海底管道悬跨处理方法技术

本发明专利技术公开了一种海底管道悬跨处理方法，包括以下步骤：S1、测量海底管道的悬跨高度；S2、通过ROV将灌浆袋放置并展开在所述海底管道下方；所述灌浆袋内包括上下设置的多个灌浆层；S3、通过注浆管线将水泥浆注入所述灌浆袋的灌浆层内，自下而上逐层灌浆，使所述灌浆袋扩充、成型为灌浆支撑体，支撑在所述海底管道下方。本发明专利技术通过ROV操作，以灌浆方式对灌浆袋灌浆，形成支撑在悬跨的海底管道下方的灌浆支撑体，对海底管道进行稳定持久支撑，安全可靠。本发明专利技术的处理方法不受水深限制，可处理悬跨高度幅度大，同时工艺简单，操作方便，处理效果好，对施工船舶和环境因素要求低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程
，尤其涉及一种海底管道悬跨处理方法。
技术介绍
海底管道是油气运输的生命线，无论是设计、预制、安装还是运营，管道安全都是油气开发的重点。海底管道在海底中通常形成有悬跨，一方面，由于海流、潮流的冲刷和风暴等恶劣天气的作用，海底很容易产生凹凸不平，形成悬跨；另一方面，由于海底原始地貌的复杂性和不平整，海底管道经过坡度段和沟槽段，形成自然悬跨。海底管道悬跨超过临界长度，会产生诸多不利因素，威胁着油气开发的安全。轻则管道弯曲、变形、破裂，重则造成油气泄漏、爆炸、造成环境污染，引发生态灾难。随着由浅海到深海的推进发展，悬跨的多样性和复杂性也必然相伴而生，正确评估并选择合适的处理方法，将有效的保障油田生产活动的安全运行。目前，悬跨处理有多种方法：砂袋回填法、后挖沟法、机械支架法和抛填砾石法。砂袋填充法工艺简单，操作方便，要通过潜水员操作才能形成良好的处理效果；其缺点是可靠性差，易冲刷，需要定期检查维护。后挖沟法和抛填砾石法可以进行悬跨处理，但侧重于整个管道的稳定性，适合长距离管线作业，工程量大，费用高，危险性也高，需对管道进行挖沟应力计算。
机械支架法需借助饱和潜水来完成安装，花费高、工期长，且处理质量不高；抛填砾石法简单，直接，但是花费高不利于维修，对海底流影响不明确(形成新的冲刷悬跨)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种安全可靠、操作简单的海底管道悬跨处理方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海底管道悬跨处理方法，包括以下步骤：S1、测量海底管道的悬跨高度；S2、通过ROV将灌浆袋放置并展开在所述海底管道下方；所述灌浆袋内包括上下设置的多个灌浆层；S3、通过注浆管线将水泥浆注入所述灌浆袋的灌浆层内，自下而上逐层灌浆，使所述灌浆袋扩充、成型为灌浆支撑体，支撑在所述海底管道下方；其中，在完成所述灌浆袋最下方的灌浆层的灌浆后，通过吊架将所述灌浆袋吊起撑开再进行下一层的所述灌浆层的灌浆。优选地，所述步骤S2中，通过配重转盘将所述灌浆袋放入海中，通过ROV将所述灌浆袋展开并拖至所述海底管道下方。优选地，所述步骤S2中，所述灌浆袋上对应每一所述灌浆层的位置设有灌浆口和透气孔，灌浆口和透气孔分别连通对应的所述灌浆层；上下相邻的两层所述灌浆层之间的隔层上分布有数个通孔；在所述步骤S3中，在对上一层的所述灌浆层灌浆时，水泥浆通过所述通孔与下一层的所述灌浆层中的水泥浆融合。优选地，所述步骤S2中，下放所述灌浆袋前还包括以下步骤：S2.1、在所述灌浆袋底层的相对两侧边装上支管，所述支管的长度等于或大于所述底层侧边的边长；S2.2、在所述灌浆袋底层的四周侧边装上配重链，在所述配重链和支管的连接处还设置浮球；S2.3、将吊架装配在所述灌浆袋上，所述吊架连接所述灌浆袋顶层的至少相对两侧；S2.4、将所述灌浆袋折叠后固定在配重转盘上。优选地，所述步骤S2.2后，还包括：对所述灌浆袋顶层表面中心及垂直于所述支管的所述灌浆袋侧边中点位置进行标记，用于定位及观察所述灌浆袋；将注浆管连接在所述灌浆袋的每一灌浆层的灌浆口上。优选地，所述步骤S2中，在船上通过吊机及吊绳将所述配重转盘下放到海中并间隔所述海底管道；所述注浆管通过注浆管线连接船上的注浆机，所述注浆管线沿着所述吊绳延伸，并通过数个间隔的连接件与所述吊绳间隔连接。优选地，所述步骤S2中，通过所述ROV将所述灌浆袋放置并展开在所述海底管道下方，对所述灌浆袋进行初步定位后，还通过校准链对所述灌浆袋进行二次定位；所述二次定位操作如下：通过所述ROV将校准链悬挂在所述海底管道上，沿所述海底管道延伸方向的所述灌浆袋两侧分别对应有一条所述校准链，每一条所述校准链的两端分别向所述灌浆袋方向垂下；观察所述校准链的两个下垂端是否位于所述灌浆袋的标记区间内，位于所述标记区间内，则所述灌
浆袋在所述海底管道下方放置到位。优选地，所述步骤S3中，在完成每一层灌浆层的灌浆后，待水泥浆初凝后进行下一层灌浆层的灌浆。优选地，所述步骤S3前，对所述注浆管线进行注水测试，确认所述注浆管线通畅。优选地，所述步骤S2前还包括找平：通过ROV将找平袋放置到所述海底管道下方的海床上，通过注浆管线将水泥浆注入所述找平袋内且不灌满所述找平袋，通过灌注有水泥浆的所述找平袋对海床进行找平；所述步骤S2中的所述灌浆袋放置展开在所述找平袋上。优选地，所述步骤S1还包括：对灌浆袋的结构稳定性进行计算；所述结构稳定性计算包括：海床面沉降计算、灌浆袋垂向承载计算、灌浆袋横向承载计算、灌浆袋整体稳定性计算、灌浆袋整体倾覆稳定性计算、灌浆袋层间滑移计算。本专利技术的有益效果：通过ROV操作，以灌浆方式对灌浆袋灌浆，形成支撑在悬跨的海底管道下方的灌浆支撑体，对海底管道进行稳定持久支撑，安全可靠。本专利技术的处理方法不受水深限制，可处理悬跨高度幅度大，同时工艺简单，操作方便，处理效果好，对施工船舶和环境因素要求低。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一实施例的海底管道悬跨处理方法操作时的设备结构图；图2是本专利技术一实施例的海底管道悬跨处理方法中灌浆袋的结构示意图；图3是本专利技术中灌浆袋下放前的结构示意图；图4是本专利技术一实施例的海底管道悬跨处理方法中灌浆袋吊起时的结构示意图；图5是本专利技术中对灌浆袋二次定位结构示意图；图6是本专利技术中对灌浆袋灌浆的过程示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。参考图1，本专利技术一实施例的海底管道悬跨处理方法，可包括以下步骤：S1、测量海底管道10的悬跨高度。该步骤S1还包括对悬跨处理位置的选定、安装空间调查，海床平整度调查及下放位置调查等。还包括对灌浆袋20的结构稳定性进行计算；结构稳定性计算包括：海床面沉降计算、灌浆袋垂向承载计算、灌浆袋横向承载计算、灌浆袋整体稳定性计算、灌浆袋整体倾覆稳定性计算、灌浆袋层间滑移计算，从而决定采用对应尺寸、形状的灌浆袋，灌浆高度等。S2、通过ROV(水下机器人)将灌浆袋20放置并展开在海底管道10下方。如图2所示，灌浆袋20内包括上下设置的多个灌浆层21，从而灌浆层21逐层灌浆。灌浆袋20由强化聚丙烯材料制成的袋状结构，可折叠，展开后的形状可为柱形、梯形等。灌浆袋20上对应每一灌浆层21的位置设有灌浆口22和透气孔23，灌浆口22和透气孔23分别连通对应的灌浆层21。透气孔23包括透气帽及设置其上的数个小孔。每一层的灌浆口22优选设置两个，一个为主
灌浆口，另一个为备用灌浆口。透气孔23优选位于或邻近灌浆层21的对角处。透气孔23具有透气作用外，还具有排水功能，并且在灌浆时通过其渗透出水泥浆来判断灌浆层21的灌浆饱满情况，是否停止灌浆。参考图3，在下放灌浆袋20前还包括以下步骤：S2.1、在灌浆袋20底层(最下方的灌浆层21)的相对两侧边装上支管101，支管101的长度等于或大于底层侧边的边长。优选地，支管101所在侧边为后续注浆管线连接的一面及相对一面，使灌浆袋20的柔性侧边变为刚性侧边，方便灌浆袋20的展开且不影响灌浆袋20的折叠。支管101可以方便ROV拖拽，也可以维持展开后灌浆袋边缘形状。支管10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底管道悬跨处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、测量海底管道的悬跨高度； S2、通过ROV将灌浆袋放置并展开在所述海底管道下方；所述灌浆袋内包括上下设置的多个灌浆层； S3、通过注浆管线将水泥浆注入所述灌浆袋的灌浆层内，自下而上逐层灌浆，使所述灌浆袋扩充、成型为灌浆支撑体，支撑在所述海底管道下方；其中，在完成所述灌浆袋最下方的灌浆层的灌浆后，通过吊架将所述灌浆袋吊起撑开再进行下一层的所述灌浆层的灌浆。

【技术特征摘要】
1.一种海底管道悬跨处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、测量海底管道的悬跨高度； S2、通过ROV将灌浆袋放置并展开在所述海底管道下方；所述灌浆袋内包括上下设置的多个灌浆层； S3、通过注浆管线将水泥浆注入所述灌浆袋的灌浆层内，自下而上逐层灌浆，使所述灌浆袋扩充、成型为灌浆支撑体，支撑在所述海底管道下方；其中，在完成所述灌浆袋最下方的灌浆层的灌浆后，通过吊架将所述灌浆袋吊起撑开再进行下一层的所述灌浆层的灌浆。2.根据权利要求1所述的海底管道悬跨处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过配重转盘将所述灌浆袋放入海中，通过ROV将所述灌浆袋展开并拖至所述海底管道下方。3.根据权利要求1所述的海底管道悬跨处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述灌浆袋上对应每一所述灌浆层的位置设有灌浆口和透气孔，灌浆口和透气孔分别连通对应的所述灌浆层；上下相邻的两层所述灌浆层之间的隔层上分布有数个通孔；在所述步骤S3中，在对上一层的所述灌浆层灌浆时，水泥浆通过所述通孔与下一层的所述灌浆层中的水泥浆融合。4.根据权利要求3所述的海底管道悬跨处理方法，其特征在于，所述步骤S2中，下放所述灌浆袋前还包括以下步骤：S2.1、在所述灌浆袋底层的相对两侧边装上支管，所述支管的长度等于或大于所述底层侧边的边长；S2.2、在所述灌浆袋底层的四周侧边装上配重链，在所述配重链和支管的连接处还设置浮球；S2.3、将吊架装配在所述灌浆袋上，所述吊架连接所述灌浆袋顶层的至少相对两侧；S2.4、将所述灌浆袋折叠后固定在配重转盘上。5.根据权利要求4所述的海底管道悬跨处理方法，其特征在于，所述步骤S2.2后，还包括：对所述灌浆袋顶层表面中心及垂直于所述支管的所述灌浆袋侧边中点位置进行标记，用于定位及观察所述灌浆袋；将注浆管连接在所述灌浆袋的每一灌浆层的灌浆口上。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋春娜，张印桐，苗春生，林守强，颜文涛，王朋飞，陈嬴豪，
申请(专利权)人：深圳海油工程水下技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44