CN106523853B - 深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置 - Google Patents
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Abstract
一种深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,包括:收/发球筒、分别安装在收/发球筒两端的法兰和水下无潜连接器、布置在收/发球筒顶部的并按顺序驱动清管球的驱动管线,其中,收/发球筒的一端安装有一个止球器,收/发球筒的另一端与泄压装置连接,收/发球筒上安装有温度、压力监测装置;清管球的两端安装有“缓冲鼻子”,清管球在收/发球筒内的布置为“球顶球”式排布,并使驱动管线的支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处,以实现清管球的按顺序发射和接收。本发明不仅解决了预装清管球掉落的问题;而且,还能够一次性预装多个清管球,并控制清管球按照顺序间断发射,实现了对海底管道的清洗、测径、试压、除水、干燥功能,大大地提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及清管球发射、接收装置,尤其涉及一种深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置。
背景技术
水下生产系统是深水油气田开发的基础,其是水下油气顺利输送至处理终端的保障。水下清管球发射、接收装置是水下生产系统预调试,海底管道内流体应急置换等不可或缺的设备。不同水深,不同管线材料,不同的生产要求对水下清管球发射、接收装置的设计都有很大影响。
目前,现有的一种深水清管球发射装置包括:水下发球筒,该发球筒为立式直线结构,由水下连接器实现清管球发射装置和海底管道终端(PLET)的连接。由于现有的水下清管球发射装置的清管球须预先装载到发球筒内,且发球筒是立式结构,因此,为了防止预装的清管球因为自重而掉落的现象,必须额外设计自锁装置,增加了装置的复杂性和维修概率。
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,而提供一种深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其结构简单,操作方便,不仅能够进行收球和发球,解决了预装清管球因为自重而掉落的问题;而且,还能够一次性预装多个清管球,并控制清管球按照顺序间断发射,实现了对海底管道的清洗、测径、试压、除水、干燥功能,大大地提高了工作效率。
本发明的目的是由以下技术方案实现的:
一种深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:包括:收/发球筒、分别安装在收/发球筒两端的法兰和水下无潜连接器、均匀地布置在收/发球筒顶部的并按顺序驱动清管球的驱动管线,其中,收/发球筒的一端安装有一个止球器,收/发球筒的另一端与泄压装置连接,收/发球筒上安装有温度、压力监测装置;清管球的两端安装有“缓冲鼻子”,清管球在收/发球筒内的布置为“球顶球”式排布,并使驱动管线的支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处,以实现清管球的按顺序发射和接收;驱动管线上还安装有保护框架。
所述收/发球筒为“L”形结构,收/发球筒上还安装有弯管。
所述驱动管线包括:一根主管和数根支管,其中,主管为水平布置,主管的端部为用来连接软管的第一热插拔接收器,支管为竖直布置,并与球筒连接,每个支管都安装有隔离阀。
所述止球器是由一根圆管和位于圆管端部的圆板组成,其中,圆管的一端固定于法兰内,圆管的另一端与圆板连接。
所述保护框架为框架式结构,保护框架的上部为矩形,下部为倒三角形结构;且保护框架顶部安装有吊耳;保护框架上还安装有阳极块。
所述温度、压力监测装置及泄压装置集成在一起,温度、压力监测装置是由管道、安装在管道上的数个隔离阀、热插拔接收器、温度、压力记录仪和保护帽连接组成,其中,隔离阀为竖直布置,并由焊接管座与球筒连接,热插拔接收器固定在保护框架上。
所述隔离阀为水下球阀。
本发明的有益效果:本发明由于采用上述技术方案,其结构简单,操作方便,不仅能够进行收球和发球,解决了预装清管球因为自重而掉落的问题;而且,还能够一次性预装多个清管球,并控制清管球按照顺序间断发射,实现了对海底管道的清洗、测径、试压、除水、干燥功能,大大地提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明驱动管线结构示意图。
图3为本发明止球器局部视图。
图4为本发明温度、压力监测和泄压装置示意图。
图5为本发明保护框架截面图。
图6为本发明三维结构示意图。
图中主要标号说明:
1-泄压管线、2-第一隔离阀、3-第二隔离阀、4-第一热插拔接收器、5-保护帽、6-第三隔离阀、7-保护框架、8-阳极、9-驱动管线、10-第四隔离阀、11-吊耳、12-第二热插拔接收器、13-法兰、14-衬板、15-第五隔离阀、16-第六隔离阀、17-第七隔离阀、18-第八隔离阀、19-第九隔离阀、20-第十隔离阀、21-收/发球筒、22-第十一隔离阀、23-弯管、24-水下无潜连接器、25-止球器。
具体实施方式
如图1—图6所示,本发明包括:收/发球筒21、分别安装在收/发球筒21两端的法兰13、水下无潜连接器24、均匀地布置在收/发球筒21顶部的按顺序驱动清管球的驱动管线9,其中,收/发球筒21的一端安装有一止球器25,收/发球筒21的另一端通过泄压管线1与泄压装置连接,收/发球筒21上安装有温度、压力监测装置;驱动管线9上安装有保护框架7。
上述收/发球筒21为“L”形结构。收/发球筒21上安装有弯管23,弯管23的作用是连接收/发球筒21和水下无潜连接器24,并实现整个收/发球装置从竖直方向向水平方向的过度。弯管23与收/发球筒21、水下无潜连接器24均为焊接连接,弯管23的曲率半径设计为5D(5倍管道外径),目的是便于清管球顺利通过,防止卡球。
上述清管球的两端安装有“缓冲鼻子”,在收/发球筒21的内清管球之间为“球顶球”式排布,并使驱动管线的支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处,以实现清管球的按顺序发射。
如图2所示,驱动管线9包括:一根主管和数根支管,本实施例为六根。其中,主管为水平布置,主管的端部为第二热插拔接收器12,用来连接来自支持船的软管。六根支管为竖直布置,并通过焊接管座与收/发球筒21连接,每个支管都配备有一个由水下机器人操作的隔离阀,本实施例的隔离阀分别为第五隔离阀15、第六隔离阀16、第七隔离阀17、第八隔离阀18、第九隔离阀19、第十隔离阀20;且各支管间的距离相等,相邻支管的轴线间的距离为清管球的长度。
如图3所示,止球器25是由一根圆管和位于圆管端部的圆板组成,其中,圆管直径约为球筒直径的一半,圆管一端固定于法兰13内,圆管的另一端采用焊接方式与圆板连接,圆板直径稍大于清管球“缓冲鼻子”的直径。止球器25的长度由需要发射的第一个清管球对应的驱动管线9的支管位置决定,原则是止球器25的端面与驱动管线9支管的最近内壁平齐。安装止球器25的目的是预装清管球时,能够精确定位第一个清管球(装球时操作人员无法从外面看到清管球的实际位置,第一个清管球碰到止球器后无法继续前进,表明已经安装到位),因为,后面的清管球为“球顶球”式排布,驱动管线支管距离为清管球的长度,故可以实现驱动管线支管轴心位于相邻清管器的连接处。
如图4所示,温度、压力监测装置及泄压装置集成在一起,温度、压力监测装置是由管道、安装在管道上的数个隔离阀(本实施例隔离阀分别为第三隔离阀6,第十一隔离阀22、第一热插拔接收器4、温度、压力记录仪和保护帽5连接组成,其中,隔离阀为竖直布置,并由焊接管座与球筒21连接,第一热插拔接收器4固定在保护框架7上,保护帽5在安装温度、压力记录仪之前或取出温度、压力记录仪之后插入第一热插拔接收器4安装,目的是防止杂物或海生物堵塞管路。
海底管道进行水压试验时,24小时保压时间结束后,由水下机器人在水下读取保压期间的海底管道内温度和压力曲线,确认海底管道是否泄漏;如果有需要,也可由水下机器人将温度、压力记录仪取回水面读取。
如图5所示,保护框架7为由结构圆管焊接组成的框架式结构,以保护驱动管线9及所有隔离阀在运输或安装过程中不被损坏;并为水下机器人提供抓握点,辅助水下机器人操作隔离阀;辅助本发明的装船固定;辅助本发明的吊装和下方安装。保护框架7的上部为矩形,下部为倒三角形结构,最下端两个圆管之间的角度为90度。且保护框架7的圆管通过衬板14与收/发球筒21焊接,这样一来,既提高了保护框架7与球筒21焊接处的强度,又增加了吊装的可靠性。保护框架7上还采用焊接方式安装有两个阳极块8(阳极块的个数根据项目具体要求确定),以保证本发明的所有组件在水下作业时不会发生腐蚀,保护框架7顶部焊接有四个吊耳11,用于本发明的吊装和水下安装。
上述所有隔离阀为水下球阀。
如图1,图6所示,本发明的工作流程为:假定作业目标为一个深水气田(水深大于300米),生产设施包括:一座位于浅水段的生产平台,一条浅水海底管道、一条深水海底管道(海底管道两端配备管道终端)、水下管汇、水下采油树、跨接管等。预调试作业期间,深水段海底管道铺设完毕后,海底管道两端的海底管道终端上分别安装本发明进行清洗和测径,此时,发球筒已经预装了两个清洗球和一个测径球,收球筒在第二热插拔接收器12上安装止回阀,用于清管期间的排放。首先,由水下机器人连接支持船的软管到发球筒的第二热插拔接收器12,打开驱动管线9上的第四隔离阀10和第八隔离阀18,其余隔离阀为关闭状态,由支持船提供处理过的海水将第一个清洗球发出。第一个球发出150米后,关闭第八隔离阀18,并打开第九隔离阀19,发射第二个清管球,待其前进150米后,关闭第九隔离阀19,打开第十隔离阀20,发射测径球,直至三个清管球到达临时收球筒。然后,将收球筒拆卸,并取回至支持船甲板,查看测径球的状态。支持船回到发球筒处,用水下机器人重新连接软管到第二热插拔接收器12,并将温度、压力记录仪插入至第一热插拔接收器4上,打开第四隔离阀10和第十隔离阀20,注入淡水,按照水压试压程序阶段性加压至试验压力,待海底管道内压力稳定后,关闭水下发球筒的所有隔离阀,回收软管。按照标准要求保压24小时后,由隔离阀读取温度、压力记录仪记载的海底管道温度和压力数据,判断试压结果,试压成功后打开第一隔离阀2和第二隔离阀3,由泄压管线1进行泄压,最后回收发球筒。待所有跨接管连接完毕后,进行整个水下生产系统的泄漏测试,泄漏测试由生产平台加压和泄压,不涉及本发明。接下来进行海底管道的除水、清洗、干燥和增压,将本发明临时水下发球筒安装到末端的水下管汇,发球筒内预装四个清管球,首先,由水下机器人连接支持船的软管到发球筒的第二热插拔接收器12,打开驱动管线9上的第四隔离阀10和第七隔离阀17,其余隔离阀为关闭状态,由支持船提供乙二醇将第一个清管球发出。待乙二醇注入量达到2立方米时,关闭第七隔离阀17,并打开第八隔离阀18,发射第二个清管球,待乙二醇注入量达到2立方米时,关闭第八隔离阀18,打开第九隔离阀19,待乙二醇注入量达到2立方米时,关闭乙二醇注入泵,将输送乙二醇的软管更换为输送氮气的软管;关闭第九隔离阀19,打开第十隔离阀20,用氮气驱动第四个清管球,直至四个清管球全部到达生产平台。继续用氮气增压,直至海底管道系统内的压力达到要求的投产压力,关闭氮气压缩机和第四隔离阀10,回收软管。关闭水下管汇相应阀门,回收水下发球筒。
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 (7)
1.一种深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:包括:收/发球筒、分别安装在收/发球筒两端的法兰和水下无潜连接器、均匀地布置在收/发球筒顶部的并按顺序驱动清管球的驱动管线,其中,收/发球筒的一端安装有一个止球器,收/发球筒的另一端与泄压装置连接,收/发球筒上安装有温度、压力监测装置;清管球的两端安装有“缓冲鼻子”,清管球在收/发球筒内的布置为“球顶球”式排布,并使驱动管线的支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处,以实现清管球的按顺序发射和接收;驱动管线上还安装有保护框架。
2.根据权利要求1所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述收/发球筒为“L”形结构,收/发球筒上还安装有弯管。
3.根据权利要求1所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述驱动管线包括:一根主管和数根支管,其中,主管为水平布置,主管的端部为用来连接软管的第一热插拔接收器,支管为竖直布置,并与球筒连接,每个支管都安装有隔离阀。
4.根据权利要求1所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述止球器是由一根圆管和位于圆管端部的圆板组成,其中,圆管的一端固定于法兰内,圆管的另一端与圆板连接。
5.根据权利要求1所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述保护框架为框架式结构,保护框架的上部为矩形,下部为倒三角形结构;且保护框架顶部安装有吊耳;保护框架上还安装有阳极块。
6.根据权利要求1所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述温度、压力监测装置及泄压装置集成在一起,温度、压力监测装置是由管道、安装在管道上的数个隔离阀、热插拔接收器、温度、压力记录仪和保护帽连接组成,其中,隔离阀为竖直布置,并由焊接管座与球筒连接,热插拔接收器固定在保护框架上。
7.根据权利要求3或6所述的深水油气田临时水下清管球的发射、接收装置,其特征在于:所述隔离阀为水下球阀。
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