电缆探测技术在平台周边海底管道的研究

卢燕++潘婷

摘 要：某油田隶属于胜利石油管理局，属于我国最大的浅海油田之一，并于1993年正式进行开发探测，时至今日，已经建成了各种采油平台70多座，各种海底管缆130多段，总长度达到了200 km。然而，随着时间的延长，某些管缆已经达到了最高的设计使用年限，再加上常年处在海洋的复杂环境中，使得抗力出现大幅度的衰减，经常会发生油气泄漏，甚至是电缆断裂的问题，给国家经济造成了不小的损失，并对海洋环境造成影响。由此可见，对海底电缆进行精准的位置探测，来对海底的管缆进行及时的维修就变得十分重要，也是非常紧急的。然而，在海底的管道与电缆存在一定技术上的问题，会给探测工作带来一定的影响，这就造成了该油田并没有形成一整套完善的管道资料与图件，造成了很严重的生产困难以及安全隐患。

关键词：电缆探测 平台 海底管道

中图分类号：P753 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0058-02

近些年来，我国的经济建设取得了举世瞩目的辉煌成就，海洋石油的开采也取得了飞速的发展，石油产量不断提高。该文所阐述的油田属于胜利油田的主要油田之一，自从1993年开采至今，已经建成各种采油平台70余座，年产石油近200多万吨，已经形成了中心大平台为主，周围小平台为辅，并可以使用海底的电缆与管线进行连接的综合性的开发系统，可以实现海底输油、海底输气以及注水、输电、油水混输等多项功能。

1 研究的主要目的

海底管缆埋藏在海底，会受到各种海洋环境以及海洋活动的影响，比如：海浪的冲击、海水对管缆的腐蚀以及海洋生物的破坏，都会使得海底管缆的抗力减弱，如果问题严重就会造成油气的泄漏，造成巨大的经济损失以及海洋环境的污染。这就能够看出，对海底管缆进行精确的探测的重要性。以前对海底的管缆进行探测使用的主要的技术是侧扫声纳技术，这项技术可以探测到管缆的位置，但是会产生比较大的误差，设备的能力也受到各种环境的限制，对某些管缆的探测也是力不从心。尤其是一些环境复杂的海底，比如说平台周围，分布着众多的管缆、废弃物，使得侧扫声纳经常会发生分辨不清什么是管缆什么是废弃物的现象，对探测的结果造成一定的误判，给维修工作带来巨大的不利因素。正是因为这个问题的不好解决，国家海洋局联合胜利油田，开展了对油田平台周围管缆的研究，主要是利用当今世界上最先进的探测设备以及技术方法来对身处复杂环境中的石油管缆进行探测，并从中选取最有效的研究成果，来对我国的海洋石油平台的海底管缆进行精准的探测。

2 研究的主要内容

此次研究主要的地区选择的是胜利油田某海洋平台，主要考虑的也是这个平台的海底管道与电缆比较多，环境比较复杂，研究的主要范围包括钻井平台的方圆200 m，水的深度为10～12 m。对于此项研究的内容主要包含以下几个方面：第一是对探测技术的原理进行研究，从而形成对探测技术进行优化工作的一个理论性的支持；第二是对当今世界上海底石油管缆诸多的探测技术进行一个实验性的对比，并从中选取最适合中国海洋管缆探测的技术；第三是对平台周围管缆的走向、悬空以及埋藏的深度进行探测，并使之与石油平台形成新的链接关系，利用三维坐标进行标识；第四是对探测到的数据进行数据库的处理，从而实现对探测结果、探测资料以及图件的数字化的管理；第五是希望能够实现科学的指导，明确的标示平台的插桩位置与锚点、管缆的实际距离，并在以后的船舶探测工作的时候提供帮助，保障生产的安全性。

3 对海底管道电缆进行探测技术与方法的研究

对海底管缆进行探测的技术方法是有多种的，但是研究的主要路线大部分还是这种：首先使用平台的位置进行测量，然后利用声纳对平台附近暴露的管道与电缆进行探测；而对于深埋的海底管缆则使用极浅层剖面追踪仪进行探测，最终形成平台周边的管道与电缆位置的影像图。

3.1 平台位置测量

不论是海底的电缆还是石油管道，所服务的对象都是一个，就是海上采油平台，管缆的作用就是对平台进行连接，从而形成一个采输的系统。采油平台就是这些海底管缆的源头以及重点，因此在对海底管缆进行探测的时候首先就是需要确定采油平台的大小以及位置。对采油平台的测量可以使用RTK GPS，对采油平台的立管桩、栈桥、火炬桩的各个角点以及高程进行测量，根据结果绘制位置图，并在图上对海底管缆的位置以及数量进行明确的标注，这也是为海底管缆的探测进行一个准备工作。

3.2 海底管道与电缆的探测

海底的管道与电缆根据暴露的位置主要分为两种，一种是暴露在海底的管缆，一种是埋藏在海底的管缆。

3.2.1 对暴露在海底的管缆进行探测

前文介绍过，对暴露在海底的管缆进行探测可以说还用旁侧声纳，这种设备可以对海底的地貌进行探测，也能够对悬空或者暴露在海底的管缆进行探测。国内外的一些实验对此也早已有了明证，旁侧声纳对暴露在海底的管缆进行探测是最有效的办法之一，旁侧声纳可以将探测结果形成一个线状图形，并将探测到的海底的管缆与采油平台的位置图进行连接，从而构成了对海底管缆追踪探测的一个基础。

在对暴露在海底的管缆进行探测的时候，要保证拖鱼拖曳于船舷，保证拖鱼在GPS的下方，探测的时候可以使用高频与低频进行探测，为了保证精度，除了GPS的精度得到保证之外，还需要特别注意的是，进行探测的时候必须在海况比较好的情况下，如果海况恶劣，海流以及浑浊的海水会造成图像的清晰度降低；其次是保证拖鱼在水中的姿态与航行的方向一致；第三需要注意的是对菜单要设置高度计，并对拖鱼的工作状态进行及时的修正；第四是声纳的单侧扫描的宽度要保证在50 m之内，对于同一条管缆的认定之时要进行多个防线、多个记录的比较，力求位置的精确。

3.2.2 对埋藏在海底的管缆进行探测

这项工作是对海底光缆进行探测项目中最困难的工作之一。对这项工作的实施，通常使用的是Tinsley探测系统，这是专门研制的对海底管缆进行探测的仪器。这项仪器主要由两部分组成，一是水下探头，二是显示系统。其中水下探頭有两种，一是三传感器探头，二是单传感器探头。三传感器探头由两个垂向分布的水平传感器与一个垂直传感器组成，这种探头可以对海底管缆的平面位置以及深埋进行探测，单传感器探头则只能对平面位置进行探测。

对海底管缆的探测最主要的一项是对水下三维位置的探测，这项工作必须通过潜水员来携带三传感器的探头进行探测。潜水员在工作的时候需要从平台的桩腿处下水，并将探头置于探测的电缆上，根据管缆的走向进行探测，如果在探测的过程中，探测器在管缆之上之时，海面船上的主机就会发出反应极强的信号，同时会有蜂鸣声出现，潜水员就会根据这种蜂鸣声的强弱来对管缆进行探测。潜水员的位置可以根据GPS来进行定位，在实际的工作过程中，潜水员需要与定位人员保持时刻的联系，如果水下潜水员探测出管缆出现了拐弯或者是交叉的问题时，需要对当前的位置及时的向定位人员发回信号。

4 结语

时至今日，对在海底的管道、电缆进行明确的探测都是世界上难以彻底解决的难题之一，在21世纪的今天，都没有一种相对成熟以及完善的海底管缆的探测技术以及方法。因为对海底光缆进行探测不仅是技术方面的单独问题，还包括海洋测绘等海洋工作者来承担任务，只有做到多部门的联合行动，并对此方面的问题进行更加深入地研究，才可能对我国的海底管缆的探测工作的进步做出一定的推动作用，并积累丰富的经验。

参考文献

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