摘 要 论文以陆丰13-2海管更换项目为例，介绍一种适用于较深水的多用途水下清管接收器。新设计的水下接收器具有简化施工工艺、节约施工成本、施工安全等特点。该设计达到了预期目标，具有成功的借鉴意义，并可以在南海其它同类项目中推广使用。
关 键 词：较深水；水下接收器；节省成本
0 引 言
根据以往项目的经验，常规的清管施工接收清管（或测量）球都是在水面以上，位置在立管的管口处，相对而言，比较容易组织施工。另外，常规的收球装置是采用收球网或者是可开启的收球筒，这样的装置比较适合在平台上施工。在陆丰13-2海管更换项目中，为了最大程度减少油田的停产时间，将新海管的清管试压施工选择在陆丰13-1平台一侧的膨胀弯与原有立管回接之前进行。这就要求接收清管球的任务在水下完成。同时考虑作业海域水深较深（146m左右）的实际情况，传统清管接收器已不能满足本项目的需要。为此，设计开发了一种适用于较深水的水下接收装置。新设计的水下清管接收器具备如下基本要求：
（1） 能够作为弃管封头在终止铺设时使用；
（2） 可以在水下实现安全开阀注水；
（3） 具备一次性接收4个清管测量球的能力；
（4） 满足海管终止铺设弃管时的密封性要求，可承受15个标准大气压力。
1 方案选择
1.1 水下接收器基本设计
如图1和图2所示，水下接收器的直管部分选用与海管相同的管径和材质，即外径为12in、壁厚12.7mm，材质为API 5L X70，屈服强度为482 MPa；吊耳主板与加强腹板材质为D36，屈服强度为355MPa，吊耳孔尺寸为Φ85mm；水下接收器设置5个2in水下阀门，紧邻法兰的阀门为双向普通球阀，其余四个阀门采取双向球阀与单向阀门组合的形式；另外还专门为接收器配备了一根扩散管，在潜水员水下打开阀门的时候使用。水下接收器与扩散管的具体形式如图3所示。
图1 水下接收器基本设计侧视图
图2 水下接收器基本设计主视图
图3 水下接收器及扩散管加工图
1.2 强度校核
针对水下接收器的设计草图，须对吊点部分进行强度检查，并对接收器整体进行压溃计算检查，来确定其结构是否满足强度要求。
根据APIRP2AWSD2005规范，静水压力校核过程如下：
，
，
，
所以 
，满足规范要求。
根据海上固定平台入级与建造规范，拉伸许用应力、剪切许用应力及承压许用应力分别选取
，
和
。关于弃管过程中受力状态的校核如下面公式所示，应力危险截面的选取如图4所示。
Bearing stress
，Shear stress section A-A
，
Tension stress section B-B
，
Cheek plate weld stress
，
所有比率小于1，故满足规范要求。
图4 吊耳部分应力校核模型
1.3 气密性试验
为了确保水下接收器在15bar压力下满足密封性要求，除对其上所有焊接部位进行100% MT检验外，还需对所有阀门的密封性进行检查。试验结果表明，接收器的气密性满足压力要求。
2 应用效果
2011年7月至9月，使用新设计的较深水、多用途水下接收器在陆丰13-2海管更换项目中顺利完成了海管终止铺设弃管、水下自由注水和水下收球等任务，清管及测量球的完整度非常高，得到了业主及第三方检验机构的一致认可。最后被接收的清管及测量球如图5和图6所示。
图5 清管球、测量球验收情况图
图6 测量板完好
3 结 论
与以往项目中所使用的常规接收器相比，新设计开发的较深水多用途水下接收器具有如下特点：
（1）将常规的弃管封头和接收器的功能进行合并，减少了饱和潜水员在水下拆除封头、安装水下收球筒的施工工序。保守估计可减少饱和潜水作业支持船一天多的工期，直接可节约成本在200万人民币以上，创造了可观的经济效益。
（2）实现了单向阀与双向阀的组合使用，确保海管弃管时密封性的要求。
（3）可以一次接收四个清管、测量球，能够满足清管的基本要求。
（4）采用防吸附的扩散管，降低了潜水员开阀操作时的作业风险。
（5）应急情况下具备反向推球能力。
该水下接收器在陆丰项目的成功使用，为今后公司同类施工项目提供了宝贵的借鉴意义。特别是在南海，施工作业水域水深较深，水下的安装工作必须以专门的饱和潜水支持船作为水下施工任务的载体来组织施工工作的开展。由于此种船舶的造价高昂，施工工期的长短将直接决定着项目的收益。该型水下接收器在其它的同类施工项目中具有广泛的使用空间，将为公司创造出更高的经济效益。
