空化射流技術(shù)在海上石油平臺(tái)海生物清理中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)石油的需求量愈發(fā)增大，除國(guó)外進(jìn)口之外，我國(guó)也在加大國(guó)內(nèi)石油開采力度，其中海上石油開采成為我國(guó)石油來(lái)源的重要途徑之一。海上石油平臺(tái)作為海上石油開采的重要設(shè)備，其大部分開采裝置，如固定導(dǎo)管架平臺(tái)、FPSO、海上鉆井平臺(tái)作業(yè)船舶等大型海洋石油設(shè)施的樁腿或者水下部分結(jié)構(gòu)表面，各隔水套管、護(hù)管、海管立管表面等典型部位會(huì)受海生物的附著與代謝、積垢對(duì)淺海導(dǎo)管架式石油平臺(tái)水下結(jié)構(gòu)造成一系列影響。

海生物對(duì)海上石油平臺(tái)水下結(jié)構(gòu)的附著，會(huì)導(dǎo)致其自身重力載荷加大；加大海洋導(dǎo)管橫向受力，減弱平臺(tái)抗風(fēng)暴能力；堵塞海水提升泵等泵類吸入口；加劇導(dǎo)管架鋼結(jié)構(gòu)腐蝕速度；導(dǎo)致海底基礎(chǔ)沖刷加劇，隨著海生物附著厚度的增加，加大導(dǎo)管架機(jī)械探傷程度，干擾海洋石油平臺(tái)結(jié)構(gòu)的檢修工作。為避免海洋生物對(duì)海上石油平臺(tái)水下設(shè)施機(jī)構(gòu)造成一些負(fù)面影響，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行清理。目前，海生物清理技術(shù)有手工清理、MGP機(jī)械摩擦式清理、高壓水射流清理和空化射流清理，其中手工清理的方式因工作強(qiáng)度大、清洗質(zhì)量差、效率緩慢等因素逐漸被淘汰。
 
1、MGP機(jī)械摩擦式清理：MGP是由一種耐海水與風(fēng)化老化的工程塑料做成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可以安裝在導(dǎo)管架或者橫向、豎直、斜向的結(jié)構(gòu)桿件上，在潮汐、海浪拍打等自然力推動(dòng)下連續(xù)撞擊結(jié)構(gòu)，不停沿著構(gòu)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)機(jī)械作用力摩擦刮除海生物。其使用過(guò)程中易受自然海洋環(huán)境、巨浪沖擊碰撞損壞、自身老化等因素影響其使用壽命。

2、高壓水射流清理：高壓水射流清理方式是通過(guò)高壓清洗裝置形成高壓射流，產(chǎn)生較強(qiáng)的打擊和剪切引起破碎應(yīng)力，使沖擊壓力超過(guò)垢面或海生物附著力，達(dá)到清理的目的。雖然其具備節(jié)能環(huán)保、效率高的特點(diǎn)，也是目前海生物清理技術(shù)中應(yīng)用最為普遍的技術(shù)。但高壓水清洗裝置在清洗過(guò)中壓力過(guò)高，容易造成高壓傷害，具有一定的危險(xiǎn)性。且在超高壓力作用下，有可能破壞原油結(jié)構(gòu)油漆等保護(hù)涂層。

3、空化射流清理：空化射流技術(shù)是在高壓水射流技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高清污效率而引申出來(lái)的一種新型射流技術(shù)，它是將壓縮空氣與高壓水融合，通過(guò)空化作用加入到射流技術(shù)中形成新型的射流技術(shù)，通過(guò)其配套的設(shè)備對(duì)壓力、流速等參數(shù)進(jìn)行控制使水流束在經(jīng)過(guò)空化噴嘴時(shí)生成大量的空化氣泡，適當(dāng)?shù)目刂瓶栈瘒娮斐隹诮孛媾c靶材表面之間的距離，使空泡在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中長(zhǎng)大并通過(guò)射流沖擊的靶材表面上潰滅，進(jìn)而達(dá)到?jīng)_擊甚至破碎的靶材的目的。

空化射流技術(shù)是目前國(guó)際上正在被大量推廣使用的水下清理海洋生物的技術(shù)，在清潔過(guò)程中，需要在清潔表面小范圍內(nèi)生成高達(dá)140~170 MPa的微射流沖擊，利用這種沖擊能力實(shí)現(xiàn)清理海生物附著的目的。其在清洗銹跡和剝落油漆時(shí)，不會(huì)對(duì)底層油漆和防垢防腐涂層造成損壞，與傳統(tǒng)的MGP機(jī)械摩擦式清洗、高壓水射流清洗、手工清洗海生物的方法相比，空化射流技術(shù)具有清洗效率高、清洗范圍廣泛，能夠清洗包括船用螺旋槳、舵、海底門、平臺(tái)水下結(jié)構(gòu)部分；且不會(huì)破壞油漆等保護(hù)涂層，對(duì)操作人員的技術(shù)要求相對(duì)更低，不會(huì)對(duì)操作人員產(chǎn)生安全隱患。
 
從以上結(jié)論來(lái)說(shuō)，空化射流技術(shù)在海上石油平臺(tái)海生物清理中的應(yīng)用具有明顯優(yōu)勢(shì)，雖然空化射流技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)尚處于興起階段，但鑒于其更能保障作業(yè)人員的人身安全、有效保護(hù)設(shè)施表面防腐層的突出特點(diǎn)，在海洋石油設(shè)施清理行業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。德高潔正是在這樣的形勢(shì)下自主研發(fā)并投入使用了一系列空化射流清洗設(shè)備，其中德高潔DIS280/120DS 水下海生物空化射流清洗機(jī)可用于清洗不同類型的船舶、海上石油平臺(tái)、碼頭、水下管道等海生物以及其他附著物。
 
德高潔DIS280/120DS空化射流清洗機(jī)可搭配的清洗裝置主要有適用于清洗各種曲線、曲面、柱面和孔洞的組合式卸荷型空化噴槍及脈沖式空化射流槍，適用于清洗大范圍平坦表面的空化射流清洗盤，還有空化射流拋光器可為各種類型螺旋槳等設(shè)備薄片區(qū)域進(jìn)行水下清洗、拋光和打磨。其清洗介質(zhì)可以是自來(lái)熟、也可以是海水，設(shè)備可連續(xù)工作，清洗過(guò)程中無(wú)毒物排放，不僅如此設(shè)備可搭配空化射流清洗槍、空化射流拋光器、空化射流清洗盤以應(yīng)對(duì)不同的水下清洗需求。

伴隨著海上石油開采行業(yè)的興起，海上石油平臺(tái)的海洋生物附著問(wèn)題越來(lái)越受重視，海生物清理已經(jīng)成為海上使用開采中一項(xiàng)較為重要的且常態(tài)化的工作。企業(yè)應(yīng)當(dāng)跟社會(huì)技術(shù)發(fā)展節(jié)奏，選擇更環(huán)保、高效、安全穩(wěn)定的海生物清理方案。