一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力实验方法与流程

1.本发明涉及海洋工程技术领域，具体而言，特别是涉及一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法。


背景技术：

2.深水半潜式生产平台作为世界上主要的深水油气开发装备已经在全球得到了越来越多的工程应用。通常，深水半潜式生产平台需要配合以深水立管共同构成对深水油气资源开发的一大模式。深水立管主要用于水下生产设施和浮式平台之间生产介质的输送。
3.钢悬链立管（以下简称scr）作为一种典型的深水立管型式，具有对浮体运动适应能力强和结构相对简单的特点。scr通常采用专用的悬挂装置就位于浮式平台外侧，同时采用专门的立管提升系统进行立管提升就位。立管提升系统通常设计为撬块形式，包含绞车/锚机等一系列设备和控制系统，同时与平台间存在多专业接口，需要与平台进行组装后才能进行整体性能测试。对于深水scr提升系统，其设计能力需要考虑scr各类型动态工况和极端工况，由此导致立管提升系统的能力可能高达几百吨的级别，而且需要通过实际测试以确保整个提升系统可以满足实际海上操作能力需求。同时，立管提升系统在安装到平台上之后，可以用于测试的装备和方案受到各种条件限制，进一步增加了测试难度。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是在充分利用半潜式平台船体现有设施的基础上，提供一种适用于半潜式生产平台钢悬链立管提升系统的张力试验方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法，包括以下步骤：s1：试验设备的组装：在立管提升系统缆绳或锚链的自由端安装临时连接缆，在立管提升系统顶层甲板连接完毕张力测试索具组合，在半潜式生产平台中的立管悬挂装置的两侧安装承力吊耳；s2：使用吊机将临时连接缆提升至立管提升系统顶层甲板处；s3：去除临时连接缆，将张力测试索具组合与立管提升系统缆绳或锚链连接；s4：使用吊机将张力测试索具组合下放至立管提升系统的底部；s5：去除吊机与张力测试索具组合的连接，继续下放立管提升系统缆绳或锚链至立管悬挂装置附近，并完成张力测试索具组合与承力吊耳的连接；s6：通过绞车或锚机控制系统缓慢增加缆绳或锚链载荷，在本地显示系统中实时监测张力数值变化，并与张力测试索具组合中给出的张力值进行比对，当张力值的变化在9至11分钟内维持在-3%至 3%范围中时，张力测试完成。
6.根据本发明优选的实施例，在所述步骤s1之前，应选择与立管提升系统下放缆绳夹角最小的立管悬挂装置。
7.根据本发明优选的实施例，所述步骤s1中，通过三维模拟来确定承力吊耳在立管
悬挂装置两侧安装的位置和角度。
8.根据本发明优选的实施例，所述步骤s1中，还应根据计算模拟分析结果在立管悬挂装置内侧安装增强结构。
9.根据本发明优选的实施例，所述步骤s1至s2之间，进行立管提升系统整体功能测试，确保立管提升系统各设备功能完好。
10.根据本发明优选的实施例，所述步骤s5至s6之间，进行连接牢固性的检查，确保连接的安全性。
11.根据本发明优选的实施例，所述步骤s6之后，还应通过反向步骤拆除张力测试索具组合并回收复原。
12.本发明的技术效果在于：1、本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法，该方法充分利用了半潜式生产平台立管悬挂装置，在半潜式生产平台中的立管悬挂装置的两侧安装承力吊耳，以及在立管提升系统顶层甲板连接张力测试索具组合，并完成承力吊耳与张力测试索具组合的连接，通过绞车或锚机控制系统增加缆绳或锚链载荷，并与张力测试索具组合中给出的张力值进行比对，实现了对于立管提升系统张力的测试试验。
13.2、本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法，通过对半潜式生产平台立管悬挂装置适当的局部改造，实现了对于立管提升系统整体能力的测试试验，避免了采用提升重型浮箱等方式引入的对半潜式平台船体的破坏风险，同时大大节省了整体能力测试试验的工期和费用。
附图说明
14.图1是本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法的示意图；图2是本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法的局部示意图；图3是本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法承力吊耳的正视图；图4是本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法承力吊耳的侧视图；图5是本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法承力吊耳的剖面视图。
15.附图标记：1-立管提升系统；2-锚链或缆绳；3-绞车或锚机控制系统；4-承立吊耳；5-竖向索具；6-撑杆；7-斜向索具；8-张力计组合；9-增强结构。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对发明的限定。
17.如图1至图5所示，本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法，包括以下步骤：
第一步：在半潜式生产平台船体上的立管悬挂装置中，选择一个与立管提升系统1下放缆绳夹角最小的悬挂装置；第二步：通过三维模拟，确定在立管悬挂装置两侧安装的承力吊耳4的位置和角度，完成承力吊耳4预制并焊接到立管悬挂装置两侧，根据计算模拟分析结果对立管悬挂装置内侧安装增强结构9；第三步：在立管提升系统缆绳或锚链2端部安装临时连接缆，下放立管提升系统缆绳或锚链2至一定高度；第四步：在半潜式生产平台立管提升系统1顶层甲板连接好两套竖向索具5、撑杆6、两套斜向索具7和张力计组合8，形成张力测试索具组合；第五步：下放平台吊机吊钩，连接提升系统缆绳或锚链2的临时连接缆，并提升至立管提升系统1顶层甲板；第六步：去除临时连接缆，将张力计组合8与提升系统缆绳或锚链2完成连接；第七步：采用平台吊机起吊张力测试索具组合，下放至立管提升系统1底部，解除吊机吊钩与张力测试索具组合的连接；第八步：继续下放提升系统缆绳或锚链2至半潜式生产平台船体立管悬挂装置附近；第九步：采用潜水员完成张力测试索具组合中末端两个卡环与承力吊耳4的连接；第十步：通过绞车或锚机控制系统3缓慢增加缆绳或锚链2载荷，并在本地显示系统中实时监测张力数值变化，并与张力计组合8中给出的张力值进行比对，确保两者差异在合理范围内；第十一步：继续增加缆绳或锚链2载荷至试验预期载荷保持不变，维持一定时间，并监测本地显示系统和张力计组合8中数值变化，当张力变化幅值在既定时间范围内维持在一个合理范围中时，可以确定张力测试通过。
18.如图1至图5所示，本发明一种适用于半潜式生产平台立管提升系统的张力试验方法，还可以采用以下步骤：第一步：在半潜式生产平台船体的陆地预制过程中，按照设计方案，将承力吊耳4和立管悬挂装置增强结构9完成安装就位，并检验合格；第二步：在陆地完成立管提升系统1的预制和组装(包含绞车或锚机控制系统3和其他必要设备集成)，将提升系统锚链或缆绳2安装到锚机或绞车上，进行立管提升系统1整体功能测试和绞车或锚机控制系统3功能测试，确保立管提升系统1各设备功能完好；第三步：在提升系统缆绳或锚链2端部安装临时连接缆，下放提升系统缆绳或锚链2至一定高度；第四步：在半潜式生产平台立管提升系统1顶层甲板连接好竖向索具5、撑杆6、斜向索具7和张力计组合8，形成张力测试索具组合；第五步：下放平台吊机吊钩，连接提升系统缆绳或锚链2的临时连接缆，并提升至立管提升系统1顶层甲板；第六步：去除临时连接缆，将张力计组合8与提升系统缆绳或锚链2完成连接；第七步：采用平台吊机起吊张力测试索具组合，下放至立管提升系统1底部，解除吊机吊钩与张力测试索具组合的连接；
第八步：继续下放提升系统缆绳或锚链2至半潜式生产平台船体立管悬挂装置附近；第九步：采用潜水员完成张力测试索具组合中末端两个卡环与承力吊耳4的连接；第十步：通过绞车或锚机控制系统3缓慢增加缆绳或锚链2载荷，并在本地显示系统中实时监测张力数值变化，并与张力计组合8中给出的张力值进行比对，确保两者差异在合理范围内；第十一步：继续增加缆绳或锚链载荷2至试验预期载荷保持不变，维持一定时间，并监测绞车或锚机控制系统3和张力计组合8中数值变化，当张力变化幅值在既定时间范围内维持在一个合理范围中时，可以确定张力测试通过。
19.第十二步：试验通过后，通过反向步骤拆除测试用索具并回收复员。
20.其中，既定时间范围为9至11分钟，合理范围为-3%至 3%。绞车或锚机控制系统3具有张力本地实时显示功能；张力计组合8具有张力值远程显示功能，方便与绞车或锚机控制系统3的张力显示值进行比对。
21.如图2所示，张力测试索具组合包含竖向索具5(两套)、撑杆6、斜向索具7(两套)和张力计组合8，承力吊耳4与竖向索具5连接，竖向索具5与撑杆6上的设定吊耳相连，撑杆6上另有一对吊耳与斜向索具7相连，最后通过张力计组合8连接斜向索具7和立管提升系统的缆绳或锚链2。
22.以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。