深水海底管线起始铺设的方法.pdf

一种深水海底管线起始铺设的方法，采用以下步骤：一，将主作业船驶到作业地点就位后，与抛锚拖轮连接；二,将拖轮驶向主作业船船尾，并放出起始缆，拖轮航行至目标后将起始锚抛至目标点；三,主作业船拉动起始缆进行起始锚拉力试验；并对起始锚位置进行定位；四，将起始缆固定到船尾；五，将起始管线向船尾铺设；六，在起始封头出托管架前，主作业船向前走船，并控制铺管张力；七，在起始封头安装过程中，监控起始封头通过托管架、下放状态、扭转情况，并对起始封头定位，确认着泥位置及坐标；八，起始封头定位、调查后进行管线正常铺设。本发明能够在深水进行海底管线的铺设；且主作业船在水下机器人的协助下，能够对海底管线起始封头进行精确定位。

权利要求书
1.  一种深水海底管线起始铺设的方法，其特征在于：采用以下步骤：
第一步，将主作业船驶到作业地点就位，然后，将主作业船与抛锚拖轮 连接，并将拖轮的起始缆牵引至主作业船的船尾；由主作业船将弃管回收缆 绳与起始缆连接；
第二步,将拖轮驶向主作业船船尾，并放出起始缆，拖轮航行至目标抛锚 点，将起始锚抛至目标点区域；
第三步,主作业船利用弃管回收缆绳拉动起始缆进行起始锚的拉力试验； 同时，由水下机器人对起始锚位置进行定位；
第四步，起始锚的锚点位置满足要求，且拉力试验张力满足管线铺设张 力需求后，主作业船将调整船位，将起始缆末端固定到船尾；
第五步，主作业船回收弃管回收缆绳，并将起始封头安装到管线上开始 正常铺设，当起始封头通过张紧器时，根据铺设张力由张紧器加紧起始铺设 管线，并利用张紧器将起始铺设管线向船尾铺设；当起始封头到达船尾时， 将起始缆与起始封头连接；
第六步，主作业船进行正常管线铺设，起始封头通过张紧器后，在起始 封头上连接浮筒，防止起始封头入水后翻转；在起始封头出托管架前，主作 业船向前走船，通过调整主作业船的船位和张紧器的张力控制正常铺管张力；
第七步，在起始封头安装过程中，监控起始封头通过托管架、下放状态、 扭转情况，并对起始封头最终定位，确认着泥位置及坐标；
第八步，由水下机器人进行起始封头定位、调查，然后，进行管线正常 铺设。

2.  根据权利要求1所述的深水海底管线起始铺设的方法，其特征在于： 所述起始锚拉力试验的拉力为：管线正常铺设张力的1.25-1.5倍；若起始锚 在拉力试验过程中，起始锚的位置发生变化，主作业船通过调整缆不能满足 起始铺设精度要求时，由拖轮将起始锚重新提起，根据海底泥质和上次走锚 位置重新进行抛锚。

3.  根据权利要求1或2所述的深水海底管线起始铺设的方法，其特征在 于：所述水下机器人是利用超短基线定位系统或长基线定位系统对起始锚位 置进行定位。

4.  根据权利要求1所述的深水海底管线起始铺设的方法，其特征在于： 所述起始缆末端固定到船尾后，根据起始锚的位置，增加或减少调整缆的数 量。

5.  根据权利要求1所述的深水海底管线起始铺设的方法，其特征在于： 所述起始封头通过托管架、下放状态、扭转情况是由托管架上的高清水下摄 像头、托管架上压力传感器进行；当起始封头通过托管架后、接近海底时， 是由水下机器人进行监控；并根据超短基线定位系统或长基线定位系统对起 始封头最终定位，确认着泥位置及坐标。

说明书深水海底管线起始铺设的方法
技术领域
本发明涉及海底管线的铺设方法，尤其涉及一种适用于深水海底管线起 始铺设的方法。属于海洋石油工程领域。
背景技术
随着海底管线铺设逐渐走向深水，深水海底管线铺设的项目逐年增加， 而且很多油田生产区块已经达到千米级。
目前，现有海底管线一般都仅限于浅水管线起始铺设，其最深水深不超 过300米，主作业船都是采用锚系铺管船进行管线的起始铺设，而无法进行 深水管线起始铺设。其主要原因有以下几点：
1.由于主作业船都是采用锚系铺管船，只适用于水深不超过300米的水 域，因此，无法进行深水管线起始铺设。
2.由于浅水管线终端基本采用膨胀弯连接，因此，浅水起始铺设位置精 度要求不高，定位精度从几米到十几米。而深水水下管汇则安装的比较多， 多采用水下跨接管连接，管端水下定位精度要求高，定位精度要求达到亚米 级以内。
3.由于浅水起始铺设定位多数采用计算或潜水员利用超短基线定位系统 (USBL)进行水下定位，因此，定位精度要求不高。
4.由于浅水起始铺设监控措施非常少，因此，一般只限于对主作业船张 紧器及收、放缆张力进行监控。
5.由于浅水管线铺设张力较小，管线在铺设过程中扭转力较小。而深水 管线随着铺设张力的加大、水深的增加以及铺设距离的加长，管线上积聚大 量扭力也较大。
6.由于浅水管线起始封头设计较简单，而深水起始封头设计复杂，控制 阀组也较多。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水 海底管线起始铺设的方法，其利用深水动力定位铺管船进行作业，不仅能够 在深水进行海底管线的铺设；而且，主作业船在水下机器人的协助下，还能 够对海底管线起始封头进行精确定位；同时，还能够对深水管线起始封头进 行实时监视控制，确保深水管线起始铺设安全高效的进行；解决了深水管线 起始铺设中定位精度、定位效率、监控、管线扭转以及封头复杂不易控制安 装的问题。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种深水海底管线起始铺设的方法，其特征在于：采用以下步骤：
第一步，将主作业船驶到作业地点就位，然后，将主作业船与抛锚拖轮 连接，并将拖轮的起始缆牵引至主作业船的船尾；由主作业船将弃管回收缆 绳与起始缆连接；
第二步,将拖轮驶向主作业船船尾，并放出起始缆，拖轮航行至目标抛锚 点，将起始锚抛至目标点区域；
第三步,主作业船利用弃管回收缆绳拉动起始缆进行起始锚的拉力试验； 同时，由水下机器人对起始锚位置进行定位；
第四步，起始锚的锚点位置满足要求，且拉力试验张力满足管线铺设张 力需求后，主作业船将调整船位，将起始缆末端固定到船尾；
第五步，主作业船回收弃管回收缆绳，并将起始封头安装到管线上开始 正常铺设，当起始封头通过张紧器时，根据铺设张力由张紧器加紧起始铺设 管线，并利用张紧器将起始铺设管线向船尾铺设；当起始封头到达船尾时， 将起始缆与起始封头连接；
第六步，主作业船进行正常管线铺设，起始封头通过张紧器后，在起始 封头上连接浮筒，防止起始封头入水后翻转；在起始封头出托管架前，主作 业船向前走船，通过调整主作业船的船位和张紧器的张力控制正常铺管张力；
第七步，在起始封头安装过程中，监控起始封头通过托管架、下放状态、 扭转情况，并对起始封头最终定位，确认着泥位置及坐标；
第八步，由水下机器人进行起始封头定位、调查，然后，进行管线正常 铺设。
所述起始锚拉力试验的拉力为：管线正常铺设张力的1.25-1.5倍；若起 始锚在拉力试验过程中，起始锚的位置发生变化，主作业船通过调整缆不能 满足起始铺设精度要求时，由拖轮将起始锚重新提起，根据海底泥质和上次 走锚位置重新进行抛锚。
所述水下机器人是利用超短基线定位系统或长基线定位系统对起始锚位 置进行定位。
所述起始缆末端固定到船尾后，根据起始锚的位置，增加或减少调整缆 的数量。
所述起始封头通过托管架、下放状态、扭转情况是由托管架上的高清水 下摄像头、托管架上压力传感器进行；当起始封头通过托管架后、接近海底 时，是由水下机器人进行监控；并根据超短基线定位系统或长基线定位系统 对起始封头最终定位，确认着泥位置及坐标。
本发明的有益效果：
本发明由于采用上述技术方案，其利用深水动力定位铺管船进行作业， 不仅能够在深水进行海底管线的铺设；而且，主作业船在水下机器人的协助 下，还能够对海底管线起始封头进行精确定位；同时，还能够对深水管线起 始封头进行实时监视控制，确保深水管线起始铺设安全高效的进行；解决了 深水管线起始铺设中定位精度、定位效率、监控、管线扭转以及封头复杂不 易控制安装的问题。
附图说明
图1为本发明深水海底管线起始铺设流程图。
图2为本发明拖轮配合主作业船抛锚作业及拉力试验过程示意图。
图3为本发明起始封头及起始封头通过张紧器示意图。
图4为本发明起始封头及浮筒放大示意图。
图中主要标号说明：
1.主作业船；2.拖轮；3.起始缆；4.锚头缆；5.弃管回收缆绳；6.起 始锚；7.水下机器人；8.起始封头；9.张紧器；10.管线；11.浮筒；12.托管 架。
具体实施方式
如图1—图3所示，本发明采用以下步骤：
第一步，将主作业船1驶到作业地点就位，然后，通过牵引钢丝将主作 业船1与抛锚拖轮2连接，由拖轮2将盘好的起始缆3与主作业船1的牵引 钢丝连接，并利用牵引钢丝将拖轮2的起始缆3牵引至主作业船1的船尾； 由主作业船1将弃管回收缆绳5与起始缆3连接；
第二步,将拖轮2驶向主作业船1船尾，并放出起始缆3，拖轮2航行至 目标抛锚点，利用拖轮滚筒上的锚头缆4将起始锚6抛至目标点区域。
第三步,如图2所示，主作业船1利用弃管回收缆绳5拉动起始缆3进行 起始锚3的拉力试验；同时，由水下机器人7利用超短基线定位系统或长基 线定位系统对起始锚6位置进行定位，如果起始锚6在拉力试验过程中，起 始锚6的位置发生变化，主作业船1通过调整缆不能满足起始铺设精度要求 时，由拖轮2将起始锚6重新提起，根据海底泥质和上次走锚位置重新进行 抛锚；
上述起始锚6拉力试验的拉力为：管线正常铺设张力的1.25-1.5倍。
第四步，水下机器人7利用超短基线定位系统或长基线定位系统对起始 锚6的锚点进行定位，起始锚6的锚点位置满足要求，且拉力试验张力满足 管线铺设张力需求后，主作业船1将调整船位，并降低起始缆3的张力，将 起始缆3末端固定到船尾，并根据起始锚6的位置，增加或减少调整缆的数 量。
第五步，主作业船1回收弃管回收缆绳5，并将起始封头8采用焊接方式 安装到管线上，并开始正常铺设，当起始封头8通过张紧器9时，根据铺设 张力由张紧器9加紧起始铺设管线10，并利用张紧器9将起始铺设管线10向 船尾铺设；当起始封头8到达船尾时，利用卡环等索具将起始缆3与起始封 头8连接。
第六步，如图3所示，主作业船1进行正常管线铺设，起始封头8通过 张紧器9后，在起始封头8上连接浮筒11，防止起始封头8入水后翻转；在 起始封头8出托管架12前，主作业船1向前走船，通过调整主作业船1的船 位和张紧器9的张力控制正常铺管张力。
第七步，在起始封头8通过托管架12时，利用托管架12上的高清水下 摄像头观察起始封头8通过托管架12情况，调整走船速度和张紧器9的张力， 防止起始封头8与托管架12滚轮组干涉，并利用托管架上12压力传感器监 控托管架12的滚轮组张力。当起始封8头通过托管架12后，利用水下机器 人7监控起始封头8下放状态；在起始封头8接近海底时，由水下机器人7 检查起始封头8扭转情况，并根据超短基线定位系统或长基线定位系统对起 始封头8最终定位，确认着泥位置及坐标。
第八步，由水下机器人7进行起始封头8定位、调查，然后，进行管线 正常铺设。
上述主作业船；拖轮；水下机器人；张紧器；浮筒；托管架；超短基线 定位系统、长基线定位系统为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不 再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，凡是依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。