玻璃钢管在海洋钻井平台上的应用.pdf

3 0卷 4 J 9 J 2 0 0 8年 8 J J 石油 “ F 5工建设 P e t r o l e u m a n d fi e -mi e a l C o h s i r u c t i o n V0 1 ．3 O NO ． 4 A u g．2 00 8 玻璃钢管在海洋钻井平台 卜 ▲ 的应用 郑庆涛常彦秋 中国石油海洋公司海工事业部，【 l 』 东青岛 2 6 6 5 5 5 摘要 现在玻璃钢管道在船舶中已大量应用，而在海洋钻井平台和固定生产、生活平台中的应用较少，我 们和玻璃钢管道 的生产厂家合作 ，根据海洋工程 的特殊生产环境 ，对原玻璃钢管道的施工工艺进行 改进，即节省了资源投入，缩短了工期，更重要的是降低了重量。 关键词 玻璃钢管道海洋工程施工工艺 中图分类号 T B 5 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 3 2 3 2 0 0 8 0 4 0 0 0 9 0 2 1概述 玻璃钢管是 由玻璃丝及树脂经缠绕后制成的，简 称 F R P F i b e r g l a s s R e i n f o r c e d P l a s t i c 管 ，具有重量 轻 ， 耐腐蚀，防火 ， 施工方法简单 ， 维修方便 不必动 火 等优点， 现 已广泛应用于油田， 海洋平台， 化工厂 ， 海水淡化厂， 消防管线 ， 污水处理厂等领域的消防水管 线， 海水管线 ， 排水管线等。 中国石油海洋工程公司的 主要装备 中油海 5 和 中油海 6 自生式钻井平台， 由胜利钻井工艺研 究院和中船7 0 8 所设计 ， 中国船级社 C C S 为第三方监理 ， 青 岛北海船舶重工有限公司承 建。在这两艘钻井平 台中有消防水系统和压载水 海 水系统 ，原设计为大 口径碳钢管 ，为减轻船舶 自重 ， 经过多方论证， 决定采用美国辐基斯公司 F i b e r G l a s s S y s t e ms 生产的绿螺线 l 7 5 ／ 2 5 0 系列的玻璃钢管道 ， 工作压力 1 ． 2 MP a ， 试验压力为 1 ． 8 MP a ，最高工作温 度可达 l I O C，符合国际海事组织 I MO三级耐火能 力， 所应用的管道直径尺寸范围为 l ” - 2 4 ” ， 总长度约 7 0 0m 。 海洋平台玻璃钢管线施工的特点是 1 直径在 l 2 及 下都采用直套筒连接方式 ， 直 径在 l 2 以上的采用锥度承插接头，粘合连接 ，而不 是采用玻璃丝布抹胶合剂层层缠绕的方法 ； 2 重量轻，绿螺线 1 7 5 ／ 2 5 0系列的重量只是钢 管的 1 ／ 4 ，施工轻便。 3 导静电功能，在绿螺线 1 7 5 -C和 2 5 0 一C内加 入导 电的碳纤维作为管壁和管件壁结构的一部分 ，是 用于钻井平台这样的危险区域的一种导静电的管道系 统 可以根据设计要求来选用 。 4 车间预制 ， 现场组装。其主要施工程序为做 车间预制图， 切管下料 ， 管端加工，管件接头定位 ， 涂 敷粘合剂 ， 管接头装配 ， 加热固化 ， 接 口标识， 质量检 查 ，静水压检验 ；现场安装 ，吹扫 ，定位 ，试压。 2施工程序 2 ． 1 做车间预制图 根据 I S O图， 减去管件尺寸 ， 计算出每一管段的实 际长度 ， 做 出管段标识号， 管道各接 口编号， 做 出车间 预制图 S p o o l Dr a wi n g 。应注意，由于大部分管件 尺寸均符合 CC S 所规定的钢制管件的尺寸，但仍有少 数管件尺寸不相符 ， 应注意核对厂家提供的数据 ， 根据 舱室位置决定直管段的接 口位置。 2 ． 2车间预制 2 ． 2 ． 1 切 管 根据I S O图度量出所需要的长度并在管道上划线。 当用台钳夹紧管子时，应采用 6 mm厚的橡胶垫 或同 等物 保护管子以免损坏。 玻璃钢管可用细纹齿的钢锯 或附有磨轮的电锯切削。检查切 口的垂直度。直径在 l O O mm 以内的管子的垂直度应在 1 ． O mm 以内；更大 的管子则应在2 mm以内。并采用砂轮机或锉纠正垂直 度 。 2 ． 2 ． 2管端加工 Mo d e l 2 6 0 0 管端加工工具适用于直径 1 ． 5 一 6 4 0 ～l 7 3 mm的管子，至于 D N2 2 5 8 i n 及更大的 管子 ， 则采用 8 ”-1 6 ” T a p e r t o o l 和 1 8 ”一 2 4 ”T a p e r t o o l 工具。 管端加工工具可用手工操作 ， 但如果在准备 若干接 头 ，最好是用手提 电动驱动器 ，用 丌尺 丌 Ta p e r 检查加工好的管端外径以确保符合下列尺寸 见 欢迎访问 中国化工建设网WW W． c c c e n r ． o r g 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 郑庆涛 常彦秋玻璃钢管在海洋钻井平台上的应用 表 1 表 1管端外径尺寸列表 fJ I It 插 l 衽 什 r 公罩 j _ j j j I 凡 城， f i n1 f 1 nf l 1 _ f ’ f I l l n 1 f i l 1 f 『 1 ] n 1 l 2 S 1 ． 9 32 ． g 1 ． 1 8 3 2 ． 5 1 ． 5 4 f 】 1 ． 8 S 47 8 l 8 7 4 7． 5 5 0 2 ． 35 5 9． 6 2 ． 33 5 9 2 3 8 0 3 47 8 8． 0 3． 45 8 7 ． 6 4 l 0 0 4 45 ll 2． 9 4． 43 l l 2． 5 5 l 25 5 、 5 l l 3 9． 9 5 ． 49 l 3 9． 5 6 l 5 0 6． 5 6 I 6 6． 6 6． 5 4 l 6 6． 2 8 2 0 0 8 ． 5 6 2l 7 ． 4 8 ． 5 4 2I 7． 0 l 0 2 5 0 1 0 ． 7 0 2 71 ． 7 l 0 ． 6 8 2 7 I． 3 I 2 3 0 0 I 2 ． 7 0 3 2 2． 6 I 2 ． 6 8 3 2 2． 2 l 4 3 5 0 I 3 ． 9 5 35 4． 2 l 3 ． 9 3 3 5 3． 8 l 6 4 0 0 l 5 ． 9 3 4 0 4． 1 5 ． 9l 4 0 4 ． 1 所有粘合表面必须是清洁和干燥 的，且须在装配 前的 2 h内磨砂所有粘合表面 ，用清洁的布将所有砂磨 表面的灰尘除去 接头的内部 ， 已切削的管端， 插 口的 外面。 用活瓣砂磨机砂磨粘合表面。 砂磨表面应显示无 光、 新加工过 ， 而不是光亮外观。 用清洁干布彻底擦拭 砂磨表面或用除尘刷除去尘粒。 倘若表面潮湿 ， 用加热 毯或热气枪加热 ， 直至干燥 ， 然后再砂磨 。 天气恶劣时 在施工场区搭帐篷 ， 使粘合表面不会潮湿。 不能赤手或 用脏手套接触已加工好的表面，以免出现油质薄膜。 2 ． 2 ． 3管件接头定位 为了确保接头的适当定位，在涂抹粘合剂之前应 给相连各部件写上标示符号 ， 以确保合适定位。 应避免 污染粘合表面 ， 试装各配件 ， 然后标明每一配件 ， 做以 后定位之用。 方法如下插 口插入深度及直径插入深 度按下表所列的距离， 并用 白滑脂笔或皂石划一条线 ， 当插 口进入管子承 口底部时 ，所划的线将距离承 口端 1 i n 2 5 ram ，数据见表 2 表 2管件接头列表 管子公称尺寸 从插 口端标明 m m I 2 5 2 I ／I 6 5 2 1 ． 5 4 0 2 1 ／ 4 5 7 2 5 0 2 1 3 ／1 6 7 1 3 8 0 2 1 3 ／1 6 7 1 4 1 o 2 1 3 ／1 6 7 1 5 1 2 5 3 1 , ／ 4 8 2 6 1 5 0 3 1 , ／ 4 8 2 8 2 0 0 3 1 ／ 2 8 9 1 0 2 5 0 3 3 ／ 4 9 5 1 2 3 0 0 4 1 01 1 4 3 5 0 4 1 ／ 2 1 1 4 1 6 4 0 0 5 I 2 7 2 ． 2 ． 4涂敷粘合剂 当接头准备粘合时， 将固化剂加进树脂， 至少搅拌 1 ra i n或直至混合均匀。 彻底混合后，即刻将混合的粘 合剂涂在粘合表面，混合后的胶合剂应在 1 5 rai n内用 完。 用粘合剂罐中所附带的刮刀在承口、 包括管挡的表 面涂上一个薄层 1 mm的粘合剂 承插 口内过量的 粘合剂将 限制接头内介质的流动 。 在整个插口表面涂 满粘合剂并在切割的管 口涂上一个薄层 。当承插 口粘 合时， 插 口表面过多的粘合剂将被挤 出来， 再用带圆头 的木片修整即可。 2 ． 2 ． 5管接头装配 不旋转插 口，将其插进承 口直至稳 当地安装在管 挡上。对于D N1 5 0 以上的管子或更大者，可用紧线夹 安装接头和将其固定。 在进行连接时 ， 对准有配合符号 地法兰、 三通及其它管接头以避免在装配时旋转部件。 2 ． 2 ． 6加热固化粘合剂的接头 ／法兰 加热强制固化必须在粘接 1 h后进行 ， 否则容易形 成气泡造成泄漏 。 在强制固化粘合剂时 ， 将加热毡的恒 温器端置于 已装配接头上 ， 而将恒温器面朝外， 将剩下 的部分包裹接头， 用绝缘带把加热毡绑紧。 然后开启加 热毡并在管上标记开始时间 ，一般和装配的法 兰因在 内部加热 ， 4 0 rai n即可；连接的管接头和管件因在外部 加热 ，需要 6 0 rai n 。 2 ． 2 ． 7接 口标识 在接口处应根据车间预制图统一编好的接口号进 行标识 ，内容包括 粘接 口号，粘接时间，粘接人等。 2 ． 3质量检查 参考辐基斯公司提供的表格制定检查项 目接 口 表面是否清洁干燥； 接 口表面是否无油污； 切割好的插 口 直径是否合适； 插 口长度是否合适； 粘合剂是否过期 ， 混 合后的粘合剂是否在规定时间内用完 ； 加热毡是否发热； 接 口是否有标识等等。 3现场安装 3 ． 1安装 支架 在平 台上根据坐标、标高定出位置将支架焊接 固 定在平台结构梁或其它支架上 ，平台底 甲板上表面标 高为 0 ． 0 0 ， 根据轮机系统的施工图， 及在管道下托架 的高度 ，可定出支架位置 。 3 ． 2管道安装 首先将主管道安装在支架上就位 ，在平台上粘接 现场口，从而完成整个消防水和压载水系统的主管安 装 ， 然后将管道托架 分为固定托架和滑动托架 固定 在管线底部。再以上述方法安装分支管线及托架。 3 ． 3 试 压 如前所述， 管线设计压力为 1 ． 2 MP a ， 故将其试验 压力定为 1 ． 8 MP a ，并在高点设置放空阀， 低点设置排 水阀。本平台消防水管线系统高点放空设在位于管线 甲板上的消防炮处 ，低点排污则位 下转第6 6 页 欢迎访问 中国化工建设网WW W． c c c e n r ．o r g 5 9 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m P e t r o l e u m a n d C h e mi c a 1 Co n s t r u c t i o n ＆C 石油化 工建 设 2 O 0 8 q - 3 0 卷第4 J 9 J 行；而囊式封堵受到环境温度的影响， 环境温度过低 ， 输送介质粘度加大 ， 胶囊不宜运行 ， 因而囊式封堵一般 只在温度较高的夏季进行。 5结束语 经过在东临复线乔庄站和鞠家站不停输封堵中的 成功应用 ，证明高压不停输封堵工艺的安全性和效益 性 ， 且具有优越的可操作性和数据控制特性 ， 是管道抢 修的可靠保障，值得推广 应用。 收稿 日期 2 O 0 8 0 2 0 8 作者简介 王昆，经济师， 1 9 9 5年毕业于重庆石油高等专科学 校 ， 工程机械专业现就职于中国石化集团管道储运 公司资产设备 处 。 上接第 5 9 页 于排往大海的管线尾端。 4管件介绍 辐 基斯 公 司生产 的 管件 有几 百 种 ， 仅绿 螺线 1 7 5 ／ 2 5 0系列就有 6 8 种之多 ，中油海 5 和 6 平台 采用的管件仅有 1 3 种。 ， 它们的尺寸基本上全是按照美 标钢制管件 的尺寸生产的 ，如 ，1 一6 为长半径 1 ． 5 D ，8 一 2 4 为标准半径 1 ． 0 D ，也可提供长 半径 ， D N1 0 0 的等径三通为2 1 6 ram 从中心到3 出口的 距离 等等 ，从提供的数据表我们可 以查到这些数据。 值得一提的是， 对于一些无法采用异径三通的地方， 我 们必须采用一种称为 “ 鞍座 S ADD L E ”的管件 ，直 接在主管上开一个孔， 将其粘接在主管上， 然后再接出 分支管线即可。 5工具配备 辐基斯公司生产的玻璃钢管施工常用工具主要存 管端准备工具 ，钢锯或电锯 ，管台钳，活瓣轮砂磨机 ， 橡胶锤，锁紧器，加热毡，刷子 ， 擦布折尺，卷尺 ，丌 量尺， 平锉等。 6维护和修理 当粘接完又有改动时，必须将插 口在距承插 口约 1 0 ram处将插 口割断， 然后用凿子将承 口内的玻璃钢凿 出，并修整 ，打磨 ，且不得破坏管件本体。 7低温条件下的注意事项 除常温下的安装注意事项外 ， 还应注意以下几点 7 ． 1粘合剂的储藏 不要将其储存在温度高于 3 8 ℃或低于 0 ℃的环境 中，在寒冷的气候中，可将粘合剂加热至 1 6 C以上但 欢 迎 投 稿 不超过 3 8 ℃以确保能 良好的调配 ，便于安装 。 7 ．2粘合剂的处理 调配粘合剂的环境是不高于 9 9 ℃且不低于 1 6 ℃， 若温度不在此范围内， 特别是环境温度低于1 6 C时， 粘 合剂必须用外来热源加温以保持在 1 6 ℃以上 ，以便于 调配且确保粘接质量。 7 ． 3接头部位的处理 在低温环境下 低于 1 6 C粘接安装时，除粘合 剂必须加热外，管端在接头部位的温度也须加热保温 在 1 6 C以上 。粘 接完 成后 ，必 须用 电加热毡包 住接头 部位并保温一段时间。 8总结 从 中油海5 和中油海6 自生式钻井平台的施工 和使用情况看， 玻璃钢管线的预制及安装、 试压效果均 比较理想 ， 这种承插 口连接比较方便， 安装允许误差也 比较容易控制 ， 玻璃钢管线耐腐蚀 ， 耐中、 低压情况也 比较好 ， 虽维修稍微有些麻烦， 但不必动火， 尤其是在 有易燃易爆气体的地方，它的维修更显 出比钢管的优 势 。因此 ， 值得 在油 田，海洋平 台 ，海水淡 化厂 ，污水 处理厂等领域的消防水管线， 海水管线， 排水管线， 或 有腐蚀性介质的管线系统上推广应用。 参 考文献 1 船舶用玻璃钢管道安装程序 福基斯斯玻璃钢 苏州有 限公司 收稿 日期2 0 0 8 0 2 1 8 作者简介 郑庆涛 ， 男， 1 9 9 6 年毕业于承德石油高等专科学校焊 接工艺与设备专业，2 0 0 4年中国石油大学海洋工程专业本科毕 业，一直从事海洋石油领域的工程施工，现为中国石油海洋工 程公司海工事、 l 部技术科副科长。 欢 迎 订 阅 欢迎访问 中国化工建设网W W W ．c c c e n t ． o r g 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m