CN113028142A - 岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，包括以下步骤：S1：在一侧岛屿布置海管陆地接长场地；S2：海管陆地接长场地上布置有海管组对系统、焊接无损检验工作间和节点涂敷工作间；S3：吊装多节管道至海管陆地接长场地，多节管道依次通过海管组对系统、无损检验工作间和节点涂敷工作间进行焊接、检测和涂敷，以形成用于铺设至海底的海管；S4：采用管道拖拽系统将完成接长的海管逐步拖拉离开海管陆地接长场地，直至移动至对面岛屿的海底管道铺设位置，本发明在一侧岛屿陆地海底管道接长场地完成接长，然后通过拖拽系统拖拉至对面岛屿完成海底管道铺设。

Description

岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法
技术领域
本发明涉及海洋工程海底管道技术领域，具体而言，涉及一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法。
背景技术
目前，长距离、大管径海底管道铺设的方法为：一侧岛屿布置地锚、线性绞车，沿海管设计路由预布钢缆，组成海底管道拖拽系统。另一侧岛屿附近由浅水铺管船在极限水深进行就位，使其工作最小吃水小于当地最低天文潮高或坐底(船舶规范允许的情况下)，连接钢缆至船尾海管封头。拖拽系统配合浅水铺管船进行海底管道登陆拖拉至船舶尾部一定安全区域。铺管船离开后在该侧由斜立管或围堰的方式进行海底管道与陆上管道的对接工作。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。
有鉴于此，本发明提供了一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，该岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法中陆地作业线线代替托管船，提高海底管道连接的稳定性、保证作业人员及设备安全、提高了工作效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，包括以下步骤：S1：在一侧岛屿布置海管陆地接长场地；S2：陆地接长作业线上布置有海管组对系统、焊接无损检验工作间和节点涂敷工作间；S3：吊装多节管道至陆地接长作业线，多节管道依次通过海管组对系统、无损检验工作间和节点涂敷工作间进行焊接、检测和涂敷，以形成用于铺设至海底的海管；S4：采用管道拖拽系统将完成接长的海管逐步拖拉离开海管陆地接长场地，直至移动至对面岛屿的海底管道铺设位置。
进一步，所述步骤S4中：所述管道拖拽系统包括线性绞车、缆绳、两个地锚和钢缆滚筒，所述线性绞车通过所述缆绳连接两个所述地锚。
进一步，所述步骤S1中：所述海管陆地接长场地设置有陆地接长作业线，所述陆地接长作业线包括海底管道陆地接长作业线基础、支撑小车、海管组对系统、焊接无损检验工作间、节点涂敷工作间、海管夹紧装置、支撑滚轮组等。进一步，所述步骤S1中：陆地接长作业线上设置有多个支撑小车，所述支撑小车包括多个滚轮、连接架和弧形支撑板，所述连接架底部转动连接多个所述滚轮，所述连接架顶部固定有用于放置海管的所述弧形支撑板。
进一步，所述步骤S2中：所述海管组对系统包括两个组对组件。
进一步，每个所述组对组件包括工字钢架、两个分体式手动液压千斤顶和电动葫芦，所述工字钢架两侧内壁固定有两个用于调节海管横向位置的所述分体式手动液压千斤顶，所述工字钢架上侧内壁固定有用于调节海管纵向位置的所述电动葫芦。
进一步，所述焊接、无损检验工作间包括由活动板房组成的密封检验箱体，所述密封作业箱体设有换气装置。
进一步，所述节点涂敷工作间与所述焊接无损检验工作间结构相同，并且所述节点涂敷工作间的空间大于所述焊接、无损检验工作间。
进一步，靠近所述节点涂敷工作间设有所述海管夹紧装置，所述海管夹紧装置包括工字钢、第一液压缸、第二液压缸、第一夹持件和第二夹持件，陆地接长作业线固定所述工字钢，所述工字钢连接所述第一液压缸的缸体和所述第二液压缸的缸体，所述第一液压缸的输出轴连接所述第一夹持件，所述第二液压缸的缸体连接所述第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件在夹持海管位置和松放海管位置之间运动。
进一步，还包括支撑底座和多个转动连接所述支撑底座的支撑滚轮，所述支撑滚轮开设容置所述海管的槽体。
本发明的技术效果在于：(1)多节管道依次通过海管组对系统进行组对并焊接，然后进入无损检验工作间进行检测，最后进入节点涂敷工作间进行节点涂敷，提高海底管道连接的稳定性。
(2)海管夹紧装置对海管进行夹持，以保证在各工作站作业期间海管不会因为涨、落潮等环境因素发生窜动，从而保证作业人员及设备安全。
(3)在保证海管施工工艺的基础上，大大减少了对铺管船的依赖。
附图说明
图1是根据本发明的海底管道拖拽系统的布置示意图；
图2是根据本发明的海底管道陆地接长场地的布置示意图；
图3是根据本发明的海管组对系统的布置示意图；
图4是根据本发明的焊接无损检验工作间和节点涂敷工作间的布置示意图；
图5是根据本发明的支撑滚轮组和沙包的布置示意图；
图6是根据本发明的海底管道陆地接长作业线基础的结构示意图；
图7是图6的A部结构示意图；
图8是图6的B部结构示意图；
图9是图6的C部结构示意图；
图10是根据本发明的支撑小车的主视图；
图11是根据本发明的支撑小车的侧视图；
图12是根据本发明的海管组对系统的结构示意图；
图13是根据本发明的焊接、无损检验工作间的结构示意图；
图14是根据本发明的节点涂敷工作间的结构示意图；
图15是根据本发明的海管夹紧装置的结构示意图；
图16是根据本发明的支撑滚轮的俯视图；
图17是根据本发明的支撑滚轮的侧视图。
其中，1-临时码头；2-海管存储区域；3-临时道路；4-海底管道陆地接长作业线；5-休息区；6-浮筒存储区；7-海管组对系统；8-焊接、无损检验工作间；9-节点涂敷工作间；10-拖拽系统；11-支撑小车；12-海管夹紧装置；13-支撑底座；14-支撑滚轮；15-发电机；16-空压机；17-无损检验评片集装箱；18-沙包；41-地基作业段；42-沙垫作业段；71-工字钢架；72-分体式手动液压前进顶；73-电动葫芦；82-换气扇；83-空调；91-喷砂机；92-第一料罐；93-第二料罐；101-线性绞车；102-钢缆；103-支撑钢板；104-地锚；105-钢缆滚筒；106-钢板桩；107-轨枕；108-铁轨；111-滚轮；112-连接架；113-弧形支撑板；121-工字钢；122-第一液压缸、123-第二液压缸、124-第一夹持件；125-第二夹持件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图2、图3、图4和图5所示，一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，包括以下步骤：S1：在一侧岛屿布置海管陆地接长场地；S2：陆地接长作业线上布置有海管组对系统7、焊接、无损检验工作间8和节点涂敷工作间9；S3：吊装多节管道至陆地接长作业线，多节管道依次通过海管组对系统7、焊接、无损检验工作间8和节点涂敷工作间9进行焊接、检测和涂敷，以形成用于铺设至海底的海管；S4：采用管道拖拽系统10将完成接长的海管逐步拖拉离开海管陆地接长场地，直至移动至对面岛屿的海底管道铺设位置。
根据本发明的具体实施例，一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，包括以下步骤：S1：一侧岛屿布置为海管陆地接长场地，海管陆地接长场地由临时码头1、海管存储区域2、临时道路3、海底管道陆地接长作业线4、休息区5及浮筒存储区6组成，其中海底管道接长作业线包括发电机15、空压机16及无损检验评片集装箱17；S2：陆地接长作业线上布置有海管组对系统7，在每两节管道的对接处设置有焊接、无损检验工作间8，在无损检验工作间8后布置节点涂敷工作间9；S3：在一号工作站绞车、对中桁架的配合下完成海管组对和封底人工焊接工作；二号、三号工作站完成剩余焊接工作。在四号工作站内进行焊接节点无损检测工作。如检测到焊接缺陷，在四号焊接站内完成返修后继续无损检测直至满足要求。在五号工作站内进行海管节点涂覆工作；S4：选择另一侧岛屿布置线性绞车101、钢缆102、支撑钢板103、地锚104、钢缆滚筒105等组成海底管道拖拽系统10，采用管道拖拽系统10移动海管，直至移动至到海底管道的铺设位置。
具体的，焊接工作间可有两个，海管组对系统有两套。
如图1所示，一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，步骤S4中：管道拖拽系统10包括线性绞车101、缆绳、两个地锚104和钢缆滚筒，线性绞车101通过缆绳连接两个地锚104，两个地锚104固定线性绞车。
根据本发明的具体实施例，一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，管道拖拽系统10包括线性绞车101、第一缆绳、第二缆绳、第一地锚、第二地锚和钢缆滚筒，线性绞车101连接第一缆绳和第二缆绳，第一缆绳连接第一地锚，第二缆绳连接第二地锚，海底管道通过线性绞车拖拽至本侧岛屿。
如图6、图7、图8和图9所示，步骤S1中，一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，步骤S1中：海管陆地接长场地设置有陆地接长作业线，陆地接长作业线包括相连接的地基作业段41和沙垫作业段42，支撑小车可在铁轨108上进行移动，海管和小车在摩擦力的作用下相对静止，进而带动海管进行移动，提高海管焊接、检测和涂敷过程中的稳定性。
具体的，陆地接长作业线还包括钢板桩106、轨枕107和铁轨108，海底管道陆地接长作业线4基础包括由上、下两部分，在所需承载力较低的区域，下部基础主要由压实的沙垫组成；在所需承载力较高区域，由钢板桩墙焊接工字钢横、竖梁组成，基础上部由钢板、轨枕107、铁轨108组成。
具体的，陆地接长作业线整体与地面呈一定角度(1°到1.5°之间)。
如图10和图11所示，陆地接长作业线上设置有多个支撑小车11，支撑小车11包括多个滚轮111、连接架112和弧形支撑板113，连接架112底部转动连接多个滚轮111，连接架112顶部固定有用于放置海管的弧形支撑板113，实现对海管的支撑和位置的调整，以及焊接后海管的运输。
具体的，每一根标准长度海管(12.192米)由两个支撑小车11配合在作业线铁轨108上滑行。
如图12所示，步骤S2中：海管组对系统7包括两个组对组件。
如图12所示，每个组对组件包括工字钢架71、两个分体式手动液压前进顶72和电动葫芦73，工字钢架71两侧内壁固定有两个用于调节海管横向位置的分体式手动液压前进顶72，工字钢架71上侧内壁固定有用于调节海管纵向位置的电动葫芦73。
根据本发明的具体实施例，海管组对系统7由工字钢组成主体结构，由两侧液压千斤顶负责调节海管横向位移，由上部电动葫芦73提供海管竖向位移，配合外对口器进行海管组对工作，调整两个组对组件进而对两个管道的位置进行调整，以为下一道焊接工序做准备。
具体的，工字钢架71两侧内壁固定有分体式手动液压前进顶72，工字钢架71上侧内壁固定有用于调节海管纵向位置的电动葫芦73，启动两个分体式手动液压前进顶72和电动葫芦73，实现对海管的横向位置和纵向位置进行调整。
如图13所示，焊接无损检验工作间8包括由活动板房组成的密封检验箱体，密封作业箱体设有换气扇82和空调83。
根据本发明的具体实施例，焊接无损检验工作间8由活动板房组成，为施工作业组成密闭空间，作业站带排风系统，避免了焊接等工艺产生的废气集聚在作业空间内，工作间自带空调系统，避免天气炎热影响作业效率及人员安全。
如图14所示，节点涂敷工作间9与焊接无损检验工作间8结构相同，并且节点涂敷工作间9大于焊接无损检验工作间8。
根据本发明的具体实施例，节点涂敷工作间9形式与焊接无损检验工作间8类似，空间略大于后者。两种工作间均由活动板房组成，内置空调、排风扇等设施。
具体的，节点涂敷工作间9还包括喷砂机91、第一料罐92和第二料罐93，喷砂机91喷出涂料对管道进行涂敷。
如图15所示，靠近节点涂敷工作间9设有海管夹紧装置12，海管夹紧装置12包括工字钢121、第一液压缸122、第二液压缸123、第一夹持件124和第二夹持件125，陆地接长作业线固定工字钢121，工字钢121连接第一液压缸122的缸体和第二液压缸123的缸体，第一液压缸122的输出轴连接第一夹持件124，第二液压缸123的缸体连接第二夹持件125，第一夹持件124和第二夹持件125在夹持海管位置和松放海管位置之间运动，在完成海管走管后，由液压缸驱动加管框架夹紧海管并提供不小于10吨的轴向加持力，以保证在各工作站作业期间海管不会因为涨、落潮等环境因素发生窜动，从而保证作业人员及设备安全。
如图16和17所示，支撑底座13和多个转动连接支撑底座的支撑滚轮14，支撑滚轮111开设容置海管的槽体。
根据本发明的具体实施例，支撑滚轮111由下部与钢板桩焊接在一起的工字钢底座和滚轮111组组成，由工字钢斜撑加固，前后带腰鼓滚轮111。支撑滚轮111在工作中本身具备一定倾角(≤5°)能力，用来提供海管铺设形成上弯段所需支返力。
在支撑滚轮111后，由施工人员在海管上安装登陆拖拉浮筒以减轻海管在水中重量，从而减小登陆拖拉张力。
在各站完成所有工作后，由海管登陆点线性绞车101开始登陆拖拉。拖拉开始后，海管由于摩擦力的原因连同小车相对铁轨108上缓慢滑行。在拖拉过程中，需密切注意海管及钢制小车在铁轨108上的运行状态。如有必要，可分多次拖拉以保证海管在作业线端拖拉距离近似等于一根单节点海管长度(12.192米)。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在一侧岛屿布置海管陆地接长场地；
S2：海管陆地接长场地上布置有海管组对系统、焊接工作间、无损检验工作间和节点涂敷工作间；
S3：吊装多节管道至海管陆地接长场地，多节管道依次通过海管组对系统、焊接工作间、无损检验工作间和节点涂敷工作间进行焊接、无损检验和涂敷，以形成用于铺设至海底的海管；
S4：采用管道拖拽系统将完成接长的海管逐步拖拉离开海管陆地接长场地，直至移动至对面岛屿的海底管道铺设位置。
2.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述步骤S4中：所述管道拖拽系统包括线性绞车、缆绳、两个地锚和钢缆滚筒，所述线性绞车通过所述缆绳连接两个所述地锚进行固定。
3.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述步骤S1中：所述海管陆地接长场地设置有陆地接长作业线，所述陆地接长作业线包括海底管道陆地接长作业线基础、支撑小车、海管组对系统、焊接无损检验工作间、节点涂敷工作间、海管夹紧装置、支撑滚轮组等。
4.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述步骤S1中：陆地接长作业线上设置有多个所述支撑小车，所述支撑小车包括多个滚轮、连接架和弧形支撑板，所述连接架底部转动连接多个所述滚轮，所述连接架顶部固定有用于放置海管的所述弧形支撑板。
5.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述步骤S2中：所述海管组对系统包括两个组对组件。
6.根据权利要求5所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，每个所述组对组件包括工字钢架、两个分体式手动液压千斤顶和电动葫芦，所述工字钢架两侧内壁固定有两个用于调节海管横向位置的所述分体式手动液压千斤顶，所述工字钢架上侧内壁固定有用于调节海管纵向位置的所述电动葫芦。
7.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述焊接、无损检验工作间包括由活动板房组成的密封检验箱体，所述密封作业箱体设有换气装置。
8.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，所述节点涂敷工作间与所述焊接无损检验工作间结构相同，并且所述节点涂敷工作间的空间大于所述焊接、无损检验工作间。
9.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，靠近所述节点涂敷工作间设有所述海管夹紧装置，所述海管夹紧装置包括工字钢、第一液压缸、第二液压缸、第一夹持件和第二夹持件，陆地接长作业线固定所述工字钢，所述工字钢连接所述第一液压缸的缸体和所述第二液压缸的缸体，所述第一液压缸的输出轴连接所述第一夹持件，所述第二液压缸的缸体连接所述第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件在夹持海管位置和松放海管位置之间运动。
10.根据权利要求1所述的岛屿间进行长距离、大管径海底管道铺设的方法，其特征在于，还包括支撑底座和多个转动连接所述支撑底座的支撑滚轮，所述支撑滚轮开设容置所述海管的槽体。
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