CN105605314B - 双层海底管道的s形铺设方法 - Google Patents
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Abstract
一种双层海底管道的S形铺设方法，采用以下海管铺设步骤：一：对双层海底管道进行起始铺设作业；二：双层海底管道正常铺设作业；三：双层海底管道管终止铺设作业；本发明在对双层海底管道进行海上施工作业时，通过在作业线内引入一根带保温层的内管，对作业线内送管的次序加以调整，并且，将内管的焊接作业量合理分配由两个作业站来完成，不仅大大提高了对双层海底管道的海上铺设速率；而且，还节约了海上施工成本，降低了海上施工的风险。
Description
技术领域
本发明涉及海底管道的铺设方法，尤其涉及一种用于海上施工的双层海底管道的S形铺设方法。属于海洋石油工程领域。
背景技术
目前，受到设备和水域等因素的制约，对于双层海底管道的铺设大都使用的是双层海底管道的S形铺设方法进行海上铺设。由于双层海底管道的内外管都需要焊接，而且是在同一个作业线内完成，因而造成双层海底管道的内外管的焊接速度相互之间存在很大的制约，且由于双层海底管道的内管焊接工作量只能在一个站点内完成，因此，相对于单层海管的铺设而言，双层双层海底管道的铺设效率大大降低。
上述海底管道的焊接主要在铺管船的作业线内完成，铺管船上的铺管作业线主要包括：管道储存区、管道装卸/传输系统、管道坡口站、管道消磁站、管道预热站、管道焊接站、管道无损检测站、管道节点涂敷站等功能区域，能否实现双层海底管道高效率的铺设，在整个施工过程中，对作业线的掌控是至关重要的。
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，而提供一种用于双层海底管道的S形铺设的方法，其在对双层海底管道进行海上施工作业时，通过在作业线内引入一根带保温层的内管，对作业线内送管的次序加以调整，并且，将内管的焊接作业量合理分配由两个作业站来完成，不仅大大提高了对双层海底管道的海上铺设速率；而且，还节约了海上施工成本，降低了海上施工的风险。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种双层海底管道的S形铺设方法，其特征在于：采用以下海管铺设步骤：
第一步：对双层海底管道进行起始铺设作业；
具体步骤如下：
1.将一根带法兰的双层海底管道、一根普通双层海底管道和一根带有保温层的海底管道内管运输至作业线内的滚轴上，其中，将带法兰的双层海底管道有法兰的一端指向船尾；
2.将带有保温层的内管放置于带法兰的双层海底管道和普通双层海底管道之间，同时，使两管之间的焊接点位于作业站，并在作业站进行焊接作业；
3.将普通双层海底管道的外管在作业线内拖拉并套装在带有保温层的内管上，此时，带有保温层的内管成为了一根普通双层海底管道；然后，在作业站进行外管的焊接；
4.外管焊接完毕后，在作业线内将焊接好的管线在滚轴上向船尾移动，同时，将一根普通双层海底管道运送至作业线，并在作业站进行带有保温层的内管的焊接和外管作业线内拖拉以及焊接等作业；
5.重复进行上述步骤4.的工序，直至使带法兰的双层海底管道到达船尾指定位置为止；
6.用张紧器夹持海底管道，同时，在船尾将海底管道封头与海底管道连接在一起；
7.将海底管道封头的另一端与缆绳连接后，将缆绳的另一端锚固在海床上；
第二步：双层海底管道正常铺设作业；
具体步骤如下：
⑴为作业线内的管线施加张力后，将普通双层海底管道运送至作业线内，并进行带有保温层的内管的焊接、外管作业线内拖拉以及外管焊接等作业；
⑵重复上述步骤⑴的工序，在作业线内，每完成一根海底管道的施工作业后，作业船就会缓慢向前移动一个海底管道长度的距离，此时，作业线内的管线会从船尾通过托管架入水；在整个操作过程中，张紧器始终夹持管线，并使管线保持一定的张力，用以使管线在水中保持合理的状态；随着作业线内双层海底管道一根根的被焊接在管线上，以及作业船慢慢的向前移动，海底管道从船尾入水后慢慢的坐落在海床上；在双层海底管道正常铺设时，每当管线被铺设一定的长度后，需在管线内焊接一根带锚固件的双层管；
第三步：双层海底管道管终止铺设作业；
第三步的具体步骤如下：
1将一根外管运送至作业线内，并套装在带保温层的内管上，在作业站进行外管的焊接；
2将带法兰的双层海底管道运送至作业线，其带法兰的一侧指向船头，并在作业站进行焊接作业；
3在作业站进行半瓦的焊接；
4海底管道焊接完成后，将海底管道封头连接在管线上；
5将作业船上的绞车，通过缆绳连接在海底管道封头上；
6缓慢向前移动作业船，直至海底管道封头靠近张紧器时，停止移动作业船；
7制动绞车，通过缆绳逐渐对管线施加拉力，同时，松弛张紧器对管线的夹持力，直至管线中的拉力完全由绞车提供为止；
8保持管线内一定张力，缓慢移动作业船，直至作业线内的管线完全通过船尾由A支架加以约束的托管架，并被放置在海床上；
9在水下使用作业型潜水器解除缆绳与海底管道封头的连接，并制动绞车将缆绳回收至作业船上。
所述第一步中的7.步，在较深水域通常采用双锚的形式，即：两锚之间用锚链连接，并且，第一个锚需通过锚头缆与水面上的浮筒连接，在海底管道铺设完成后，锚将会通过浮筒和锚头缆被回收。
所述第二步中，作业线内带锚固件的双层海底管道的具体施工工序如下：
①在往作业线内输送带锚固件的双层海底管道前，将一根外管输送至作业线；
②在作业线内，将外管拖拉套装在带有保温层的内管上，并在作业站焊接外管；
③将作业船缓慢的向前移动一根管长的距离后，并将带锚固件的双层海底管道输送至作业线内，并在作业站进行焊接；
④将作业船缓慢的向前移动一根管长的距离，并将普通双层海底管道输送至作业线内进行带有保温层的内管的焊接、外管在作业线内拖拉以及外管焊接等作业；
⑤重复上述步骤④的工序，直至下一根带锚固件的双层管出现；
由于带锚固件的双层管的外管无法移动，所以，作业线内带锚固件的双层管与已经焊接在管线上的普通双层海底管道的外管之间存在缺口，因此，在施工过程中，将用焊接半瓦的方式对缺口进行修补。
所述半瓦的施工工序如下：
1)先将预留的外管切割成设定的合适的小分段；
2)将小分段切割成两半，制作成半瓦；
3)在作业线内，将两片半瓦扣在缺口处，并进行焊接。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其在对双层海底管道进行海上施工作业时，通过在作业线内引入一根带保温层的内管，对作业线内送管的次序加以调整，并且，将内管的焊接作业量合理分配由两个作业站来完成，不仅大大提高了对双层海底管道的海上铺设速率；而且，还节约了海上施工成本，降低了海上施工的风险。
附图说明
图1为本发明普通双层海底管道结构示意图。
图1A为本发明带保温层的双层海底管道内管示意图。
图1B为本发明双层海底管道外管示意图。
图1C为本发明带法兰的双层海底管道示意图。
图1D为本发明带锚固件的双层海底管道示意图。
图2为本发明作业船上作业线布置示意图。
图3为本发明双层海底管道起始铺设时，作业船上作业线内工序示意图。
图3A为本发明双层海底管道起始铺设时，作业线内外管拖拉示意图。
图3B为本发明在船尾完成封头连接后作业线示意图。
图3C为本发明双层海底管道起始铺设时，海底管道入水后管线水中状态示意图。
图4为本发明海底管道正常铺设时，作业线内带保温层的内管焊接示意图。
图4A为本发明海底管道正常铺设时，作业线内拖拉外管后管线焊接示意图。
图5为本发明作业线内焊接带锚固件的海底管道前送管工序示意图。
图5A为本发明作业线内带锚固件的海底管道焊接示意图。
图5B为本发明带锚固件的海底管道焊接完后，作业线内输送带保温层的内管示意图。
图5C为本发明带锚固件的海底管道焊接完后，作业线内输送普通双层海底管道示意图。
图6为本发明作业线内半瓦的焊接示意图。
图6A为本发明作业线内输送普通双层海底管道示意图。
图7为本发明双层海底管道终止铺设前，向作业线输送外管示意图。
图7A为本发明双层海底管道终止铺设前，向作业线输送带法兰的双层海底管道示意图。
图7B为本发明双层海底管道终止铺设前，作业线内对带法兰的海底管道焊接示意图。
图7C为本发明双层海底管道终止铺设前，作业线内半瓦焊接示意图。
图8为本发明双层海底管道终止铺设前，海底管道封头连接入管线示意图。
图9为本发明双层海底管道终止铺设时，海底管道水中状态示意图。
图9A为本发明双层海底管道终止铺设时，切割钢丝缆绳示意图。
图中主要标号说明：
1、滚轴；2、张紧器；3、海底管道封头；4、管线；5、普通双层海底管道；6、带保温层的海底管道内管；7、带法兰的双层海底管道；8、作业站；9、浮筒；10、锚头缆；11、锚；12、锚链；13、缆绳；14、A支架；15、作业船；16、托管架；17、带锚固件的双层海底管道；18、外管；19、半瓦；20、作业型潜水器。
具体实施方式
如图1—图9A所示，本发明采用以下海管铺设步骤：
第一步：对双层海底管道进行起始铺设作业；
1.将一根带法兰的双层海底管道7、一根普通双层海底管道5和一根带有保温层的海底管道内管6运输至作业线内的滚轴1上，其中，将带法兰的双层海底管道7有法兰的一端指向船尾(如图3、图3A所示)；
2.将带有保温层的内管6放置于带法兰的双层海底管道7和普通双层海底管道5之间，同时，使两管之间的焊接点位于作业站8，并在作业站8进行焊接作业；
3.作业站8的焊接作业结束后，将普通双层海底管道5的外管18在作业线内拖拉并套装在带有保温层的内管6上，此时，带有保温层的内管6成为了一根普通双层海底管道5；然后，在作业站8进行外管18的焊接(如图3A所示)；
4.外管18焊接完毕后，在作业线内将焊接好的管线4在滚轴1上向船尾移动，同时，将一根普通双层海底管道5运送至作业线，并在作业站8进行带有保温层的内管6的焊接和外管18作业线内拖拉以及焊接等作业(如图3A、图3B所示)；
5.重复进行上述步骤4的工序，直至使带法兰的双层海底管道7通过作业线内的张紧器2到达船尾指定位置为止(如图3B所示)；
6.用张紧器2夹持海底管道4，同时，在船尾将海底管道封头3与海底管道4连接在一起(如图3B所示)；
7.将海底管道封头3的另一端与缆绳13连接后，将缆绳13的另一端通过锚11锚固在海床上(如图3C所示)，为了确保缆绳13的稳定性，在较深水域通常采用双锚的形式，即：两锚11之间用锚链12连接，并且，第一个锚11需通过锚头缆10与水面上的浮筒9连接，在海底管道4铺设完成后，锚11将会通过浮筒9和锚头缆10被回收；
第二步：双层海底管道正常铺设作业；
(1)为作业线内的管线4施加张力后，将普通双层海底管道5运送至作业线内，并进行带有保温层的内管6的焊接、外管18作业线内拖拉以及外管18焊接等作业(如图4、图4A所示)；
(2)重复上述步骤⑴的工序，在作业线内，每完成一根海底管道的施工作业后，作业船15就会缓慢向前移动一个海底管道长度的距离，此时，作业线内的管线4会从船尾通过托管架16入水。在整个操作过程中，张紧器2始终夹持管线4，并使管线4保持一定的张力，用以使管线4在水中保持合理的状态(如图3C所示)；
随着作业线内双层海底管道一根根的被焊接在管线4上，以及作业船15慢慢的向前移动，海底管道从船尾入水后慢慢的坐落在海床上。在双层海底管道正常铺设时，每当管线4被铺设一定的长度后，需在管线4内焊接一根带锚固件的双层管17；
如图5、图5A、图5B、图5C所示，作业线内带锚固件的双层海底管道17，其施工工序如下：
①在往作业线内输送带锚固件的双层海底管道17前，将一根外管18输送至作业线(如图5所示)；
②在作业线内，将外管18拖拉套装在带有保温层的内管6上，并在作业站8焊接外管18(如图5A所示)；
③将作业船15缓慢的向前移动一根管长的距离后，并将带锚固件的双层海底管道17输送至作业线内，并在作业站8进行焊接(如图5A、图5B所示)；
④将作业船15缓慢的向前移动一根管长的距离，并将普通双层海底管道5输送至作业线内进行带有保温层的内管6的焊接、外管18在作业线内拖拉以及外管18焊接等作业(如图5B、图5C所示)；
⑤重复上述步骤④的工序，直至下一根带锚固件的双层管17出现；
如图5A、图5B、图5C所示，由于带锚固件的双层管17的外管18无法移动，所以，作业线内带锚固件的双层管17与已经焊接在管线4上的普通双层海底管道5的外管18之间存在缺口，因此，在施工过程中，将用焊接半瓦19的方式对缺口进行修补(如图6、图6A所示)；其中，
半瓦19的施工工序如下：
1)先将预留的外管18切割成设定的合适的小分段；
2)将小分段切割成两半，制作成半瓦19；
3)在作业线内，将两片半瓦19扣在缺口处，并进行焊接。
第三步：双层海底管道管终止铺设作业；
1将一根外管18运送至作业线内，并套装在带保温层的内管6上，在作业站8进行外管18的焊接(如图7A、图7B所示)；
2将带法兰的双层海底管道7运送至作业线，其带法兰的一侧指向船头，并在作业站8进行焊接作业(如图7B所示)；
3在作业站9进行半瓦19的焊接(如图7C所示)；
4海底管道焊接完成后，将海底管道封头3连接在管线4上(如图8所示)；
5将作业船15上的绞车，通过缆绳13连接在海底管道封头3上；
6缓慢向前移动作业船15，直至海底管道封头3靠近张紧器2时，停止移动作业船15；
7制动绞车，通过缆绳13逐渐对管线4施加拉力，同时，松弛张紧器2对管线4的夹持力，直至管线4中的拉力完全由绞车提供为止；
8保持管线4内一定张力，缓慢移动作业船15，直至作业线内的管线4完全通过船尾由A支架14加以约束的托管架16，并被放置在海床上(如图9所示)；
9在水下使用作业型潜水器20解除缆绳13与海底管道封头3的连接，并制动绞车将缆绳13回收至作业船15上(如图9A所示)。
上述滚轴、张紧器、作业站、浮筒、A支架、作业船、托管架、作业型潜水器为现有技术，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)
1.一种双层海底管道的S形铺设方法，其特征在于：采用以下海管铺设步骤：
第一步：对双层海底管道进行起始铺设作业；
具体步骤如下：
(1)将一根带法兰的双层海底管道、一根普通双层海底管道和一根带有保温层的海底管道内管运输至作业线内的滚轴上，其中，将带法兰的双层海底管道有法兰的一端指向船尾；
(2)将带有保温层的内管放置于带法兰的双层海底管道和普通双层海底管道之间，同时，使两管之间的焊接点位于作业站，并在作业站进行焊接作业；
(3)将普通双层海底管道的外管在作业线内拖拉并套装在带有保温层的内管上，此时，带有保温层的内管成为了一根普通双层海底管道；然后，在作业站进行外管的焊接；
(4)外管焊接完毕后，在作业线内将焊接好的管线在滚轴上向船尾移动，同时，将一根普通双层海底管道运送至作业线，并在作业站进行带有保温层的内管的焊接和外管作业线内拖拉以及焊接作业；
(5)重复进行上述步骤4的工序，直至使带法兰的双层海底管道到达船尾指定位置为止；
(6)用张紧器夹持海底管道，同时，在船尾将海底管道封头与海底管道连接在一起；
(7)将海底管道封头的另一端与缆绳连接后，将缆绳的另一端锚固在海床上；
第二步：双层海底管道正常铺设作业；
具体步骤如下：
⑴为作业线内的管线施加张力后，将普通双层海底管道运送至作业线内，并进行带有保温层的内管的焊接、外管作业线内拖拉以及外管焊接作业；
⑵重复上述步骤⑴的工序，在作业线内，每完成一根海底管道的施工作业后，作业船就会缓慢向前移动一个海底管道长度的距离，此时，作业线内的管线会从船尾通过托管架入水；在整个操作过程中，张紧器始终夹持管线，并使管线保持一定的张力，用以使管线在水中保持合理的状态；随着作业线内双层海底管道一根根的被焊接在管线上，以及作业船慢慢的向前移动，海底管道从船尾入水后慢慢的坐落在海床上；在双层海底管道正常铺设时，每当管线被铺设一定的长度后，需在管线内焊接一根带锚固件的双层管；
第三步：双层海底管道管终止铺设作业；
第三步的具体步骤如下：
1将一根外管运送至作业线内，并套装在带保温层的内管上，在作业站进行外管的焊接；
2将带法兰的双层海底管道运送至作业线，其带法兰的一侧指向船头，并在作业站进行焊接作业；
3在作业站进行半瓦的焊接；
4海底管道焊接完成后，将海底管道封头连接在管线上；
5将作业船上的绞车，通过缆绳连接在海底管道封头上；
6缓慢向前移动作业船，直至海底管道封头靠近张紧器时，停止移动作业船；
7制动绞车，通过缆绳逐渐对管线施加拉力，同时，松弛张紧器对管线的夹持力，直至管线中的拉力完全由绞车提供为止；
8保持管线内一定张力，缓慢移动作业船，直至作业线内的管线完全通过船尾由A支架加以约束的托管架，并被放置在海床上；
9在水下使用作业型潜水器解除缆绳与海底管道封头的连接，并制动绞车将缆绳回收至作业船上。
2.根据权利要求1所述的双层海底管道的S形铺设方法，其特征在于：
所述第一步中的7步，在较深水域通常采用双锚的形式，即：两锚之间用锚链连接，并且，第一个锚需通过锚头缆与水面上的浮筒连接，在海底管道铺设完成后，锚将会通过浮筒和锚头缆被回收。
3.根据权利要求1所述的双层海底管道的S形铺设方法，其特征在于：
所述第二步中，作业线内带锚固件的双层海底管道的具体施工工序如下：
①在往作业线内输送带锚固件的双层海底管道前，将一根外管输送至作业线；
②在作业线内，将外管拖拉套装在带有保温层的内管上，并在作业站焊接外管；
③将作业船缓慢的向前移动一根管长的距离后，将带锚固件的双层海底管道输送至作业线内，并在作业站进行焊接；
④将作业船缓慢的向前移动一根管长的距离，并将普通双层海底管道输送至作业线内进行带有保温层的内管的焊接、外管在作业线内拖拉以及外管焊接作业；
⑤重复上述步骤④的工序，直至下一根带锚固件的双层管出现；
由于带锚固件的双层管的外管无法移动，所以，作业线内带锚固件的双层管与已经焊接在管线上的普通双层海底管道的外管之间存在缺口，因此，在施工过程中，将用焊接半瓦的方式对缺口进行修补。
4.根据权利要求1或2所述的双层海底管道的S形铺设方法，其特征在于：所述半瓦的施工工序如下：
1)先将预留的外管切割成设定的合适的小分段；
2)将小分段切割成两半，制作成半瓦；
在作业线内，将两片半瓦扣在缺口处，并进行焊接。
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