CN104696589B - 深水海底管线终止铺设的方法 - Google Patents
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Abstract
一种深水海底管线终止铺设的方法，一，计算着泥点到作业线管线悬列线长度、完成管线扭力释放；二，回收管线至作业线；三，将弃管回收缆绳的张力转换至张紧器上，然后安装调整管；四，将终止封头安装到管线上；五，张力转换，并利用弃管回收缆绳将终止铺设封头放过张紧器；六，继续下放、并监控终止封头；七，下放终止封头直至着泥；八，对终止封头进行最终精确定位；主作业船向后走船，使托管架尾部在终止封头正上方，九，将弃管回收钩头与终止封头的索具脱开，主作业船回收弃管回收缆绳，完成终止铺设。本发明不仅能够在深水进行海底管线的铺设；而且，还能够对海底管线终止封头进行精确定位，并对深水管线终止封头进行实时监视控制。
Description
技术领域
本发明涉及海底管线的铺设方法，尤其涉及一种适用于深水海底管线终止铺设的方法。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项目逐年增加，而且很多油田生产区块已经达到千米级。
目前，现有海底管线一般都仅限于浅水管线终止铺设，水深不超过300米，主作业船都是采用锚系铺管船进行管线终止铺设，而无法进行深水管线终止铺设。主要原因有以下几点：
1.由于主作业船都是采用锚系铺管船，只适用于水深不超过300米的水域，因此，无法进行深水管线终止铺设。
2.由于浅水管线终端基本采用膨胀弯连接，因此，浅水终止铺设位置精度要求不高，定位精度从几米到十几米。而深水水下管汇则安装的比较多，多采用水下跨接管连接，管端水下定位精度要求高，定位精度要求达到亚米级以内。
3.由于浅水终止铺设定位多数采用计算或潜水员利用USBL(超短基线)定位系统进行水下定位，因此，定位精度要求不高。
4.由于浅水终止铺设监控措施非常少，因此，一般只限于对主作业船张紧器及收、放缆张力进行监控。
5.由于浅水管线铺设张力较小，管线在铺设过程中扭转力较小。而深水管线随着铺设张力的加大，水深的增加以及铺设距离的加长，管线上积聚大量扭力也较大。
6.由于浅水管线终止封头设计较简单，而深水终止封头设计复杂，控制阀组也较多。
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，而提供一种深水海底管线终止铺设的方法。其利用深水动力定位铺管船进行作业，不仅能够在深水进行海底管线的铺设；而且，主作业船在水下机器人的协助下，还能够对海底管线终止封头进行精确定位；同时，还能够对深水管线终止封头进行实时监视控制，确保深水管线终止铺设安全高效的进行；解决了深水管线终止铺设中定位精度、定位效率、监控、管线扭转以及封头复杂不易控制安装的问题。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种深水海底管线终止铺设的方法，其特征在于：
第一步，计算着泥点到作业线管线悬列线长度；
第二步，根据计算值将剩余管线铺设完成后，安装临时弃管封头进行临时弃管作业，完成管线扭力释放和终止铺设位置的测量及计算；
第三步，回收管线至作业线；
第四步，将弃管回收缆绳的张力转换至张紧器上，然后，切割临时弃管封头，根据计算和实际测量长度切割或安装调整管；
第五步，将终止封头安装到管线上，然后，再进行节点无损检验及防腐处理；
第六步，将张紧器上的张力转换到弃管回收缆绳上，然后，再将弃管回收缆绳上张力转换到张紧器上；放松弃管回收缆绳，在弃管回收缆绳与终止封头之间连接弃管回收索具，再进行张力转换，将张紧器上张力转换到弃管回收缆绳上，利用弃管回收缆绳将终止铺设终止封头放过张紧器；
第七步，在终止封头上安装扶正浮筒，利用弃管回收缆绳继续下放终止封头，当终止封头到达托管架上时，监控终止封头及弃管回收索具、托管架滚轮组；
第八步，当终止封头通过托管架后，监控终止封头入水下放情况，当终止封头将要着泥时，检查并确认终止封头朝向是否满足设计要求，满足设计要求后继续下放终止封头直至着泥；
第九步，利用超短基线或长基线对终止封头进行最终精确定位；主作业船向后走船，使托管架尾部在终止封头正上方，并控制好弃管回收缆绳的张力，准备对终止封头进行摘扣；
第十步，将弃管回收钩头与终止封头的索具脱开，脱扣完毕后，主作业船回收弃管回收缆绳，完成终止铺设。
所述计算着泥点到作业线管线悬列线长度的具体步骤是：
一、利用水下机器人确定着泥点的公里点(KP)值，根据水深、管线直径等参数计算出着泥点到作业线管线悬列线长度；
二、根据终止铺设目标点的公里点(KP)值，先粗略计算出终止封头海底铺设距离；
所述计算着泥点到作业线管线悬列线长度精度要求较高时的具体步骤是：
①在主作业船距离终止铺设目标点还有一个悬列线长度前，在作业线管线上标记一个点，并在该标记点后测量每根铺设管线长度；
②当管线上标记点到达海底着泥点时，由水下机器人利用超短基线确定该标记点的公里点(KP)值；
③根据目标点的公里点(KP)值、标记点的公里点(KP)值及测量标记点后已铺设管线长度，计算出终止铺设将要铺设的节点数；
④将剩余的管线长度铺设完成。
所述监控、检查、定位终止封头及将弃管回收钩头与终止封头的索具脱开工作是由水下机器人进行。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其利用深水动力定位铺管船进行作业，不仅能够在深水进行海底管线的铺设；而且，主作业船在水下机器人的协助下，还能够对海底管线终止封头进行精确定位；同时，还能够对深水管线终止封头进行实时监视控制，确保深水管线终止铺设安全高效的进行；解决了深水管线终止铺设中定位精度、定位效率、监控、管线扭转以及封头复杂不易控制安装的问题。
附图说明
图1为本发明终止铺设施工流程示意图。
图2为本发明临时弃管作业示意图。
图2A为本发明临时弃管放大示意图。
图3为本发明焊接终止封头，并进行张力转换作业示意图。
图中主要标号说明：
1.主作业船；2.水下机器人；3.临时弃管封头；4.终止封头；5.弃管回收缆绳；6.张紧器；7.浮筒；8.托管架；9.管线；10.弃管回收索具。
具体实施方式
如图1—图3所示，本发明采用以下步骤：
第一步，计算着泥点到作业线管线悬列线长度；其具体方式是：
(1)利用水下机器人2确定着泥点的公里点(KP)值，根据水深、管线直径等参数计算出着泥点到作业线管线悬列线长度；
(2)根据终止铺设目标点的公里点(KP)值，先粗略计算出终止封头海底铺设距离；如果终止铺设精度要求较高时，比如目标点是3mX6m范围，就要采取高精度测量方法，该方法的具体步骤是：
①在主作业船1距离终止铺设目标点还有一个悬列线长度前，并在作业线管线9上标记一个点，在该标记点后测量每根铺设管线长度；
②当管线9上标记点到达海底着泥点时，由水下机器人2利用超短基线确定该标记点的公里点(KP)值；
③根据目标点的公里点(KP)值、标记点的公里点(KP)值及测量标记点后已铺设管线长度，计算出终止铺设将要铺设的节点数；
④将剩余的管线长度铺设完成。
第二步，临时弃管作业；
如图2所示，根据计算值将剩余管线铺设完成后，采用焊接方式安装临时弃管封头3，进行临时弃管作业，临时弃管作业的目的有两个，第一是：释放积聚在管线9上的扭力，避免安装在管线9上终止封头4下水后旋转，导致终止终止封头4着泥后不满足设计要求；第二点就是利用弃管回收作业计算出终止铺设位置，计算方法是在临时弃管封头3着泥后，水下机器人 2利用超短基线或长基线测量出临时弃管封头3到终止铺设的距离；
第三步，利用临时弃管作业完成管线扭力释放和测量计算后，回收管线至作业线；
第四步，临时弃管封头3回收至作业线后，进行张力转换，将弃管回收缆绳5的张力转换至张紧器6上，然后，切割临时弃管封头3，根据计算和实际测量长度切割或采用焊接方式安装调整管。
第五步，安装完调整管后，将终止封头4采用焊接方式安装到管线9上，然后，再进行节点无损检验及防腐处理。
第六步，如图3所示，终止封头4安装完毕后进行张力转换，将张紧器6上的张力转换到弃管回收缆绳5上，利用弃管回收缆绳5将终止封头4放到主作业线张紧器6的前工作站，再次进行张力转换将弃管回收缆绳5上张力转换到张紧器6上，然后，放松弃管回收缆绳5，在弃管回收缆绳5与终止封头4之间连接弃管回收索具10，连接完毕后，再进行张力转换，将张紧器6上张力转换到弃管回收缆绳5上，利用弃管回收缆绳5将终止铺设终止封头4放过张紧器6。
第七步，终止封头4通过张紧器6后，在终止封头4上安装扶正浮筒7，浮筒安装完毕后，利用弃管回收缆绳5继续下放终止封头4，当终止封头4到达托管架8上时，利用设在托管架8上水下高清摄像头监控终止封头4及相关索具，防止终止封头4与弃管回收索具10与托管架8滚轮组干涉，同时，利用托管架8上的压力传感器监控终止封头4与托管架8滚轮组的受力状态是否满足设计要求。
第八步，当终止封头4通过托管架8后，利用水下机器人2实时监控终止封头4入水下放情况，当终止封头4将要着泥时，由水下机器人2检查并确认终止封头4朝向是否满足设计要求，满足设计要求后继续下放终止封头4直至着泥。
第九步，由水下机器人2利用超短基线或长基线对终止封头4进行最终精确定位，并编制终止封头4定位报告。终止封头4定位完毕后，主作业船1向后走船，使托管架8尾部在终止封头4正上方，并控制好弃管回收缆绳5的张力，准备对终止封头4进行摘扣。
第十步，由水下机器人2用机械手，将弃管回收钩头与终止封头4的索具脱开，脱扣完毕后，主作业船1回收弃管回收缆绳5，完成终止铺设。
上述主作业船；水下机器人；弃管回收缆绳；张紧器；浮筒；托管架；管线；弃管回收索具为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。
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 (4)
1.一种深水海底管线终止铺设的方法，其特征在于：
第一步，计算着泥点到作业线管线悬列线长度；
第二步，根据计算值将剩余管线铺设完成后，安装临时弃管封头进行临时弃管作业，完成管线扭力释放和终止铺设位置的测量及计算；
第三步，回收管线至作业线；
第四步，将弃管回收缆绳的张力转换至张紧器上，然后，切割临时弃管封头，根据计算和实际测量长度切割或安装调整管；
第五步，将终止封头安装到管线上，然后，再进行节点无损检验及防腐处理；
第六步，将张紧器上的张力转换到弃管回收缆绳上，然后，再将弃管回收缆绳上张力转换到张紧器上；放松弃管回收缆绳，在弃管回收缆绳与终止封头之间连接弃管回收索具，再进行张力转换，将张紧器上张力转换到弃管回收缆绳上，利用弃管回收缆绳将终止铺设终止封头放过张紧器；
第七步，在终止封头上安装扶正浮筒，利用弃管回收缆绳继续下放终止封头，当终止封头到达托管架上时，监控终止封头及弃管回收索具、托管架滚轮组；
第八步，当终止封头通过托管架后，监控终止封头入水下放情况，当终止封头将要着泥时，检查并确认终止封头朝向是否满足设计要求，满足设计要求后继续下放终止封头直至着泥；
第九步，利用超短基线或长基线对终止封头进行最终精确定位；主作业船向后走船，使托管架尾部在终止封头正上方，并控制好弃管回收缆绳的张力，准备对终止封头进行摘扣；
第十步，将弃管回收钩头与终止封头的索具脱开，脱扣完毕后，主作业船回收弃管回收缆绳，完成终止铺设。
2.根据权利要求1所述的深水海底管线终止铺设的方法，其特征在于：所述计算着泥点到作业线管线悬列线长度的具体步骤是：
一、利用水下机器人确定着泥点的公里点(KP)值，根据水深、管线直径等参数计算出着泥点到作业线管线悬列线长度；
二、根据终止铺设目标点的公里点(KP)值，先粗略计算出终止封头海底铺设距离。
3.根据权利要求1所述的深水海底管线终止铺设的方法，其特征在于：
所述计算着泥点到作业线管线悬列线长度精度要求较高时的具体步骤是：
①在主作业船距离终止铺设目标点还有一个悬列线长度前，在作业线管线上标记一个点，并在该标记点后测量每根铺设管线长度；
②当管线上标记点到达海底着泥点时，由水下机器人利用超短基线确定该标记点的公里点(KP)值；
③根据目标点的公里点(KP)值、标记点的公里点(KP)值及测量标记点后已铺设管线长度，计算出终止铺设将要铺设的节点数；
④将剩余的管线长度铺设完成。
4.根据权利要求1所述的深水海底管线终止铺设的方法，其特征在于：所述监控、检查、定位终止封头及将弃管回收钩头与终止封头的索具脱开工作是由水下机器人进行。
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