利用平臺導管架進行海底管線回拖的起始鋪設工法

孫慶輝，燕暉，周楊，李建楠，葉宏平

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

1 概述

卡塔爾NFA海管項目為一條2.5km的20″CRA水泥配重管，作業(yè)水深54m，由起重鋪管船藍疆號完成。根據(jù)路由設計，海管鋪設的起始端為RTP平臺，在新建WHP—平臺側(cè)終止，起始鋪設采用RTP平臺導管架A1、A3樁腿帶纜的方式。由于NFA油田的平臺間采用棧橋連接，藍疆號的錨纜無法穿越多個棧橋，且平臺結(jié)構(gòu)不允許系泊工程船，藍疆號無法在RTP平臺側(cè)tie—in點處就位。藍疆船尾距離海管起始位置約190m，這段海管將通過海底與起始纜相連的導向滑輪由藍疆#6錨機反向回拖至tie—in點，如下圖1所示。

圖1 NFA油田20”海管路由示意圖

2 回拖式起始鋪設工法

2.1 起始纜索具布置

起始纜索具及導向回拖裝置布置如圖2所示。

2.2 起始纜連接

起始纜及導向回拖裝置的連接布置由DSV（潛水支持船）完成，主要操作步驟如下。

圖2 起始索具布置圖

（1）DSV分別在RTP平臺A1、A3樁腿側(cè)就位，飽和潛水員水下連接環(huán)形吊帶及高強纜。

（2）500m回拖鋼纜由DSV的鋪纜器配合下放，鋼纜一端穿過導向滑輪，并安裝標記浮球。

（3）DSV的折臂吊將與回拖纜連接好的導向滑輪吊入水中，飽和潛水員使用浮袋將回拖裝置布設在預定位置，并與兩根高強纜連接。

2.3 管線回拖流程

起始導向索具連接完畢后，藍疆船進入NFA油田現(xiàn)場，起始鋪設開始。

（1）藍疆號在船尾距離tie—in點189m的位置就位，回收回拖鋼纜，鋼絲繩一端與海管起始封頭連接，另一端卷到藍疆船的#6錨機上。

（2）回拖纜連接完畢，管線回拖開始，#6錨機收鋼絲，張緊器放管，同時作業(yè)線進行海管焊接、檢驗、涂敷等工作。

（3）為減小管端的鋪設張力，從而降低加載在導管架樁腿上的載荷，每根海管頂部安裝總凈浮力3T的浮球。

（4）起始鋪設全程使用ROV進行水下監(jiān)控，當起始封頭被拖至目標區(qū)域中時，錨機絞車停止回拖操作，ROV將預布在起始封頭上的鋼絲短扣與導向回拖裝置上的鉤子相連，實現(xiàn)張力轉(zhuǎn)換，放松回拖纜，ROV將其剪斷，#6錨機回收回拖纜。

表1 起始鋪設計算分析摘要

（5）當每根海管著泥后，ROV剪斷綁扎帶，浮球釋放并被回收，以提供海管足夠的底部摩擦力。

2.4 鋪設張力監(jiān)控

對于起始鋪設階段張力的監(jiān)控措施主要包括：張緊器自動模式設置±5T的上下靜帶、#6錨機的張力顯示。使用ROV對海管著泥點位置的監(jiān)控，分析海管形態(tài)是否在合理區(qū)間。

3 計算分析

3.1 導管架強度校核

導管架強度校核結(jié)果是支持平臺帶纜起始鋪設方案可行性的重要依據(jù)，通過SACS和ANSYS有限元分析對平臺導管架進行整體以及局部的受力分析，證明在海管鋪設的作用張力下平臺結(jié)構(gòu)的完整性。強度校核的環(huán)境因素輸入條件要以起始鋪設時的海況條件要求為依據(jù)，對于力的輸入條件要分為A1、A3樁腿同時受力以及單獨受力的情況，最終得出UC值滿足導管架強度要求。如下圖3。

圖3 有限元局部校核

3.2 起始鋪設張力分析

起始鋪設的每一步張力操作都嚴格按照鋪管計算分析來執(zhí)行，保證管端拉力不超過導管架強度校核受力的上限值。

4 關鍵技術(shù)研究

平臺間海底管線利用導管架進行回拖的起始鋪設關鍵技術(shù)在于：對于加載在導管架樁腿的力的控制，張力監(jiān)控的同時通過安裝浮球降低管端張力；起始纜設計精度的把握，直接影響管線回拖的方向及海管鋪設安裝精度；導向滑輪加裝三角板底拖的一體式設計，底拖與起始纜的兩點式連接有效避免管線回拖中滑輪翻轉(zhuǎn)造成的鋼纜打扭。

5 結(jié)語

利用平臺導管架進行海底管線回拖的起始鋪設工法，成功解決了錨系鋪管船在海上復雜油田區(qū)域無法在起始端tie—in點就位進行起始鋪設的施工難點。同時這一工法可以進一步推廣至回拖與重力錨、吸力樁等結(jié)合形式的工法研究。