CN104006216A - 一种海上平台原油立管维修更换方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上平台原油立管维修更换方法和装置，所述装置包括隔水舱，所述隔水舱为一开口向上的容腔结构，其底部设有一供原油立管贯穿的通孔；圆台形密封组件，其用于密封原油立管穿过通孔后的原油立管和隔水舱之间的缝隙；抽水泵，通过管道连接至隔水舱底部；隔水舱管卡，其分别连接隔水舱和海上平台桩腿。本发明利用隔水舱进行海上平台原油立管维修更换，减少海上作业的安全风险，为平台安全生产提供保障，并显著缩短平台停产周期，大幅度减少成本人工输出。

Description

一种海上平台原油立管维修更换方法和装置

技术领域

本发明涉及一种海上平台原油立管维修更换方法和装置。

背景技术

海上平台原油立管现有的维修更换技术按照损伤部位不同分为水上维修更换技术和水下维修更换技术，水上部分立管维修更换采用常规方法在水面以上切割更换原油立管，只能维修水面以上的立管段；水下部分立管维修更换技术主要采用饱和潜水设备和技术或者空气潜水技术进行原油立管维修更换，其缺点是费用高、工期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上平台原油立管水线附近受损进行的维修更换方法和装置，利用隔水舱进行海上平台原油立管维修更换，减少海上作业的安全风险，为平台安全生产提供保障，并显著缩短平台停产周期，大幅度减少成本输出。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种海上平台原油立管维修更换装置，包括：

隔水舱，所述隔水舱为一开口向上的容腔结构，其底部设有一供原油立管贯穿的通孔；

圆台形密封组件，其用于密封原油立管穿过通孔后的原油立管和隔水舱之间的缝隙；

抽水泵，其通过管道连接至隔水舱底部抽取舱内的积水排出舱外；

隔水舱管卡，其分别连接隔水舱和海上平台桩腿。

进一步地，所述隔水舱包括位于下部的主舱体和中部的次舱体，以及顶部的挡浪板，所述次舱体的数量大于一。

进一步地，所述主舱体和次舱体分别包括通过可旋转的销轴连接的对称结合的半舱体，两半舱体通过搭扣锁紧，并通过密封柱密封，密封柱之间设有密封橡胶。

进一步地，还包括管卡锁紧装置，其在水上通过螺杆将隔水舱管卡锁紧。

进一步地，所述圆台形密封组件包括底部圆台孔道、“V”形橡胶圈和环形扁铁，所述圆台孔道与隔水舱固定密封连接，其孔径从隔水舱由内向外递减；所述“V”形橡胶圈设于原油立管和与圆台孔道之间的间隙，其开口向上；所述环形扁铁与原油立管固定连接，其上设有顶紧螺杆，所述顶紧螺杆前进方向指向“V”形橡胶圈的开口。

进一步地，所述“V”形橡胶圈的开口形成的凹槽内包括被顶紧螺杆抵触的压条。

进一步地，所述隔水舱管卡包括一半圆形管卡和两个对称的弧形管卡，所述两个对称的弧形管卡连接隔水舱，所述半圆形管卡紧固海上平台桩腿；所述隔水舱还包括平衡梁，其与隔水舱管卡对应，设于隔水舱与隔水舱管卡连接的一面。

进一步地，所述隔水舱管卡设有快拆装置，其设于两个对称的弧形管卡的表面，并与海上平台桩腿抵触。

一种海上平台原油立管维修更换方法，包括以下步骤：

步骤一：根据原油立管需要维护或更换的位置设定隔水舱的深度；

步骤二：将隔水舱通过隔水舱管卡固定于海上平台桩腿；

步骤三：在原油立管和隔水舱之间的缝隙安装圆台形密封组件；

步骤四：启动抽水泵将隔水舱内的水抽出；

步骤五：维护或更换原油立管。

进一步地，抽水泵抽水后，随着隔水舱中的水位下降，在隔水舱中自上到下紧固隔水舱密封柱上的紧固螺栓。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过隔水舱实现原油立管的更换或维护，解决了以往通过饱和潜水设备和技术或者空气潜水技术进行原油立管维修更换的高成本、高耗时的问题，有效地缩短了更换或维护原油立管的时间，大幅度减少成本输出。

附图说明

图1是本发明所述一种海上平台原油立管维修更换装置的主结构框架示意图；

图2是本发明所述圆台形密封组件的结构示意图；

图3是本发明所述装置的海上安装示意图；

图4是本发明所述一种海上平台原油立管维修更换方法的步骤流程图。

图示：10—隔水舱；101—主舱体；102—次舱体；103—挡浪板；20—隔水舱管卡；

201—半圆管卡；202—半圆管卡；203—快拆装置；30—圆台形密封组件；

301—底部圆台孔；302—“V”形橡胶圈；303—环形扁铁；304—顶紧螺杆；305—压条；

40—积水舱；50—爬梯；60—销轴；70—搭扣；80—平衡梁；90—管卡锁紧装置。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

请参阅图1，其为本发明所述一种海上平台原油立管维修更换装置的主结构框架示意图，包括隔水舱10，隔水舱管卡20，圆台形密封组件30和抽水泵。隔水舱10为一开口向上的容腔结构，其底部设有一供原油立管贯穿的通孔。圆台形密封组件30用于密封原油立管穿过通孔后的原油立管和隔水舱之间的缝隙。抽水泵通过管道连接至隔水舱底部设于隔水舱底部，从隔水舱底部的积水舱40处将隔水舱的积水抽出舱外。隔水舱管卡20分别连接隔水舱10和海上平台桩腿。本装置可用于修复海上平台原油立管在水线附近受损部位。首先确定受损部位位置，根据潮汐和海浪对隔水舱影响、周围结构对隔水舱的影响、隔水舱内需要多大空间进行施工等因素设计隔水舱的尺寸高度。

本实施例的隔水舱10包括依次连接的主舱体101、次舱体102和挡浪板103。通过增减次舱体102的数量可以实现隔水舱10不同的设计高度。主舱体101、次舱体102均由两对称的半舱体组成。对称的半舱体通过可旋转的销轴60可以实现打开闭合，通过搭扣70快速锁紧。所述搭扣70由不锈钢材质组成，利用其本身构造形成的夹持力对两半隔水舱进行预快速锁紧及快开，用于隔水舱10闭合时快速锁紧两半隔水舱。隔水舱10闭合时，在闭合处，两半隔水舱设有密封柱，通过密封柱将两半隔水舱的间隙密封起来，防止漏水。为增强密封性，在密封柱之间还设有密封橡胶。另外，隔水舱10内壁设有爬梯50，爬梯50紧贴隔水舱壁焊接牢固，用于施工人员进出隔水舱。

所述隔水舱管卡20是由一对半圆形钢制管卡组成，其中一半圆形管卡201安装紧固在隔水舱壁板上，另外一半圆形管卡202环抱桩腿，将隔水舱10牢固固定在桩腿上。其中，安装紧固在隔水舱壁板上的半圆形管卡为一对称的弧形结构。即整个隔水舱管卡被分成了三部分，一部分为半圆形隔水舱管卡，另外两部分分别为1/4圆隔水舱管卡。由于隔水舱管卡20紧固时在靠桩腿密封面处产生较大的拉应力和力矩，即两个1/4圆隔水舱管卡与隔水舱10会由于拉应力的原因，密封面的密封性会被破坏。为了防止密封面被破坏，在隔水舱10与隔水舱管卡20连接的一面设有平衡梁80，所述平衡梁80将两个1/4圆隔水舱管卡紧紧固接在一起，平衡拉应力和力矩，使密封面保证密封不进水。

所述隔水舱的主舱体对应的第一个隔水舱管卡设有快拆装置203，其设于两个对称的弧形管卡的表面，并与海上平台桩腿抵触。快拆装置203为一焊接在隔水舱管卡的金属块，为了提高隔水舱的安全性，防止隔水舱管卡无法紧固连接隔水舱至海上平台桩腿。当海上的风速较大时，可以将金属块与海上平台桩腿焊接。当更换或维护原油立管完毕后，将金属块切断，这样隔水舱与海上平台桩腿就可以分开。

所述管卡锁紧装置90包括斜铁以及斜铁导向装置。通过螺杆，在水上扭转螺杆上端部，带动螺杆下端部的斜铁上下移动，以达到锁紧水下隔水舱管卡的目的。

请参阅图2，所述圆台形密封组件包括底部圆台孔道301、“V”形橡胶圈302和环形扁铁303。所述圆台孔道301与隔水舱10底部固定密封连接，其孔径从隔水舱由内向外递减。圆台孔道301用于贯穿原油立管。所述“V”形橡胶圈302设于原油立管和与圆台孔道301之间的间隙，其开口向上。所述环形扁铁303与原油立管固定连接，其上设有顶紧螺杆304，所述顶紧螺杆304前进方向指向“V”形橡胶圈302的开口。所述“V”形橡胶圈302的开口形成的凹槽内包括被顶紧螺杆304抵触的压条。当调整顶紧螺杆304时，由于顶紧螺杆304对压条305的压力改变，从而改变“V”形橡胶圈302与圆台孔道301和原油立管之间的空隙大小。

所述隔水舱10内还设有危险气体探测器、水下照明装置和摄像装置。同时设置危险气体探测器、灭火器等安全附件。请参阅图3，根据原油立管受损部位以及人员作业空间的要求，通过增减次舱体102的数量可以实现隔水舱10不同的设计高度。

请参阅图4为本发明所述一种海上平台原油立管维修更换方法，包括以下步骤：

步骤一：根据原油立管需要维护或更换的位置设定隔水舱的深度。调研海上施工作业工况，确定隔水舱的设计参数。隔水舱包括主舱体、次舱体和挡浪板。次舱体的数量大于或等于一个。通过调节次舱体的数量，可以增加或者减少隔水舱的设计深度。确定设计深度后，根据隔水舱的大小确定密封面、搭扣及隔水舱管卡尺寸及数量。

步骤二：将隔水舱通过隔水舱管卡固定于海上平台桩腿。根据海上平台实际条件，设计、搭设临时结构平台为隔水舱提供运输路径。在原油立管损伤位置上方安装隔水舱吊装主吊点。主舱体起吊、左右两半打开、下水。到达入水深度后靠紧桩腿，主舱体左右两半闭合，锁紧管卡锁紧装置，隔水舱管卡紧固海上平台桩腿，通过金属块将隔水舱管卡和海上平台桩腿焊接起来，当需要拆除时，只需要将金属块割断便可。

步骤三：在原油立管和隔水舱之间的缝隙安装圆台形密封组件。调整顶紧螺杆，将压条抵触紧靠“V”形橡胶圈，从而密封圆台孔道和原油立管之间的空隙。

步骤四：启动抽水泵将隔水舱内的水抽出。随着隔水舱中的水位下降，人员在隔水舱中自上到下紧固隔水舱密封柱上的紧固螺栓。在下水过程中，隔水舱左右控制隔水舱姿态的钢丝绳要配合松紧钢丝绳使隔水舱保持垂直、稳定。次舱体起吊，安装在主舱体上面，再安装顶部挡浪板。

步骤五：维护或更换原油立管。原油立管包括内管和外管。清除原油立管内的燃气，使用冷工切割原油立管内管，并保持隔水舱内通风。在原油立管外管待切割部位附近左右各上紧1个卡箍，卡箍外缘各焊接1个吊耳。使用导链、钢丝绳和卸扣连接吊耳，防止立管割开后水下立管在自重作用下往下坠。用火焰切割弯曲段原油立管下端外管，上部弯曲变形的原油立管缠绕吊带后使用卷扬机吊走。量取弯曲段立管切割长度，切割相同长度的双层无缝钢管，内、外管两端制备坡口。将更换的原油立管外管从左右两边与上下立管外管组对、焊接、超声探伤，焊口补漆及3PE防腐。

通过本发明，维护或更换水下原油立管时，可以不再利用饱和潜水设备、技术或者空气潜水技术，节省了费用，缩短的维护或更换的时间。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种海上平台原油立管维修更换装置，其特征在于，包括：

隔水舱，所述隔水舱为一开口向上的容腔结构，其底部设有一供原油立管贯穿的通孔；

圆台形密封组件，其用于密封原油立管穿过通孔后的原油立管和隔水舱之间的缝隙；

抽水泵，其通过管道连接至隔水舱底部抽取舱内的积水排出舱外；

隔水舱管卡，其分别连接隔水舱和海上平台桩腿。

2.根据权利要求1所述的海上平台原油立管维修更换装置，其特征在于：所述隔水舱包括位于下部的主舱体和中部的次舱体，以及顶部的挡浪板，所述次舱体的数量大于一。

3.根据权利要求2所述的海上平台原油立管维修更换装置，其特征在于：所述主舱体和次舱体分别包括通过可旋转的销轴连接的对称结合的半舱体，两半舱体通过搭扣锁紧，并通过密封柱密封，密封柱之间设有密封橡胶。

4.根据权利要求3所述的海上平台原油立管维护更换装置，其特征在于：还包括管卡锁紧装置，其在水上通过螺杆将隔水舱管卡锁紧。

5.根据权利要求1所述的海上平台原油立管维护更换装置，其特征在于：所述圆台形密封组件包括底部圆台孔道、“V”形橡胶圈和环形扁铁，所述圆台孔道与隔水舱固定密封连接，其孔径从隔水舱由内向外递减；所述“V”形橡胶圈设于原油立管和与圆台孔道之间的间隙，其开口向上；所述环形扁铁与原油立管固定连接，其上设有顶紧螺杆，所述顶紧螺杆前进方向指向“V”形橡胶圈的开口。

6.根据权利要求5所述的海上平台原油立管维护更换装置，其特征在于：所述“V”形橡胶圈的开口形成的凹槽内包括被顶紧螺杆抵触的压条。

7.根据权利要求2—4任一权利要求所述的海上平台原油立管维护更换装置，其特征在于：所述隔水舱管卡包括一半圆形管卡和两个对称的弧形管卡，所述两个对称的弧形管卡连接隔水舱，所述半圆形管卡紧固海上平台桩腿；所述隔水舱还包括平衡梁，其与隔水舱管卡对应，设于隔水舱与隔水舱管卡连接的一面。

8.根据权利要求7所述的海上平台原油立管维护更换装置，其特征在于：所述隔水舱的主舱体对应的第一个隔水舱管卡设有快拆装置，其设于两个对称的弧形管卡的表面，并与海上平台桩腿抵触。

9.一种海上平台原油立管维修更换方法，包括权利要求1所述的装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：根据原油立管需要维护或更换的位置设定隔水舱的深度；

步骤二：将隔水舱通过隔水舱管卡固定于海上平台桩腿；

步骤三：在原油立管和隔水舱之间的缝隙安装圆台形密封组件；

步骤四：启动抽水泵将隔水舱内的水抽出；

步骤五：维护或更换原油立管。

10.根据权利要求9所述的海上平台原油立管维修更换方法，其特征在于：抽水泵抽水后，随着隔水舱中的水位下降，在隔水舱中自上到下紧固隔水舱密封柱上的紧固螺栓。