浅水油气田临时水下清管球的发射、接收装置的制作方法

本实用新型涉及清管球发射、接收装置，尤其涉及一种用于浅水油气田临时水下清管球的发射、接收装置。属于海洋石油工程领域。

背景技术：

常规的浅水油气田清管作业是通过在海上作业平台或陆地终端进行收发球来实施的。

目前，现有的浅水水下收、发球筒结构包括：球筒、用于驱动清管球的驱动管线等结构，由于其结构简单，仅能实现发球或收球的功能，不能满足既能发球又能收球的双功能；且无法随海管同时安装，不具备水下监测海管内温度和压力的功能，因此，不能配合海底管道的预调试作业。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种浅水油气田临时水下清管球的发射、接收装置，其不仅能够进行收球、发球，解决了球筒既能发球又能收球的双功能问题；而且，在铺设海管时，还能够作为起始端与海管一起铺设，并配合海底管道的预调试作业，进行清洗、测径、试压、除水、干燥等作业；同时，降低了水下作业风险；大大地提高了工作效率。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种浅水油气田临时水下清管球的发射、接收装置，其特征在于：包括：收/发球筒、分别连接在收/发球筒两端的法兰、海底管道的拖拉封头、均匀地布置在收/发球筒顶部并按顺序驱动指定的清管球的驱动管线，收/发球筒上安装有泄压装置和温度、压力监测装置，在温度、压力监测装置端部安装有第二热插拔接收器；收/发球筒上安装有保护框架及驱动管线；该驱动管线端部安装有第一热插拔接收器，拖拉封头内固定有止球器；该清管球的两端均安装“缓冲鼻子”，收/发球筒内的清管球之间为“球顶球”式排布，用以使驱动管线支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处，以实现清管球的按顺序发射。

所述收/发球筒为直线形结构。

所述驱动管线包括：一根主管和数根支管，其中，主管为水平布置，主管上安装有第一隔离阀，主管的端部安装有第一热插拔接收器；数根支管为竖直布置，并与收/发球筒连接，每个支管上都安装有隔离阀。

所述止球器是由一根圆管和安装在圆管端部的圆板组成，圆管的一端固定于拖拉封头内，圆管的另一端安装圆板。

所述收/发球筒还与保护框架连接，保护框架的截面上部为矩形，下部为倒三角形结构，最下端两个圆管之间的角度为90度；保护框架上安装有数个阳极及吊耳。

所述温度、压力监测及泄压装置集成在一起，温度、压力监测装置是由管道、第二隔离阀、第五隔离阀、第二热插拔接收器、温度、压力记录仪和保护帽连接组成；其中，管道和第二隔离阀、第五隔离阀为竖直布置，第二热插拔接收器通过管道连接，第二热插拔接收器固定在保护框架上；泄压装置由管道和第三隔离阀、第四隔离阀连接组成，其中，管道和第三隔离阀、第四隔离阀均为水平布置。

所述所有隔离阀为水下球阀。

本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，其结构简单，操作方便，其不仅能够进行收球、发球，解决了球筒既能发球又能收球的双功能问题；而且，在铺设海管时，还能够作为起始端与海管一起铺设，并配合海底管道的预调试作业，进行清洗、测径、试压、除水、干燥等作业；同时，降低了水下作业风险；大大地提高了工作效率；同时，可重复使用，节省了费用。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型驱动管线结构示意图。

图3为本实用新型止球器局部放大示意图。

图4为本实用新型温度、压力监测和泄压装置示意图。

图5为本实用新型保护框架截面示意图。

图6为本实用新型热插拔接收器局部放大示意图。

图7为本实用新型三维结构示意图。

图中主要标号说明：

1-阳极、2-吊耳、3-驱动管线、4-保护框架、5-第一隔离阀、6-第一热插拔接收器、7-第二隔离阀、8-保护帽、9-第二热插拔接收器、10-第三隔离阀、11-第四隔离阀、12-泄压管线、13-法兰、14-第五隔离阀、15-衬板、16-收/发球筒、17-第六隔离阀、18-第七隔离阀、19-第八隔离阀、20-第九隔离阀、21-第十隔离阀、22-第十一隔离阀、23-拖拉封头、24-止球器。

具体实施方式

如图1—图7所示，本实用新型包括：收/发球筒16、分别连接在收/发球筒16两端的法兰13、海底管道的拖拉封头23、均匀地布置在收/发球筒16顶部并按顺序驱动指定的清管球的驱动管线3，其中，收/发球筒16上安装有泄压装置和温度、压力监测装置，在温度、压力监测装置端部安装有第二热插拔接收器9；收/发球筒16上安装有保护框架4及驱动管线3；该驱动管线端部安装有第一热插拔接收器，拖拉封头内固定有止球器；该清管球的两端均安装“缓冲鼻子”，收/发球筒内的清管球之间为“球顶球”式排布，用以使驱动管线支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处，以实现清管球的按顺序发射。

上述收/发球筒16靠近拖拉封头23的一端安装有一个止球器，收/发球筒16的另一端通过泄压管线12与泄压装置连接，用于海底管道水压试验完成后的泄压；收/发球筒16上安装有温度、压力监测装置；收/发球筒16上安装有保护框架4；收/发球筒16上安装有第二热插拔接收器9,用以安装水下温度、压力记录仪；驱动管线3端部安装有第一热插拔接收器6，在发球时，用以连接支持船上的软管接收驱动介质，在收球时用以连接止回阀，排放驱动介质海水；拖拉封头23内固定有止球器24。

上述收/发球筒16为直线形结构。

上述保护框架4能够为驱动管线3及其隔离阀提供保护，并辅助本实用新型的吊装和水下安装，还能够为潜水员提供抓握辅助。

如图2所示，驱动管线3包括：一根主管和数根支管，本实施例的支管为六根，其中，主管为水平布置，主管上安装有一个由潜水员操作的第一隔离阀5，主管的端部安装有第一热插拔接收器6，用来连接软管或止回阀。六根支管为竖直布置，支管上通过焊接方式连接有管座，管座与收/发球筒16连接，每个支管上都配备有潜水员操作的第六隔离阀17、第七隔离阀18、第八隔离阀19、第九隔离阀20、第十隔离阀21、第十一隔离阀22，且各支管间的距离相等，相邻支管的轴线间的距离为清管球的长度。

上述所有清管球的两端均安装“缓冲鼻子”，收/发球筒16内的清管球之间为“球顶球”式排布，其目的是使驱动管线支管的轴线位于相邻两个清管球的连接处，以实现清管球的按顺序发射。

如图3所示，止球器24是由一根圆管和安装在圆管端部的圆板组成，圆管直径约为球筒直径的一半，圆管的一端固定于拖拉封头23内，圆管的另一端焊接圆板，圆板直径稍大于清管球“缓冲鼻子”的直径。止球器24的长度由需要发射的第一个清管球所对应的驱动管线3的支管位置决定，原则上是止球器24的端面与驱动管线3的支管的最近内壁平齐。安装止球器24的目的是预装清管球时能够精确定位第一个清管球(装球时，由于操作人员无法从外面看到清管球的实际位置，第一个清管球碰到止球器24后无法继续前进，表明已经安装到位)，因为，后面的清管球为“球顶球”式排布，驱动管线3的支管距离为清管球的长度，故可以实现驱动管线3的支管轴心位于相邻清管器的连接处。

如图4所示，温度、压力监测及泄压装置集成在一起，温度、压力监测装置是由1寸管道、两个潜水员操作的第二隔离阀7和第五隔离阀14、半寸管道、第二热插拔接收器9、温度、压力记录仪和保护帽8连接组成。1寸管道和第二隔离阀7和第五隔离阀14为竖直布置，由管座与收/发球筒16连接，第二热插拔接收器9与1寸管道通过半寸管道连接，第二热插拔接收器9固定在保护框架4上，保护帽8在安装温度、压力记录仪之前或取出温度、压力记录仪之后，插入第二热插拔接收器9，目的是防止杂物或海生物堵塞管路。海底管道进行水压试验时，24小时保压时间结束后，由潜水员在水下读取保压期间的海管温度和压力曲线，以确认海底管道是否泄漏；如果有需要，也可由潜水员将温度、压力记录仪取回水面读取。

如图5所示，收/发球筒16通过管状的衬板15与保护框架4连接，提高了保护框架4与收/发球筒焊接处的强度，增加了吊装的可靠性。保护框架4是由结构圆管组成框架式结构，保护框架4的截面上部为矩形，下部为倒三角形结构，最下端两个圆管之间的角度为90度。

上述保护框架4上采用焊接方式安装有数个阳极1(本实施例为二个)，以保证本实用新型的所有组件在水下作业时不会发生腐蚀，保护框架4的顶部采用焊接方式安装有数个吊耳2(本实施例为四个)，用于本实用新型的吊装和水下安装。

如图6所示，位于驱动管线3主管端部的第一热插拔接收器6为双面插拔形式，即潜水员可以在其任意一端插入软管接头。因为本实用新型在着泥后是倒在泥面上的，实际哪一侧倒向泥面是随机的，只有背向泥面的一侧可以插拔，故双面插拔可以实现不论收/发球筒16倒向任何一侧，潜水员都可以进行插拔作业。

上述所有隔离阀为水下球阀。

本实用新型的典型工作流程为：

如图1，图7所示，假定作业目标为一个浅水气田(水深小于200米)，生产设施包括：一座生产平台，一条海底管道、一个水下管汇、若干水下采油树和跨接管等。预调试作业期间，海底管道两端分别安装本实用新型进行清洗和测径，一端用作发球，另一端用作收球。此时，发球筒已经预装了两个清洗球和一个测径球，收球筒安装热插拔式止回阀到第一热插拔接收器6，用于清管期间驱动介质的排放。

首先，由潜水员连接支持船的软管到发球筒的第一热插拔接收器6，打开驱动管线3上的第一隔离阀5和第九隔离阀20，其余的隔离阀为关闭状态，由支持船提供处理过的海水，将第一个清洗球发出。第一个球发出150米后，关闭第九隔离阀20，并打开第十隔离阀21，发射第二个清管球，待其前进150米后，关闭第十隔离阀21，打开第十一隔离阀22，发射测径球，直至三个清管球到达临时收球筒。在以上三个清管球的接收过程中，收球筒通过预安装在第一热插拔接收器6的止回阀将驱动介质海水排放到海里，三个清管球最终从止球器24开始依次球顶球排列。然后，将收球筒拆卸，并取回至支持船甲板，查看测径球的状态。支持船回到发球筒处，由潜水员重新连接软管到第一热插拔接收器6，并将温度、压力记录仪插入第二热插拔接收器9，打开第一隔离阀5和第十一隔离阀22，注入淡水，按照水压试压程序阶段性加压至试验压力，待海底管道管内压力稳定后，关闭水下发球筒的所有隔离阀，回收软管。按照标准要求保压24小时后，由潜水员读取温度、压力记录仪记载的海底管道温度和压力数据，判断试压结果，试压成功后，打开第三隔离阀10和第四隔离阀11，由泄压管线12进行泄压，最后，回收发球筒。待所有跨接管连接完毕后，进行整个水下生产系统的泄漏测试，泄漏测试由生产平台加压和泄压，不涉及本实用新型。接下来进行海底管道的除水、清洗、干燥和增压，将本实用新型临时水下发球筒安装到末端的水下管汇(将法兰13与管汇连接)，发球筒内预装四个清管球，首先，由潜水员连接支持船的软管到发球筒的第一热插拔接收器6，打开驱动管线上的第一隔离阀5和第八隔离阀19，其余阀门为关闭状态，由支持船提供乙二醇，将第一个清管球发出。待乙二醇的注入量达到2立方米时，关闭第八隔离阀19，并打开第九隔离阀20，发射第二个清管球，待乙二醇注入量达到2立方米时，关闭第九隔离阀20，打开第十隔离阀21，待乙二醇注入量达到2立方米时，关闭乙二醇注入泵，将输送乙二醇的软管更换为输送氮气的软管；关闭第十隔离阀21，打开第十一隔离阀22，用氮气驱动第四个清管球，直至四个清管球全部到达生产平台。继续用氮气增压，直至海底管道系统内的压力达到要求的投产压力，关闭氮气压缩机和第一隔离阀5，回收软管。关闭水下管汇主管相应阀门，回收水下发球筒。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。