近日,由国家管网东部原油储运公司和浙江大学海洋学院联合自主研制的依附于海底管道的空气潜水可进人多元修复干式作业舱在江苏连云港平山岛附近海域完成海底试验,整个作业过程和干式舱各系统运行平稳,各项技术指标均达到或超过课题预设要求,且在国内首次实现了空气潜水可进人安全操作。
在海试过程中,海底管道位移及应力应变监测、干式舱排空海水形成空气作业空间、海管防腐涂层水射流破拆、三维激光扫描高精快速测绘、超声相控阵无损实时检测、多材质复合材料缠绕修复、潜水员水下进舱辅助施工等作业有序展开,历经18天,完成各项试验任务并成功回收干式作业舱。
技术人员在作业船上远程开展作业
随着海洋油气资源的不断开发,海底管道是海洋油气资源开发的重要基础设施之一,海底管网的规模不断增大;同时,海底油气管道作为海上油气田的生命线,在我国海上油气输送及能源运输方面发挥了关键作用。截至2022年,我国海底油气管道总里程已超过9000公里。如今,在中国近海、深海铺设的海底管道已经形成了纵横交错的海底输油网,但海底管道在经受长期腐蚀、海水往复作用力和地层变形应力之后可能会产生大尺度变形,严重的甚至会断裂,造成石油泄漏的重大安全事故,对环境保护和经济发展都是不可估量的破坏。
受多重因素影响,海底管道检维修的环境风险较大,缺陷修复和维抢修难度大、技术要求高,现有的装备和技术无法满足我国海底油气管道长期健康状况检测、评估及运维的迫切需要。针对现有海底管道检修作业效率低、检修设备环境要求高、检修功能单一等重点问题,国家管网东部原油储运公司和浙江大学海洋学院联合研制大国重器——依附于海底管道的空气潜水可进人多元修复干式作业舱。
依附于海底管道的空气潜水可进人多元修复干式作业舱
联合研制的依附于海底管道的空气潜水可进人多元修复干式作业舱,包括能够实现精确监测的海底管道位移及应力应变监测系统、能够实现超高分辨率扫描的三维激光扫描高精快速测绘系统、能够远程操控的焊缝超声相控阵无损实时检测系统、能够拼接多材质的复合材料缠绕修复系统、能够快速破拆的海管防腐涂层水射流清理系统等模块化系统等,还能实现基于空气潜水方式下的潜水员水下进舱作业。这些创新将显著提升海底管缆在复杂水下环境中的可维护性和操作精度,解决了浑浊水域潜水员只能用手摸探作业的窘境。该干式作业舱可适用空气潜水50米以内、管径711-1016毫米(0-15度弯曲角度)海底管道缺陷检修,几乎覆盖国内浅近海海底管道的检修需求。
海底管道位移及应力应变监测系统
三维激光扫描高精快速测绘系统
焊缝超声相控阵无损实时检测系统
复合材料缠绕修复系统
防腐涂层水射流清理系统等模块化系统
潜水员舱内安装密封气囊
在该干式作业舱历经20个月完成研制成型后,首先在浙江东海实验室智慧海洋海试保障基地开展了70天的水池试验与改造升级。在一切准备就绪后,干式舱乘着作业船向着黄海深处进发,经过3天的航行,作业船抵达江苏连云港平山岛海域开展深海海试。本次海试共历时18天,海试团队克服了海况恶劣、下潜深度大、可见度低等深海作业的诸多挑战,成功开展了国内首次空气潜水可进人安全操作,潜水员进入舱室内开展作业,并安全返回海面,干式作业舱成功完成了吊放、行进、对接、检测、修复、回收等一系列功能性试验。
干式舱海上试验
依附于海底管道的空气潜水可进人多元修复干式作业舱的研制突破了相关领域国外技术的封锁和价格垄断,实现装备国产化。该技术对降低管道的维修成本和作业时间,推动我国管道维抢修技术的发展具有深远意义,为我国海底管道运维和能源安全提供技术支撑与保障,也为进一步提升海底管道完整性管理水平提供了新思路、新方法、新路径、新技术。
近年来,浙江大学海洋学院致力于干式舱检维修一体化、管缆健康监测等新技术的研发与部署,结合国家战略需求,重点解决杭州湾海底管道运维的技术瓶颈,大幅提升了作业效率与安全性,降低了运营成本,切实助力我国海底管缆技术体系的完善。未来,团队将持续加强在柔性管缆、复杂环境下的检维修技术、材料科学等领域的研发与探索,进一步丰富基于干式舱的检修功能,为我国乃至全球的海底管缆行业带来新的发展机遇,进一步推动全球海洋经济的可持续发展。
日前,国家管网东部原油储运公司向浙江大学海洋学院发来感谢信,感谢学院海洋技术与装备团队以卓越的创新为海底管道运维行业的发展做出的重要贡献。期待未来进一步加强合作,共同推动海底管道检维修装各取得更多创新与突破,为保障国家能源大动脉安全平稳运行再立新功。
(陈郭)