利用平台导管架进行海底管线回拖的起始铺设工法

2018-12-18孙庆辉燕晖周杨李建楠叶宏平

中国设备工程 2018年23期

孙庆辉，燕晖，周杨，李建楠，叶宏平

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

1 概述

卡塔尔NFA海管项目为一条2.5km的20″CRA水泥配重管，作业水深54m，由起重铺管船蓝疆号完成。根据路由设计，海管铺设的起始端为RTP平台，在新建WHP—平台侧终止，起始铺设采用RTP平台导管架A1、A3桩腿带缆的方式。由于NFA油田的平台间采用栈桥连接，蓝疆号的锚缆无法穿越多个栈桥，且平台结构不允许系泊工程船，蓝疆号无法在RTP平台侧tie—in点处就位。蓝疆船尾距离海管起始位置约190m，这段海管将通过海底与起始缆相连的导向滑轮由蓝疆#6锚机反向回拖至tie—in点，如下图1所示。

图1 NFA油田20”海管路由示意图

2 回拖式起始铺设工法

2.1 起始缆索具布置

起始缆索具及导向回拖装置布置如图2所示。

2.2 起始缆连接

起始缆及导向回拖装置的连接布置由DSV（潜水支持船）完成，主要操作步骤如下。

图2 起始索具布置图

（1）DSV分别在RTP平台A1、A3桩腿侧就位，饱和潜水员水下连接环形吊带及高强缆。

（2）500m回拖钢缆由DSV的铺缆器配合下放，钢缆一端穿过导向滑轮，并安装标记浮球。

（3）DSV的折臂吊将与回拖缆连接好的导向滑轮吊入水中，饱和潜水员使用浮袋将回拖装置布设在预定位置，并与两根高强缆连接。

2.3 管线回拖流程

起始导向索具连接完毕后，蓝疆船进入NFA油田现场，起始铺设开始。

（1）蓝疆号在船尾距离tie—in点189m的位置就位，回收回拖钢缆，钢丝绳一端与海管起始封头连接，另一端卷到蓝疆船的#6锚机上。

（2）回拖缆连接完毕，管线回拖开始，#6锚机收钢丝，张紧器放管，同时作业线进行海管焊接、检验、涂敷等工作。

（3）为减小管端的铺设张力，从而降低加载在导管架桩腿上的载荷，每根海管顶部安装总净浮力3T的浮球。

（4）起始铺设全程使用ROV进行水下监控，当起始封头被拖至目标区域中时，锚机绞车停止回拖操作，ROV将预布在起始封头上的钢丝短扣与导向回拖装置上的钩子相连，实现张力转换，放松回拖缆，ROV将其剪断，#6锚机回收回拖缆。

表1 起始铺设计算分析摘要

（5）当每根海管着泥后，ROV剪断绑扎带，浮球释放并被回收，以提供海管足够的底部摩擦力。

2.4 铺设张力监控

对于起始铺设阶段张力的监控措施主要包括：张紧器自动模式设置±5T的上下静带、#6锚机的张力显示。使用ROV对海管着泥点位置的监控，分析海管形态是否在合理区间。

3 计算分析

3.1 导管架强度校核

导管架强度校核结果是支持平台带缆起始铺设方案可行性的重要依据，通过SACS和ANSYS有限元分析对平台导管架进行整体以及局部的受力分析，证明在海管铺设的作用张力下平台结构的完整性。强度校核的环境因素输入条件要以起始铺设时的海况条件要求为依据，对于力的输入条件要分为A1、A3桩腿同时受力以及单独受力的情况，最终得出UC值满足导管架强度要求。如下图3。