CN1290829A - 滩海登陆管道拖管方法及专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种滩海登陆管道拖管方法及专用装置,属于海底管道铺设施工技术领域。该方法是先在滩海内港岸上预制出长管段,绑上浮筒,再由轨道上多台托管小车将长管段及浮筒发送入海,再由拖轮拖管至滩海管道登陆海域,然后由陆上拖拉机、卷扬机在浅水拖轮配合下,将长管段首端拖至登陆点,最后解筒沉管至海床。专用发送装置包括入海发送装置、浮筒、绑解筒装置、拖管头等。主要优点是工效高,节省大量设备器材,确保工程质量。

Description

滩海登陆管道拖管方法及专用装置

本发明涉及到海底管道拖管就位施工方法及专用装置和机具，尤其是滩海登陆管道拖管方法及专用装置。

胜利埕岛油田位于黄河入海口浅水海域，是典型的滩海油田，近岸两公里水深不到两米，铺管船等大型海上施工设备无法进入施工，尤其是滩海近岸登陆管道铺设施工，更是一大技术难题。前几年，我们采用拖管入海法施工过几十条滩海管道，其中有三条是滩海登陆管道。该施工方法的特点是先在管道登陆点附近设置一个临时预制场地，预制出一公里以上的长管段(一般是内管加套管的复合管)，并绑上若干浮筒，再由多台拖拉机、卷扬机、吊管机及海里的拖船一起拖入海，直至长管段的尾端到达登陆点，长管段在海里就位。这种拖管方法的主要缺点是需用多台大型拖拉牵引设备，要求拖船拖力足够大并且吃水浅。由于机动设备多，施工场面大，很难统一指挥，若不能协调同步，就不能形成足够大的合力，并且管段外防腐层很容易磨损碰伤。因此工效较低，成本较高，工程质量也难保证。经检索，有一项意大利在中国申请的发明专利，名称为“大型水下管线从陆地下水的方法”(申请号86108852)，拖管方法与我们的上述方法相似，但不适用于这种滩海登陆管道铺设施工，解决不了我们的施工难题。

随着我国环渤海区域海上油气田的加速开发，滩海登陆管道铺设工作量逐年大幅度增加，以往的施工方法及装置已无法适应海上油气资源大开发的迫切需要。本发明的目的就在于针对我国滩海油田开发的特殊情况，研究并提供一种更加先进的滩海登陆管道拖管方法及专用装置，进一步提高工效，降低成本，使管段外防腐层免受损伤，确保工程质量。

上述目的是由下述技术方案实现的。

滩海登陆管道拖管方法的技术特征是：先在滩海内港岸边的预制厂将短钢管焊接预制成长管段，再用预制厂的专用轨道及均布于轨道上的多台专用托管发送小车将长管段发送入海，然后用拖轮将漂浮状态的长管段拖至滩海管道登陆段海域，最后再由浅水小拖轮配合陆地拖拉和牵引设备，沿登陆管道设计路由，从海上向岸上将长管段的首端拖至登陆点，并将其沉放到海床就位，该方法施工流程可归纳为如下七步：

第一步，在滩海内港岸边预制厂预制长管段。

第二步，在长管段上均匀绑扎若干浮筒。

第三步，由轨道托管车式专用发送装置将长管段及其绑扎好的浮筒一起发送入海。

第四步，在海上由拖轮将漂浮状态的长管段及其浮筒一起拖至滩海管道登陆段海域，解拖并与陆地送来的拖缆挂接。

第五步，由陆地拖拉机、卷扬机等牵引设备通过拖缆牵引长管段首端，使其平稳匀速由海上向登陆点靠近。与此同时，由尾拖轮牵引管尾拖缆向后施加一定的拉力，使漂浮状态的长管段保持直线状态；长管段中部左右两侧各有一只浅水驳船，用来牵拉调整长管段的轨迹处于设计路由，直至长管段的首端到达登陆地点。

第六步，长管段解脱浮筒、下沉海床就位。在用棕绳向长管段上捆绑浮筒时，有一根直径12毫米的钢丝绳已被绑在所有棕绳底下，钢丝绳两端各系一个浮漂。解筒时，由解筒机动艇捞起两端浮漂，并沿长管段相向前进，同时用机动艇上的绞盘收紧拽拉钢丝绳，即可割断绑筒棕绳，将所有浮筒依次解脱，长管段准确就位于海底。

第七步，回收浮筒。所有浮筒轴心都有一根中心管，每10个浮筒为一组，预先由一根钢丝绳穿过10个浮筒的中心管。解筒后各个浮筒不会分散，能一起回收。

上述拖管方法的专用装置包括动力设备和专用机具两大部分。其中动力设备包括长管段下海专用发送装置、拖拉机、卷扬机及与其配套的转向桩和牵引拖缆等，另外，还有海上拖轮、浅水拖轮、机动艇和绞盘等；专用机具包括浮筒、浮筒绑解装置和拖管头等。

上述长管段下海专用发送主要由固定式双轨道及均布于双轨道上的多台托管发送小车、小车回收转盘和托管导向架组成，双轨道的长度1．2～1．5公里，托管发送小车10～15辆。既可用来预制焊接长管段，也可用来向海中发送长管段。

上述浮筒为管状密封结构，由筒体、内横隔板和穿绳中心钢管组成。筒体为圆管形，其两端为圆锥形。内有三道横隔板，将浮筒内部分为四个独立密闭空间，并有支撑加强作用。穿绳中心钢管位于其轴心线上，并伸出浮筒两端，回收浮筒的钢丝绳可从中穿过。浮筒长3～4米，直径0．5～0．6米。

上述浮筒绑解装置由绑筒管卡、绑筒鼻子、橡胶护垫、解筒棕绳、解筒钢丝绳、浮筒串联回收绳和浮漂组成。绑筒管卡分为上、下两半片，由两边螺栓连接夹紧，安装到长管段上，上半片两侧焊接两个绑筒鼻子。橡胶护垫位于绑筒管卡内表面。解筒钢丝绳从所有绑筒棕绳下穿过。浮筒串联回收绳从每组浮筒的中心钢管穿过。浮漂系于解筒钢丝绳两端。

上述拖管头焊接于长管段首端，由管体、后加强板、后环形封板、前锥形封板、前导向短管、内横挡板、栓拖缆桩和管端大小挡头组成。管体前端是前锥形封板，锥形封板轴心处有前导向短管。栓拖缆桩从管体前部横向穿过。内横挡板位于管体中部。由这些部件组焊成一个整体。后环形封板套到被拖长管段的首端，并焊上后加强板。管端大小挡头焊到长管段端面上，管体后端面与后环形封板焊成一体。

本发明按上述技术方案实施后，若干条滩海登陆管道铺设施工可共用一个内港岸边的常设预制厂。该预制厂的长管段下海发送装置还可用来预制焊接各种规格的复合管长管段，不但节省大量投资，而且工作条件和作业环境都比登陆点的临时预制场地好得多，有利于提高长管段预制工效和确保预制质量。由于改用轨道小车式专用发送装置向海中发送长管段，既节省了近20台(辆)拖拉机、牵引设备和器材、人力，又有利于施工现场统一指挥，确保安全施工，拖管工效大大提高，管道外防腐层受到有效保护，海底管道使用寿命可得到保证。本发明的一些专用机具结构简单，造价不高，并且可多次反复使用，其综合施工成本大大降低。

附图1是本发明滩海登陆管道拖管方法施工流程方框图。

附图2是本发明由陆地发送长管段入海示意图。

附图3是本发明在海上拖管段至登陆海域示意图。

附图4是本发明由滩海近岸浅水区向陆上返回拖管登陆示意图。

附图5是本发明在长管段上绑扎浮筒轴向示意图。

附图6是本发明在长管段上绑、解浮筒海上示意图。

附图7是本发明中的浮筒结构示意图。

附图8是本发明中的拖管头结构示意图。

结合附图对本发明的实施例阐述如下：

附图2中，1是发送轨道，2是托管发送小车，3是发送小车回收转盘，4是托管导向架，8是绑在长管段A上面的浮筒，A是被发送入海的长管段，E是内港池。

附图3中，5是拖轮，6是拖缆，7是拖管头，8是浮筒，9是解筒钢丝绳，10是解筒绳两端的浮漂。

附图4中，11是拖拉机，12是转向桩，13是卷扬机，14是牵引拖缆，B是海床，C是海堤公路(尾拖轮和两侧横向浅水拖轮均未画出)。

附图5中，15是浮筒穿绳中心钢管，16是浮筒串联回收绳，17是绑浮筒棕绳，18是绑浮筒鼻子，19是垫板，20是绑浮筒管卡，21是管卡紧固螺栓，22是橡胶护垫。

附图6中，23是解浮筒机动艇，24是绞盘。

附图7中，25是浮简体，26是内横隔板，27是穿绳中心钢管。

附图8中，28是拖管头管体，29是前锥形封板，30是内横挡板，31是栓拖缆桩，32是前导向短管，33是后环形封板，34是后加强板，35是管端大小挡头。

由附图1可见，本发明滩海登陆管道拖管方法施工流程分七步进行：第一步在内港岸边预制厂预制长管段，第二步在长管段上绑浮筒，第三步由专用装置发送长管段及浮筒下海，第四步由拖轮在海上拖管段至滩海登陆海域，第五步由陆地拖拉、牵引向陆地返拖管段首端至登陆点，第六步解脱浮筒、沉管至海床就位，第七步回收浮筒。

本发明拖管方法的专用装置包括动力设备和专用机具两大部分。其中的动力设备包括图2所示的长管段下海专用发送装置，图4所示的拖拉机11、卷扬机13及与其配套的转向桩12和牵引拖缆14等。另外还有图3、6中的海上拖轮5和解筒机动艇23(浅水拖轮图中未画出)。专用机具包括图2～6中的浮筒8，图5、6中的浮筒绑解装置，以及图8所示的拖管头等。

由附图2所示，长管段下海专用发送装置主要由固定式双轨道1、均布于双轨道1上的多台托管发送小车2、小车回收转盘3和托管导向架4组成。双轨道1的长度1．2～1．5公里。托管发送小车10多辆，由管段长度和重量而定。

由附图7中所示，浮筒8为管状密封结构，由筒体25、内横隔板26和穿绳中心钢管27组成。筒体25为圆管形，其两端为圆锥形。内有三道横隔板26。穿绳中心钢管27位于其轴心线上，并伸出浮筒两端。本实施例浮筒长度3．6米，直径0．56米。

由附图5、6所示，浮筒绑解装置由浮筒管卡20、绑筒鼻子18、橡胶护垫22、绑筒棕绳17、解筒钢丝绳9、浮筒串联回收绳16和浮漂10组成。绑筒管卡20分为上、下两半片，由两边螺栓21连接夹紧，安装到长管段A上。上半片两侧焊接两个绑筒鼻子18。解筒钢丝绳9从所有绑筒棕绳17底下穿过。浮筒串联回收绳16从每组浮筒的中心钢管27穿过。浮漂10系于解筒钢丝绳9的两端。

由附图8所示，拖管头焊接于长管段A的首端，由管体28、后加强板34、后环形封板33、前锥形封板29、前导向短管32、内横挡板30、栓拖缆桩31和管端大小挡头35组成。先由零部件28～32组焊成一体，再将后环形封板33套到被拖长管段A的首端，并焊上后加强板34，然后将管端大小挡头35焊到长管段A的端面上，最后将管体28与后环形封板33焊成一体。

Claims (6)

1．一种滩海登陆管道拖管方法，其特征是先在滩海内港岸边的预制厂将短钢管焊接预制成长管段，再用预制厂的专用轨道及均布于轨道上的多台专用托管发送小车将长管段发送下海，然后用拖轮将漂浮状态的长管段拖至滩海管道登陆段海域，最后再由浅水小拖轮配合陆地拖拉和牵引设备，沿登陆管道设计路由，由海上向岸上将长管段的首端拖至登陆点，并将其下沉到海床就位，该方法施工流程可归纳为如下七步进行：

第一步，在滩海内港岸边预制厂预制长管段；

第二步，在长管段上均布绑扎若干浮筒；

第三步，由轨道托管车式专用发送装置将长管段及其绑扎好的浮筒一起发送入海；

第四步，在海上由拖轮将漂浮状态的长管段及其浮筒一起拖至滩海管道登陆海域，解拖并与陆地送来的拖缆挂接；

第五步，由陆地拖拉机、卷扬机等牵引设备通过拖缆牵引长管段的首端，使其平稳匀速由海上向登陆点靠近，与此同时，由尾拖轮牵引管尾拖缆向后施加一定的拉力，使漂浮状态的长管段保持直线状态，长管段中部左右两侧各有一只浅水小驳船，用来牵拉调整长管的轨迹处于设计路由，直至长管段的首端到达登陆点；

第六步，长管段解脱浮筒、下沉海床就位，在用棕绳向长管段上捆绑浮筒时，有一根直径12毫米的钢丝绳已被绑在所有棕绳底下，钢丝绳两端各系一个浮漂，解筒时，由解筒机动艇捞起两端浮漂，并沿长管段相向前进，同时用机动艇上的绞盘收紧拽拉钢丝绳，即可割断绑筒棕绳，将所有浮筒依次解脱，长管段准确就位于海床；

第七步，回收浮筒，所有浮筒轴心都有一根中心管，每10个浮筒为一组，预先由一根钢丝绳穿过10个浮筒的中心管，解筒后各个浮筒不会分散，能一起回收。

2．上述拖管方法用的专用装置包括动力设备和专用机具两大部分，其特征是动力设备包括长管段下海专用发送装置、拖拉机、卷扬机及与其配套的转向桩和牵引拖缆，另外，还有海上拖轮、浅水拖轮、机动艇和绞盘，专用机具包括浮筒、浮筒绑解装置和拖管头。

3．根据权利要求2所述的拖管方法用的专用装置，其特征是长管段下海专用发送装置由固定式双轨道及均布于双轨道上的多台托管发送小车、小车回收转盘和托管导向架组成，双轨道的长度1．2～1．5公里，托管发送小车10～15辆。

4．根据权利要求2所述的拖管方法用的专用装置，其特征是浮筒为管状密封结构，由筒体、内横隔板和穿绳中心钢管组成，筒体为圆管形，其两端为圆锥形，内有三道横隔板，穿绳中心钢管位于其轴心线上，并伸出浮筒两端，浮筒长3～4米，直径0．5～0．6米。

5．根据权利要求2所述的拖管方法用的专用装置，其特征是浮筒绑解装置由绑筒管卡、绑筒鼻子、橡胶护垫、绑筒棕绳、解筒钢丝绳、浮筒串连回收绳和浮漂组成，绑筒管卡分为上、下两半片，由两边螺栓连接夹紧，安装到长管段上，上半片两侧焊接两个绑筒鼻子，橡胶护垫位于绑筒管卡内表面，解筒钢丝绳从所有绑筒棕绳底下穿过，浮筒串连回收绳从每组浮筒的中心钢管穿过，浮漂系于解筒钢丝绳两端。

6．根据权利要求2所述的拖管方法用的专用装置，其特征是拖管头焊接于长管段首端，由管体、后加强板、后环形封板、前锥形封板、前导向短管、内横挡板、栓拖缆桩和管端大小挡头组成，管体前端是前锥形封板，锥形封板轴心处有前导向短管，栓拖缆桩从管体前部横向穿过，内横挡板位于管体中部，由这些部件组焊成一个整体，后环形封板套到被拖长管段的首端，并焊上后加强板，管端大小挡头焊到长管段端面上，管体后端面与后环形封板焊成一体。

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