CN104613234A - 深水管线弃管的回收方法 - Google Patents

Abstract

一种深水管线弃管的回收方法，采用以下步骤：一，深水弃管准备；二，回收工具连接；三，移船，并将管线向船尾方向传送；四，将张力转移到弃管回收钢缆上；五，继续放缆，并向船头方向移船；六，继续放缆，铺管船向船头方向移船，将管线下放至海底；七，回收钢缆，并使弃管回收工具保持竖直状态；八，进行脱钩作业，并回收钢缆；九，准备收管作业；十，按弃管作业的相反过程进行收管作业。本发明不仅能够使深水管线回收更加方便快捷；而且，通过使用水下机器人进行管线回收操作，解决了深水区域对潜水员的限制，使管线回收的操作水域更深；大大节约海上施工时间，为深水油气田开发提供技术保障。

Description

深水管线弃管的回收方法

技术领域

本发明涉及弃管的回收方法，尤其涉及一种适用于深水海底管线铺设的深水管线弃管的回收方法。属于海洋石油工程领域。

背景技术

随着海底管线铺设逐渐走向深水，深水海底管线铺设的工程正在逐年增加，而且，很多油气田生产区块已经达到千米级。

在深水海底管道正常铺设期间，当因坏天气或其它原因而不得不终止海管铺设作业时，需要进行弃管作业。而当天气好转并具备继续铺管作业条件时，铺管船就要重新就位，以便进行管线回收工作，重新开始铺管作业。

目前，管线弃管回收，还只停留在浅水区域，即：40米水深以内进行，浅水区域管线弃管回收方法为：通过潜水员在水下连接管线，然后，回收钢缆。由于这种方法是通过潜水员在水下进行挂扣连接，潜水员在水下操作钢缆、卡环等索具时，受水下条件的的限制，非常困难；尤其是当海管铺设张力较大时，由于所选择的索具尺寸规格很大，潜水员在水下操作起来则更加困难，往往需要很长时间，才能完成回收钢缆的连接工作，工作效率很低。

随着深水油气田的开发，越来越多的深水项目不断出现，由于受深水区域限制，使得潜水员无法下潜规定区域，因此，使得原有的依靠潜水员进行管线回收的方法，已经不适用深水区域。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水管线弃管的回收方法，其不仅能够使深水管线回收更加方便快捷，解决了深水管线回收过程中，回收钢缆与回收封头连接困难费时等问题；而且，通过使用水下机器人进行管线回收操作，解决了深水区域对潜水员的限制，使深水管线回收更加方便快捷，管线回收的操作水域更深；同时，大大节约海上施工时间，为深水油气田开发提供技术保障。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种深水管线弃管的回收方法，其特征在于：采用以下步骤：

第一步，进行深水弃管回收之前的准备工作；

第二步，在作业线站将弃管回收工具：弃管回收钢缆、弃管钩子连接缆、弃管回收钩子、弃管回收索具、浮球、浮筒依次进行连接；

第三步，待弃管回收工具连接完毕后，再将弃管回收工具与弃管封头相连，并将铺管船向船头方向移船，设在铺管船上的张紧器将管线向船尾方向传送，直至弃管封头到达张紧器前，传送过程中，弃管回收钢缆始终处于随动状态；

第四步，将张紧器上的张力转移到弃管回收钢缆上，转移完毕后，保持恒定张力放出弃管回收钢缆，使弃管封头通过张紧器，直到弃管封头抵达船尾，如弃管封头上部设有阀门，检查、并确认阀门处于关闭状态；

第五步，继续恒定张力放出弃管回收钢缆，铺管船向船头方向移船，使弃管封头通过与铺管船相连的托管架，直到弃管封头脱离托管架尾端，在此过程中，通过设在托管架上的摄像头、压力传感器、声纳扫描仪，进行管线状态的监控，以保证管线的安全；

第六步，继续放出弃管回收钢缆，铺管船向船头方向移船，使管线逐渐下放至海底，在此过程中，可逐步调整托管架的曲率和弃管回收钢缆的张力，以保证管线平稳的下放至海底平面；

第七步，待弃管封头平稳抵达海底面后，铺管船向船尾方向移船，使托管架尾部在弃管封头的正上方，同时，回收弃管回收钢缆，并使弃管回收工具保持竖直状态；

第八步，待锁具状态稳定后，由水下机器人进行脱钩作业，断开弃管回收钩子与弃管回收锁具的连接，水下机器人确认连接彻底断开后，铺管船回收弃管回收钢缆，水下机器人利用超短基线定位系统对弃管封头的位置进行水下定位，为回收作业做好准备；

第九步，待天气适合继续铺管作业时，铺管船就位准备收管作业，管线回收前，首先，检查铺管船各项性能满足要求，并需要进行必要船舶调试；

第十步，进行收管作业，收管作业与弃管作业的过程相反，按弃管作业的相反过程进行。

所述第一步中，深水弃管回收之前的准备工作如下：

一、要对深水弃管回收进行计算分析；

1.根据海底管线参数、铺设张力、船舶作业线滚轮位置高度以及相关海况参数，再通过计算机计算出深水弃管封头在船舶及不同水深位置的铺设张力水平、弃管回收钢缆收放的长度；

2.根据深水托管架的曲率半径范围，通过计算机计算出合适的托管架的曲率半径、弃管回收时的回收钢缆的张力、从张紧器到着泥点的距离、从张紧器到弃管封头的距离、从弃管封头到着泥点的距离等相关参数；

二、根据铺设海底管线的参数不同确定深水弃管回收索具；

根据铺设海底管线的参数不同，选用合适的弃管回收索具，特别是深水弃管回收用的浮球和浮筒的选择，并根据施工海域水深选择合适的抗压磅级；对于弃管回收锁具和弃管钩子连接缆的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的破断力等级；对于弃管回收钩子的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的工作载荷；另外，选择的弃管回收工具要尽量平滑，避免在弃管回收阶段发生卡碰现象；

三、深水弃管的装具的连接

准备深水弃管作业时，首先，进行弃管封头的焊接，封头焊接完毕后，再进行弃管索具的连接；各项工作准备完毕后，准备进行弃管作业。

所述第十步中，收管作业时，当弃管封头到达托管架上时，应特别注意，时刻观察托管架的滚轮压力、实时摄像头显示的状态。

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其不仅能够使深水管线回收更加方便快捷，解决了深水管线回收过程中，回收钢缆与回收封头连接困难费时等问题；而且，通过使用水下机器人进行管线回收操作，解决了深水区域对潜水员的限制，使深水管线回收更加方便快捷，管线回收的操作水域更深；同时，大大节约海上施工时间，为深水油气田开发提供技术保障。

附图说明

图1为本发明弃管回收铺管船位置示意图。

图2为本发明深水管线弃管索具示意图。

图3为本发明深水管线回收索具示意图。

图4为本发明深水管线弃管脱钩示意图。

图5为本发明深水管线回收连接示意图。

图6为本发明深水弃管施工流程示意图。

图中主要标号说明：

1.弃管回收钢缆；2.弃管钩子连接缆；3.弃管回收钩子；4.浮球；5.浮筒；6.弃管封头；7.弃管回收索具；8.水下机器人；9.铺管船；10.托管架；11.张紧器。

具体实施方式

如图1—图6所示，弃管作业时采用以下步骤：

第一步，深水弃管回收之前的准备工作：

一、在深水弃管回收之前，首先，要对深水弃管回收进行计算分析；

1.根据海底管线参数、铺设张力、船舶作业线滚轮位置高度以及相关海况参数，再通过计算机计算出深水弃管封头6在船舶及不同水深位置的铺设张力水平、弃管回收钢缆1收放的长度；

2.根据深水托管架10的曲率半径范围，通过计算机计算出合适的托管架10的曲率半径、弃管回收时的回收钢缆1的张力、从张紧器11到着泥点的距离、从张紧器11到弃管封头6的距离、从弃管封头6到着泥点的距离等相关参数；

二、根据铺设海底管线的参数不同确定深水弃管回收索具7；

根据铺设海底管线的参数不同，选用合适的弃管回收索具7，特别是深水弃管回收用的浮球4和浮筒5的选择，并根据施工海域水深选择合适的抗压磅级；对于弃管回收锁具7和弃管钩子连接缆2的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的破断力等级；弃管回收钩子3的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的工作载荷等；另外，选择的弃管回收工具要尽量平滑，避免在弃管回收阶段发生卡碰现象；

三、深水弃管的装具的连接

准备深水弃管作业时，首先，进行弃管封头6的焊接，封头焊接完毕后，再进行弃管索具的连接；各项工作准备完毕后，准备进行弃管作业；

第二步，待弃管封头6焊接完成后，在作业线1站将弃管回收工具依次进行连接，弃管回收工具包括：弃管回收钢缆1；弃管钩子连接缆2；弃管回收钩子3；弃管回收索具7、浮球4；浮筒5；

第三步，待弃管回收工具连接完毕后，再将弃管回收工具与弃管封头6相连，并将铺管船向船头方向移船，设在铺管船上的张紧器11将管线向船尾方向传送，直至弃管封头6到达张紧器11前，传送过程中，弃管回收钢缆1始终处于随动状态；

第四步，待弃管封头6到达张紧器11前，将张紧器11上的张力转移到弃管回收钢缆1上，转移完毕后，保持恒定张力放出弃管回收钢缆1，使弃管封头6通过张紧器11，直到弃管封头6抵达船尾，如弃管封头6上部设有阀门，检查、并确认阀门处于关闭状态；

第五步，继续恒定张力放出弃管回收钢缆1，铺管船向船头方向移船，使弃管封头6通过托管架10，直到弃管封头脱离与铺管船相连的托管架11尾端，在此过程中，可以通过设在托管架11上的摄像头、压力传感器、声纳扫描仪，进行管线状态的监控，以保证管线的安全；

第六步，继续放出弃管回收钢缆1，铺管船向船头方向移船，使管线逐渐下放至海底，在此过程中，可逐步调整托管架11的曲率和弃管回收钢缆1的张力，以保证管线平稳的下放至海底平面；

第七步，如图4所示，待弃管封头6平稳抵达海底面后，铺管船向船尾方向移船，使托管架11尾部在弃管封头6的正上方，同时，回收弃管回收钢缆1，并使弃管回收工具保持竖直状态；

第八步，待锁具状态稳定后，由水下机器人8进行脱钩作业，断开弃管回收钩子3与弃管回收锁具7的连接，水下机器人8确认连接彻底断开后，铺管船回收弃管回收钢缆1，水下机器人8利用超短基线定位系统对弃管封头6的位置进行水下定位，为回收作业做好准备；

第九步，待天气适合继续铺管作业时，铺管船9可以就位准备收管作业，进行管线回收前，首先，检查铺管船9各项性能满足要求，需要进行必要船舶调试；

如图5所示，收管前，由水下机器人8提前进行预调查，调查弃管封头6位置、浮筒5状态等；当船舶调试完毕就位，水下机器人8调查完毕准备好后，进行收管作业；

第十步，进行收管作业，收管作业与弃管作业的过程相反。收管作业基本是弃管作业的一个逆向过程，监控的相关参数也基本相同，故不再赘述。但特别关注当弃管封头6到达托管架10上时，要确保弃管回收索具7不与托管架10的滚轮等干涉，如果出现弃管回收索具7与托管架10发生干涉，而在铺管船9倒船收管时，大多数是在恒定张力模式，这样张力没有变化，而由于船舶一直向后倒船，容易发生断管现象。因此，弃管收管索具7通过托管架10时应特别注意，时刻观察托管架10的滚轮压力、实时摄像头显示的状态。

弃管回收注意事项：

1.张紧器11的张力及张力转换，由于水深管线较长，特别是深水小管径管线在长距离铺设后，管线上积累了大量扭力，在张力转换时，管线会突然快速旋转，有的深水管线旋转超过720度，因此，在弃管张力转换阶段，要选择合适的抗扭索具或转环，并时刻监视控制，防止事故的发生。

2.根据铺设海底管线的参数不同，选用合适的弃管回收索具7，特别是深水弃管回收用的浮球4和浮筒5的选择，一定要选择合适的抗压磅级，否则，容易导致深水弃管回收索具水下扶正失败，造成深水海底管线回收失败；另外，选择的索具7要尽量平滑，可以顺利通过主作业船作业线滚轮，如需要可以先用模拟实验论证，以避免施工期间发生故障不好处理。

3.船舶监控主要精确控制铺管船9的走船速度与弃管回收钢缆1放出的长度，因为，深水弃管非常复杂，如果铺管船9走船速度与弃管回收钢缆1放缆速度不一致，或实际操作中控制数据偏离铺管计算报告，很有可能发生断管危险，导致重大生产事故；作业线中监控的重点是弃管回收索具7。当弃管封头6和弃管回收索具7通过作业线滚轮时，要确保弃管回收索具7不要卡在滚轮上，如果弃管回收索具7卡在滚轮上，及时利用行车或液压顶升滚轮调整索具7，使其顺利通过。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种深水管线弃管的回收方法，其特征在于：采用以下步骤：

第一步，进行深水弃管回收之前的准备工作；

第二步，在作业线站将弃管回收工具：弃管回收钢缆、弃管钩子连接缆、弃管回收钩子、弃管回收索具、浮球、浮筒依次进行连接；

第三步，待弃管回收工具连接完毕后，再将弃管回收工具与弃管封头相连，并将铺管船向船头方向移船，设在铺管船上的张紧器将管线向船尾方向传送，直至弃管封头到达张紧器前，传送过程中，弃管回收钢缆始终处于随动状态；

第四步，将张紧器上的张力转移到弃管回收钢缆上，转移完毕后，保持恒定张力放出弃管回收钢缆，使弃管封头通过张紧器，直到弃管封头抵达船尾，如弃管封头上部设有阀门，检查、并确认阀门处于关闭状态；

第五步，继续恒定张力放出弃管回收钢缆，铺管船向船头方向移船，使弃管封头通过与铺管船相连的托管架，直到弃管封头脱离托管架尾端，在此过程中，通过设在托管架上的摄像头、压力传感器、声纳扫描仪，进行管线状态的监控，以保证管线的安全；

第六步，继续放出弃管回收钢缆，铺管船向船头方向移船，使管线逐渐下放至海底，在此过程中，可逐步调整托管架的曲率和弃管回收钢缆的张力，以保证管线平稳的下放至海底平面；

第七步，待弃管封头平稳抵达海底面后，铺管船向船尾方向移船，使托管架尾部在弃管封头的正上方，同时，回收弃管回收钢缆，并使弃管回收工具保持竖直状态；

第八步，待锁具状态稳定后，由水下机器人进行脱钩作业，断开弃管回收钩子与弃管回收锁具的连接，水下机器人确认连接彻底断开后，铺管船回收弃管回收钢缆，水下机器人利用超短基线定位系统对弃管封头的位置进行水下定位，为回收作业做好准备；

第九步，待天气适合继续铺管作业时，铺管船就位准备收管作业，管线回收前，首先，检查铺管船各项性能满足要求，并需要进行必要船舶调试；

第十步，进行收管作业，收管作业与弃管作业的过程相反，按弃管作业的相反过程进行。

2.根据权利要求1所述的深水管线弃管的回收方法，其特征在于：所述第一步中，深水弃管回收之前的准备工作如下：

一、要对深水弃管回收进行计算分析；

1.根据海底管线参数、铺设张力、船舶作业线滚轮位置高度以及相关海况参数，再通过计算机计算出深水弃管封头在船舶及不同水深位置的铺设张力水平、弃管回收钢缆收放的长度；

2.根据深水托管架的曲率半径范围，通过计算机计算出合适的托管架的曲率半径、弃管回收时的回收钢缆的张力、从张紧器到着泥点的距离、从张紧器到弃管封头的距离、从弃管封头到着泥点的距离等相关参数；

二、根据铺设海底管线的参数不同确定深水弃管回收索具；

根据铺设海底管线的参数不同，选用合适的弃管回收索具，特别是深水弃管回收用的浮球和浮筒的选择，并根据施工海域水深选择合适的抗压磅级；对于弃管回收锁具和弃管钩子连接缆的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的破断力等级；对于弃管回收钩子的选择，需要根据弃管回收的具体张力选择合适的工作载荷；另外，选择的弃管回收工具要尽量平滑，避免在弃管回收阶段发生卡碰现象；

三、深水弃管的装具的连接

准备深水弃管作业时，首先，进行弃管封头的焊接，封头焊接完毕后，再进行弃管索具的连接；各项工作准备完毕后，准备进行弃管作业。

3.根据权利要求1所述的深水管线弃管的回收方法，其特征在于：所述第十步中，收管作业时，当弃管封头到达托管架上时，应特别注意，时刻观察托管架的滚轮压力、实时摄像头显示的状态。