[發明專利]用于海底管線的直接接入的裝置和方法

有效

• 申請號: 201680082414.0
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN108779877B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: G·恩達爾;P·R·奈斯特龍
• 申請（專利權）人: 艾奎諾能源公司
• 主分類號: F16L1/16
• 分類號: F16L1/16;E21B43/013;F16L1/12;F16L1/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

安裝具有直接接入到海底結構(5)的海底管線(1)的方法，包括：將管線的端部(101)著陸在海底結構(5)的表面上的管線著陸框架(6)上，管線著陸框架(6)提供用于在連接到海底結構(5)的連接點之前使管線(1)的端部(101)著陸的位置，隨后下降管線端部(101)；并且將管線端部連接到海底結構(5)的連接點。還描述了用于實施該方法的管線著陸框架(6)。

技術領域

本發明涉及用于輸送碳氫化合物的海底管線的部署和直接連接。

背景技術

用于輸送碳氫化合物(例如，石油或天然氣)的管線，通常使用鋪設船沿著海床鋪設。這種海底管線可以安裝在例如兩個海底結構之間，其中，海底結構可以是各“圣誕樹(Christmas trees)”、各立管基座(riser bases)、各防噴器(BOP)或一些其他結構。經常使用分開的跨接器或線軸將管線的一端或兩端連接(或“接入(tied-in)”)到海底結構。與使用分開的跨接器或線軸相關的額外部件和程序導致安裝過程的高成本。也可以使用直接接入方法，并且經常是優選的。這些方法包括：

·直接拉入，其中，使用鋪設船的絞盤位置將所述管線的端部牽拉靠近海底結構，并且使用遠程操作車輛(ROV)和對準裝置完成所述接入；

·偏轉以連接，其中，線材被附接到管線的端部，其中，所述線材通過海底結構路由到絞盤，并且所述線材被用來直接牽拉管線的海底端到海底結構；以及

·連接和留置，其中，管線的海底端在水面處連接到海底結構，然后在鋪設船通過步進遠離海底結構鋪設管線之前，將海底結構下降到海底。

在接入到海底結構期間，由于諸如管線軸向剛度、淹沒重量、海底摩擦阻力等參數，將需要相當大的力來使要鋪設的管線軸向朝向連接點移動。因此，對于傳統的直接接入方法的主要挑戰是，在連接上的相對大的力和靠近連接點的大的管線壓力。

管線鋪設的典型方法將涉及仔細設計海底結構和管線配置，以確保在鋪設時管線的接入端在相對于海底結構上的連接器的正確位置和方向。在直接接入過程中，將非常高的拉力施加到管線的端部，使管線在張力下，以使管線的端部到達上至連接點并完成接入過程。使被安裝的管線在張力下的原因之一是為了允許在使用期間可能發生的管線的后續熱膨脹。沒有這種張力，管線可能由于熱膨脹而屈曲。

在直接接入期間施加到管線的力確實非常高。這對安裝設備和管線結構提出了很高的要求。此外，至少在沒有一些補償機構的情況下，這些力會對管線和海底結構上的連接器造成損害。

在本申請人的共同未決申請WO-A-2015/149843中，公開了一種安裝具有直接接入到海底結構的的海底管線的方法。該方法包括，在從管線鋪設船引入管線入到海洋的過程中，將塑性變形施加到管線的一個區域，該區域位于待直接接入的管線的端部處或靠近所述端部，并且在接入期間或之后，彈性變形所述區域以增加其曲率半徑。

待鋪設在海床上的管線可以在鋪設船上運輸和從其部署。在基本上非彈性的管線(例如，鋼)存儲在鋪設船上的卷軸上的情況下，經常需要在部署管線時矯直管線，以去除由管線存儲在卷軸上或者將它彎曲在托管架(stinger)上而產生的任何殘余曲率。這是通過使用曲率裝置實現的，該曲率裝置使管線塑性變形以去除殘余曲率。

如上所述，使用直接接入方法安裝這種矯直管線可能在管線端部和海底結構之間的連接完成期間和之后產生大的力，以及在管線的端部附近的管線的區段產生大的壓力。此外，需要大的范圍來將管線路由到海底結構，以容納所需的管線的側向偏轉以將管線的端部與海底結構上的連接點對準。WO-A-2015/149843中提出的方法通過使用WO-A-02/057674的方法在鄰近管線的海底端的管線的區段中創建曲率半徑(創建“接入和熱膨脹環”)來減輕這些問題。

局部殘余曲率也可以由產生S-鋪設船在安裝期間產生，通過1)調節輥或2)通過調節托管架配置使管線就位。通過對一個或兩個托管架的修改，在其他S形鋪設駁船上生成局部殘余曲率也是可行的，能夠在鋪設時進行調節。