深水海管預調試中水平連接器安裝拆除作業效率分析

崔相魯 林曉 張杰 楊超(深圳海油工程水下技術有限公司，廣東 深圳518067)

1 緒論

深水海管預調試中ROV 所使用的外接工具以及水下注水增壓設備的種類和數量很多，并且每個設備之間的連接驅動都是有嚴格的先后順序。依據在陸地進行的SIT（系統綜合測試）做出的海上施工作業程序是保障海上施工作業順利進行的關鍵。然而實際的水下作業環境往往和陸地SIT 有區別，通過對首次水平連接器的安裝和拆除經驗的總結，結合實際的水下作業環境，優化現有的作業方案，可以大大提高水平連接器安裝和拆除的作業效率。

本文主要通過探討ROV 在水下進行海管預調試水平連接器作業中的施工程序以及經驗終結后優化的施工方案，以為類似海洋工程項目提供參考。

2 深水海管預調試水平連接器的安裝和拆除一般程序

文章僅介紹相關作業流程，即水下作業流程。在安裝水平連接器之前，船舶移到ROV作業位置下放兩臺ROV入水，首先拔出臨時堵頭，打開平衡球閥，拆除掉水平端的短期壓力帽，然后進行水平連接器的安裝作業。

（1）兩臺ROV同時下水，調整水平連接器的方向，并引導水平連接器進入導向桿；

（2）吊機慢慢下放，使水平連接器完全坐落于海管終端基座上，并檢查連接器末端是否與海管末端完全契合；

（3）解除水平連接器的鎖具，下放預備好的浮球，并連接與水平連接器的末端，用來調整水平連接器的水平度；

（4）ROV在水下工具籃中取出CAT（接口驅動工具）安裝在水平連接器上；

（5）ROV 在工具籃中取出TIF（工具界面基座）安裝在水平連接器上，并用4 線液壓跳線連接CAT 和TIF，ROV 攜帶的6 線跳線連接在TIF上驅動TIF和CAT；

（6）ROV 在工具籃中取出HCT（管口清潔工具）安裝于TIF上，ROV控制6線液壓驅動HCT清潔管口；

（7）ROV取出HCT，安裝SRT（密封圈安裝取出工具），ROV控制6線液壓安裝密封鋼圈，然后取出SRT；

（8）拆除4線6線液壓跳線，拆除TIF，ROV于工具籃中取出SST（密封加壓工具）安裝在水平連接器上，并用4線連接SST和CAT，ROV上6線連接CAT，液壓驅動SST和CAT使水平連接器與海管末端密封連接。

（9）ROV使用背壓測試工具對密封進行測試。

（10）當海管完成清管試壓后再進行相反的程序來拆除水平連接器。

3 水平連接器的安裝拆除作業方案優化

根據首根海管作業的經驗，結合實際的水下作業環境對施工方案進行了創新優化，包括簡化水下作業流程，改善作業空間，改變連接器水平度調整方式。通過優化后不但大大的提高了水下作業效率，而且降低了水下作業風險。

3.1 簡化水下作業流程

根據初始方案，水平連接器水下放置后ROV 安裝CAT（接口驅動工具），需要把CAT 終端接口嵌入水平連接器兩側的固定公座上，并且在終端接口位置固定的情況下，再調節CAT 油缸的伸縮長度，把CAT 前端夾板卡槽放進連接器終端口突出沿。由于作業空間受限，視覺存在偏差，并且受水流和能見度的影響造成安裝難度很大，非常消耗時間，同時CAT 有受損風險。通過對CAT原理的了解，并征得FMC廠家同意，方案改為下水前先預安裝CAT到連接器，ROV在水下僅需微調就可以完成就位。

3.2 拆除Grab Post（ROV固定桿），改善ROV作業空間

根據原始方案，水平連接器中間需要安裝Grab Post用于協助ROV水下機械手抓住以穩定ROV的位置。整個水平連接器安裝作業都在防塵板內部，原本作業空間已經很狹窄，加之中間又立一穩固支桿，造成兩臺ROV協同安裝連接器以及操作各種驅動工具時空間非常受限，受限空間內ROV調整最優作業方位非常困難耗費時間，同時增加了作業風險。根據實際水下作業情況，決定拆除Grab Post，消除了兩臺ROV 作業位置受限因素。拆除Grab Post 后，2 臺ROV 重新選擇水下作業位置，極大的提高了作業效率，同時降低了ROV作業風險。

3.3 連接器水平度調整方案優化

水平連接器在水下和海管接頭對接鎖緊的過程需要ROV提供液壓動力，這一過程中整個水平連接器需要保持在特定的角度（-1°到-5°），否則會卡阻。根據原始方案，采用在球筒尾部安裝浮球的方法調整角度，但是實際操作中ROV多次嘗試鎖緊接頭都無法安裝成功。方案更改后，采用吊機加力取代浮球調整，角度控制更加靈活，ROV 都能一次性將連接器和海管接頭鎖緊。

4 結語

文中論述的水下施工作業所涉及的水平連接器為FMC 提供的UCON-H 型連接器，該型連接器水下安裝工藝較為復雜，不但是海管預調試作業中的最大難點，也是整個安裝拆除設備作業中相對最耗時，風險最大的節點。所以此處作業節點順利安全的推進，也是提高整體水下作業效率的關鍵。根據水下實際作業環境，結合實際作業經驗及時的對作業方案進行修正和優化是提高作業效率的關鍵。因為不同廠家的水下海管預調試設備不同，作業的方案步驟也不盡相同，但是大致原理是相通的，所以文中論述的水平連接器施工作業以及創新做法對其他類似作業是有借鑒意義的。