用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法与流程

本发明涉及海洋工程技术领域，具体而言，特别涉及一种用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法。

背景技术：

钢制悬链线立管(SCR，Steel Catenary Riser)是深水海底管道的延伸部分，以悬链线的形式连接到浮式生产结构上，用于连接海底油气生产系统和深海浮式平台，是整个深水海上油气生产开发的关键结构。钢制悬链线立管一般有两种铺设方式，第一种是将立管由母平台侧往海底终端方向铺设,称为起始端立管安装；第二种是立管由海底终端侧往母平台方向铺设。对于第一种方式，立管通过安装船与现有平台连接，然后从平台侧开始往海底终端方向铺设，一般采用J-型铺管或者卷管铺管。对于第二种方式，立管一般预铺设在海底，母平台安装就位后安装船对预铺设立管进行回收并回接至母平台，立管的预安装可采用S-型铺管，J-型铺管或卷管铺管。这两种安装方式在工业界都普遍采用，一般第一种方式用于现有平台的回接项目，而第二种方式多用于新建平台的立管安装项目.本发明针对第一种，即起始端钢制悬链线立管的安装方法。

已在位的浮式平台的立管安装过程中有下述几项技术难点：1.平台已经就位，无法将立管放置于海底；2.如何将起始端立管连接至浮式平台；3.如何经济高效的完成安装，减少船舶资源和其他设备的使用。

授权公告号CN102359660B(授权公告日是2013年6月19日)公开了一种深水立管的安装方法。该专利主张的立管安装方法属于上述第二种,立管在安装前需预先铺设于海底，并不适用对现有在位浮式平台的立管安装。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种针对现有在位浮式平台的、不需要预先将立管铺设于海底的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法。

根据本发明实施例的种用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在浮式平台上准备两套绞车系统，其中一套所述绞车系统用于拖拉钢制悬链线立管到所述浮式平台上，另一套绞车系统用于立管柔性接头辅助就位，并将铺管船定位到距离所述浮式平台预定距离处；S2：连接所述浮式平台的拖拉缆绳与所述立管柔性接头，其中从所述浮式平台下放所述拖拉缆绳，在所述铺管船上将牵引缆与绞车缆绳连接,然后从所述铺管船的J-型塔下所述放牵引缆至预定长度处，通过水下水下机器人将所述牵引缆与所述浮式平台的拖拉缆绳连接,然后铺管船绞车将浮式平台的拖拉缆绳回收至铺管船并固定在悬挂平台上，在铺管船所述J-型塔上将立管柔性接头朝下与拖拉缆绳相连,并在柔性接头后部连接立管管节；S3：将所述立管柔性接头及立管拖拉至所述浮式平台，其中铺管船开始驶离所述浮式平台,并在相对所述浮式平台预定位置处，所述铺管船转动90度,并使船艏对准将要铺管的方向，所述铺管船一边驶离所述浮式平台,一边逐步下放所述柔性接头以及所述立管,同时所述浮式平台回收牵引缆绳,直至所述立管柔性接头到达所述浮式平台立管悬挂点上方；S4：安放所述立管柔性接头于所述浮式平台所述立管悬挂点处，其中连接辅助就位绞车缆绳和立管柔性接头，通过调整辅助就位绞车缆绳，使所述立管柔性接头位于立管支架正上方，缓慢下放拖拉缆绳，在辅助就位绞车缆绳辅助下,水下机器人断开立管柔性接头与拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接；S5：完成立管安装，其中铺管船继续前进，并逐步铺放所述立管，所述立管的末端与焊接在线结构物焊接,在线结构物的另一端焊接海管。

根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法，可解决对现有在位浮式平台进行钢制悬链线立管安装的问题,无需将立管提前铺设于海底，可依次对多个钢制悬链线立管进行安装，只需要一艘铺管船(J-型或卷管铺管船)，不依赖于任何特制设备。

另外，根据本发明上述实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，在S1中，将所述铺管船定位到距离所述浮式平台25米-35米处。

根据本发明的一个实施例，在S2中，从所述铺管船的J-型塔下所述放牵引缆至大于100米深处。

根据本发明的一个实施例，在S2中，所述柔性接头后部与立管管节焊接。

根据本发明的一个实施例，在S3中，所述立管柔性接头到达所述浮式平台立管悬挂点上方2米以上处。

根据本发明的一个实施例，在S4中，使立管柔性接头落入立管支架后，水下机器人断开所述立管柔性接头与所述拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。

根据本发明的一个实施例，可以通过潜水员替代所述水下机器人断开所述立管柔性接头与所述拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法的流程图。

图2为根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法的深水平台系泊系统和立管示意图。

图3为根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法的深水平台立管和系泊系统侧视示意图。

图4至图9为利用本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法安装过程示意图。

附图标记：

101-浮式平台；102-系泊锚缆；103-钢制悬链线立管；104-钻井立管；201-J-型铺管船；202-铺管船绞车缆绳；203-牵引缆与铺管船绞车缆绳接头；204-柔性牵引缆；205-ROV钩头；206-水下机器人控制缆；207-水下机器人(ROV)；208-浮式平台上的立管拖拉揽绳；209-立管柔性接头；210-浮式平台立管悬挂点；211-辅助定位缆；212-在线结构物；213-海底管线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法，可以包括以下步骤：

S1：在浮式平台上准备两套绞车系统，其中一套所述绞车系统用于拖拉钢制悬链线立管到所述浮式平台上，另一套绞车系统用于立管柔性接头辅助就位，并将铺管船定位到距离所述浮式平台预定距离处。

S2：连接所述浮式平台的拖拉缆绳与所述立管柔性接头，其中从所述浮式平台下放所述拖拉缆绳，在所述铺管船上将牵引缆与绞车缆绳连接,然后从所述铺管船的J-型塔下所述放牵引缆至预定长度处，通过水下水下机器人将所述牵引缆与所述浮式平台的拖拉缆绳连接,然后铺管船绞车将浮式平台的拖拉缆绳回收至铺管船并固定在悬挂平台上，在铺管船所述J-型塔上将立管柔性接头朝下与拖拉缆绳相连,并在柔性接头后部连接立管管节。

S3：将所述立管柔性接头及立管拖拉至所述浮式平台，其中铺管船开始驶离所述浮式平台,并在相对所述浮式平台预定位置处，所述铺管船转动90度,并使船艏对准将要铺管的方向，所述铺管船一边驶离所述浮式平台,一边逐步下放所述柔性接头以及所述立管,同时所述浮式平台回收牵引缆绳,直至所述立管柔性接头到达所述浮式平台立管悬挂点上方。

S4：安放所述立管柔性接头于所述浮式平台所述立管悬挂点处，其中连接辅助就位绞车缆绳和立管柔性接头，通过调整辅助就位绞车缆绳，使所述立管柔性接头位于立管支架正上方，缓慢下放拖拉缆绳，在辅助就位绞车缆绳辅助下,水下机器人断开立管柔性接头与拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。

S5：完成立管安装，其中铺管船继续前进，并逐步铺放所述立管，所述立管的末端与焊接在线结构物焊接,在线结构物的另一端焊接海管。

根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法，可解决对现有在位浮式平台进行钢制悬链线立管安装的问题,无需将立管提前铺设于海底，可依次对多个钢制悬链线立管进行安装，只需要一艘铺管船(J-型或卷管铺管船)，不依赖于任何特制设备。

根据本发明的一个实施例，在上述步骤S1中，可以将铺管船定位到距离浮式平台25米-35米处。例如，优选地，可以为30米。

根据本发明的一些实施例，在S2中，从铺管船的J-型塔下放牵引缆至大于100米深处。

根据本发明的一个实施例，在S2中，为了便于操作，柔性接头后部与立管管节焊接。

根据本发明的一个实施例，在S3中，立管柔性接头到达浮式平台立管悬挂点上方2米以上处。

根据本发明的一个实施例，在S4中，使立管柔性接头落入立管支架后，水下机器人断开立管柔性接头与所述拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。进一步地，可以通过潜水员替代所述水下机器人断开所述立管柔性接头与所述拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。

可以理解的是，本发明的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法，可以包括以下步骤：

S1：浮式平台绞车系统和深水J-型铺管船(或卷管铺管船)准备就绪。

浮式平台上需要两套绞车系统，一套用于拖拉钢制悬链线立管到浮式平台上，一套用于立管柔性接头的辅助就位。深水铺管船需要准备立管柔性接头和立管。铺管船驶到距离浮式平台大约30米左右处，就位。

S2：连接浮式平台拖拉缆绳与立管柔性接头。

(1)从浮式平台下放立管拖拉缆绳；

(2)在铺管船上将牵引缆与绞车缆绳连接,然后从深水铺管船的J-型塔下放牵引缆至大约100米深处；

(3)水下机器人将牵引缆与浮式平台的拖拉缆绳连接,然后铺管船绞车将浮式平台的拖拉缆绳回收至铺管船并固定在悬挂平台上；

(4)在铺管船J-型塔上将立管柔性接头朝下与拖拉缆绳相连,并在柔性接头后部焊接立管管节。

S3：将立管柔性接头及立管拖拉至浮式平台。

(1)深水铺管船开始驶离浮式平台,在离开一段距离后,深水铺管船转动90度,使船艏对准将要铺管的方向；

(2)深水铺管船一边驶离浮式平台，一边逐步下放立管柔性接头以及立管，同时浮式平台回收牵引缆绳，直至立管柔性接头到达浮式平台立管悬挂点上方大约2米处。

S4：安放立管柔性接头于浮式平台立管悬挂点处。

(1)连接辅助就位绞车缆绳和立管柔性接头；

(2)通过调整辅助就位绞车缆绳，使立管柔性接头位于立管支架正上方；

(3)在缓慢下放拖拉缆绳，在辅助就位绞车缆绳辅助下,使立管柔性接头落入立管支架；

(4)水下机器人或潜水员断开立管柔性接头与拖拉缆绳及辅助缆绳之间的连接。

S5：完成立管安装。

(1)安装船继续前进，并逐步铺放立管：

(2)立管的末端与焊接在线结构物焊接，在线结构物的另一端焊接海管；

(3)下放全部立管及在线结构物至海底后，开始正常铺设海底管线的过程。

下面参考图2-图9描述根据本发明的实施例的用于在位浮式平台的钢制悬链线立管的安装方法的安装过程：

如图2所示，浮式平台的钢制悬链线立管的布置一般在浮式平台外侧，向外辐射。图3为浮式平台两侧均悬挂立管的状态。图4至图6为本发明的安装布骤。

图4为本发明方法的第一步，铺管船201靠近浮式平台101，放下铺管船绞车缆绳202和牵引缆204。牵引缆204是柔性纤维绳，重量轻，水下机器人207可以将其捡起，进行操作。牵引缆连接头203用于连接牵引缆204和铺管船绞车缆绳202。ROV钩头205用于和浮式平台上的立管拖拉揽绳208进行连接。

图5为本发明方法的第二步，水下机器人207将牵引缆204捡起，并将其与浮式平台上的立管拖拉揽绳208进行连接。铺管船201用绞车将立管拖拉揽绳208回收并将其与立管柔性接头209相连。

图6为本发明方法的第三步，铺管船201一边驶离浮式平台101,一边铺放立管103,同时浮式平台101收起立管拖拉揽绳208,将立管拖向浮式平台101。

图7为本发明方法的第四步，等立管柔性接头209位于浮式平台立管悬挂点210上方后,通过辅助定位缆211将立管柔性接头209安放入浮式平台立管悬挂点210中。

图8和图9为本发明方法的第五步，铺管船201在钢制悬链线立管103的末端焊接在线结构物212后,继续下放立管103和在线结构物212至海底,然后开始正常铺设海底管线213。

目前的立管安装方法，通常需要将立管提前放置于海底，在母平台安装就位后,再将其打捞起来进行安装。本发明的主要目的在于提供一种针对现有在位浮式平台的、不需要预先将立管铺设于海底的深水钢制悬链线立管的安装方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。