CN109098692B - 一种水下悬浮丛式管汇的安装方法 - Google Patents

一种水下悬浮丛式管汇的安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，该水下悬浮丛式管汇主要由丛式管汇主体和设置在丛式管汇主体底部的浮筒组成，其特征在于，该安装方法通过充气排水使水下悬浮丛式管汇悬浮于距离海底平面一定高度的位置，通过水下悬浮丛式管汇所受浮力与悬浮管汇、锚链以及柔性跨接管重力的差值提供锚链的张紧力，实现悬浮管汇的张力腿式锚泊固定。本发明解决了传统安装方法只能用于安装固定海底平面的管汇系统这一缺陷，能够实现管汇易回收再重复利用，可大大节约成本。

Description

一种水下悬浮丛式管汇的安装方法
技术领域
本发明涉及一种水下管汇的安装方法，具体是关于一种通过平衡重力和浮力来安装水下悬浮丛式管汇的安装方法。
背景技术
目前，水下丛式管汇的安装方法根据水深不同主要分为传统安装方法和非传统安装方法。对于水深小于1000m的油田一般采用传统安装方法，即垂直安装方法；水深超过1000m的油田一般采用非传统安装方法，主要包括滑轮法、下摆安装方法、铅笔式浮标法和月池湿拖法等。上述方法虽适用的具体条件不同，但均只适用于坐底式的传统水下丛式管汇安装，而传统水下丛式管汇存在以下弊端：(1)坐底在海底的水下基础结构之上，对海底的地形等有一定的要求；(2)需要水下基础结构进行支撑，深水水下基础结构的安装费用很高，随着深水管汇向着超大型、超重量的发展，必然引起水下基础结构尺寸的大型化和重量化，水下基础结构的安装费用会极大加剧；(3)水下管汇与水下基础框架结构之间采用导向杆对中连接，不易解脱；(4)不易弃置回收、不能重复利用，从而造成资源浪费。
针对传统水下丛式管汇难以回收、不能重复利用、水下基础结构安装费用昂贵等问题，申请人发明了能够稳定悬浮在海底深度50m～500m的水下悬浮丛式管汇，但现有的管汇安装方法都不适用的该水下悬浮丛式管汇系统，同时水下悬浮丛式管汇在下放时存在一些挑战，如风浪流海域环境较为复杂，在经过飞溅区时，由于环境载荷作用，可能会出现侧翻、大幅运动等，因此如何使得水下悬浮丛式管汇距离海底一定深度安装时不能发生侧翻等现象，在海水中保持良好的悬浮姿态等是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种通过平衡重力和浮力来安装水下悬浮丛式管汇的安装方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，该水下悬浮丛式管汇主要由丛式管汇主体和设置在丛式管汇主体底部的浮筒组成，其特征在于，所述水下悬浮丛式管汇的安装方法包括以下步骤：
步骤一：将水下悬浮丛式管汇托运到指定位置处；
步骤二：将水下悬浮丛式管汇起吊至指定高度；
步骤三：将若干锚链分别安装到浮筒底部；
步骤四：将水下悬浮丛式管汇旋转至海面上方，然后开始下放水下悬浮丛式管汇；
步骤五：当水下悬浮丛式管汇到达海面时，打开浮筒上的三通阀对浮筒进行充水排气，利用重力作用使水下悬浮丛式管汇快速通过飞溅区；
步骤六：匀速下放水下悬浮丛式管汇至指定深度；
步骤七：利用ROV将锚链通过自动脱接器与固定于海底的吸力锚进行定位对准锁紧，完成吸力锚的安装；
步骤八：打开浮筒上的三通阀对浮筒进行排水充气，并使水下悬浮丛式管汇所受浮力大于水下悬浮丛式管汇、锚链以及即将安装的柔性跨接管的总重力，使锚链处于张紧状态；
步骤九：解除回收吊装水下悬浮丛式管汇的索具，完成水下悬浮丛式管汇的悬浮姿态；
步骤十：将多根柔性跨接管的上端安装在水下悬浮丛式管汇上，并利用ROV将柔性跨接管的下端通过自动脱接器与固定于海底的深水功能舱连接，完成水下悬浮丛式管汇的安装。
在上述步骤十中，柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的下端进行连接，具体安装步骤如下：
1)将柔性跨接管牵引至指定位置处；
2)将缆绳穿过设置在浮筒内的I型通道；
3)利用ROV牵引柔性跨接管的上端接头与穿过I型通道的缆绳进行连接，然后提升缆绳；
4)利用ROV将柔性跨接管的上端接头与I型通道进行定位对准，提升缆绳完成对接并锁紧液压连接器，完成柔性跨接管与水下悬浮丛式管汇的连接；然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后回收索具。
在上述步骤十中，柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的上端进行连接，具体安装步骤如下：
1)将配重块安装在柔性跨接管上，然后起吊柔性跨接管；
2)下放柔性跨接管至指定位置处；
3)将柔性跨接管的上端接头与丛式管汇主体上的鹅颈弯管相连接，然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
4)将鹅颈弯管牵引至水下悬浮丛式管汇上端的连接处，然后进行定位对准锁紧卡死安装；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后解除配重块进行回收。
在上述步骤六中，下放水下悬浮丛式管汇至距海底深度50m～500m处。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明针对水下悬浮丛式管汇设计了一种全新的安装方法，通过充气排水使水下悬浮丛式管汇悬浮于距离海底平面一定高度的位置，通过水下悬浮丛式管汇所受浮力与悬浮管汇、锚链以及柔性跨接管重力的差值提供锚链的张紧力，实现悬浮管汇的张力腿式锚泊固定。本发明解决了传统安装方法只能用于安装固定海底平面的管汇系统这一缺陷，能够实现管汇易回收再重复利用，可大大节约成本。
附图说明
图1为水下悬浮丛式管汇的结构示意图；
图2(a)～(j)是本发明的流程示意图；
图3(a)～(e)是本发明将柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇下端进行连接的流程示意图；
图4(a)～(e)是本发明将柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇上端进行连接的流程示意图。
图中附图标记：
1为丛式管汇主体；2为浮筒；生产毂座；3为管汇汇管生产管系。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1所示，本发明需要下放安装的水下悬浮丛式管汇主要由丛式管汇主体1和设置在丛式管汇主体1底部的浮筒2组成，其具体下放安装步骤如图2(a)～(j)所示：
步骤一：利用安装船将水下悬浮丛式管汇托运到指定位置处；
步骤二：利用安装船上的吊机将水下悬浮丛式管汇缓慢起吊至指定高度；
步骤三：将若干锚链分别安装到浮筒2底部的吊耳上；
步骤四：旋转吊机的吊臂将水下悬浮丛式管汇置于海面上方，然后开始下放水下悬浮丛式管汇；
步骤五：当水下悬浮丛式管汇到达海面时，打开浮筒2上的三通阀对浮筒2进行充水排气，利用重力作用使水下悬浮丛式管汇快速通过飞溅区；
步骤六：匀速下放水下悬浮丛式管汇至指定深度，一般为距海底深度50m～500m处；
步骤七：利用ROV将锚链通过自动脱接器与固定于海底的吸力锚进行定位对准锁紧，完成吸力锚的安装；
步骤八：打开浮筒2上的三通阀对浮筒2进行排水充气，并使水下悬浮丛式管汇所受浮力大于水下悬浮丛式管汇、锚链以及即将安装的柔性跨接管的总重力，此时锚链处于张紧状态；
步骤九：解除回收吊装水下悬浮丛式管汇的索具，完成水下悬浮丛式管汇的悬浮姿态；
步骤十：将多根柔性跨接管的上端安装在水下悬浮丛式管汇上，并利用ROV将柔性跨接管的下端通过自动脱接器与固定于海底的深水功能舱连接，完成水下悬浮丛式管汇的安装。
在一个优选的实施例中，在上述步骤十中，可以将柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的下端进行连接，具体安装步骤如图3(a)～(e)所示：
1)利用绞车将柔性跨接管牵引至指定位置处；
2)从安装船上下放一根缆绳，并将该缆绳穿过设置在浮筒2内的I-tube(I型通道)；
3)利用ROV牵引柔性跨接管的上端接头与穿过I-tube的缆绳进行连接，然后提升缆绳；
4)利用ROV将柔性跨接管的上端接头与I-tube进行定位对准，提升缆绳完成对接并锁紧液压连接器，完成柔性跨接管与水下悬浮丛式管汇的连接；然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后回收索具。
在另一个优选的实施例中，在上述步骤十中，也可以将柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的上端进行连接，具体安装步骤如图4(a)～(e)所示：
1)利用吊机将配重块安装在柔性跨接管上，然后起吊柔性跨接管；
2)下放柔性跨接管至指定位置处；
3)将柔性跨接管的上端接头与丛式管汇主体1上的鹅颈弯管相连接，然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
4)利用绞车将鹅颈弯管牵引至水下悬浮丛式管汇上端的连接处，然后进行定位对准锁紧卡死安装；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后解除配重块进行回收。
通过上述安装方法完成安装的水下悬浮丛式管汇在使用时，其生产流程如下：
从深水功能舱中的干式采油树生产出的油气，借助柔性跨接管集输到水下悬浮丛式管汇上，然后通过管汇汇管生产管系3、柔性跨接汇管、外输管线以及相关水下处理设备处理后，借助立管输送到海面平台或者借助外输管线输送到到岸上工厂。
其回收流程如下：
当对水下悬浮丛式管汇进行回收时，首先关闭深水功能舱中的干式水下采油树上的阀门，通过ROV触发柔性跨接管自动脱接器，将深水功能舱与柔性跨接管进行解脱；然后通过ROV触发锚链自动脱接器，将吸力锚与锚链进行解脱，水下悬浮丛式管汇依靠布置在其底部的浮筒2提供的浮力上浮，同时通过一端连接在安装船的缆绳对水下悬浮丛式管汇进行位置控制，待水下悬浮丛式管汇漂浮到海面后，进行回收。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，该水下悬浮丛式管汇主要由丛式管汇主体和设置在丛式管汇主体底部的浮筒组成，其特征在于，所述水下悬浮丛式管汇的安装方法包括以下步骤：
步骤一：将水下悬浮丛式管汇托运到指定位置处；
步骤二：将水下悬浮丛式管汇起吊至指定高度；
步骤三：将若干锚链分别安装到浮筒底部；
步骤四：将水下悬浮丛式管汇旋转至海面上方，然后开始下放水下悬浮丛式管汇；
步骤五：当水下悬浮丛式管汇到达海面时，打开浮筒上的三通阀对浮筒进行充水排气，利用重力作用使水下悬浮丛式管汇快速通过飞溅区；
步骤六：匀速下放水下悬浮丛式管汇至指定深度；
步骤七：利用ROV将锚链通过自动脱接器与固定于海底的吸力锚进行定位对准锁紧，完成吸力锚的安装；
步骤八：打开浮筒上的三通阀对浮筒进行排水充气，并使水下悬浮丛式管汇所受浮力大于水下悬浮丛式管汇、锚链以及即将安装的柔性跨接管的总重力，使锚链处于张紧状态；
步骤九：解除回收吊装水下悬浮丛式管汇的索具，完成水下悬浮丛式管汇的悬浮姿态；
步骤十：将多根柔性跨接管的上端安装在水下悬浮丛式管汇上，并利用ROV将柔性跨接管的下端通过自动脱接器与固定于海底的深水功能舱连接，完成水下悬浮丛式管汇的安装。
2.根据权利要求1所述的一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，其特征在于，在上述步骤十中，柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的下端进行连接，具体安装步骤如下：
1)将柔性跨接管牵引至指定位置处；
2)将缆绳穿过设置在浮筒内的I型通道；
3)利用ROV牵引柔性跨接管的上端接头与穿过I型通道的缆绳进行连接，然后提升缆绳；
4)利用ROV将柔性跨接管的上端接头与I型通道进行定位对准，提升缆绳完成对接并锁紧液压连接器，完成柔性跨接管与水下悬浮丛式管汇的连接；然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后回收索具。
3.根据权利要求1所述的一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，其特征在于，在上述步骤十中，柔性跨接管从水下悬浮丛式管汇的上端进行连接，具体安装步骤如下：
1)将配重块安装在柔性跨接管上，然后起吊柔性跨接管；
2)下放柔性跨接管至指定位置处；
3)将柔性跨接管的上端接头与丛式管汇主体上的鹅颈弯管相连接，然后利用ROV将柔性跨接管的下端接头通过自动脱接器连接在深水功能舱上；
4)将鹅颈弯管牵引至水下悬浮丛式管汇上端的连接处，然后进行定位对准锁紧卡死安装；
5)依次完成多根柔性跨接管的安装，然后解除配重块并进行回收。
4.根据权利要求1所述的一种水下悬浮丛式管汇的安装方法，其特征在于，在上述步骤六中，下放水下悬浮丛式管汇至距海底深度50m～500m处。
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