海管在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，受輸送介質(zhì)和運(yùn)行環(huán)境的影響，容易結(jié)垢、腐蝕、結(jié)蠟、積液，進(jìn)而導(dǎo)致海管輸送能力降低，甚至導(dǎo)致海管損壞。
通球作業(yè)是清除管道內(nèi)的積液、積垢、結(jié)蠟、提高海底管道輸送效率、降低海管壓差的最主要以及最有效的手段，也是保證海管運(yùn)行的有效方式。但是通球過(guò)程中容易出現(xiàn)卡球、碎球、翻轉(zhuǎn)、收球失敗等通球故障，這些故障不僅影響清管效果，甚至還會(huì)影響海管的正常運(yùn)行。
X平臺(tái)撓性氣海管通球歷史總結(jié)調(diào)查
X平臺(tái)撓性氣海管2021年8月20日新建投入使用，經(jīng)統(tǒng)計(jì)2021.6.1-2022.2.28該撓性海管通球共10次，成功6次，失敗4次，成功率僅為60%，與該平臺(tái)所轄的其它海管的通球成功率相比明顯偏低，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1.1所示。
表1.1 通球次數(shù)統(tǒng)計(jì)表
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通球次數(shù)統(tǒng)計(jì) |
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通球總次數(shù)（次） |
通球成功次數(shù)（次） |
通球成功率（%） |
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該撓性海管 |
10 |
6 |
60% |
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其它海管 |
64 |
64 |
100% |
X平臺(tái)撓性氣海管通球主要問(wèn)題：常見(jiàn)通球事故類(lèi)型有：卡球、碎球、滯球以及翻轉(zhuǎn)等類(lèi)型，當(dāng)然還有一些其它類(lèi)型的事故，為查找該撓性海管通球成功率低的主要癥結(jié)，隨后對(duì)該撓性海底管道建成后的所有通球事故進(jìn)行了總結(jié)歸納，如圖1.1 所示。
圖1.1 通球事故類(lèi)型歸納圖
從圖1.1 不難看出：該撓性海管4次通球事故中有3次是卡球，在所有通球事故中占比高達(dá)75%，直接影響了通球的成功率，這就充分說(shuō)明卡球是某海上平臺(tái)撓性海底管道通球成功率低的主要癥結(jié)所在。
因此下文中將對(duì)該撓性海管通球卡球的影響因素展開(kāi)探究分析。為探究該撓性海管通球成功率的主要影響因素，從人員、設(shè)備、海管輸送介質(zhì)等方面著手，運(yùn)用關(guān)聯(lián)圖深入進(jìn)行分析，關(guān)聯(lián)圖如圖2.1所示。
圖2.1 撓性海管通球卡球原因分析關(guān)聯(lián)圖
采用關(guān)聯(lián)圖的方法，對(duì)撓性海管通球卡球的影響因素展開(kāi)逐級(jí)分析，分別從人員操作、海管狀態(tài)、海管材質(zhì)、清管球材質(zhì)及尺寸等方面展開(kāi)分析，找到了9個(gè)可能導(dǎo)致?lián)闲院９芡ㄇ蚩ㄇ蛟颍绫?.1。
該撓性海管通球卡球的主要影響因素的確認(rèn)方法。針對(duì)圖2.1中可能影響撓性海管通球卡球因素展開(kāi)確認(rèn)，結(jié)合通球過(guò)程實(shí)際情況，采用調(diào)查分析和對(duì)比實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的確認(rèn)方法，各個(gè)末端原因?qū)?yīng)的確認(rèn)的內(nèi)容及方法。
經(jīng)過(guò)驗(yàn)證分析，最終確定影響該撓性海管通球卡球的要因是：撓性海管受材質(zhì)影響摩擦系數(shù)大，針對(duì)撓性海管特性對(duì)人員培訓(xùn)不到位。
撓性海管的內(nèi)管材質(zhì)為高密度聚乙烯，而普通海管內(nèi)管材料為無(wú)縫鋼管，具體結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖2.2所示。
圖2.2 該撓性海管結(jié)構(gòu)及材質(zhì)
清管球一般采用材料為聚氨酯（分為開(kāi)口聚氨酯泡沫球和包裹有耐磨聚氨酯層的泡沫球），因此只需對(duì)比無(wú)縫鋼管和高密度聚乙烯對(duì)聚氨酯的摩擦系數(shù)，即可判斷撓性海管相較于普通海管在通球作業(yè)期間是否摩擦力過(guò)大。
通過(guò)查閱相關(guān)資料，無(wú)縫鋼管和高密度聚乙烯對(duì)聚氨酯的摩擦系數(shù)對(duì)比如表2.2所示：
表2.2 材質(zhì)動(dòng)摩擦系數(shù)對(duì)比表
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海管材質(zhì) |
清管球材質(zhì) |
無(wú)潤(rùn)滑動(dòng)摩擦系數(shù) |
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無(wú)縫鋼管 |
聚氨酯 |
0.18 |
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高密度聚乙烯 |
聚氨酯 |
0.36-0.48 |
通過(guò)上表可知，高密度聚乙烯對(duì)聚氨酯的摩擦系數(shù)高于無(wú)縫鋼管，因此在通球期間，相同清管球在撓性海管中的摩擦阻力高于普通海管。清管球與撓性海管摩擦力過(guò)大，增大了卡球的機(jī)率。
操作人員進(jìn)行了充分的上崗前培訓(xùn)，并且持有相關(guān)有效的資格證書(shū)，日常培訓(xùn)中也針對(duì)性的對(duì)通球作業(yè)進(jìn)行過(guò)理論和實(shí)操反復(fù)培訓(xùn)，并且該平臺(tái)一年通球頻次高達(dá)近百次，人員具備足夠的通球?qū)嵅俳?jīng)驗(yàn)。
但是梳理發(fā)現(xiàn)相關(guān)的培訓(xùn)均是針對(duì)傳統(tǒng)鋼制海管，平臺(tái)內(nèi)部并沒(méi)有開(kāi)展針對(duì)撓性海管通球的相關(guān)培訓(xùn)，而兩者通球是否存在明顯不同，并且該平臺(tái)在此之前也沒(méi)有撓性海管，缺少相關(guān)通球?qū)嵅俳?jīng)驗(yàn)。
對(duì)該撓性海管歷次通球的壓差進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)匯總，如圖2.3所示。
圖2.3 海管通球壓差
從圖中可以明顯看出其中卡球的三次通球在卡球前壓差比較低，并且明顯低于其它七次通球壓差，所以說(shuō)明通球過(guò)程中人員操作時(shí)控制的通球壓差過(guò)小，不足以使推動(dòng)清管球克服阻力前進(jìn)，直接會(huì)導(dǎo)致卡球，這說(shuō)明操作人員對(duì)于該撓性海管通球過(guò)程中的壓差控制不合理，這將直接導(dǎo)致通球失敗。
在日常生產(chǎn)過(guò)程中，為確保撓性海管通球作業(yè)的順利進(jìn)行，保證該海管穩(wěn)定運(yùn)行，最直接有效的方法就是從主要影響因素著手，有針對(duì)性地強(qiáng)化人員培訓(xùn)，特別是對(duì)撓性海管通球作業(yè)的培訓(xùn)，同時(shí)尋找有效方法降低海管與清管球的之間的摩擦系數(shù)，進(jìn)而提高通球作業(yè)成功率。
前面提到，關(guān)于通球作業(yè)的理論和實(shí)操方面的培訓(xùn)時(shí)長(zhǎng)并不少，目前的主要問(wèn)題是對(duì)于撓性海管的針對(duì)性不強(qiáng)，所以需要將培訓(xùn)方向進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)整。
針對(duì)該撓性海管通球遇到的問(wèn)題收集相關(guān)資料，并進(jìn)行匯總整理，結(jié)合海上員工倒班的特點(diǎn)制定培訓(xùn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)撓性海管通球相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)的全覆蓋。
降低海管與清管球的之間的摩擦系數(shù)
首先探索清管球的最佳過(guò)盈量，清管球過(guò)盈量過(guò)小起不到清管的目的，甚至無(wú)法完成通球，過(guò)盈量過(guò)大清管球與管壁間摩擦力增大，增加卡堵風(fēng)險(xiǎn)，最后經(jīng)過(guò)理論分析計(jì)算，確定撓性海管清管球最佳過(guò)盈量為2%-5%，既可以滿足清管需求，一定程度上減小了清管球與管壁間的壓力，減小了摩擦阻力。
又通過(guò)查閱相關(guān)資料，將潤(rùn)滑劑加入摩擦面之間可以形成潤(rùn)滑膜，減少摩擦面之間材料的直接接觸，從而能夠降低摩擦系數(shù)。潤(rùn)滑膜可以是由液體或氣體組成的流體膜，或者是由固體潤(rùn)滑劑構(gòu)成的固體膜。
考慮到操作性難以程度，最終選擇了有潤(rùn)滑作用的黃油，黃油呈固體狀態(tài)，可以均勻的被涂抹在清管球表面，如下圖3.1所示，理論上不僅可以減小清管球與海管內(nèi)壁的摩擦系數(shù)，還應(yīng)該可以起到密封作用，降低通球過(guò)程中的漏失量，提高通球效率。
圖3.1 涂抹黃油后的泡沫清管球
通過(guò)設(shè)計(jì)模擬試驗(yàn)，如圖3.2所示，在反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)涂抹黃油拉力計(jì)示數(shù)小于未涂抹黃油的拉力計(jì)示數(shù)，側(cè)面驗(yàn)證了涂抹黃油可以減小清管球與海管內(nèi)壁的摩擦系數(shù)。
圖3.2 涂抹黃油后的泡沫清管球
通過(guò)抹黃油是可有效減小聚氨酯與高密度聚乙烯之間的摩擦系數(shù)，降低摩擦阻力對(duì)通球的影響，再選擇過(guò)盈量適當(dāng)?shù)那骞芮?，可有效提高撓性海管通球成功率，并且在后期通球過(guò)程中確實(shí)得到了驗(yàn)證，未再發(fā)生卡堵情況。
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