CN106969199A - 海底管道气囊装置及海底管道的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海底管道气囊装置及海底管道的安装方法。所述海底管道气囊装置，其安装在海底管道内部，海底管道气囊装置包括有气囊和气囊支架；气囊被气囊支架固定，气囊支架用于限制气囊的活动范围；气囊内充有气体，用于为海底管道提供浮力。在使用本发明提供的海底管道气囊装置对海底管道进行安装时，先将气囊支架安装在海底管道内侧壁上，再用气囊支架将气囊固定，从而将气囊安装在海底管道内部，随着海底管道运至海底需要安装处，完成海底管道的安装前对气囊进行充气使得海底管道所受到的气囊的浮力与海底管道所受到的水中重力相等，以减轻海底管道所受到的水中重力；在海底管道安装到位后，对气囊进行放气并对海底管道气囊装置进行拆除。

Description

海底管道气囊装置及海底管道的安装方法

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体地，涉及一种海底管道气囊装置及海底管道的安装方法。

背景技术

随着开采技术的不断发展和提高，我国深海采油和采气作业越来越多，这就需要将采出的油和气通过管道输送到目的地，同时海底长距离输水也需要通过海底管道实现，目前海洋柔性软管正在开始取代传统钢质海洋钢管，用于输送水或油气等介质，越来越多的海底管道采用大口径玻璃钢管道。

现有的海底管道主要安装施工方法包括有拖管法和铺管船法。拖管法主要是指将管子组装固定成管段，然后由拖管船或其他牵引设备把管段拖到海上预定的位置再进行连接的施工方法。铺管船法则是指用铺管船铺设海底管道的施工方法。

但是这两种施工方法均不适用于大口径玻璃钢管道的海底安装：由于玻璃钢管道口径大，管道之间的连接为柔性接头但偏转角较小，若采用拖管法进行施工，则拼接好的管段拖行中接头易受海浪或暗涌冲击而受损，且单管成本较高，弃管代价大；若采用铺管船法进行施工，由于管道接头偏转角较小则铺管平台和转角段长度均需要大大加长，船舶改造成本极高。

因此，目前大口径玻璃钢管安装方法为2～3根拼接好的玻璃钢管段单元在水下进行安装施工，但是由于管段单元质量较大，因此水下安装难度大，安装效率低。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种海底管道气囊装置及海底管道的安装方法，以解决现有技术中存在的现有的大口径玻璃钢管安装方法为2～3根拼接好的玻璃钢管段单元在水下进行安装施工，但是由于管段单元质量较大，因此水下安装难度大，安装效率低的技术问题。

在本发明的实施例中提供了一种海底管道气囊装置，所述海底管道气囊装置安装在海底管道内部，所述海底管道气囊装置包括有气囊和气囊支架；所述气囊被所述气囊支架固定，所述气囊支架用于限制所述气囊的活动范围；所述气囊内充有气体，用于为所述海底管道提供浮力。

优选地，所述海底管道气囊装置还包括固定装置，所述固定装置安装在所述海底管道内侧壁上，用于固定所述气囊支架。

优选地，所述固定装置包括有两个上下对称的半圆形的固定套环和固定螺栓；所述固定套环通过所述固定螺栓紧贴固定在海底管道的内侧壁上。

优选地，所述固定装置还包括有防滑橡胶垫板，所述防滑橡胶垫板设置于所述固定套环与海底管道的内侧壁之间，用于防止所述固定套环在所述海底管道的内侧壁上滑动或移位。

优选地，所述气囊支架包括有第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板和第二固定板垂直固定在所述固定装置上，所述第三固定板的两端分别与所述第一固定板和第二固定板固定连接，形成封闭空间；所述气囊设置于所述封闭空间内。

优选地，所述海底管道气囊装置还包括有限位装置，所述限位装置安装在所述气囊的外部，用于防止所述气囊发生偏移。

优选地，所述限位装置包括限位圆环和多根限位管，多根所述限位管采用螺栓连接固定在两端的所述限位圆环上，所述限位管垂直于所述限位圆环的圆周，且在所述限位圆环的圆周上均匀分布。

在本发明的实施例中还提供了一种海底管道施工方法，所述海底管道施工方法包括以下步骤：

S10.将海底管道气囊装置安装在海底管道内；

S20.移动所述海底管道至安装位置上方；

S30.对所述气囊进行放气，使所述海底管道下沉至安装位置进行安装；

S40.在所述海底管道安装完成后，对所述海底管道内部的所述海底管道气囊装置进行拆除。

优选地，海底管道施工方法还包括在S10之前进行的：

S11.在海底管道埋设处进行基础开挖，铺设管道限位装置，所述管道限位装置用于对运至海底的所述海底管道进行锚固预定位，以免暗涌对所述海底管道冲击而造成大的位移。

优选地，所述管道限位装置包括预成型的带有锚固装置的混凝土基础，所述混凝土基础设置有与所述海底管道的外径一致的圆弧。

本发明提供的海底管道气囊装置，其安装在海底管道内部，所述海底管道气囊装置包括有气囊和气囊支架；所述气囊被所述气囊支架固定，所述气囊支架用于限制所述气囊的活动范围；所述气囊内充有气体，用于为所述海底管道提供浮力。在使用本发明提供的海底管道气囊装置对海底管道进行安装时，可以先将气囊支架安装在海底管道内侧壁上，再用气囊支架将气囊固定，从而将气囊安装在海底管道内部，随着海底管道运至海底需要安装处，完成海底管道的安装前对气囊进行充气使得海底管道所受到的气囊的浮力与海底管道所受到的水中重力相等，以减轻海底管道所受到的水中重力；在海底管道安装到位后，对气囊进行放气并对海底管道气囊装置进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道气囊装置对海底管道进行安装，大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

本发明提供的海底管道施工方法，先将海底管道气囊装置安装到所述海底管道内部；将所述海底管道入水，移动所述海底管道安装处上方；对所述气囊进行充气，使所述海底管道悬浮；确定安装方位后，对所述气囊进行放气，使得所述海底管道下沉至安装处进行安装；在海底管道安装完成后，对海底管道内部的海底管道气囊装置进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道施工方法大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的海底管道气囊装置的结构示意图；

图2为本发明提供的海底管道气囊装置的侧视图；

图3为本发明提供的海底管道的安装方法的海底管道限位装置的机构示意图；

图4为本发明提供的海底管道的安装方法的海底管道的锚固示意图。

图标：图标：1－海底管道气囊装置；10－气囊；20－气囊支架；210－第一固定板；220－第二固定板；230－第三固定板；30－固定装置；310－固定套环；320－固定螺栓；330－防滑橡胶垫板；40－限位管；2－海底管道限位装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语如出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种海底管道气囊装置1及海底管道的安装方法，并给出其实施方式。

本发明提供的海底管道气囊装置1，其安装在海底管道内部，海底管道气囊装置1包括有气囊和气囊支架20；气囊10被气囊支架20固定，气囊支架20用于限制气囊10的活动范围；气囊10内充有气体，用于为海底管道提供浮力。在使用本发明提供的海底管道气囊＝装置1对海底管道进行安装时，可以先将气囊支架20安装在海底管道内侧壁上，再用气囊支架20将气囊10固定，从而将气囊10安装在海底管道内部，随着海底管道运至海底需要安装处，完成海底管道的安装前对气囊10进行充气使得海底管道所受到的气囊10的浮力与海底管道所受到的水中重力相等，以减轻海底管道所受到的水中重力；在海底管道安装到位后，对气囊10进行放气并对海底管道气囊＝装置1进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道气囊＝装置1对海底管道进行安装，大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

优选地，气囊10可以选用可充气气囊，在将海底管道气囊装置1安装到海底管道内部后，对气囊10进行充气；在将海底管道安装到位后，对气囊10进行放气。设置气囊10为可充气气囊的目的在于，气囊10可以重复使用，也可以根据所要安装的海底管道的重量自由调节需要充入气囊10内的气体体积。

海底管道气囊装置1还包括固定装置30，固定装置30安装在海底管道内侧壁上，用于固定气囊支架20。设置固定装置30的目的在于，在不需要对海底管道的内部结构做任何破坏的前提下实现将海底管道气囊装置1安装到海底管道内部的效果。

具体地，固定装置30包括有两个上下对称的半圆形的固定套环310和固定螺栓320；固定套环310通过固定螺栓320紧贴固定在海底管道的内侧壁上。具体地，两个半圆形的固定套环310组成的固定装置30的外直径与海底管道的内直径的大小相等，因此固定套环310能够紧贴固定在海底管道的内侧壁上。在使用本发明提供的海底管道气囊装置1时，先将固定套环310使用固定螺栓320紧贴固定在海底管道的内侧壁上，再将气囊支架20固定在固定装置30上，这样设置的目的在于，在不破坏海底管道内部结构的基础上将气囊10固定在海底管道内部。

进一步地，固定装置30还包括有防滑橡胶垫板330，防滑橡胶垫板330设置于固定套环310与海底管道的内侧壁之间，用于防止固定套环310在海底管道的内侧壁上滑动或移位。设置防滑橡胶垫板330的目的在于，减小固定套环310与海底管道的内侧壁之间的摩擦，从而防止固定套环310在海底管道的内侧壁上滑动或移位。

气囊支架20包括有第一固定板210、第二固定板220和第三固定板230，第一固定板210和第二固定板220垂直固定在固定装置30上，第三固定板230的两端分别与第一固定板210和第二固定板220固定连接，形成封闭空间；气囊10设置于封闭空间内。在安装气囊支架20时，先将第一固定板210和第二固定板220垂直固定在固定装置30上，再将气囊10放入第一固定板210和第二固定板220之间，最后再用第三固定板230将第一固定板210和第二固定板220固定连接连接起来，从而将气囊10固定在气囊支架20与固定装置30之间。

海底管道气囊装置1还包括有限位装置，限位装置安装在气囊10的外部，用于防止气囊10发生偏移。具体地，所述限位装置包括限位圆环和多根限位管40，多根所述限位管40采用螺栓连接固定在两端的所述限位圆环上，所述限位管40垂直于所述限位圆环的圆周，且在所述限位圆环的圆周上均匀分布。设置限位装置的目的在于，防止气囊10的位置发生偏移，从而影响海底管道的安装。

本发明提供的海底管道施工方法，先将海底管道气囊装置1安装到海底管道内部；将海底管道入水，移动海底管道安装处上方；对气囊10进行充气，使海底管道悬浮；确定安装方位后，对气囊10进行放气，使得海底管道下沉至安装处进行安装；在海底管道安装完成后，对海底管道内部的海底管道气囊装置1进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道施工方法大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

海底管道施工方法还包括在S10之前进行的：

S11.在海底管道埋设处进行基础开挖，铺设管道限位装置2，管道限位装置2用于对运至海底的海底管道进行锚固预定位，以免暗涌对海底管道冲击而造成大的位移。本发明的海底管道施工方法采用管道限位装置2的混凝土基础对海底管道进行锚固初定位，避免了在海底管道气囊装置1的气囊10在充气和安装过程中的海底管道漂移或受暗涌移位。

具体地，管道限位装置2包括预成型的带有锚固装置的混凝土基础，混凝土基础设置有与海底管道的外径一致的圆弧。当海底管道实行多管并行铺设时，管道限位装置2的混凝土基础可一体浇筑成型。

综上所述，本发明提供的海底管道气囊装置1，其安装在海底管道内部，海底管道气囊装置1包括有气囊和气囊支架20；气囊10被气囊支架20固定，气囊支架20用于限制气囊10的活动范围；气囊10内充有气体，用于为海底管道提供浮力。在使用本发明提供的海底管道气囊＝装置1对海底管道进行安装时，可以先将气囊支架20安装在海底管道内侧壁上，再用气囊支架20将气囊10固定，从而将气囊10安装在海底管道内部，随着海底管道运至海底需要安装处，完成海底管道的安装前对气囊10进行充气使得海底管道所受到的气囊10的浮力与海底管道所受到的水中重力相等，以减轻海底管道所受到的水中重力；在海底管道安装到位后，对气囊10进行放气并对海底管道气囊＝装置1进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道气囊＝装置1对海底管道进行安装，大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

本发明提供的海底管道施工方法，先将海底管道气囊装置1安装到海底管道内部；将海底管道入水，移动海底管道安装处上方；对气囊10进行充气，使海底管道悬浮；确定安装方位后，对气囊10进行放气，使得海底管道下沉至安装处进行安装；在海底管道安装完成后，对海底管道内部的海底管道气囊装置1进行拆除。与现有的海底管道安装方法相比，使用本发明提供的海底管道施工方法大大减轻了海底管道所受到的水中重力，使得安装更加方便快捷，安装效率大幅提高；同时，节省了采用铺管船之类的大型复杂机械进行海底管道安装的成本，简化了安装的过程。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种海底管道气囊装置，其特征在于，所述海底管道气囊装置安装在海底管道内部，所述海底管道气囊装置包括有气囊和气囊支架；

所述气囊被所述气囊支架固定，所述气囊支架用于限制所述气囊的活动范围；

所述气囊内充有气体，用于为所述海底管道提供浮力。

2.根据权利要求1所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述海底管道气囊装置还包括固定装置，所述固定装置安装在所述海底管道内侧壁上，用于固定所述气囊支架。

3.根据权利要求2所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述固定装置包括有两个上下对称的半圆形的固定套环和固定螺栓；

所述固定套环通过所述固定螺栓紧贴固定在海底管道的内侧壁上。

4.根据权利要求3所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述固定装置还包括有防滑橡胶垫板，所述防滑橡胶垫板设置于所述固定套环与海底管道的内侧壁之间，用于防止所述固定套环在所述海底管道的内侧壁上滑动或移位。

5.根据权利要求1所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述气囊支架包括有第一固定板、第二固定板和第三固定板，所述第一固定板和第二固定板垂直固定在所述固定装置上，所述第三固定板的两端分别与所述第一固定板和第二固定板固定连接，形成封闭空间；

所述气囊设置于所述封闭空间内。

6.根据权利要求1所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述海底管道气囊装置还包括有限位装置，所述限位装置安装在所述气囊的外部，用于防止所述气囊发生偏移。

7.根据权利要求6所述的海底管道气囊装置，其特征在于，所述限位装置包括限位圆环和多根限位管，多根所述限位管采用螺栓连接固定在两端的所述限位圆环上，所述限位管垂直于所述限位圆环的圆周，且在所述限位圆环的圆周上均匀分布。

8.一种海底管道施工方法，其特征在于，所述海底管道施工方法包括以下步骤：

S10.将海底管道气囊装置安装在海底管道内；

S20.移动所述海底管道至安装位置上方；

S30.对所述气囊进行放气，使所述海底管道下沉至安装位置进行安装；

S40.在所述海底管道安装完成后，对所述海底管道内部的所述海底管道气囊装置进行拆除。

9.根据权利要求8所述的海底管道施工方法，其特征在于，海底管道施工方法还包括在S10之前进行的：

S11.在海底管道埋设处进行基础开挖，铺设管道限位装置，所述管道限位装置用于对运至海底的所述海底管道进行锚固预定位，以免暗涌对所述海底管道冲击而造成大的位移。

10.根据权利要求9所述的海底管道施工方法，其特征在于，所述管道限位装置包括预成型的带有锚固装置的混凝土基础，所述混凝土基础设置有与所述海底管道的外径一致的圆弧。