CN115199817B - 一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置及方法，该装置包括：导向公头，两导向公头按设定夹角紧固连接在圆钢筒的内壁上，且导向公头沿圆钢筒的轴向布置；导向母头，两导向母头分别连接在两导向公头上，且导向母头被配置为可在导向公头上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制；支撑方钢，至少一支撑方钢的一端与导向母头紧固连接，支撑方钢的另一端沿钢圆筒的径向延伸并与待定位的管汇基盘紧固连接。本发明可在陆地上预制，并在海上安装，无需动用额外的施工设施，且结构简易、造价低廉、安全可靠。本发明可以满足海上施工的要求，是既经济又高效的安装装置，在渤海通航区域内的油气开发工程中具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于海床泥面下的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置及方法，属于海洋工程技术领域。
背景技术
在渤海通航区域内，为了保障通航区的通航安全，交通部门不允许在该区域内建立高于海床泥面的海洋工程开发设施。因此，开发设施需要设置位于泥面以下，并设置水下生产系统防护设施，以避免和航道上的船舶发生碰撞，减少对于航路的干扰，实现对于通航区内油气资源的开发。
针对海床泥面下防护结构，钢圆筒是防护设施的重要组成部分。在使用钢圆筒防护设施时，水下生产设施及管汇被设置于钢圆筒内，并通过钢圆筒上预留的开孔与外部相连。为保证海管的顺利连接，管汇的就位位置需要根据钢圆筒的振沉情况进行调整，并要求较高的精度。
发明内容
针对上述问题，本发明的其中一个目的是提供一种适用于海床泥面下的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，其具有结构简单、造价低廉、安全可靠等特性，解决了管汇安装难以精确定位的问题；本发明的另一个目的是提供一种基于该装置的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
第一方面，本发明提供的一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，包括：导向公头，两所述导向公头按设定夹角紧固连接在圆钢筒的内壁上，且所述导向公头沿所述圆钢筒的轴向布置；导向母头，两所述导向母头分别连接在两所述导向公头上，且所述导向母头被配置为可在所述导向公头上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制；支撑方钢，至少一所述支撑方钢的一端与所述导向母头紧固连接，所述支撑方钢的另一端沿所述钢圆筒的径向延伸并与待定位的所述管汇基盘紧固连接。
所述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，优选地，所述导向公头为T型钢，所述T型钢的腹板焊接在所述钢圆筒内壁上。
所述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，优选地，所述导向母头的纵截面呈倒置的漏斗状，且所述导向母头的一侧加工有开口凹槽，开口凹槽的纵截面亦呈倒置的漏斗状，由此开口凹槽的下部扩大以便T型钢进入，所述开口凹槽的上部与所述T型钢的翼缘板相配合并与之相互嵌套，从而使所述导向母头可在所述T型钢上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制。
第二方面，本发明提供的一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法，基于上述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，该方法包括以下步骤：
S1.在陆地预制钢圆筒时，将导向公头紧固连接在钢圆筒内壁上，并随钢圆筒一并振沉至海床泥面以下；
S2.预制导向母头和支撑方钢，并将二者紧固连接在一起；
S3.测量钢圆筒上导向公头的就位位置，并计算支撑方钢在管汇基盘上的焊接位置及角度；
S4.按照计算结果对支撑方钢进行切割并将支撑方钢与管汇基盘紧固连接；
S5.将管汇基盘与导向母头和支撑方钢整体吊装下放，使导向公头与导向母头对齐；
S6.继续下放管汇使导向公头及导向母头对接；
S7.继续下放管汇至铺设好的碎石垫层就位，由此使钢圆筒和管汇基盘相对位置固定。
所述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法，两个所述导向母头之间具有一定的高度差。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明通过导向公头与导向母头的相互固定，能够精准定位，控制管汇与采油树之间的方位角，保障管汇上海管与钢圆筒开孔的精准对位。
2、本发明导向公头可在陆地进行安装，支撑方钢和导向母头可在钢圆筒就位后，根据其就位情况进行现场焊接，最大程度减少了潜水员的水下作业，安全可靠并减小了安装难度。
3、本发明设施安装过程中，除常规的管汇下放设备外，无需动用其他设备，大大减少工程建设成本。
4、本发明因其自身结构简单、易于实施、造价低廉与精准度高等优势，解决了管汇难以就位的困难，使位于海床泥面下钢圆筒防护水下生产系统可以大规模应用于通航区内的油气生产工作，适用于通航区水下钢圆筒防护生产系统中管汇的安装和定位，在通航区油气田开发中具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的管汇安装定位装置的俯视结构示意图；
图2为本发明该实施例提供的管汇安装定位装置的侧视结构示意图；
图3(a)-(c)为本发明导向母头及支撑方钢的三视图；
图4为本发明导向公头和导向母头连接时的状态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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“上”、“下”等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系统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。
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“装配”、“设置”、“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。
本发明提供的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，包括：导向公头，两导向公头按设定夹角紧固连接在圆钢筒的内壁上，且导向公头沿圆钢筒的轴向布置；导向母头，两导向母头分别连接在两导向公头上，且导向母头被配置为可在导向公头上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制；支撑方钢，至少一支撑方钢的一端与导向母头紧固连接，支撑方钢的另一端沿钢圆筒的径向延伸并与待定位的管汇基盘紧固连接。本发明可在陆地上预制，并在海上安装，无需动用额外的施工设施，且结构简易、造价低廉、安全可靠。本发明可以满足海上施工的要求，是既经济又高效的安装装置，在渤海通航区域内的油气开发工程中具有广阔的应用前景。
下面，结合附图对本发明实施例提供的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置进行详细的说明。
如图1至图4所示，本实施例提供的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，包括：导向公头1，两导向公头1按设定夹角紧固连接在圆钢筒4的内壁上，且导向公头1沿圆钢筒4的轴向布置；导向母头2，两导向母头2分别连接在两导向公头1上，且导向母头2被配置为可在导向公头1上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制；支撑方钢3，至少一支撑方钢3的一端与导向母头2紧固连接，支撑方钢2的另一端沿钢圆筒4的径向延伸并与待定位的管汇基盘5紧固连接。
上述实施例中，优选地，导向公头1为T型钢，T型钢的腹板焊接在钢圆筒4内壁上。
上述实施例中，优选地，导向母头2的纵截面呈倒置的漏斗状，且导向母头2的一侧加工有开口凹槽，开口凹槽的纵截面亦呈倒置的漏斗状，由此开口凹槽的下部扩大以便T型钢进入，开口凹槽的上部与T型钢的翼缘板相配合并与之相互嵌套，从而使导向母头2可在T型钢上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制。
基于上述实施例提供的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，本发明还提出了一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法，包括以下步骤：
S1.在陆地预制钢圆筒4时，将导向公头1焊接在钢圆筒4内壁上，并随钢圆筒4一并振沉至海床泥面6以下；
S2.预制导向母头2和支撑方钢3，并将二者焊接在一起；
S3.测量钢圆筒4上导向公头1的就位位置，并计算支撑方钢3在管汇基盘5上的焊接位置及角度；
S4.按照计算结果对支撑方钢3进行切割并将支撑方钢3与管汇基盘5焊接，做好下放准备；
S5.将管汇基盘5与导向母头2和支撑方钢3整体吊装下放，潜水员入水至钢圆筒4附近观察，使导向公头1与导向母头2对齐；
S6.继续下放管汇使导向公头1及导向母头2对接；
S7.继续下放管汇至铺设好的碎石垫层7就位，由此使钢圆筒和管汇基盘相对位置固定。
上述实施例中，优选地，两个导向母头2之间具有一定的高度差，以避免管汇基盘下放在过程中需同时对齐两组导向公头1，大大减少施工难度。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (3)
1.一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，其特征在于，包括：
导向公头(1)，两所述导向公头(1)按设定夹角紧固连接在圆钢筒(4)的内壁上，且所述导向公头(1)沿所述圆钢筒(4)的轴向布置；
导向母头(2)，两所述导向母头(2)分别连接在两所述导向公头(1)上，且所述导向母头(2)被配置为可在所述导向公头(1)上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制；
支撑方钢(3)，至少一所述支撑方钢(3)的一端与所述导向母头(2)紧固连接，所述支撑方钢(2)的另一端沿所述钢圆筒(4)的径向延伸并与待定位的管汇基盘(5)紧固连接；
所述导向公头(1)为T型钢，所述T型钢的腹板焊接在所述钢圆筒(4)内壁上；
所述导向母头(2)的纵截面呈倒置的漏斗状，且所述导向母头(2)的一侧加工有开口凹槽，开口凹槽的纵截面亦呈倒置的漏斗状，由此开口凹槽的下部扩大以便T型钢进入，所述开口凹槽的上部与所述T型钢的翼缘板相配合并与之相互嵌套，从而使所述导向母头(2)可在所述T型钢上沿轴向方向自由滑动但其他方向的运动被限制。
2.一种钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法，基于如权利要求1所述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.在陆地预制钢圆筒(4)时，将导向公头(1)紧固连接在钢圆筒(4)内壁上，并随钢圆筒(4)一并振沉至海床泥面(6)以下；
S2.预制导向母头(2)和支撑方钢(3)，并将二者紧固连接在一起；
S3.测量钢圆筒(4)上导向公头(1)的就位位置，并计算支撑方钢(3)在管汇基盘(5)上的焊接位置及角度；
S4.按照计算结果对支撑方钢(3)进行切割并将支撑方钢(3)与管汇基盘(5)紧固连接；
S5.将管汇基盘(5)与导向母头(2)和支撑方钢(3)整体吊装下放，使导向公头(1)与导向母头(2)对齐；
S6.继续下放管汇使导向公头(1)及导向母头(2)对接；
S7.继续下放管汇至铺设好的碎石垫层(7)就位，由此使钢圆筒(4)和管汇基盘(5)相对位置固定。
3.根据权利要求2所述的钢圆筒防护水下生产系统管汇安装定位方法，其特征在于，两个所述导向母头(2)之间具有一定的高度差。
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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 | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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