深水海底管線試壓測漏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海底管線，尤其涉及一種用于深水海底管線試壓測漏的方法。屬于海 洋石油工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對于海底管線試壓測漏的方法是：將海底管線注滿水后，開始用試壓栗對海 底管線進(jìn)行加壓，在加壓操作的過程中，通過打開管端盲板上的針閥，將管內(nèi)殘留的空氣釋 放，以確保管內(nèi)的空氣含量滿足海底管線試壓要求。當(dāng)海底管線管內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)計壓力 時，停止打壓，開始進(jìn)入海底管線穩(wěn)壓階段。穩(wěn)壓時間至少為24小時，24小時內(nèi)如果海管 管內(nèi)的壓力變化在可以接受的范圍之內(nèi)，則說明海底管線不存在泄漏，試壓結(jié)果可以接受。 如果壓力變化超出可接受范圍，則海底管線有可能存在泄漏點，需要對海底管線可能出現(xiàn) 泄露點的部位進(jìn)行排查，若發(fā)現(xiàn)漏點需采取措施對海管進(jìn)行補漏，補漏后，再對海底管線穩(wěn) 壓24小時，直至海底管線管內(nèi)的壓力變化在可以接受的范圍之內(nèi)。如果未在海底管線上發(fā) 現(xiàn)泄漏點，那么很可能是因為管內(nèi)水溫的變化造成的壓力變化，則對海底管線進(jìn)行補壓后 再穩(wěn)壓24小時，直至海管管內(nèi)的壓力變化在可以接受的范圍之內(nèi)。該方法在水深較淺的 海域，由于海水表面的溫度和海底的溫度相差不大，所以，鋪設(shè)完工后的海底管線在試壓期 間，海底管線內(nèi)的水溫與海底的水溫在短時間內(nèi)基本上能夠完成熱交換，管線內(nèi)和管線外 的水溫能夠達(dá)到一致。在不考慮其他因素的情況下，在24小時的時間內(nèi)，海底管線中的壓 力，能夠基本保持在允許范圍之內(nèi)。但是，在水深較深的海域，海底管線一般都為雙層保溫 管，試壓所用水一般是海表水，由于較深海域海表水與海底水的溫差較大，同時，雙層管的 良好保溫性會使海底管線內(nèi)的水溫與海底水溫的熱交換過程很慢，這樣一來，往往需要十 天以上的時間，才可使海底管線管內(nèi)的水溫保持穩(wěn)定，這將給整個工程帶來很大的成本負(fù) 擔(dān)，尤其，當(dāng)海底管線兩端沒有平臺需要施工船舶作為支持船時，而且，此支持船往往是飽 和潛水作業(yè)支持船（DSV)，這會使項目成本大大增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種深水海底管線 試壓測漏的方法，其在海底管線升壓階段，便能夠根據(jù)海底管線內(nèi)壓力上升的曲線變化情 況，初步確定海底管線存在的泄漏問題；繼而，通過對穩(wěn)壓階段前期的壓力數(shù)據(jù)的分析，即 可確定海底管線中是否存在泄漏點，不用等待海底管線內(nèi)外海水熱交換趨于穩(wěn)定后24小 時內(nèi)，才進(jìn)行最終判定；大大降低了海底管線在較深海域試壓測漏的操作過程；同時，降低 了在較深海域試壓風(fēng)險，縮短施工工期，節(jié)約海管試壓的施工費用。
[0004] 本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] -種深水海底管線試壓測漏的方法，其特征在于：采用以下試壓步驟：
[0006] 第一步：試壓測漏準(zhǔn)備工作；
[0007] 第二步：在確保試壓設(shè)備和與海底管線連接的管線以及儀表的連接處無泄漏點， 設(shè)備間連接管線無泄漏點的情況下，對海底管線進(jìn)行試壓作業(yè)：試壓時，用壓力栗將海底管 線內(nèi)的壓力增加到設(shè)定值后，保持并穩(wěn)定管內(nèi)的壓力：海底管線的試壓測漏過程可分為二 步：升壓、穩(wěn)壓階段，其中，
[0008] 1.海底管線的升壓階段，對升壓過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，根據(jù)壓力曲線判定海底 管線是否存在漏點，當(dāng)海底管線中的壓力上升至設(shè)計值時停止升壓；所需數(shù)據(jù)的采集最終 由連續(xù)記錄儀來自動記錄完成；
[0009] 2.如果升壓階段無法判斷出海底管線是否存在漏點，則需要在穩(wěn)壓階段進(jìn)行判 定；并根據(jù)實際情況，在穩(wěn)壓時間1至2天后進(jìn)行補壓，根據(jù)情況補壓次數(shù)1至2次以上，每 次補壓間隔為1至2天；當(dāng)海底管線內(nèi)的壓力出現(xiàn)了較大的下降，開始進(jìn)行補壓作業(yè)；
[0010] 在穩(wěn)壓階段，當(dāng)海底管線不存在泄漏時，海底管線內(nèi)的壓力隨時間下降是因為海 底管線內(nèi)海水的溫度在降低，當(dāng)海底管線內(nèi)的水溫降至與海床一至?xí)r，壓力停止下降；在穩(wěn) 壓階段，當(dāng)海底管線不存在泄漏時，隨著海底管線內(nèi)海水溫度的變化，海底管線壓力和壓差 曲線的下降趨勢一致，曲線光滑且無奇異點存在；
[0011] 當(dāng)海底管線中出現(xiàn)漏點時，穩(wěn)壓階段海底管線內(nèi)壓力的變化，除了受到溫度變化 的影響外，還受漏點漏壓情況的影響；而，泄漏點漏壓壓力的大小與海底管線內(nèi)外的壓差存 在很大的關(guān)系；當(dāng)對海底管線進(jìn)行補壓后，壓差勢必會有較大的波動，壓力曲線也將會出現(xiàn) 異常；在此階段，可以根據(jù)壓差和壓力曲線的異常變化來推斷海底管線是否存在露點；
[0012] 3.對采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如果補壓前、后壓差曲線出現(xiàn)較大的波動或者曲 線不連貫且非光滑，則可判定海底管線存在泄漏點；如果補壓前后壓力數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后得 到的曲線出現(xiàn)較大的波動或者曲線不連貫且非光滑，則亦可判定海底管線存在泄漏點；
[0013] 4.如果穩(wěn)壓階段也無法明顯判斷出海底管線是否存在泄漏，那么試壓海底管線存 在兩種可能：有微小的泄漏或者海底管線中不存在漏點，此時，在海底管線連接點以及法蘭 連接處進(jìn)行檢測，如無泄漏點發(fā)現(xiàn)，則海底管線無泄漏。
[0014] 所述第一步中：試壓測漏準(zhǔn)備工作的具體步驟是：
[0015] -、對海底管線上的法蘭安裝要嚴(yán)格按照方案實施，同時，法蘭安裝完成后，將塑 料薄膜纏繞在法蘭上；
[0016] 二、確保試壓設(shè)備以及與海底管線連接的管線和儀表的連接處無泄露；
[0017] 三、試壓過程中，通過適度打開安裝在海底管線上的針閥釋放管內(nèi)殘留空氣，以確 保海底管線中的空氣含量在允許范圍內(nèi)，以免影響后期的數(shù)據(jù)分析；
[0018] 四、在條件允許的情況下，對海底水進(jìn)行監(jiān)測，試壓過程中，海底溫度的突變往往 也會影響試壓數(shù)據(jù)；
[0019] 如果在條件允許的情況下，在海底管線注完水、且等待一段時間后，再進(jìn)行海底管 線的試壓作業(yè)，等待時間可以參考以下公式進(jìn)行預(yù)測：
[0020]
[0021] 式中：Tt :停輸t小時后海底管線內(nèi)介質(zhì)溫度（°C) ;Te :海底管線外界的環(huán)境溫度 (°C ) ;Ts :開始停輸時海底管線內(nèi)介質(zhì)溫度（°C )，即試壓起始溫度；D :海底管線保溫層外 徑（m) ;do :鋼管內(nèi)徑（m) ;doi :各層管外徑（m) ;dii :各層管內(nèi)徑（m) ;k :海底管線總傳熱 系數(shù)（W/(m2*°C )) ;t :停輸時間（hr) ;Ci :鋼材及保溫材料的導(dǎo)熱性能參數(shù)（J/(kg*°C )); P i :鋼材及保溫材料的密度（kg/m3) ;Co :海底管線9內(nèi)介質(zhì)導(dǎo)熱性能參數(shù)〇/(kg*°C )); P〇:海底管線內(nèi)介質(zhì)密度（kg/m3);當(dāng)條件不允許的情況下，在滿足以上四點條件后，可以 對海底管線進(jìn)行試壓作業(yè)。
[0022] 所述第一步中，海底管線有、無泄漏點的具體判定：當(dāng)體積和溫度發(fā)生變化后，海 底管線中的壓力也隨之改變；在海底管線試壓過程中，P-V曲線圖和P-t曲線圖是判定海底 管線是否有漏點存在的很重要的判定依據(jù)；并通過圓圖記錄儀對壓力的記錄作為整個試壓 過程的參考。
[0023] 所述第二步中，在進(jìn)行海底管線升壓時，用試壓栗將水箱中混合一定比例染色劑 和緩蝕劑的海水注入海底管線中，通過觀測壓力表來確定海底管線內(nèi)的壓力大小，以及通 過電磁流量計觀察每小時注入海底管線內(nèi)的海水量，或者直接在連續(xù)記錄儀上察看注水量 和海底管線壓力數(shù)據(jù)變化：
[0024] 在進(jìn)行海底管線補壓時，使用試壓栗將水箱中混合一定比例染色劑和緩蝕劑的海 水注入海底管線中，通過觀測壓力表來確定海底管線內(nèi)的壓力大小，以及通過電磁流量計 觀察每小時注入海底管線內(nèi)的海水量，或者可以直接在連續(xù)記錄儀上察看注水量和海底管 線壓力等數(shù)據(jù)變化，當(dāng)海底管線中的壓力上升至設(shè)計值時停止升壓。
[0025] 所述第二步中，在升壓階段，對海底管線有、無泄漏點的具體判定：當(dāng)泄漏點較大 時，在升壓中期的穩(wěn)壓過程中，會出現(xiàn)壓力下降的趨勢，而且，兩段直線段的斜率明顯不同； 打壓過程中，在達(dá)到系統(tǒng)試驗壓力的95%之前，加壓速度不得超過0.1 MPa/min，之后至最 終壓力，加壓速度不得超過0.01MPa/min;當(dāng)壓力泄漏較為嚴(yán)重時，在后期的升壓階段，當(dāng) 升壓速度低于漏壓速度時，海底管線壓力反而會出現(xiàn)下降趨勢；在升壓階段，在短時間的海 底管線升壓過程中，當(dāng)海底管線漏點很小時，無法用試壓過程中的初始階段的壓力曲線來 判斷海底管線是否存在泄漏的情況時，需