CN107013743A - 深水油气平台钢制悬链线立管安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，其包括：第一步,立管回收；第二步,立管跨底穿越平台；第三步，立管与平台回接；适用于新建深水油气平台多根钢制悬链线立管的安装，解决多个钢制悬链线立管安装过程中相互碰撞以及穿越其他已有管线和浮式平台系泊锚缆的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种深水油气平台钢制悬链线立管安装方法。
背景技术
钢制悬链线立管(SCR，Steel Catenary Riser)是深水海底管道的延伸部分，用于连接海底油气生产系统和深水浮式平台，是深水油气生产开发的关键结构。深水钢制悬链线立管的安装有两种方式，一种是立管由母平台侧往海底终端方向铺设,适用于现有平台的后续回接开发项目；另一种是海管由海底终端侧往母平台方向铺设,适用于新建平台的立管安装项目。这两种安装方式的技术要求和细节都很不相同。本发明是针对第二种安装方式进行的改进。
一般深水浮式平台会有多根钢制悬链线立管，在安装过程中有几项技术难点：一是起始端立管与浮式平台安装的方法；二是如何解决多个钢制悬链线立管安装过程中相互碰撞的问题，使平台可以完成多根钢制悬链线立管安装；三是如何经济高效的完成安装，减少船舶资源和其他设备的使用；四是如何解决穿越其他已有管线以及浮式平台系泊锚缆的问题。
发明专利”深水立管的安装方法”(授权公告号CN102359660B，授权公告日2013年6月19日)公开了一种深水立管的安装方法,采用以下步骤对深水立管进行安装：一是将深水立管安装专用设备整体吊装，并通过自适应转换接头快速连接至船舶甲板上的临时支腿上；二是船舶就位，下放收放绞车缆绳至海底与预先铺设的立管相连；三是回收收放绞车缆绳，增加收放绞车张力，当缆绳张力达到设定值后，移动船舶，直至将立管提升至水面；四是立管固定，更换封头；五是打开立管固定装置，通过下放收放绞车缆绳下放立管，开始张力转换；六是回收平台上的牵引缆绳，直至立管到达平台预定位置，并连接于平台上，完成立管安装。
上述专利的安装方法仅适用于悬挂在浮式平台远端(相对于海管来向)一侧的立管安装,无法用于悬挂在浮式平台近端一侧的立管安装。事实上,悬挂在浮式平台远端的立管设计方案,因为在施工和生产操作过程中,存在立管与浮式平台张紧式立管等结构发生干涉和碰撞的问题,在深水浮式平台上很少使用。
本发明涉及的深水油气平台钢制悬链线立管安装方法适用于悬挂在浮式平台近端一侧的立管安装。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有钢制悬链线立管安装方法存在的上述缺点，而提供一种深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，适用于新建深水油气平台多根钢制悬链线立管的安装，可解决多个钢制悬链线立管安装过程中相互碰撞以及穿越其他已有管线和浮式平台系泊锚缆的问题。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步,立管回收；第二步,立管跨底穿越平台；第三步，立管与平台回接。
前述的深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，其中:所述第一步的立管回收是由安装辅助船下放绞车缆绳,绞车缆绳前端连接着串联双四角板索具,通过水下机器人与提前铺设于海底的钢制悬链线立管相连；安装辅助船朝浮式平台方向移动并同时回收绞车缆绳将钢制悬链线立管从海底向水面拉起，当安装辅助船靠近浮式平台30±5米范围时停止前进，并让钢制悬链线立管头部保持在水面以下约200米处等待跨底穿越平台；所述第二步的立管跨底穿越平台是由安装辅助船在靠近浮式平台后，安装起重船从另一侧靠近浮式平台，并通过水下机器人将收放绞车缆绳穿过浮式平台底部，连接到串联双四角板索具的上四角板上；安装辅助船逐步释放绞车缆绳上的载荷，安装起重船逐步增加收放绞车缆绳上的载荷；当钢制悬链线立管的载荷全部从安装辅助船的绞车缆绳转移到安装起重船的收放绞车缆绳上后，水下机器人解除安装辅助船的绞车缆绳与串联双四角板索具的上四角板的连接,完成立管从安装辅助船的绞车缆绳传递给安装起重船的收放绞车缆绳的过程；安装起重船回收收放绞车缆绳,完成钢制悬链线立管从浮式平台底部穿越；所述第三步的立管与平台回接是由水下机器人将浮式平台上的牵引缆绳连接到串联双四角板索具的下四角板上；浮式平台上的绞车逐步增加牵引缆绳上的载荷，安装起重船逐步减少收放绞车缆绳上的载荷,当收放绞车缆绳完全松驰后，由水下机器人解除串联双四角板索具的连接钢链与下四角板的连接,完成立管从安装起重船的收放绞车缆绳传递给浮式平台上的牵引缆绳的过程；浮式平台上的绞车回收牵引缆绳将钢制悬链线立管向平台拉回,直至完成与平台的回接。
本发明深水油气平台钢制悬链线立管安装方法使用的串联双四角板索具，其特征在于:包括上四角板和下四角板,两者之间由一段钢链相连；上四角板和下四角板均为呈四边形的钢板，且上四角板和下四角板形状、尺寸和厚度相同；上四角板和下四角板的四个角端分别设有一个板眼；钢链的两端分别与上四角板和下四角板的一个板眼相连接，上四角板和下四角板的其余三个板眼分别连接一个卸扣；上四角板和下四角板的尺寸和厚度与安装过程中该上四角板和下四角板所受荷载成正比；所述钢链的长度为3到5m。
本发明深水油气平台钢制悬链线立管安装方法的有益效果是，利用已有的铺管船资源，解决多个钢制悬链线立管安装过程中相互碰撞的问题，实现对悬挂在浮式平台近端一侧钢制悬链线立管穿越浮式平台、系泊锚缆和其他立管等已有结构物并进行安装的效果，是安装复杂状况下的深水钢制悬链线立管的低成本、高效率的解决方案。该方法不需要特殊装备，完全利用已有的铺管船资源，是安装复杂状况下的深水钢制悬链线立管的低成本、高效率的解决方案。
附图说明：
图1为现有常见深水浮式平台系泊系统和立管系统示意图。
图2为现有常见深水浮式平台系泊系统和立管系统侧视示意图。
图3为本发明串联双四角板索具结构示意图。
图4为本发明安装辅助船上的绞车缆绳与预铺于海底的钢制悬链线立管连接的示意图。
图5为本发明安装辅助船上的绞车缆绳与预铺于海底的钢制悬链线立管通过串联双四角板索具系统进行连接的示意图。
图6为本发明钢制悬链线立管从海底回收拉起的示意图。
图7为本发明钢制悬链线立管从海底回收拉起时各系统相对方位示意图。
图8为本发明将安装起重船收放绞车缆绳与钢制悬链线立管连接示意图。
图9为本发明安装起重船的收放绞车缆绳与钢制悬链线立管通过串联双四角板索具系统进行连接的示意图。
图10为本发明钢制悬链线立管载荷从安装辅助船的绞车缆绳向安装起重船的收放绞车缆绳上转移的过程示意图。
图11为本发明钢制悬链线立管转移到安装起重船的收放绞车缆绳上时连接示意图。
图12为本发明浮式平台上的牵引缆绳与钢制悬链线立管相连接示意图。
图13为本发明浮式平台上的牵引缆绳与钢制悬链线立管通过串联双四角板索具系统进行连接的示意图。
图14为本发明钢制悬链线立管从安装起重船的收放绞车缆绳上转移到浮式平台上的牵引缆绳上时的连接示意图。
图15为本发明浮式平台上的牵引缆绳将钢制悬链线立管拉向平台悬挂安装位置的示意图。
图中主要标号说明：101浮式平台、102浮式平台系泊锚缆、103钢制悬链线立管、104钻井立管、105串联双四角板索具、106安装辅助船、107安装辅助船上的绞车缆绳、108安装起重船、109安装起重船上的收放绞车缆绳、110浮式平台上的牵引缆绳、111立管回收浮标、112立管柔性接头、201上四角板、202下四角板、203连接钢链、204卸扣。
具体实施方式
大型海上油田的浮式平台有多个钢制悬链线立管安装于浮式平台上。图1为现有常见深水浮式平台系泊系统和立管系统示意图。该立管布置方法，可以避免立管和钻井钻杆相互碰撞，不影响钻井作业，并且各个立管去往不同方向，互相不影响。可布置多个立管，适用范围广。其中101为浮式平台，102为浮式平台系泊锚缆。103为安装在平台两侧的钢制悬链线立管。
图2为现有常见深水浮式平台系泊系统和立管系统侧视示意图，显示现有常见深水浮式平台两侧均悬挂立管的状态。其中101为浮式平台，102为浮式平台系泊锚缆，103为安装在平台两侧的钢制悬链线立管，104为钻井立管。
图3为本发明使用的用于在安装辅助船的绞车缆绳与安装起重船的收放绞车缆绳之间,以及之后在安装起重船的收放绞车缆绳与浮式平台上的牵引缆绳之间，传递转移钢制悬链线立管的索具设备：串联双四角板索具，该串联双四角板索具包括：上四角板201，下四角板202,两者之间由一段3到5m长的短钢链203相连；上下四角板均为呈四边形的钢板,该上四角板201和下四角板202形状、尺寸和厚度相同；上四角板201和下四角板202的四个角端分别设有一个板眼；钢链203的两端分别与上四角板201和下四角板202的一个板眼相连接，上四角板201和下四角板202的其余三个板眼分别连接一个卸扣204；上四角板201和下四角板202的尺寸和厚度与安装过程中该上四角板201和下四角板202所受荷载成正比。
图4至图15为本发明深水油气平台钢制悬链线立管安装方法实施中进行立管回收、跨底穿越平台并与平台回接过程示意图。本发明提出的钢制悬链线立管安装方案的具体实施步骤如下:
第一步,立管回收:安装辅助船106下放绞车缆绳107,绞车缆绳107前端通过卸扣204连接着串联双四角板索具系统105，由水下机器人将串联双四角板索具系统105的下四角板通过卸扣204与提前铺设于海底的钢制悬链线立管103相连，如图4和图5所示；安装辅助船106朝浮式平台101方向移动并同时回收绞车缆绳107将钢制悬链线立管103向水面拉起，当安装辅助船106靠近浮式平台101约30米范围时停止前进，并让钢制悬链线立管头部保持在水面以下约200米处等待跨底穿越平台，如图6和图7所示。
第二步,立管跨底穿越平台:安装辅助船106在靠近浮式平台101后，安装起重船108从另一侧靠近浮式平台101，并通过水下机器人将收放绞车缆绳109穿过浮式平台101底部，通过卸扣204连接到串联双四角板索具系统105的上四角板201上，如图8和图9所示；安装辅助船106逐步释放绞车缆绳107上的载荷，安装起重船108逐步增加收放绞车缆绳109上的载荷，如图10所示；当钢制悬链线立管103的载荷全部转移到安装起重船108的收放绞车缆绳109上后,水下机器人解除安装辅助船106的绞车缆绳107与串联双四角板索具105的上四角板201的连接,完成立管103从安装辅助船106的绞车缆绳107传递给安装起重船108的收放绞车缆绳109的过程,如图11所示；安装起重船108回收收放绞车缆绳109，完成钢制悬链线立管103从浮式平台101底部穿越。
第三步，立管与平台回接:水下机器人将浮式平台101上的牵引缆绳110通过卸扣204连接到串联双四角板索具系统105的下四角板202上，如图12和图13所示；浮式平台101上的绞车逐步增加牵引缆绳110上的载荷，安装起重船108逐步减少收放绞车缆绳109上的载荷,当收放绞车缆绳109完全松驰后，由水下机器人解除串联双四角板索具105的连接钢链203与下四角板202的连接,完成立管103从安装起重船108的收放绞车缆绳109传递给浮式平台101上的牵引缆绳110的过程,如图14所示；浮式平台101上的绞车回收牵引缆绳110将钢制悬链线立管103向平台拉回，如图15所示；浮式平台101上的绞车继续回收牵引缆绳110将钢制悬链线立管103拉至平台悬挂安装位置，直至完成与平台的回接。
本发明提出的钢制悬链线立管安装方案，可解决立管与浮式平台安装时的穿越平台问题；可解决平台多根钢制悬链线立管安装时容易相互碰撞问题。只需要一艘起重船，一艘有绞车的辅助船支持，无需任何特制设备，即可完成安装工作。本发明中采用的串联双四角板索具，主要功用是在安装辅助船106的绞车缆绳107与安装起重船108的收放绞车缆绳109之间，传递和转移钢制悬链线立管103；以及在安装起重船108的收放绞车缆绳109与浮式平台101上的牵引缆绳110之间，传递和转移钢制悬链线立管103；以利于钢制悬链线立管103穿越浮式平台、穿越系泊锚链以及其他等已有设备进行安装，解决了复杂条件下立管安装的问题,可以减少海上安装时的时间，有效节省海上油气田开发成本，实用性强，效果理想。
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)
1.一种深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步,立管回收；第二步,立管跨底穿越平台；第三步，立管与平台回接。
2.根据权利要求1所述的深水油气平台钢制悬链线立管安装方法，其特征在于:
所述第一步的立管回收是由安装辅助船(106)下放绞车缆绳(107),绞车缆绳(107)前端连接着串联双四角板索具(105),通过水下机器人与提前铺设于海底的钢制悬链线立管(103)相连；安装辅助船(106)朝浮式平台(101)方向移动并同时回收绞车缆绳(107)将钢制悬链线立管(103)从海底向水面拉起，当安装辅助船(106)靠近浮式平台(101)30±5米范围时停止前进，并让钢制悬链线立管头部保持在水面以下约200米处等待跨底穿越平台；
所述第二步的立管跨底穿越平台是由安装辅助船(106)在靠近浮式平台(101)后，安装起重船(108)从另一侧靠近浮式平台(101)，并通过水下机器人将收放绞车缆绳(109)穿过浮式平台(101)底部，连接到串联双四角板索具(105)的上四角板(201)上；安装辅助船(106)逐步释放绞车缆绳(107)上的载荷，安装起重船(108)逐步增加收放绞车缆绳(109)上的载荷；当钢制悬链线立管(103)的载荷全部从安装辅助船(106)的绞车缆绳(107)转移到安装起重船(108)的收放绞车缆绳(109)上后，水下机器人解除安装辅助船(106)的绞车缆绳(107)与串联双四角板索具(105)的上四角板(201)的连接,完成立管(103)从安装辅助船(106)的绞车缆绳(107)传递给安装起重船(108)的收放绞车缆绳(109)的过程；安装起重船(108)回收收放绞车缆绳(109),完成钢制悬链线立管(103)从浮式平台(101)底部穿越；
所述第三步的立管与平台回接是由水下机器人将浮式平台(101)上的牵引缆绳(110)连接到串联双四角板索具(105)的下四角板(202)上；浮式平台(101)上的绞车逐步增加牵引缆绳(110)上的载荷，安装起重船(108)逐步减少收放绞车缆绳(109)上的载荷,当收放绞车缆绳(109)完全松驰后，由水下机器人解除串联双四角板索具(105)的连接钢链(203)与下四角板(202)的连接,完成立管(103)从安装起重船(108)的收放绞车缆绳(109)传递给浮式平台(101)上的牵引缆绳(110)的过程；浮式平台(101)上的绞车回收牵引缆绳(110)将钢制悬链线立管(103)向平台拉回,直至完成与平台的回接。
3.一种如权利要求1所述的深水油气平台钢制悬链线立管安装方法使用的串联双四角板索具，其特征在于:包括上四角板(201)和下四角板(202),两者之间由一段钢链(203)相连；上四角板(201)和下四角板(202)均为呈四边形的钢板，且上四角板(201)和下四角板(202)的形状、尺寸和厚度相同；上四角板(201)和下四角板(202)的四个角端分别设有一个板眼；钢链(203)的两端分别与上四角板(201)和下四角板(202)的一个板眼相连接，上四角板(201)和下四角板(202)的其余三个板眼分别连接一个卸扣(204)；上四角板(201)和下四角板(202)的尺寸和厚度与安装过程中该上四角板(201)和下四角板(202)所受荷载成正比；所述钢链(203)的长度为3到5m。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170804 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |