[发明专利]海洋石油平台深水双管系的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋石油平台的构筑方法，具体涉及一种海洋石油平台深水双管系的安装方法，属于海洋油气开采技术领域。

背景技术

当前石油和天然气已成为国民经济发展和日常生活不可缺少的资源，而尚未被完全开发的海洋油气资源就日益显得重要。海洋油气的开发通常采用在海面上构筑固定平台的形式。海洋石油平台的构筑通常采用导管架钢桩固定的方式，通过在导管架桩腿里面打入钢桩的方式来固定导管架，然后将平台和导管架连接起来进行油气的开发。为了接入附近过来的油气，经常需要在导管架上面安装一些立管，和海底专门铺设的海管连接起来用于将附近的油气输送到平台上面进行初步的加工处理。石油平台导管架侧管系的安装，包括新建平台管系的安装、已有平台原有管系的改造以及原有管系的扩建等，是作为海洋油气开采和传输中最为关键的一个环节，这里所说的管系包括安装在导管架上的油管、气管、电缆管、脐带缆护管等形式的管系。

为了便于理解和说明本发明的内容，现对一些技术术语作出定义如下：

导管架型平台——是由钢管桩通过导管架固定于海底的结构物，导管架本身具有足够的刚性，保证平台结构的整体性，从而提高平台抵抗自然载荷的能力。

导管架——是由若干竖向立柱(圆钢管)和横向、斜向连接钢管焊接结成的空间桁架结构，参见图1，导管架1是海洋石油平台中传递载荷的主要部件，其主体是钢制桁架结构，是海洋石油平台的固定基础。

横撑和斜撑——参见图1，导管架桁架结构中横向和斜向的钢管分别成为横撑和斜撑4。

管系——统指安装在导管架桁架结构(横撑或斜撑)上的圆钢管结构。参见图1，管系2分为立管和护管；根据功能和传输物质的不同，立管包括油管、气管，护管包括电缆管和脐带缆管等。同时包括有立管和护管的管系为双管系。

管卡——参见图3，安装在导管架横撑或者斜撑4上用来固定管系2的钢构件，其具有用以锁合导管架1的大卡子31和用以锁合管系2的小卡子。

深水——是指超过空气潜水深度的水深。

目前国内海洋工程领域导管架上管系的安装方式主要分为以下几种：

1、导管架预制阶段直接预装：在导管架陆地预制阶段根据需要在导管架桁架结构上预先将管系安装到位。此方式适用于新建导管架。

2、管卡和管系拼装：将管系与用以固定管系的管卡分开进行安装。此方式需预先进行详细的水下调查，对管卡安装位置和基线进行测量和标识；首先安装管卡，随后将预制完成的管系在水下与管卡进行连接、固定和安装。该方法需使用施工船舶在平台侧进行施工，施工受限于平台海域情况和气象海况。

3、管卡分组安装，管系焊接下放后拼装：首先利用样管(定位管)等将管卡分组安装至导管架的横撑和斜撑上，然后将管系在导管架平台上分段焊接对接后下放入水并与管卡依次拼装。此方式可以节省一定施工步骤和工作量，管系由导管架侧下放入水安装的方式解决了施工船舶受气象海况的限制的不利，但是该方法对管系分段焊接工艺和检验有较高的要求，并受制于平台交叉作业和热工作业。

上述现有的施工方式各有优缺点：第1种预制阶段的施工方式虽然有安装简便、施工效率高等优点，但是只适用于新建的导管架。而实际情况是，大部分管系的安装都是属于设计外扩建或者改造范畴内的。第2种管卡和管系拼装的施工方式，受施工船舶、导管架平台海域以及导管架本身结构、尺寸的限制，在施工前期往往要做大量的水下调查和测量，考虑导管架桁架结构、牺牲阳极以及靠船护栏等诸多影响，然后确定相对比较理想的安装路线，由于管卡的安装精度、管系的预制精度以及两者水下拼装的过程中的精度控制都将直接影响安装施工的精度，因此极有可能出现管系无法与管卡顺利吻合的情况。第3种管卡分组安装、管系焊接下放拼装的施工方式，其一定程度上解决了安装精度控制方面的问题，但是也存在施工工期较长(需分段焊接对接、打磨、无损检验及防腐等复杂工序)以及热工作业与平台生产存在交叉作业的问题。

此外，无论是管卡分组安装还是管卡和管系拼装，都是采用先安装管卡，再安装管系这样的分步进行的方法，由于都属水下施工作业范畴，不可避免地受气象海况以及潜水作业方式等方面的限制，存在着施工效率低、受限因素多和潜水作业时间短等问题，相对来说该两者比较适合在浅水海域的施工，并且只限于单管系安装。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种管、卡一体，分段安装的海洋石油平台深水双管系的安装方法，在陆地上完成管卡和管系的拼装工作，减少海上和水下作业的工作量，从而达到提高工作效率、降低作业风险、提升施工精度的效果。