海底电缆带电状态埋设方法海底电缆带电状态埋设方法分析.doc

海底电缆带电状态埋设方法奉 虎 马洪新（海油工程维修公司，天津 塘沽 300452）摘要：根据规范要求，油田平台间海底电缆需要埋设在泥面以下1.5米，但是如果在电缆使用过程中，发现电缆被船舶锚泊时拖出泥面，裸露在海床上。应该采取什么措施，才能使在油田不停产的情况下，将带电电缆铺设到规定的埋深，避免电缆再次受到外力或起抛锚作业影响，使油田中断生产。本文结合已经成功实施的CFD-11油田平台间带电电缆埋设项目，介绍了电缆带电状态下电缆的埋设方法及施工工艺。关键词：海底电缆、带电、埋设、方法1 概述CFD-11油田电缆铺设后，使用旁扫声纳对电缆铺设结果进行了详细的调查，调查结果显示，在D-F平台间电缆铺设路由上有两处被船舶锚泊时拖出泥面以上，C-D平台间电缆铺设路由上有一处被船舶锚泊拖出泥面以上，暴露在海床上的电缆详细情况见下表：位置坐标备注D平台, kp0.0399 299.09m E4 286 983.65m NF平台, kp4.986403 804.04m E4 284 847.65m NKp0.484399 728.90m E4 286 760.10m N电缆暴露于海床起始/终止点kp0.509399 751.60m E4 286 749.50m NKp1.919401 022.60m E4 286 146.90m N电缆暴露于海床起始/终止点Kp2.094401 180.90m E4 286 069.20m NC平台, kp0.0389104.72m E4 289562.31m ND平台, kp10.451399273.3.04m E4 287023.1m NKp7.840396640.3m E4 287679.6m N电缆暴露于海床起始/终止点Kp8.838397658.4m E4 287425.3m N从上表的数据可以看出，暴露在海床上的电缆长度不等，最短的约为25米，最长的约为1000米，对于暴露于海床上长度较短的电缆，可以采用在电缆上放置压块的方法对电缆实施保护，但对于长距离的暴露电缆，如果采用放置压块的方法对电缆进行保护，工作量大，工期长，工程费用高，而且还存在一定的安全隐患。经过公司相关专家的讨论，该项目中首次使用国家“863”计划研制成果-水下干式管道维修系统对裸露3处电缆进行处理，包括裸露电缆路由调查、锚拖挂点检查、裸露电缆挖沟埋设、埋设情况后调查。本文将详细叙述裸露电缆埋设的施工工艺。2施工方法2.1裸露电缆路由调查2.1.1裸露电缆路由调查方案图1 电缆检测ROV将PROTON4型磁探仪、Sea Bat 6012图像声纳、剖面声纳、水下微光摄像机、集束光水下图像探测仪和UBSL集成在ROV载体上，利用先进的声、光、电磁探测设备对海底电缆进行探测，水面监测系统根据水下探测仪传输上来的信号分析并准确判断海底电缆的坐标位置和埋设情况，操纵ROV沿电缆方向进行连续探测，并打点记录裸露海底电缆路由。2.1.2裸露电缆路由调查设备（1）SeaBat 6012图像声纳该声纳的探测范围为9015，水平60个波束，每个波束分辨率为1.5，距离分辨率为5cm，探测距离为水下200米 。该声纳已多次用于水下军用和民用目标的探测。可以发现水中1cm2cm左右直径的电缆和钢丝绳等。（2）剖面声纳现有的剖面声纳，具有穿透海底、湖底沉积层的功能。由于采用了超宽频带的设计，因而具有纵向2.5cm的分辨率。通过掩埋在水底淤泥下0.5m，1.0m和1.5m的7.5cm，15cm和30cm直径的三种管线的探测试验证明，它对掩埋的细管线仍然能探测到可分辨的声图像。可以探测到直径在10cm的掩埋和非掩埋电缆线。（3）磁探仪引进的美国PROTON4型磁探仪是一种对铁磁性和电磁性物体有较高检测能力的设备。其灵敏度为120伽玛可调。最大作用距离为300米，循环周期24秒。（4）水下微光视频摄像机水下微光视频摄像机灵敏度为0.1lux，可以在海水不太混浊的情况下，近距离观测到水下裸露电缆。2.1.3裸露电缆路由调查程序ROV搭载探测仪器主作业船抛锚就位ROV入水开始探测 发现电缆，并标记向D平台方向探测，并标记，特别是海底电缆入泥点纪录入泥后埋设深度，直至信号表示电缆完全处于沟底ROV向F探测，并标记,特别是海底电缆入泥点和最远点ROV回收，完成探测1）主作业船抛锚就位；2）将PROTON4型磁探仪、Sea Bat 6012图像声纳、剖面声纳、水下微光摄像机、集束光水下图像探测仪和UBSL集成在ROV载体上，将ROV吊放于水中，并开启ROV推进、控制仓电源及各探测设备电源，ROV在海水中做搜索运动。当磁探仪或Sea Bat 6012图像声纳发现可疑目标时，操纵ROV接近目标并打开所有探测仪器进行确认；3）发现裸露海底电缆后打点标记P点，并操纵ROV沿海底电缆向D平台方向探测，利用剖面声纳和水下微光摄像机监视海底电缆在泥面状况，在海底电缆入泥点打点标记K0点，继续向D平台方向探测，记录海底电缆埋深数据，并每间隔1米打点标记K-1、K-2.等，直至探测数据表明后续海底电缆已经完整埋设在沟底；4）以K0点为起点，调转ROV向F平台方向探测，利用剖面声纳和水下微光摄像机监视海底电缆在泥面状况，并每间隔2米打点标记K1、K2.等。5）在海底电缆入泥处纪录海底电缆埋深数据，准确标记海底电缆入泥点。并每间隔1米打点标记，直至探测数据表明后续海底电缆已经完整埋设在沟底；6）在海底电缆被锚拖挂最远点处进行连续打点标记，准确定位最远点坐标；7）调查过程中，主作业船根据探测方向及探测距离调整船位，配合完成P3点至P4点海底电缆路由调查。2.2锚拖挂点检查2.2.1锚拖挂点检查方案海底电缆被船锚拉扯至泥面，其中最有可能受到损伤的是入泥点和最远点，这三个点的调查对于真正掌握海底电缆状况尤为重要。由于曹妃店海域水质混浊，水下可见度为零，在这种状况下，采用潜水员用手探摸和水下录像的调查方式并不能提供直观可靠的信息。借助水下干式管道维修系统，使海底电缆暴露在干式环境下，通过干式舱内摄像系统将电缆状态详实纪录，为海底电缆安全运行评价提供重要依据。图3 舱内电缆检查图2 干式舱下水就位2.2.2锚拖挂点检查程序干式舱回收主作业船现场就位干式舱下水潜水员引导干式舱就位干式舱排水，形成干式环境潜水员进入干式舱干式舱系统连接、调试潜水员出舱将电缆提升至水位以上记录电缆状况干式舱充水电缆下放至泥面2.3裸露电缆挖沟埋设利用作业浮吊船作潜水作业支持船进行电缆挖沟埋设，采用挖沟机悬空离泥面0.5米距离喷射挖沟方案，沟槽自然回填。挖沟机剖面声纳记录开挖沟形及开挖深度。在挖沟机首部安装UBSL，作业船绞锚按照路由调查曲线行进，保持2米/分钟的行进速度。不能以电缆入泥点作为挖沟起始点，应该根据路由调查数据，在入泥点外10米（根据路由调查确定延长距离）处作为起始点，使得后挖沟能与原有电缆沟衔接良好。2.3.1挖沟程序挖沟机系统甲板调试挖沟机在水面进行项序检查潜水员引导挖沟机就位挖沟作业挖沟机回收主作业船现场就位中间检查电缆入沟情况2.3.2挖沟顺序对于短距离的裸露电缆埋设时，一个锚位就能完成裸露电缆路由调查、锚拖挂点调查和挖沟埋设，而对距离为1000米的裸露电缆埋设时，单个锚位不能完成全部作业，因此将此段分为两段分别进行作业，将路由调查、锚拖挂点调查和挖沟埋设依次完成，这样作业可以在两个锚位完成全部作业。3总结2007年11月8日至14日，短短的7天时间里，海洋石油工程股份有限公司使用国家863课题成果水下干式管道维修系统、水下专用作业挖沟机系统、海底管道外检测系统，对CFD-11油田C-D平台和D-F平台间暴露在海床上的三处带电电缆进行了路由调查、埋设处理，并对电缆锚挂点进行了详细检查，