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摘要：針對多起海管法蘭被錨纜拖掛受損事件，研究了國內外海底管道法蘭保護器結構的設計特點，提出了兩種新型法蘭保護器。實踐表明，新型法蘭保護器可以有效地降低法蘭被破壞的風險，且其安裝便捷，大大提高了施工效率，降低了作業成本。

關鍵詞：海底管道；法蘭保護器；創新設計

0概述

近年來，渤海油田發生了多起海底管道法蘭被錨纜拖掛受損事件。2013年SZ36-1油田綜合調整項目折點處某膨脹彎被錨纜拖拉受損，2015年QHD32-6油田綜合調整項目中注水管線被錨纜拖拉受損等等。為了減少油田的損失，降低環境污染的風險，渤海灣油田作業區要求新安裝的膨脹彎法蘭需配備法蘭保護器。國內傳統法蘭保護器設計方案主體結構全部由兩片弧形薄板組成（如圖1所示），兩片弧板扣在法蘭上，通過8個螺栓連接組裝，對法蘭進行保護，每個法蘭保護器水下安裝時間為2~3個潮水（1個潮水時間約為0.25d）[1-3]。國外法蘭保護器與單頁法蘭保護器外形相似（如圖2所示），形式相對簡單，不需要在海管上捆綁固定，通過保護器上的螺栓與法蘭上的螺栓相互擠壓固定，安裝較方便，施工工序少，施工效率高，每個法蘭保護器的施工時間為1~1.5潮水。但這類保護器更適合國外或南海等視野比較清晰的水域，并不適合在渤海灣進行安裝施工。

1設計方案

1.1設計創新及思路

為了提高施工效率，解決傳統法蘭保護器安裝難度大，施工時間長等問題，同時還要適用于渤海海域的工況，設計了多款法蘭保護器形式，包括沙袋保護方式、鉸接式全密封法蘭保護器和單頁法蘭保護器。對三種法蘭保護器水下安裝的可行性及施工工期進行了比對，選取最適應于渤海工況，且施工工期最短的法蘭保護器設計方案。

1.2設計方案比較

（1）沙袋保護方案在法蘭兩側螺栓端部附近放置沙袋（摻少量水泥），以防止纜繩進入螺栓與海管之間，以DN300的法蘭為例，完成一個法蘭保護至少需要堆積2m2的沙袋。該方案材料采辦方便，海上施工簡單，對管道懸空和埋設無要求；但容易受潮流影響，沙袋有可能出現流失的現象，沙袋擺放時散落范圍大，材料費用較高，保護不徹底，仍有被錨纜刮碰的風險，在后期法蘭的維修過程中，沙袋清除較為困難。管道法蘭每端施工時間約為1個潮水時間，整條管線施工則需要2個潮水時間（約0.5d）。

（2）鉸接式法蘭保護器該法蘭保護器通過合頁將保護器上下兩部分鉸接在一起，同時吊裝下水，環抱在法蘭兩側管道上，保護器兩端通過螺栓連接。該設計方案既減少了水下螺栓的連接數量（由傳統法蘭保護器中的8個螺栓調整為4個螺栓），又大大提升了水下安裝法蘭保護器的施工效率。但該保護器質量較大，非立管端法蘭下方需要開挖作業基坑，且作業基坑至少應滿足深度不小于1.5m的施工需求，所以該法蘭保護器更適用于立管端法蘭保護。立管端每個法蘭保護器安裝時間為1.5個潮水時間，平管端安裝時間則為2個潮水時間，該法蘭保護器已成功應用于LD10-1油田綜合調整項目。

（3）單頁法蘭保護器單頁法蘭保護器在鉸接式全密封法蘭保護器的基礎上進行了改進，僅在法蘭上部覆蓋進行保護，減少了對法蘭下方作業坑的處理要求，保護器兩端通過弧形薄板和螺栓固定在法蘭兩側管道上。每個法蘭保護器安裝時間為1.5個潮水時間，大大提升了施工效率，該法蘭保護器更適用于平管端法蘭保護。此種保護器成功應用于JZ9-3油田柔性軟管更換項目。

2結論

通過對以上4種法蘭保護形式的優缺點及施工工期進行對比，發現沙袋保護形式應用效果較差，從長久來看，沙袋有可能經過海流沖刷后起不到保護法蘭的作業。鉸接式法蘭保護器、單頁式法蘭保護器及國外形式法蘭保護器應用效果相對良好，完全可以起到保護法蘭的作用。國內新型法蘭保護器既可以防止墜物砸傷法蘭及螺栓，又可以防止錨攬、漁網等拖拽法蘭及螺栓導致海管損壞，大大減少了經濟損失，同時降低了由原油泄露造成的海洋環境污染風險。由于國外施工環境中漁船和大型船舶拋錨作業相對較少，國外法蘭保護器設計形式相對簡單，更適合應用于國外海域工況。新型法蘭保護器突破了傳統法蘭保護器的設計思維模式，極大地提高了施工效率，同時取得了較好的應用效果及經濟效益，體現了降本增效、節能減排的設計宗旨。

參考文獻

[1]武偉,朱逢民,李洪慶,等.一種法蘭保護罩：204879166U[P].2015-12-16.

[2]王旭衛.一種新型法蘭保護罩：205859414U[P].2017-01-04.

[3]張洪軍，黃偉慶.法蘭保護罩：204459537U[P].2015-07-08.

作者：崔占明；姜學錄;于銀海 單位：海洋石油工程股份有限公司