空化射流技术在海上石油平台海生物清理中的应用

随着我国经济的发展，对石油的需求量愈发增大，除国外进口之外，我国也在加大国内石油开采力度，其中海上石油开采成为我国石油来源的重要途径之一。海上石油平台作为海上石油开采的重要设备，其大部分开采装置，如固定导管架平台、FPSO、海上钻井平台作业船舶等大型海洋石油设施的桩腿或者水下部分结构表面，各隔水套管、护管、海管立管表面等典型部位会受海生物的附着与代谢、积垢对浅海导管架式石油平台水下结构造成一系列影响。

海生物对海上石油平台水下结构的附着，会导致其自身重力载荷加大；加大海洋导管横向受力，减弱平台抗风暴能力；堵塞海水提升泵等泵类吸入口；加剧导管架钢结构腐蚀速度；导致海底基础冲刷加剧，随着海生物附着厚度的增加，加大导管架机械探伤程度，干扰海洋石油平台结构的检修工作。为避免海洋生物对海上石油平台水下设施机构造成一些负面影响，需要及时对其进行清理。目前，海生物清理技术有手工清理、MGP机械摩擦式清理、高压水射流清理和空化射流清理，其中手工清理的方式因工作强度大、清洗质量差、效率缓慢等因素逐渐被淘汰。
 
1、MGP机械摩擦式清理：MGP是由一种耐海水与风化老化的工程塑料做成的环状结构，可以安装在导管架或者横向、竖直、斜向的结构杆件上，在潮汐、海浪拍打等自然力推动下连续撞击结构，不停沿着构件往复运动，通过机械作用力摩擦刮除海生物。其使用过程中易受自然海洋环境、巨浪冲击碰撞损坏、自身老化等因素影响其使用寿命。

2、高压水射流清理：高压水射流清理方式是通过高压清洗装置形成高压射流，产生较强的打击和剪切引起破碎应力，使冲击压力超过垢面或海生物附着力，达到清理的目的。虽然其具备节能环保、效率高的特点，也是目前海生物清理技术中应用最为普遍的技术。但高压水清洗装置在清洗过中压力过高，容易造成高压伤害，具有一定的危险性。且在超高压力作用下，有可能破坏原油结构油漆等保护涂层。

3、空化射流清理：空化射流技术是在高压水射流技术的研究基础上，为进一步提高清污效率而引申出来的一种新型射流技术，它是将压缩空气与高压水融合，通过空化作用加入到射流技术中形成新型的射流技术，通过其配套的设备对压力、流速等参数进行控制使水流束在经过空化喷嘴时生成大量的空化气泡，适当的控制空化喷嘴出口截面与靶材表面之间的距离，使空泡在运动过程中长大并通过射流冲击的靶材表面上溃灭，进而达到冲击甚至破碎的靶材的目的。

空化射流技术是目前国际上正在被大量推广使用的水下清理海洋生物的技术，在清洁过程中，需要在清洁表面小范围内生成高达140~170 MPa的微射流冲击，利用这种冲击能力实现清理海生物附着的目的。其在清洗锈迹和剥落油漆时，不会对底层油漆和防垢防腐涂层造成损坏，与传统的MGP机械摩擦式清洗、高压水射流清洗、手工清洗海生物的方法相比，空化射流技术具有清洗效率高、清洗范围广泛，能够清洗包括船用螺旋桨、舵、海底门、平台水下结构部分；且不会破坏油漆等保护涂层，对操作人员的技术要求相对更低，不会对操作人员产生安全隐患。
 
从以上结论来说，空化射流技术在海上石油平台海生物清理中的应用具有明显优势，虽然空化射流技术目前在国内尚处于兴起阶段，但鉴于其更能保障作业人员的人身安全、有效保护设施表面防腐层的突出特点，在海洋石油设施清理行业中有着广阔的应用前景和发展空间。德高洁正是在这样的形势下自主研发并投入使用了一系列空化射流清洗设备，其中德高洁DIS280/120DS 水下海生物空化射流清洗机可用于清洗不同类型的船舶、海上石油平台、码头、水下管道等海生物以及其他附着物。
 
德高洁DIS280/120DS空化射流清洗机可搭配的清洗装置主要有适用于清洗各种曲线、曲面、柱面和孔洞的组合式卸荷型空化喷枪及脉冲式空化射流枪，适用于清洗大范围平坦表面的空化射流清洗盘，还有空化射流抛光器可为各种类型螺旋桨等设备薄片区域进行水下清洗、抛光和打磨。其清洗介质可以是自来熟、也可以是海水，设备可连续工作，清洗过程中无毒物排放，不仅如此设备可搭配空化射流清洗枪、空化射流抛光器、空化射流清洗盘以应对不同的水下清洗需求。

伴随着海上石油开采行业的兴起，海上石油平台的海洋生物附着问题越来越受重视，海生物清理已经成为海上使用开采中一项较为重要的且常态化的工作。企业应当跟社会技术发展节奏，选择更环保、高效、安全稳定的海生物清理方案。