[發明專利]一種海底油氣管線航道不封航鋪管施工方法

有效

• 申請號: 201310208179.5
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103411028A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張志鵬;高兆鑫;鄭理;關幼耕;趙海;李艷艷;王帥華;馬海生;喬向國
• 申請（專利權）人: 中國石油集團海洋工程有限公司
• 主分類號: F16L1/16
• 分類號: F16L1/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

技術領域

本發明涉及海底管道鋪設的技術領域，為具體涉及一種海底油氣管線航道不封航鋪管施工方法。

背景技術

隨著海上油氣田開發不斷向深層和新領域擴展，海上平臺工藝處理流程越來越簡化，越來越多的海底管線被采用，管線鋪設過程中不可避免的會出現鋪管作業穿越航道現象，本發明為此問題提供了簡單實用的操作方法。目前，國內外規范對海底油氣管線航道不封航鋪管施工技術沒有相應的規范，國內沒有海底油氣管線航道不封航鋪管施工先例。

針對以上情況，我們在查閱國內外資料的基礎上，通過大量分析，開發出一套滿足海底油氣管線航道不封航鋪管施工方法，該方法基于對鋪管船自身錨泊系統，研究出了海底油氣管線航道不封航鋪管施工方法，實現了對鋪管施工布錨的控制，解決了海底油氣管線航道不封航鋪管施工的難題。該方法首次提出了海底油氣管線航道不封航鋪管施工的解決方法，保障了穿越航道鋪管過程中航道正常營運。首次突破了傳統的底拖等施工方法，避免了航道內底拖帶來的風險，將海底油氣管線航道不封航鋪管施工技術成功應用在西氣東輸二線香港支線海底管道國家重點項目中。

該方法具有經濟、高效、無污染、操作性強等特點，滿足施工要求。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明目的是基于對鋪管船自身錨泊系統，研究出了海底油氣管線航道不封航鋪管施工方法，實現了對鋪管施工布錨的控制，解決了海底油氣管線航道不封航鋪管施工的難題。該方法首次提出了海底油氣管線航道不封航鋪管施工的解決方法，保障了穿越航道鋪管過程中航道不斷航營運。綜合考慮控制投資、縮短工期、方便現場施工等方面因素，形成適用于海底油氣管線航道不封航鋪管施工的技術方案。

為了實現上述發明目的，本申請提供了以下技術方案：

（1）航道環境分析

針對施工航道的通航情況，航道的水深，地質，風、浪、流等環境參數進行系統研究，綜合分析。

（2）錨系統鋪管船海管鋪設時的受力來源分析

錨泊系統形成的平衡力系里包含管線制動力、牽引力、垂向力和滾輪承托力。

軸向偏轉力:來自船舶搖蕩形成的沖擊負荷。這是海管在鋪設時主要的受力來源，對海管造成的沖擊效果也最大。作用在管道上的縱向制動力和牽引力。制動力來自作業船舶的張緊器；牽引力來自作業船舶的收放絞車。垂向力：受力部位在托管架尾后部，管道二次曲率轉換位置，即管道入水的彎段區域，垂向力來自管道自身重力及船舶隨波浪上下浮動形成的疊加載荷。船舶后移時作用在管線上的后置載荷，容易造成海管彎折。作業線滾輪、托管架滾輪對管線產生的承托力。

（3）錨泊分析技術

通過對施工作業鋪管船自身錨泊系統研究，明確錨泊系統各參數。包括錨重量、錨纜型號、錨纜長度及錨機最大拉力等。

錨系統工程船布錨技術主要解決軸向偏轉力對海管造成的破壞性影響，保障海管安全施工。

采用錨泊分析技術，校核布錨方案是否符合力學平衡要求；明確每個布錨方案的力學突出點，正確指導實際施工的布錨工作，從而避免錯誤的布錨方案形成的力學結構給海管造成的破壞作用。

八錨系力學平衡原則研究

依據海管曲率參數，結合鋪管船鋪管時穩船、糾偏、防止后置載荷的實際需要，確定了海管鋪設時的布錨原則

①以船艏艉線為對稱軸，左右舷對應角度工作錨與艏艉線形成的角度相同、拋錨方向一致、拋錨長度相同的原則；達到左右舷力學平衡。

②以船舶艏向布錨預留靜態張力總和要大于艉向布錨張力總和的原則。

依據八錨系力學平衡原則建立八錨系鋪管船船基礎布錨圖

依據布錨原則分析布錨圖形成八錨系鋪管工程船錨系力學平衡表:

表1