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海洋平台钢桩内水泥清理设备研发

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成果主要完成人

惠胜利、徐龙达、王 儒、代万宝、张 峰、朱绍华、赵卫东、胡振国、田永花、张海涛、张立喜、姜喜树

项目概况

随着相当数量的海洋平台接近或超过服役年限,海上平台服役期结束后就将失去使用价值,根据2002年我国国家海洋局颁布的《海洋石油平台弃置处理管理暂行办法》的规定:在领海以内海域进行全部拆除的平台,其残留海底的桩腿等应切割至海底泥面4米以下;在领海以外残留的桩腿等设施,不得妨碍其它海洋主导功能的使用。 对于桩基式导管架的拆除,水下切割是最关键的工序之一,对海上废弃设施已经或将要达到服役期进行拆除工作时,无论采用内切割方式还是外切割方式,都需要进行排泥作业。而渤海海域现役的导管架在安装时普遍存在返浆情况,这样给钢桩内的排泥工作造成了很大的困难。海洋工程技术服务分公司2018年在涠洲10-3油田单点拆除的过程当中发现基盘钢桩内部存在大量灌浆外溢的水泥,而当时世界上还没有一款成熟的桩内水泥清理设备,如果选择外排泥和外切割的方式拆除,在海底泥面4米位置切割,则需要造直径约20米,深5米以上的大坑,操作难度大,危险性较高,施工工期较长,对比钢桩内排泥拆除成本至少增加400万元以上。 海洋工程技术服务分公司针对海洋平台钢桩内水泥清理这一世界性难题立即组织专项研究小组开展攻关,一方面开展国内外相关信息的收集研究,另一方面同时对现场的水泥进行采样分析,1个月之内与11余家国内外公司开展了16次技术交流,最终结合现场情况在6种方案当中选择了确定了高压水清理作为最终的水泥清理方案。为了确保设计制造成功率,专项研究小组提前搭建了模拟试验平台,并参照水泥样品制作了16个试验样块,经过2个月32次模拟试验,最终确定设计方案,2019年8月20日,全球首套钢桩内水泥清理装置制作完成。 全球首套海洋平台钢桩内水泥清理设备主要用于清除钢桩内的固化水泥,设备采用高压水作为工作介质,具有工作效率高、环保无污染等优势。能够在施工作业中,形成稳定可靠全覆盖的高压水射流,快速完成导管架钢桩内水泥层的清理工作。整套设备能够在海洋船舶及石油平台环境使用,是适用于海水流体介质的、满足导管架钢桩内排水泥用途的、能够高效稳定运行的成套设备。该设备具有操作维修方便、安全可靠等特点,能够在海上船舶、平台等场所以及雨雪天气环境下正常使用。 2020年6月-2020年7月,新研发的海洋平台钢桩内水泥清理设备在涠洲10-3油田单点拆除项目首次使用获得成功,清理水泥厚度达20.1米,水泥清理效率达到每天1m³以上。对比类似的桩内出现水泥的项目,如曹妃甸单点旧设施拆除、渤中25-1单点打捞回收,使用该设备至少为项目节约成本400余万元。同时,涠洲10-3单点拆除项目还通过此项发明从甲方争取变更收入2159万元。 海洋平台钢桩桩内水泥清理设备的成功研发填补了国内乃至国际油田弃置业务桩内水泥清理装备技术空白,为油田弃置业务链的完善和未来的发展打下坚实的基础。