CN103410477B - 一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法及设备，该方法包括海上石油平台水下电缆解脱方法和/或水下电缆回接方法，该方法解脱与回接水下电缆的工期短且其过程操作简单，无需使用钻井专业设备及耗费大量的人力物力。该发明还包括水下电缆解脱与回接设备，包括用于密封水下电缆上部端头的密封装置、下放索具及水下机器人；所述的下放索具包括与水下电缆上部端头连接的第一索具组件、与第一索具组件可分离连接的第二索具组件和与第二索具组件相连的第三索具组件；所述水下机器人用于将所述第一索具组件与所述第二索具组件分离或连接。该方法简单、操作方便，无需各种专业人员进行操作，可以实现简单快速解脱与回接水下电缆。
Description
技术领域
本发明涉及海上石油平台施工领域，尤其涉及一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法及设备。
背景技术
在海上原油开采作业中，海上石油平台与水下生产系统之间通过立管系统连接，立管系统包括水下电缆、井口液压控制缆以及水下服务立管等，在平台大修、海上恶劣天气或其他应急情况时，需要对水下电缆、井口液压控制缆、水下服务立管等管线进行解脱与回接，而这些管线的解脱与回接的方法虽略有不同，但基本上都是大同小异，以下水下电缆的解脱与回接为例进行阐述。
水下电缆是海上石油平台为水下采油树或其它水下设施输送电力的电缆。一般来说，水下电缆安装时，首先在海上石油平台甲板上将电缆连接头与采油树帽连接后作为一个整体，利用钻井设备将采油树帽连接到采油树上，每个海上石油平台可连接25个或更多进口采油树。当前海上原油开采常规的水下电缆的解脱与回接思路是：使用钻井设备，将多功能起下工具(URT)送到海底，用多功能起下工具(URT)抓住采油树帽，解锁采油树与树帽的连接，再把采油树帽与水下电缆一起，用钻杆起钻回收到主甲板上，完成水下电缆的解脱与回收。相关的电缆解脱方法一般包括以下步骤：1)准备并测试钻井设备、多功能起下工具(URT)；2)拆除水下电缆上部的悬挂点，把水下电缆的上部端头牵引到平台甲板的回收绞车的滚筒上，同时启动钻井设备，准备下钻；3)下钻，通过钻井设备将多功能起下工具(URT)送入海底采油树附近；4)多功能起下工具(URT)抓住采油树帽并解锁，解除采油树与水下电缆之间的连接；5)利用钻井设备起钻，通过钻井设备将多功能起下工具(URT)把采油树帽及水下电缆一起回收到海上石油平台，拆除水下电缆下部端头与采油树帽的连接，将水下电缆完全回收到甲板的滚筒上，完成整个水下电缆解脱过程。水下电缆的回接过程与其解脱过和步骤相反，在此不一一详述。
当前水下电缆解脱与回接过程需要使用到钻井设备、通过下钻下放多功能起下工具(URT)等工具对水下电缆与平台、水下电缆与水下生产系统之间的接头进行解脱，起钻回收相关工具，还要将每根水下电缆均回收到平台甲板上，每根水下电缆的解脱约需2-3天，仅一个海上石油平台不只包括一根水下电缆，而是包括25根甚至更多水下电缆以及液压控制缆、服务立管等均需要在平台大修、海上恶劣天气或其他应急情况时进行解脱与回接，继续采用此方案对水下电缆等进行解脱与回接工期长，不符合各种应急场合使用的要求；而且在每次水下电缆解脱与回接过程中均需要配备专业的钻井人员、解锁工具操作人员、电缆回收操作人员等，人力物力耗费较大，在平台大修、海上恶劣天气或其他应急情况时均极为不利。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对相关技术中水下电缆的解脱与回接工期长且人力物力耗费较大的问题，提供一种水下电缆解脱及回接方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法，包括水下电缆解脱方法和/或水下电缆回接方法，所述的水下电缆解脱方法包括如下步骤：
S101：解开水下电缆与海上石油平台之间的连接，并在水下电缆上部端头上安装密封装置，使下放索具与水下电缆上部端头连接；
S102：使用下放索具将已安装密封装置的水下电缆上部端头及水下机器人下放到海底；
S103：利用水下机器人解开下放索具与水下电缆上部端头之间的连接，回收下放索具及水下机器人，完成水下电缆的解脱；
所述的水下电缆的回接方法包括如下步骤：
S201：将下放索具及水下机器人下放到海底，操纵水下机器人连接水下电缆上部端头与下放索具；
S202：回收下放索具及水下机器人，将与下放索具连接的水下电缆回收到海上石油平台，解开下放索具与水下电缆上部端头的连接；
S203：拆开水下电缆上部端头的密封装置，将水下电缆连接到海上石油平台，完成水下电缆的回接。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法中，所述步骤S101中解开水下电缆与海上石油平台之间的连接包括解开水下电缆上部端头与海上石油平台供电系统之间的连接和拆除水下电缆上部端头的吊耳上方的悬挂法兰与海上石油平台悬挂点之间的连接；所述S203中的将水下电缆连接到海上石油平台包括将水下电缆上部端头连接到海上石油平台供电系统和将水下电缆上部端头上的吊耳上方的悬挂法兰连接到海上石油平台。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法中，所述下放索具包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的第三索具组件，所述第三索具组件包括下放钢缆以及固定在下放钢缆末端的枇杷头；
所述下放索具还包括与第三索具组件可分离连接的第二索具组件，所述的第二索具组件包括用以防止水下电缆打扭的旋转接头和用以与所述水下电缆上部端头连接的ROV操作钩；
所述的下放索具还包括与水下电缆上部端头连接的第一索具组件，所述的第一索具组件包括用以识别水下电缆在海底的存放位置和电缆编号的浮标，所述浮标上连接有用于与所述ROV操作钩可分离连接的第一钢丝绳。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法中，所述步骤S103是利用水下机器人解开下放索具中ROV操作钩与通过浮标连接水下电缆上部端头的第一钢丝绳的连接，回收水下机器人与下放索具的第二索具组件和第三索具组件，完成水下电缆的解脱。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法中，所述步骤S201是将下放索具的第二索具组件和第三索具组件连同水下机器人一起放到海底，操作水下机器人将第二索具组件上的ROV操作钩连接到通过浮标连接到水下电缆上部端头的第一钢丝绳，实现下放索具与水下电缆上部端头的连接。
本发明还提供一种海上石油平台水下电缆解脱回接设备，包括密封装置、下放索具及水下机器人；所述的密封装置用于密封水下电缆上部端头；所述的下放索具包括与水下电缆上部端头连接的第一索具组件、与第一索具组件可分离连接的第二索具组件和与第二索具组件相连的第三索具组件；所述水下机器人用于将所述第一索具组件与所述第二索具组件分离或连接。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备中，所述的第一索具组件包括与所述水下电缆上部端头相连的浮标以及与所述浮标相连的与所述第二索具组件可分离连接的第一钢丝绳。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备中，所述的第二索具组件包括用于与所述第一索具组件可分离连接的ROV操作钩、与ROV操作钩相连的双环钢丝绳以及与双环钢丝绳连接的旋转接头。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备中，所述的第三索具组件包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的下放钢缆和固定在下放钢缆的枇杷头。
在本发明所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备中，所述的ROV操作钩、双环钢丝绳、旋转接头与枇杷头之间通过卸扣连接。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明所提供的海上石油平台水下电缆解脱回接方法，使用设备简单，解脱与回接工期短，过程操作简单，无需使用各种钻井专业设备，从而无需耗费大量的人力物力，就可以实现在平台大修、海上恶劣天气或其他应急情况下对水下电缆进行快速的解脱与回接。本发明所提供的海上石油平台水下电缆解脱回接设备简单、操作方便，无需各种专业人员进行操作，可以实现简单快速解脱与回接水下电缆。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明水下电缆解脱回接设备的结构示意图。
图中：1、密封装置；2、第一索具组件；2a、第一钢丝绳；2b、浮标；2c、吊耳；2d、悬挂法兰3、第二索具组件；3a、ROV操作钩；3b、双环钢丝绳；3c、旋转接头；4、第三索具组件；4a、下放钢缆；4b、枇杷头；5、卸扣；6、上部端头。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明公开一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法，包括水下电缆解脱方法和/或水下电缆回接方法，所述的水下电缆解脱方法包括如下步骤：
S101：解开水下电缆上部端头6与海上石油平台之间连接，具体来说，要解开水下电缆上部端头6与海上石油平台供电系统之间的连接和拆除水下电缆上部端头吊耳2c上方的悬挂法兰(2d)与海上石油平台悬挂点之间的连接，这样可以水下电缆直接存放海底，进而达到节省水下电缆解脱与回接工期的目的，避免常规解脱方案中除了需要先解开水下电缆上部端头6与海上石油平台的连接同时还需要解开水下电缆的下部端头与海底采油树之间的连接，才能实现水下电缆的解脱，其中水下电缆下部端头与采油树之间的解脱比水下电缆上部端头6与海上石油平台解脱过程更复杂，解脱更困难且耗时更长。在水下电缆上部端头6安装密封装置1，用以避免将水下电缆存放于海底时因海水的侵蚀而导致水下电缆的损坏。使水下电缆上部端头6连接下放索具，准备好下放工作。下放索具包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的第三索具组件4，第三索具组件4包括与工作滚筒相连的下放钢缆4a以及固定在下放钢缆4a末端的枇杷头4b。下放索具还包括与第三索具组件4可分离连接的第二索具组件3，第二索具组件3包括用以防止水下电缆打扭的旋转接头3c和用以与水下电缆上部端头6连接的ROV操作钩3a。下放索具还包括与水下电缆上部端头6连接的第一索具组件2，第一索具组件2包括用以识别水下电缆在海底的存放位置和电缆编号的浮标2b，浮标2b上连接有用于与ROV操作钩3a可分离连接的第一钢丝绳2a，在准备下放之前，将ROV操作钩3a与第一钢丝绳2a钩连在一起。该方案中的下放索具通过下放钢缆4a与海上石油平台上的工作滚筒及绞车连接，从而实现下放索具的下放与回收。因此在准备解脱或下放时，首先要先准备工作滚筒及绞车并做好相应的调试，使下放钢缆4a缠绕到工作滚筒上。
S102：使用下放索具将已安装密封装置1的水下电缆上部端头6及水下机器人下放到海底，主要是通过操作与水下电缆上部端头6相连的下放索具的工作滚筒及绞车将连接在下放索具上连同水下电缆上端端头和水下机器人一起放入海底。
S103：利用水下机器人解开下放索具与水下电缆上部端头6之间的连接，即利用水下机器人解开下放索具中ROV操作钩3a与通过浮标2b连接水下电缆上部端头6的第一钢丝绳2a的连接，回收水下机器人与下放索具的第二索具组件3和第三索具组件4，完成水下电缆的解脱。
所述的水下电缆的回接方法包括如下步骤：
S201：将下放索具的第二索具组件3和第三索具组件4连同水下机器人一起放到海底，操作水下机器人将第二索具组件3上的ROV操作钩3a连接到通过浮标2b连接到水下电缆上部端头6的第一钢丝绳2a，实现下放索具与水下电缆上部端头6的连接。
S202：回收下放索具及水下机器人，将与下放索具连接的水下电缆回收到海上石油平台，解开下放索具与水下电缆上部端头6的连接；
S203：拆开水下电缆上部端头6的密封装置1，将水下电缆连接到海上石油平台，即水下电缆上部端头6连接到海上石油平台供电系统和将水下电缆上部端头吊耳2c上方的悬挂法兰2d连接到海上石油平台，完成水下电缆的回接。
本方法中水下电缆的解脱采用海底存放方法，只需解开水下电缆上部端头6与水下平台之间的连接，相比于当前常规技术中需同时解开水下电缆上部端头6与海上石油平台及下部端头与采油树之间的连接，并需将水下电缆回收至海上石油平台甲板，海底存放的方法可实现水下电缆尽早解脱目的，解脱工期短，操作过程简单可以进一步节省对专业人员的需求，使得整个水下电缆解脱过程中所需成本较低，解脱速度快，还可以避免常规技术解脱时出现种种原因导致水下电缆与采油树之间不能解脱而影响平台大修以及其他应急工作的进行。
本发明还提供一种海上石油平台水下电缆解脱回接设备，包括密封装置1、下放索具及水下机器人。密封装置1用于密封与海上石油平台供电系统相连接的水下电缆的上部端头6，以避免将水下电缆直接存放在海底时因海水的侵蚀而导致水下电缆的损坏。下放索具包括与水下电缆上部端头6连接的第一索具组件2、与第一索具组件2可分离连接的第二索具组件3和与第二索具组件3相连的第三索具组件4。水下机器人用于将第一索具组件2与第二索具组件3分离或连接。在水下电缆解脱或回接过程中，只需使用水下机器人将第一索具组件2与第二索具组件3解开或钩连即可，操作方便，可以实现简单快速解脱与回接水下电缆。
在水下电缆解脱过程中，为了在回接时能够很快将存放在海底的电缆找到，在与水下电缆上部端头6连接的第一索具组件2上固定绑有与水下电缆上部端头6连接的浮标2b。在水下电缆解脱时，将第一索具组件2及浮标2b连同水下电缆上部端头6直接放置在海底上，当水下电缆回接时，使用水下机器人识别浮标2b从而确定水下电缆的位置及电缆编号。在第一索具组件2上还设有与浮标2b相连的用以实现与第二索具组件3相连的第一钢丝绳2a，在水下电缆解脱与回接过程中使用水下机器人解开或接上第一钢丝绳2a与第二索具组件3的连接。
在水下电缆下放过程中，基本上不可避免会出现因水下电缆旋转打扭缠绕致使水下电缆损坏的情况，为解决该问题，在第二索具组件3上设置了用于防止电缆打扭的旋转接头3c和与旋转接头3c相连的双环钢丝绳3b，旋转接头3c与第三索具组件4相连，及时释放了索具4上钢丝绳的扭力，避免在水下电缆下放或回收过程中导致水下电缆打扭而损坏。本方案中的第二索具组件3上还设有可与第一钢丝绳2a解开或接上的ROV操作钩3a，用以保证水下第一索具组件2和第二索具组件3连接可靠性，避免在水下电缆下放或上升过程中由于脱钩而导致水下电缆的解脱或回接过程出现意外。
本方案中第三索具组件4包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的下放钢缆4a和固定在下放钢缆4a上用以保证与第二索具组件3可靠连接的枇杷头4b。ROV操作钩3a、双环钢丝绳3b、旋转接头3c与枇杷头4b之间通过卸扣5连接，保证其连接的可靠性，避免在水下电缆解脱或回接过程中由于接触不牢而脱落。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (9)
1.一种海上石油平台水下电缆解脱回接方法，包括水下电缆解脱方法和水下电缆回接方法，其特征在于：
所述的水下电缆解脱方法包括如下步骤：
S101：解开水下电缆与海上石油平台之间的连接，并在水下电缆上部端头(6)上安装密封装置(1)，使下放索具与水下电缆上部端头(6)连接；
S102：使用下放索具将已安装密封装置(1)的水下电缆上部端头(6)及水下机器人下放到海底；
S103：利用水下机器人解开下放索具与水下电缆之间的连接，回收下放索具及水下机器人，完成水下电缆的解脱；
所述的水下电缆的回接方法包括如下步骤：
S201：将下放索具及水下机器人下放到海底，操纵水下机器人连接水下电缆与下放索具；
S202：回收下放索具及水下机器人，将与下放索具连接的水下电缆回收到海上石油平台，解开下放索具与水下电缆上部端头(6)的连接；
S203：拆开水下电缆上部端头(6)的密封装置(1)，将水下电缆连接到海上石油平台，完成水下电缆的回接；
其中，所述下放索具包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的第三索具组件(4)；所述下放索具还包括与第三索具组件(4)可分离连接的第二索具组件(3)，所述的第二索具组件(3)包括用以防止水下电缆打扭的旋转接头(3c)和用以与所述水下电缆上部端头(6)连接的ROV操作钩(3a)；
所述的下放索具还包括与水下电缆上部端头(6)连接的第一索具组件(2)，所述的第一索具组件(2)包括用以识别水下电缆在海底的存放位置和电缆编号的浮标(2b)，所述浮标(2b)上连接有用于与所述ROV操作钩(3a)可分离连接的第一钢丝绳(2a)；
所述步骤S103是利用水下机器人解开下放索具中ROV操作钩(3a)与通过浮标(2b)连接水下电缆上部端头(6)的第一钢丝绳(2a)的连接，回收水下机器人与下放索具的第二索具组件(3)和第三索具组件(4)，完成水下电缆的解脱。
2.根据权利要求1所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法，其特征在于：所述步骤S101中解开水下电缆与海上石油平台之间的连接包括解开水下电缆上部端头(6)与海上石油平台供电系统之间的连接和拆除水下电缆上部端头(6)的吊耳(2c)上方的悬挂法兰(2d)与海上石油平台悬挂点之间的连接；所述S203中的将水下电缆连接到海上石油平台包括将水下电缆上部端头(6)连接到海上石油平台供电系统和将水下电缆上部端头(6)上的吊耳(2c)上方的悬挂法兰(2d)连接到海上石油平台。
3.根据权利要求1所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法，其特征在于：所述第三索具组件(4)包括下放钢缆(4a)以及固定在下放钢缆(4a)末端的枇杷头(4b)。
4.根据权利要求3所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法，其特征在于：所述步骤S201是将下放索具的第二索具组件(3)和第三索具组件(4)连同水下机器人一起放到海底，操作水下机器人将第二索具组件(3)上的ROV操作钩(3a)连接到通过浮标(2b)连接到水下电缆上部端头(6)的第一钢丝绳(2a)，实现下放索具与水下电缆上部端头(6)的连接。
5.一种用于实施根据权利要求1至4任一项所述的海上石油平台水下电缆解脱回接方法的海上石油平台水下电缆解脱回接设备，其特征在于：包括密封装置(1)、下放索具及水下机器人；所述的密封装置(1)用于密封水下电缆上部端头(6)；所述的下放索具包括与水下电缆上部端头(6)连接的第一索具组件(2)、与第一索具组件(2)可分离连接的第二索具组件(3)和与第二索具组件(3)相连的第三索具组件(4)；所述水下机器人用于将所述第一索具组件(2)与所述第二索具组件(3)分离或连接。
6.根据权利要求5所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备，其特征在于：所述的第一索具组件(2)包括与所述水下电缆上部端头(6)相连的浮标(2b)以及与所述浮标(2b)相连的与所述第二索具组件(3)可分离连接的第一钢丝绳(2a)。
7.根据权利要求5所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备，其特征在于：所述的第二索具组件(3)包括用于与所述第一索具组件(2)可分离连接的ROV操作钩(3a)以及与ROV操作钩(3a)相连的双环钢丝绳(3b)，所述旋转接头(3c)与双环钢丝绳(3b)连接。
8.根据权利要求7所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备，其特征在于：所述的第三索具组件(4)包括与放置在海上石油平台上的工作滚筒连接的下放钢缆(4a)和固定在下放钢缆(4a)的枇杷头(4b)。
9.根据权利要求8所述的海上石油平台水下电缆解脱回接设备，其特征在于：所述的ROV操作钩(3a)、双环钢丝绳(3b)、旋转接头(3c)与枇杷头(4b)之间通过卸扣(5)连接。
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