RU97117349A - Способ соединения подводных трубопроводов, в частности, пригодный для больших глубин и больших диаметров - Google Patents

Claims (28)

1. Способ соединения подводных трубопроводов, в частности, пригодный для больших глубин и оптимизированный для больших диаметров, использующий судно поддержки с установленным на нем краном и дистанционно управляемые транспортные средства для выполнения работ на дне моря и поддержки, отличающийся наличием следующих стадий
а) предварительный монтаж трубопровода, называемого внутрибортовым, на закрепленной на дне моря раме;
b) укладка трубопровода, называемого внебортовым, снабженного поплавковыми баками, тормозными цепями и монтажной опорной рамой, с помощью укладочной баржи, и оставление этого внебортового трубопровода в заданном районе укладки;
f) монтаж метрологической системы для определения расстояния и углового расхождения между двумя подлежащими соединению концами трубопроводов;
g) сборка соединительной системы, обладающей телескопическими свойствами, с использованием результатов измерения метрологической системы и с использованием специальной рамы, установленной на борту указанного судна поддержки;
h) установка указанной соединительной системы на закрепленной на дне моря раме и соединение указанной соединительной системы с концами трубопроводов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что укладку монтажной опорной рамы производят в следующей последовательности: укладывают внебортовой трубопровод, соединяют один конец трубопровода на борту укладочной баржи со специальной лебедкой, устанавливают монтажную опорную раму, укладывают внебортовой трубопровод с установленной монтажной опорной рамой с помощью специальной лебедки в предусмотренном районе укладки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что укладку монтажной опорной рамы производят в следующей последовательности
останавливают процесс укладки внебортового трубопровода при достижении последней трубы внебортового трубопровода первого натяжного устройства укладочной баржи, сваривают нижнюю секцию монтажной опорной рамы с последней трубой внебортового трубопровода и присоединяют специальный укладочный трос, соединенный с укладочной лебедкой, к другому концу нижней секции, в то время как натяжные устройства укладочной баржи удерживают в напряженном состоянии;
отпускают и раскрывают до максимально допустимой ширины натяжные устройства укладочной баржи для пропускания указанной нижней секции и начинают укладочный процесс, пока нижняя секция не пройдет через последнее натяжное устройство укладочной баржи;
останавливают процесс укладки для монтажа верхней секции указанной монтажной опорной рамы, которую подводят с помощью троса судового крана и приваривают к нижней секции, и затем монтируют на монтажной опорной раме необходимые поплавковые баки, тормозные цепи и акустический ретранслятор в зависимости от ее веса, и снова начинают процесс укладки, пока указанная монтажная опорная рама не перейдет последний стингер укладочной баржи;
останавливают процесс укладки и монтируют опорную плиту монтажной опорной рамы, которую подводят тросом судового крана и водолазы устанавливают и монтируют эту опорную плиту с помощью болтов в предусмотренном месте на монтажной опорной раме;
продолжают укладку до расположения монтажной опорной рамы в предусмотренном районе опускания.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между стадиями b) и f) по п. 1 выполняют следующие стадии
с) подъем внебортового трубопровода, причем подъем внебортового трубопровода производят посредством опускания тормозных цепей с поплавковых баков на дно моря, при этом тормозные цепи остаются постоянно соединенными с поплавковыми баками стальной проволокой;
d) монтаж подводной лебедки в предусмотренном месте, снабженном направляющими колоннами, внутри закрепленной на дне моря рамы с помощью судового крана с последующим закреплением подводной лебедки на направляющих колоннах с помощью гидравлических затворов;
е) соединение дистанционно управляемого транспортного средства с подводной лебедкой и приведение в действие лебедки с помощью этого транспортного средства для разматывания троса этой подводной лебедки, при поддержке второго дистанционно управляемого транспортного средства, которое подводит и соединяет конец троса с внебортовым трубопроводом, наматывает трос и следует за отклонением внебортового трубопровода в район соединения, определяемый расположением укрепленной на дне моря рамы, опускает внебортовой трубопровод посредством подъема тормозных цепей и их переноса на поплавковые баки, отсоединение каждого узла, состоящего из поплавкового бака и соединенных с ним тормозных цепей, от внебортового трубопровода и поднятие на судно указанных узлов.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что установку подводной лебедки производят в следующей последовательности
опускают и устанавливают две направляющие колонны, одну короткую и другую длинную, с использованием троса судового крана при поддержке дистанционно управляемого транспортного средства, которое заводит их в специальные приемные гнезда для направляющих колонн, предусмотренные на опорной плите, расположенной на закрепленной на дне моря опорной раме;
устанавливают малую подводную лебедку с помощью второго дистанционно управляемого транспортного средства, используемого также в качестве поставщика гидравлической энергии, в предусмотренном месте на закрепленной на дне моря раме;
опускают подводную лебедку, снабженную скользящими центрирующими кольцами для монтажа без направляющих тросов, и останавливают операцию опускания по меньшей мере в 5 м над закрепленной на дне моря рамой;
соединяют трос малой подводной лебедки с одним из центрирующих колец подводной лебедки с помощью первого дистанционного управляемого транспортного средства;
приводят в действие малую подводную лебедку с одновременным медленным опусканием подводной лебедки судовым краном пока центрирующие кольца не войдут в контакт с обеими направляющими колоннами;
отсоединяют трос малой подводной лебедки с помощью первого дистанционно управляемого транспортного средства и устанавливают подводную лебедку в конечное положение.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку подводной лебедки производят с использованием направляющих тросов.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подъем на судно узлов, состоящих из поплавкового бака и тормозных цепей, производят в следующей последовательности: опускают балластный груз и соединяют указанный балластный груз к единичному указанному узлу, отсоединяют узел посредством открывания хомутов, удерживающих их на трубопроводе, с помощью дистанционно управляемого транспортного средства, с последующим всплытием указанного узла с прикрепленным балластным грузом на поверхность, повторяют вышеуказанные стадии для каждого узла, состоящего из поплавкового бака и тормозных цепей, установленного на внебортовом трубопроводе.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что метрологическая система является механической системой.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что механическая метрологическая система состоит из двух соединенных шарниром рычагов, каждый из которых на конце снабжен шаровым соединением, в свою очередь соединенным с помощью гидравлически открываемого затвора с монтажной плитой, снабженной центрирующим раструбом для поддержки и упрощения монтажной фазы с использованием направляющих колонн, при этом шарнир и шаровые соединения снабжены гидравлической системой для запирания/открывания их с помощью дистанционно управляемого транспортного средства.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение расстояния и углового расхождения между подлежащими соединению концами трубопровода выполняют в следующей последовательности
опускают и устанавливают механическую метрологическую систему по п. 9, при этом все подвижные секции, т.е. два шаровых соединения и шарнир, находятся в незакрытом положении во время фазы опускания и установки;
приводят в действие с помощью дистанционно управляемого транспортного средства гидравлический контур, который фиксирует конфигурацию механической метрологической системы в положении измерения путем запирания обоих шаровых соединений и центрального шарнира;
открывают с помощью указанного дистанционно управляемого транспортного средства гидравлические запоры, соединяющие конечности рычагов с монтажными плитами, для подъема механической метрологической системы без монтажных плит, с целью максимального ограничения сил, воздействующих на шаровые соединения и центральный шарнир, и затем поднимают на судно по отдельности механическую метрологическую систему и монтажные плиты.

11. Способ по пп. 1-9, отличающийся тем, что установку механической метрологической системы производят в следующей последовательности
соединяют с помощью дистанционно управляемого транспортного средства оба троса малых подводных лебедок, установленных перед этим в определенных местах внутри закрепленной на дне моря рамы, с монтажными плитами механической метрологической системы и одновременно приводят в действие малые подводные лебедки с помощью второго дистанционно управляемого транспортного средства при медленном опускании механической метрологической системы на тросе судового крана;
останавливают процесс при вхождении в контакт направляющих раструбов механической метрологической системы с обоими направляющими колоннами, установленными на закрепленной на дне моря рамы и отсоединяют тросы указанных малых подводных лебедок, и устанавливают механическую метрологическую систему в конечное положение.

12. Способ по пп. 1-9, отличающийся тем, что установку механической метрологической системы производят с использованием направляющих тросов.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что метрологическая система является акустической системой.

14. Способ по п. 13, в котором акустическая метрологическая система состоит из транспондерного блока, используемого в качестве источника акустического сигнала и процессорного блока, и установленного на опорной плите, снабженной установочными конусами, измеряющего расстояние от установочных конусов до отражательного блока, установленного в заданном месте на закрепленной на дне моря раме или на конце внутрибортового трубопровода.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение расстояния и углового расхождения между подлежащими соединению концами трубопровода выполняют в следующей последовательности
проводят измерения с помощью акустической метрологической системы по п. 14;
опускают опорную плиту акустической метрологической системы с помощью троса судового крана и устанавливают на монтажной опорной раме с помощью дистанционно управляемого транспортного средства, на котором установлен также транспондерный блок;
устанавливают транспондерный блок на внешнем установочном конусе и устанавливают отражательный блок на внутреннем установочном конусе для измерения вертикального отклонения монтажной опорной рамы, затем выравнивают транспондерный блок по отношению к горизонтальной плоскости и нацеливают на отражательный блок для измерения указанного отклонения монтажной опорной рамы по отношению к вертикальной плоскости;
снимают отражательный блок с помощью второго дистанционно управляемого транспортного средства и нацеливают транспондерный блок на каждый из трех экранов, установленных на отражательном блоке, размещенном на закрепленной на дне моря раме, и определяют расстояние от каждого экрана до транспондерного блока;
перемещают транспондерный блок с внешнего установочного конуса на внутренний установочный конус и нацеливают транспондерный блок на каждый из трех экранов, установленных на отражательном блоке, размещенном на закрепленной на дне моря раме, и определяют расстояние от каждого экрана до транспондерного блока.

16. Способ по пп. 8 или 9, отличающийся тем, что сборку на борту судна поддержки соединительной системы производят в следующей последовательности:
устанавливают механическую метрологическую систему на сборочную раму, установленную на борту судна, и состоящую из опорной конструкции, с установленными на ней двумя подвижными секциями, каждая из которых содержит две скользящие опорные плиты, аналогичные установленными под водой плитам, т.е. опорной плите монтажной опорной рамы и опорной плите внутрибортового трубопровода, поддерживаемые двумя шаровыми соединениями, при этом на каждой опорной плите установлен макет настоящих раструбов, установленных на концах подлежащих соединению трубопроводов;
выравнивают две указанные опорные плиты сборочной рамы в соответствии с положением монтажной плиты механической метрологической системы;
закрепляют конфигурацию опорных плит посредством сварки всех подвижных секций указанных плит и затем отсоединяют механическую метрологическую систему;
устанавливают монтажные плиты указанной соединительной системы на опорные плиты сборочной рамы, при этом соединительная система включает помимо монтажных плит, в основном, две секции, одна из которых содержит механическое соединительное средство, приваренное к секции трубопровода с теми же характеристиками, что и подводный трубопровод, и снабженную двумя поддерживающими или центрирующими манжетами для обеспечения удлинения системы, а другая секция содержит механическое соединительное средство, приваренное к секции трубопровода с теми же характеристиками, что и подводный трубопровод, и снабженную двумя поддерживающими/центрирующими манжетами для обеспечения удлинения системы, и кроме того телескопическое соединение, которое в свою очередь содержит запирающую систему;
устанавливают две указанные секции соединительной системы на сборочной раме так, чтобы обеспечить между механическими соединительными средствами и макетами указанных раструбов заданный зазор;
подготавливают и устанавливают отрезок трубы между обеими секциями и соединяют отрезок трубы с секциями для получения собранной соединительной системы, дополненной установкой специальных опорных подушек, амортизаторов и центрирующих колец.

17. Способ по пп. 1 и 16, в котором выравнивание сборочной рамы производят на основе измерений, выполненных акустической измерительной системой по пп. 14 и 15.

18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку соединительной системы производят в следующей последовательности
соединяют с помощью дистанционно управляемого транспортного средства оба троса малых подводных лебедок, предварительно установленных в заданном положении внутри закрепленной на дне моря рамы, с центрирующими кольцами, установленными на монтажных плитах соединительной системы, и одновременно приводят в действие малые подводные лебедки с помощью второго дистанционно управляемого транспортного средства при медленном опускании соединительной системы на тросе судового крана;
останавливают процесс при вхождении в контакт центрирующих колец с направляющими колоннами, установленными на закрепленной на дне моря раме, и затем отсоединяют тросы малых подводных лебедок и устанавливают соединительную систему в конечное положение.

19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установку соединительной системы производят с использованием направляющих тросов.

20. Способ по п. 1, в котором соединение соединительной системы с концами трубопровода производят в следующей последовательности
удлиняют с помощью второго дистанционно управляемого транспортного средства, поставляющего гидравлическую энергию, телескопическое соединение, и поддерживая давление в указанном соединении, закрывают механические соединительные средства;
проводят испытание на герметичность обеих соединительных средств;
приводят в действие с помощью дистанционно управляемого транспортного средства запирающую систему телескопического соединения и подают энергию на внутреннее уплотнение для герметизации всей системы с последующим испытанием герметичности указанного уплотнения.

21. Способ по одному из пп. 1-20, отличающийся тем, что каждую стадию способа контролируют с помощью визуальных индикаторов, установленных на каждом компоненте системы, которые в свою очередь контролируют с помощью телевизионных камер, установленных на дистанционно управляемых транспортных средствах, к которым относятся
индикаторы контакта между поверхностями для наблюдения за установкой всех компонентов закрепленной на дне моря рамы, при этом каждый индикатор образован окрашенным стержнем, удерживаемым в заданном положении возвратной пружиной, так что как только поверхности входят в контакт, стержень выталкивается наружу и можно видеть окрашенную часть стержня;
индикаторы состояния гидравлических цилиндров для наблюдения за производимыми действиями, выполненные посредством выполнения каждого цилиндра с двойным штоком и окраской внешней части, при этом видимое или невидимое положение этого штока указывает на состояние цилиндра;
индикаторы давления для наблюдения за состоянием гидравлических компонентов, выполненных в виде манометров давления, установленных на каждом модуле;
механический счетчик оборотов для наблюдения за длиной размотанного или намотанного троса подводной лебедки;
полосовые индикаторы для наблюдения за состоянием механических соединительных средств и телескопического соединения.

22. Способ по одному из пп. 1-20, отличающийся тем, что каждую стадию способа контролируют с помощью электронных датчиков, установленных на каждом компоненте системы и соединенных непосредственно с управляющим устройством, установленным на судне поддержки, с помощью специального кабеля дистанционно управляемых транспортных средств.

23. Способ по одному из пп. 1-22, отличающийся тем, что любая соединительная система состоит из двух соединительных устройств любого типа и телескопической секции, или соединительная система включает соединительные устройства с телескопическими свойствами.

24. Способ по одному из пп. 1-23, отличающийся тем, что приведение в действие подвижных компонентов соединительной системы, т.е. механических соединительных средств и телескопического соединения, производят с помощью механических и/или гидравлических инструментов, расположенных внутри или снаружи указанной соединительной системы.

25. Способ по одному из пп. 1-24, отличающийся тем, что операцию отклонения внебортового трубопровода производят с помощью подводной лебедки, установленной непосредственно на дне моря или в другом месте, расположенном вне закрепленной на дне моря рамы.

26. Способ по одному из пп. 1-25, отличающийся тем, что соединительную систему устанавливают вместе с закрепленной на дне моря рамой и в последующем требуется лишь установить внебортовой трубопровод.

27. Способ по одному из пп. 1-26, отличающийся тем, что отсутствуют стадии с) и d), причем внебортовой трубопровод укладывают непосредственно в район соединения, определяемый закрепленной на дне моря рамой, с помощью всех возможных способов установки, не требующих проведения отклоняющей операции.

28. Способ по одному из предшествующих пп. 1-27, использующий подводный персонал для выполнения некоторых или всех предусмотренных операций.