管道至海底结构的接合制造技术

海底结构18包括以基座形式的或以安装到基座并用于将载荷传递到基座的支撑结构的形式的支撑件6。一种用于将管道19安装在这样的海底结构18处的方法包括：在近端位置为支撑件6提供拉入点22，其中该近端位置位于支撑件6的第一侧；在远端位置为支撑件6提供强点20，其中该远端位置与该近端位置间隔开，并且在拉入点22和强点20之间存在直的畅通路径，这条畅通路径桥接支撑件6的部分宽度或全部宽度；使下拉线24经过强点20处的引导件21并使用下拉线24拉入管道19；铺设管道19并使下拉线24沿着畅通路径移动；然后继续铺设和/或拉入，直到管道19的接合头25位于拉入点22处的所需位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道至海底结构的接合本专利技术涉及一种用于将管道接合到海底结构的方法和设备，尤其涉及用于石油和天然气工业的管道的接合。用于石油和天然气装置的管道，诸如那些用于运输例如石油或天然气的碳氢化合物的管道，通常使用铺设船沿着海床铺设。这种海底管道可以安装在例如两个海底结构之间，其中该海底结构可以是“采油树”、立管基座、防爆防喷器(BOP)或一些其他结构。通常使用单独的跳线或线轴将管道的一端或两端连接(或“接合”)到海底结构。与使用单独的跳线或线轴相关的额外部件和步骤可能导致安装过程的高成本。也可以使用直接接合的方法，并且其通常是优选的。这些方法包括：·直接拉入，其中使用铺设船上的绞车位置将管道的一端拉动靠近海底结构，并且使用遥控操作装置(ROV)和对准装置完成接合；·偏转而连接，其中管道被拉到与平台对齐的目标区域但是被拉到平台的一侧，然后通过缠绕或以其他方式横向偏转管道直到它与立管连接配合来进行连接；以及·连接并铺设，其中管道的海底端部在海面处连接到海底结构，然后将海底结构下降到海床，之后通过使铺设船远离海底结构行进而铺设管道。管道铺设的典型方法将涉及海底结构和管道配置的精心设计，以确保在铺设时管道的接合端相对于海底结构上的连接器处于适当的位置和取向。在直接接合过程期间，非常高的张力被施加到管道的末端，使管道处于张紧状态，以便使管道的末端向上到达连接点并完成接合过程。将安装的管道置于张力下的原因之一是为了允许管道在使用期间可能发生的后续的热膨胀。没有这种张力，管道可能由于热膨胀而弯曲。在直接接合期间施加到管道的力确实会非常高。这对安装设备和管道结构提出了很高的要求。需要较大面积来用于管道的偏转以确保接合期间和随后的热膨胀期间的力可接受。此外，至少在缺少一些补偿机构的情况下，这些力会对管道和海底结构上的连接器造成损坏。在WO2015/149843中发现了用于克服或至少减轻已知的直接连接过程的缺点的现有提议。该文献描述了一种用于管道的海底端的直接接合的方法，该方法旨在使管道与海底结构之间的连接处的力最小，使直接接合过程期间所需的力最小，使管道靠近其海底端的被偏转的部分的应力最小，并且使海底结构周围的容纳管道的偏转所需的面积最小。该方法包括，在将管道从管道铺设船舶引入海洋的过程中，将塑性变形施加至管道位于或靠近其将被连接的一端的区域，在接合期间或在接合之后，使所述区域弹性变形以增加其曲率半径。该方法相对于上述现有技术提供了显著的优点，但是它主要关注通过卷轴铺设方法的安装。此外，US4591292公开了一种将流送管连接到海底结构的方法。在该方法中，使用了不形成海底结构的一部分的特殊连接工具将流送管附接到海底结构。用于管道的接合的技术可以与如上所述的海底设施的设计相关联。例如采油树和歧管的许多现有类型的海底设备由防护结构保护，该防护结构通常包括用于对落下碎片的保护的坚固的上甲板，以及支撑上甲板并且还提供对拖网的保护的倾斜支腿。必须具有移动部件以允许到达被防护的设备，所述移动部件例如上层甲板上的开口。典型的现有技术的防护结构如图1所示。这些结构的设计阻碍了一些接合方法的使用，因为管道联接至海底设施的位置将与海底设施的其他部分一起被防护。从第一方面看，本专利技术提供了一种用于将海底管道安装在海底结构处的方法，其中海底结构包括以基座形式的或以安装到基座并用于将载荷传递到基座的支撑结构的形式的支撑件，该方法包括：在近端位置为支撑件提供拉入点，其中近端位置位于支撑件的第一侧；在远端位置为支撑提供强点，其中远端位置与近端位置间隔开，并且在拉入点和强点之间存在直的畅通路径，这条畅通路径桥接支撑件的部分宽度或全部宽度；使下拉线经过强点处的引导件并使用下拉线拉入管道；铺设管道并使下拉线沿着畅通路径移动；并继续铺设和/或拉入，直到管道的接合头处于拉入点处的所需位置处。专利技术人已经认识到，可以省去现有技术的下拉技术中的起始基座/起始桩，并且利用支撑件的宽度以便能够连接下拉线，即如上所述地将强点与拉入点放置在相同的支撑件上。在强点和拉入点之间可以允许足够的距离以使下拉方法有效地工作，并且在许多情况下，这可以在不需要支撑件的大量调整的情况下完成。事实上，有利的是使用已知设计的支撑件以允许该方法与现有海底结构兼容，其中主要变型在于需要增加强点(或强点的合适安装件)以及确保存在适当的畅通路径。在某些情况下，后者可能需要海底设备在海底结构上的一些重新定位。关于US4591292，其海底结构不包括具有强点或拉入点的支撑件。相反，连接工具执行拉入操作。连接工具不是安装有流送管的海底结构的一部分。保持强点和拉入点的支撑件可以为直接使用基座或安装至基座的支撑结构。通常期望将强点和拉入点都安装到相同的部件，即都安装在基座上或者可替换地都安装在其本身安装到基座的支撑结构上。然而，这两个点可以被安装在不同的结构上。在直接使用基座的情况下，一个示例使用吸力桩作为所述基座。海底设备可以直接安装到吸力桩，其中畅通路径在海底设备之间延伸穿过吸力桩。在支撑结构的情况下，基座可以包括多个基座元件，例如桩或锚，其中支撑结构跨越多个基座元件建造并由多个基座元件支撑。例如，支撑结构可以是框架，其在基座元件处具有其基脚并且布置为与强点和拉入点一起保持海底设备，其中畅通路径同样在海底设备之间延伸。因此，支撑件还可以保持海底设备，其中畅通路径位于海底设备之间。在一些示例中，支撑件和海底设备具有对称的布置，其中畅通路径延伸穿过支撑件的中心。拉入点和强点分别位于近端位置和远端位置，这里使用的术语近端和远端指的是支撑件相对于管道位置的近点和远点。因此，拉入点更靠近管道，而强点更远离管道。拉入点可以位于支撑件的第一侧。强点可以朝向支撑件的另一侧与拉入点间隔开。例如，强点可以位于支撑件的相反侧，或者可以朝向支撑件的中心定位，优选地位于支撑件的中点。强点可以定位成横跨大致圆形或大致椭圆形结构的直径或足够长的弦，或者位于例如矩形的多边形结构的两个相反侧。当然，当强点和拉入点位于真正的相反侧时，例如横跨圆的直径或椭圆形支撑件的大径时，将提供畅通路径的最大长度，但这对于方法有效并不是必不可少的，因为在许多情况下，可以通过小于最大宽度获得对于畅通路径的足够长度，例如横跨椭圆形结构的小直径或横跨圆的位于在90度和180度之间的弧(例如120度弧)的两端的弦。例如，如果具有多个拉入点，其中一个位于支撑件的第一侧而另一个位于支撑件的另一侧(例如相反侧)，则可能优选地使强点朝向支撑件的中心定位。在中心位置的强点可用于针对多个这样的拉入点如本文所讨论的安装管道。强点的中心位置可以相对于支撑件的两个相反侧居中(例如，远离两个相反侧的任何地方，优选地靠近两个相反侧之间的中点)，或者可以相对于支撑件的所有侧面居中(例如，远离支撑件的所有侧面的任何地方，优选地位于当从上方观察时支撑件的中心处)。接合头在拉入点处的所需位置的涉及可以意味着管道足够接近拉入点以使用下面讨论的方法步骤将管道附接到海底结构。例如，当管道的接合端处于拉入点时，其可以相对于管道的纵向方向位于拉入点的2m、1m或0.5m内。附加地/替代地，管道的接合端可以在管道的径向方向上(例如在竖直方向上，并且/或者在垂直于纵向方向的任何或所有方向上)与拉入点间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将海底管道安装在海底结构处的方法，其中所述海底结构包括支撑件，所述支撑件为基座形式或安装到基座并用于将载荷传递到所述基座的支撑结构形式，所述方法包括：在近端位置为所述支撑件提供拉入点，其中所述近端位置位于所述支撑件的第一侧；在远端位置为所述支撑件提供强点，其中所述远端位置与所述近端位置间隔开，并且在所述拉入点和所述强点之间存在直的畅通路径，这条畅通路径桥接所述支撑件的部分宽度或全部宽度；使下拉线经过所述强点处的引导件并使用所述下拉线拉入所述管道；铺设所述管道并使所述下拉线沿着所述畅通路径通过；以及继续铺设和/或拉入，直到所述管道的接合头处位于所述拉入点处的所需位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.11 GB 1606130.11.一种用于将海底管道安装在海底结构处的方法，其中所述海底结构包括支撑件，所述支撑件为基座形式或安装到基座并用于将载荷传递到所述基座的支撑结构形式，所述方法包括：在近端位置为所述支撑件提供拉入点，其中所述近端位置位于所述支撑件的第一侧；在远端位置为所述支撑件提供强点，其中所述远端位置与所述近端位置间隔开，并且在所述拉入点和所述强点之间存在直的畅通路径，这条畅通路径桥接所述支撑件的部分宽度或全部宽度；使下拉线经过所述强点处的引导件并使用所述下拉线拉入所述管道；铺设所述管道并使所述下拉线沿着所述畅通路径通过；以及继续铺设和/或拉入，直到所述管道的接合头处位于所述拉入点处的所需位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中不使用起始基座或起始桩。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述基座是吸力桩。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中使用多个基座。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述支撑件保持海底设备，其中所述畅通路径位于海底设备之间。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述畅通路径的长度是已知的，并且所述方法包括当所述管道相对于所述强点处于适当距离时停止下拉所述管道，所述适当距离等于或略大于所述强点和所述拉入点之间的距离。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，包括从海面处的张紧系统勾住下拉线，使其通到所述强点并到达所述管道。8.根据上述权利要求中任一权所述的方法，其中使用多个下拉线。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，铺设后的所述下拉线用于将所述管道拉入到所述拉入位置中。10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行所述管道的铺设，直到所述管道停靠在管道支撑件上。11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行所述管道的铺设，直到所述管道停靠在处于升高位置的支撑架上。12.根据权利要求11所述的方法，包括将所述管道锁定到所述支撑架。13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，包括在铺设所述管道之后使用由清管器发射接收器致动的清管器使所述管道溢流。14.根据权利要求11或12或从属于权利要求11的13所述的方法，包括将所述支撑架降低到与所述拉入位置相邻的降低位置。15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述管道拉入到所述拉入位置中以将所述管道连接到所述海底结构。16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，包括：在将所述管道从管道铺设船引入海洋期间，将塑性变形施加到所述管道的一个区域，所述区域位于或者靠近所述管道的将被接合的一端，以及在接合期间或在接合之后使所述区域弹性变形以增加其曲率半径。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述区域位于所述管道的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·恩达尔，K·E·埃林森，
申请(专利权)人：艾奎诺能源公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO