水平限位卡子的水下就位方法与流程

1.本发明涉及水下立管安装技术领域，尤其涉及一种水平限位卡子的水下就位方法。


背景技术：

2.随着全球深水油气资源开发活动的日益剧增，将油气从海底设施输入到海面浮式平台的动态柔性立管被越来越广泛地采用。在油田运营期间，水文环境作用于浮式平台和动态柔性立管，引起动态柔性立管产生较大的动态响应。为了防止动态柔性立管的水平载荷向水下端基盘或管线终端传递，损坏动态柔性立管的端部连接，某些动态柔性立管会在立管上安装水平限位卡(holdback clamp)，并将水平限位卡就位到海床上的水平限位基础的卡位内，以阻断立管的动态响应的水平载荷向水下立管连接端传递，以保护立管与海底管线终端或是水下结构的连接的完整性。
3.另外，为了防止路由勘测误差、铺设误差等导致立管长度不够，交货的立管设置了一定的冗余长度，即立管的实际长度大于设计长度。如何消耗冗余长度，并就位立管的水平限位卡到水平限位基座的卡位上，是亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，提供一种水平限位卡子的水下就位方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水平限位卡子的水下就位方法，包括以下步骤：
6.s1、在动态柔性立管的预定管段上选定至少三个相间隔的吊点，分别将悬挂索具连接在各个所述吊点上；
7.s2、下放所述动态柔性立管，直至所述动态柔性立管上连接的所述悬挂索具均落位在海床上；
8.s3、将操作索具下放至水下并与所述悬挂索具连接；
9.s4、提升所述操作索具，通过所述悬挂索具将所述动态柔性立管的预定管段吊起并弯曲形成驼峰段；
10.s5、继续下放所述动态柔性立管，同时通过所述操作索具控制所述驼峰段的高度，使所述动态柔性立管上的位于所述驼峰段和安装船之间的水平限位卡子就位在水平限位基座的卡位上；
11.s6、下放所述操作索具，使所述驼峰段落位在海床上，解除所述操作索具并回收。
12.优选地，步骤s1中，在所述动态柔性立管的预定管段上选定三个相间隔的吊点，每一所述吊点连接一悬挂索具。
13.优选地，所述操作索具包括一撑杆、沿着所述撑杆的长度方向间隔分布并连接在所述撑杆下方的三个连接吊索、连接在所述撑杆上方的吊装索件；
14.步骤s3中，船舶吊机与所述吊装索件连接，将所述操作索具下放入水；
15.在水下，将三个所述连接吊索分别与三个所述悬挂索具连接；每一所述连接吊索与对应的所述悬挂索具形成连接在所述撑杆和所述吊点之间的吊接索；位于中间的所述吊接索的长度小于位于两侧的所述吊接索的长度。
16.优选地，三个所述悬挂索具的长度相同；三个所述连接吊索中，位于中间的所述连接吊索的长度小于位于两侧的所述连接吊索的长度。
17.优选地，步骤s4中，提升所述操作索具时，带动所述吊接索提升将所述预定管段上的吊点吊起至不同的高度，位于中间的吊点的吊起高度大于两侧吊点的吊起高度，使所述预定管段弯曲形成驼峰段。
18.优选地，步骤s1中，所述动态柔性立管的一端预先入水并连接在水下端基盘或管线终端上；所述动态柔性立管的其余部分位于所述安装船上，所述预定管段根据所述动态柔性立管上水平限位卡子的位置及所述水下端基盘或管线终端与水平限位基座之间的铺设路由在该其余部分上选定。
19.优选地，步骤s2包括：所述安装船沿着所述动态柔性立管的铺设方向移动，同时将所述动态柔性立管下放至水下并进行铺设；在所述动态柔性立管上连接的所述悬挂索具均落位在海床上后，停止下放所述动态柔性立管，并且所述安装船停止移动。
20.优选地，步骤s5中，通过所述操作索具控制所述驼峰段的高度，进而控制所述驼峰段的长度，消耗所述动态柔性立管的冗余长度，也控制所述水平限位卡子在所述动态柔性立管的铺设路由上来回移动，以精确对准就位在水平限位基座的卡位上。
21.优选地，步骤s5中，在所述水平限位卡子就位后，继续将所述动态柔性立管的位于所述水平限位卡子和安装船之间的部分管段铺设在海床上。
22.优选地，所述水平限位卡子的水下就位方法还包括以下步骤：
23.s7、将所述动态柔性立管上的悬挂索具拆下并回收至所述安装船上。
24.本发明的水平限位卡子的水下就位方法，通过在水下将动态柔性立管的部分管段吊起形成驼峰段，配合水平限位卡子的下放将其精确就位在水平限位基座上，能够快速、安全和有效的完成水平限位卡子的就位，同时解决了立管冗余长度消耗的问题。该方法安全可靠，可有效降低作业风险。
附图说明
25.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
26.图1是本发明的水平限位卡子的水下就位方法中将预定管段吊起形成驼峰段的结构示意图；
27.图2是本发明的水平限位卡子的水下就位方法中水平限位卡子在水平限位基座上的结构示意图(俯视)。
具体实施方式
28.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
29.如图1、2所示，本发明的水平限位卡子的水下就位方法，可包括以下步骤：
30.s1、在安装船上，在动态柔性立管的预定管段10上选定至少三个相间隔的吊点，分
别将悬挂索具20连接在各个吊点上。
31.本发明的水平限位卡子的水下就位方法主要应用在动态柔性立管的铺设过程中。在铺设动态立管过程中，先将动态柔性立管的一端从安装船下放至水中并连接至水下端基盘或管线终端，此时除了位于水下端基盘或管线终端与安装船之间并且位于水下的悬接段，动态柔性立管的其余部分还位于安装船上，动态柔性立管的另一端用于后续与海面浮式平台连接。
32.因此，在步骤s1中，动态柔性立管的一端预先入水并连接在水下端基盘或管线终端上；动态柔性立管的其余部分位于安装船上。根据动态柔性立管上水平限位卡子的位置、水下端基盘或管线终端与海床上的水平限位基座之间的铺设路由，在位于安装船上的动态柔性立管部分选出预定管段10。
33.在动态柔性立管上，预定管段10和水平限位卡子所在位置之间的距离通常为30-40米。
34.在预定管段10上选定至少三个吊点。在一实施例中，在预定管段10上选出三个吊点作为主吊点，该三个吊点依次间隔分布。每一吊点连接一悬挂索具20，并且确保悬挂索具20定位在吊点上，不会滑动。
35.根据需要，还可以在主吊点的一侧或两侧再选出至少一个吊点作为备用吊点，备用吊点也连接悬挂索具20，作为后续操作过程中主吊点及其上悬挂索具20失效时的备用。
36.在结构上，悬挂索具20可采用柔性索件，柔性索件可以是缆绳或吊带等件，其以一端缠绕紧固在吊点上，另一端形成索环。
37.s2、下放动态柔性立管，直至动态柔性立管上连接的悬挂索具20均落位在海床上。
38.具体地，步骤s2可包括：
39.安装船沿着动态柔性立管的铺设方向移动，同时将动态柔性立管下放至水下并进行铺设；
40.在动态柔性立管上连接的悬挂索具20均落位在海床上后，停止下放动态柔性立管，并且安装船停止移动。
41.在动态柔性立管的下放过程中，可通过rov在水下实时观察，并可抓取悬挂索具20，使其在海床上位于预定管段10的上方或一侧，不会被压在预定管段10下方。
42.s3、将操作索具30下放至水下并与悬挂索具20连接。
43.其中，如图1所示，操作索具30包括一撑杆31、沿着撑杆31的长度方向间隔分布并连接在撑杆31下方的三个连接吊索32、连接在撑杆31上方的吊装索件33。
44.该步骤s3具体操作如下：
45.将吊装索件33与船舶吊机连接，在柔性立管侧面距离预定管段10有30米以上距离的地方通过船舶吊机将操作索具30下放入水，直至操作索具30距离海底10-20米的深度处，船舶吊机开启升沉补偿功能，移动操作索具30靠近预定管段10。在水下，通过rov将操作索具30的三个连接吊索32分别与预定管段10上的三个悬挂索具20的索环连接。位于中间的连接吊索32与位于中间的悬挂索具20连接，位于侧边的连接吊索32与对应的侧边的悬挂索具20连接。每一连接吊索32与对应的悬挂索具20形成连接在撑杆31和吊点之间的吊接索；位于中间的吊接索的长度小于位于两侧的吊接索的长度，两侧的吊接索的长度可相同。
46.上述的船舶吊机可位于安装船上，或者位于另一作为辅助安装的辅助船上。
47.为了使三个吊接索的长度不一，可通过连接吊索的长度不同实现。例如，预定管段10上吊点连接相同的悬挂索具20，即三个悬挂索具20的长度相同；在操作索具30的三个连接吊索32中，位于中间的连接吊索32的长度小于位于两侧的连接吊索32的长度，这样，当三个连接吊索32分布与三个悬挂索具20连接时，形成的三个吊接索的长度主要由连接吊索32决定。
48.此外，为了方便rov将连接吊索32与悬挂索具20连接，连接吊索32的端部设有吊钩；吊钩通常选用rov钩。连接时，将吊钩穿入悬挂索具20的索环即可将连接吊索32与悬挂索具20连接，操作便捷，同时拆解也便捷。
49.s4、提升操作索具30，通过悬挂索具20将动态柔性立管的预定管段10吊起并弯曲形成驼峰段。
50.该步骤s4中，通过船舶吊机提升操作索具30；船舶吊机在升沉补偿模式下提升操作索具30。
51.提升操作索具30时，带动吊接索提升将预定管段10上的三个吊点吊起，预定管段10的中间的吊点和两侧的吊点依次被提升离开海床，并提升至不同的高度，位于中间的吊点的吊起高度大于两侧吊点的吊起高度，使预定端弯曲形成驼峰段。rov在旁边监测驼峰段状态。
52.驼峰段的半径应≥动态柔性立管允许的最小弯曲半径，防止动态柔性立管过度弯曲造成损坏等问题。
53.s5、在安装船上继续下放动态柔性立管，同时通过操作索具30控制驼峰段的高度，使动态柔性立管上的位于驼峰段和安装船之间的水平限位卡子40就位在水平限位基座50的卡位51上，如图2所示。
54.具体地，船舶吊机通过操作索具30控制驼峰段的高度，进而控制驼峰段的长度，消耗动态柔性立管的冗余长度，也控制水平限位卡子40在动态柔性立管的铺设路由上来回移动。在rov的监测下，将水平限位卡子40精确就位在水平限位基座50的卡位51上。
55.在水平限位卡子40就位后，继续将动态柔性立管的位于水平限位卡子40和安装船之间的部分管段铺设在海床上。该部分管段无需太长，只要能够保证水平限位卡子40在水平限位基座50的卡位51上的稳固即可。
56.s6、下放操作索具30，使驼峰段落位在海床上，解除操作索具30并回收。
57.s7、将动态柔性立管上的悬挂索具20拆下并回收至安装船上。
58.上述操作索具30和悬挂索具20的拆解由rov操作，回收由船舶吊机操作。
59.当然，悬挂索具20也可以留置在预定管段10上，不影响动态柔性立管的连接及使用。
60.完成水平限位卡子40的就位后，安装船继续移动至海面浮式平台，铺设动态柔性立管的剩余部分，并将动态柔性立管在安装船上的另一端传递至海面浮式平台。
61.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。