空化射流技術在海上石油平臺海生物清理中的應用

隨著我國經濟的發(fā)展，對石油的需求量愈發(fā)增大，除國外進口之外，我國也在加大國內石油開采力度，其中海上石油開采成為我國石油來源的重要途徑之一。海上石油平臺作為海上石油開采的重要設備，其大部分開采裝置，如固定導管架平臺、FPSO、海上鉆井平臺作業(yè)船舶等大型海洋石油設施的樁腿或者水下部分結構表面，各隔水套管、護管、海管立管表面等典型部位會受海生物的附著與代謝、積垢對淺海導管架式石油平臺水下結構造成一系列影響。

海生物對海上石油平臺水下結構的附著，會導致其自身重力載荷加大；加大海洋導管橫向受力，減弱平臺抗風暴能力；堵塞海水提升泵等泵類吸入口；加劇導管架鋼結構腐蝕速度；導致海底基礎沖刷加劇，隨著海生物附著厚度的增加，加大導管架機械探傷程度，干擾海洋石油平臺結構的檢修工作。為避免海洋生物對海上石油平臺水下設施機構造成一些負面影響，需要及時對其進行清理。目前，海生物清理技術有手工清理、MGP機械摩擦式清理、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度大、清洗質量差、效率緩慢等因素逐漸被淘汰。
 
1、MGP機械摩擦式清理：MGP是由一種耐海水與風化老化的工程塑料做成的環(huán)狀結構，可以安裝在導管架或者橫向、豎直、斜向的結構桿件上，在潮汐、海浪拍打等自然力推動下連續(xù)撞擊結構，不停沿著構件往復運動，通過機械作用力摩擦刮除海生物。其使用過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高壓清洗裝置形成高壓射流，產生較強的打擊和剪切引起破碎應力，使沖擊壓力超過垢面或海生物附著力，達到清理的目的。雖然其具備節(jié)能環(huán)保、效率高的特點，也是目前海生物清理技術中應用最為普遍的技術。但高壓水清洗裝置在清洗過中壓力過高，容易造成高壓傷害，具有一定的危險性。且在超高壓力作用下，有可能破壞原油結構油漆等保護涂層。

3、空化射流清理：空化射流技術是在高壓水射流技術的研究基礎上，為進一步提高清污效率而引申出來的一種新型射流技術，它是將壓縮空氣與高壓水融合，通過空化作用加入到射流技術中形成新型的射流技術，通過其配套的設備對壓力、流速等參數(shù)進行控制使水流束在經過空化噴嘴時生成大量的空化氣泡，適當?shù)目刂瓶栈瘒娮斐隹诮孛媾c靶材表面之間的距離，使空泡在運動過程中長大并通過射流沖擊的靶材表面上潰滅，進而達到沖擊甚至破碎的靶材的目的。

空化射流技術是目前國際上正在被大量推廣使用的水下清理海洋生物的技術，在清潔過程中，需要在清潔表面小范圍內生成高達140~170 MPa的微射流沖擊，利用這種沖擊能力實現(xiàn)清理海生物附著的目的。其在清洗銹跡和剝落油漆時，不會對底層油漆和防垢防腐涂層造成損壞，與傳統(tǒng)的MGP機械摩擦式清洗、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、平臺水下結構部分；且不會破壞油漆等保護涂層，對操作人員的技術要求相對更低，不會對操作人員產生安全隱患。
 
從以上結論來說，空化射流技術在海上石油平臺海生物清理中的應用具有明顯優(yōu)勢，雖然空化射流技術目前在國內尚處于興起階段，但鑒于其更能保障作業(yè)人員的人身安全、有效保護設施表面防腐層的突出特點，在海洋石油設施清理行業(yè)中有著廣闊的應用前景和發(fā)展空間。德高潔正是在這樣的形勢下自主研發(fā)并投入使用了一系列空化射流清洗設備，其中德高潔DIS280/120DS 水下海生物空化射流清洗機可用于清洗不同類型的船舶、海上石油平臺、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備薄片區(qū)域進行水下清洗、拋光和打磨。其清洗介質可以是自來熟、也可以是海水，設備可連續(xù)工作，清洗過程中無毒物排放，不僅如此設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對不同的水下清洗需求。

伴隨著海上石油開采行業(yè)的興起，海上石油平臺的海洋生物附著問題越來越受重視，海生物清理已經成為海上使用開采中一項較為重要的且常態(tài)化的工作。企業(yè)應當跟社會技術發(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。