8三种。两侧翼采用8mm镇静中板与半圆弧钢管焊接。之所以采用较厚的无缝钢管和镇静中板是为了能抵抗冰凌的磨损和安装焊接的可靠度，但厚度过大给现场的安装带来不便。海缆护管顶端的护卡，是为减轻海缆重力引起海缆局部拉伸而设计的。护管内的海缆一般需要用橡胶皮进行绑扎，从而对海缆进行更好的保护。

2.2管卡式海缆护管的设计

管卡式海缆护管（如图）是为解决海缆登陆平台时离桩腿较远（200mm以上）或海缆倾斜于桩腿时而设计的。设计海缆护管长度为4.5m，护管的两个半圆弧采用同径同厚度的无缝钢管，通常采用89*8，114*8，159*8三种。管卡式护管连接桩腿的支撑一般采用与管卡相同的无缝钢管。海缆护管底部的喇叭口是为减少海缆接触点的磨损而设计的。

三、半潜式海缆护管在埕岛油田的安装及应用

半潜式海缆护管自设计以来在埕岛油田得到了广泛应用，先后在七座平台安装了七只，其中侧翼式二只，关卡式五只。经过两年的跟踪观察发现，此类海缆能够满足对海缆的有效保护。由于海缆护管的安装位置都在海平面，所以安装难度较大。通过多次现场安装的实践经验总结出了两种护。管的安装工序。

1.侧翼式海缆护管的安装工序。

1.1测量缆外直径等数据，选用合适管板材预制护管。

1.2搭建操作用脚手架。

1.3清理海缆上的浮游生物及需焊装位置油污铁锈。

1.4对海缆进行绑扎胶皮等保护。

1.5利用潮汐流向将海缆护管顺海缆下放至安装位置。

1.6利用潮汐低潮位时的平潮期对海缆护管进行焊接安装（安装时间最好选在天文大潮期即农历171819）。

2.管卡式海缆护管的安装工序：

2.1测量海缆外直径选用合适的管板材预制海缆护管。

2.2搭建操作用脚手架。

2.3清理海缆上杂物以及待焊装位置油漆铁锈。

2.4对海缆进行绑扎胶皮防护。

2.5利用潮汐流向将与桩腿联接（带支撑）的半个管卡顺海缆下放至安装位置，并固定上顶端的两个支撑。

2.6利用低潮位对下顶端的两个支撑进行焊装。

2.7利用低潮位“平潮期”将海缆护管的另一个半剖面进行螺栓紧固。

四、存在问题及今后打算

半潜式海缆护管是在实践中探索出来的一种有效的保护海缆正常工作的防护方法，存在的问题主要是在选材加工上不够精细，由于施工人员技术水平不等，对已安装的海缆护管能否达到预期寿命有待于验证，另外，如果将海缆护管延长至6至8米对海缆的防护作用将进一步加强，但目前条件无法解决水下焊接作业是一大难题，今后将利用等离子切割技术和机械加工等方法来改进半潜式海缆护管的精加工问题，用指定专门班组人员来严格安装质量，继续用跟踪服务的方法来不断改善海缆护管的设计应用。