一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法技术

本发明专利技术适用于海底管道维护改造技术领域，公开了一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其包括除泥步骤、水泥配重层和防腐层清除步骤、打磨步骤、抛光步骤、保护框架组橇水下安装步骤、开孔机组合体安装步骤、测试步骤、开孔步骤和拆除步骤，其中，除泥步骤包括在海底管道的预安装机械三通部位下方除泥形成用于给潜水员在海底管道旁侧悬空作业提供操作空间的基坑。本发明专利技术，可以有效减少潜水员在作业活动时触底引起扬泥的现象发生，从而改善了施工处海水的能见度，并有效减小了潮汐大水流对潜水作业的影响，利于增加潜水员的水下工作时间，最终为在浑水、潮汐水流影响大的海况下对海底管道水下带压开孔创造了良好的施工条件。

【技术实现步骤摘要】
一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法
本专利技术涉及海底管道维护改造
，尤其涉及一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法。
技术介绍
海底管道是设于海床以用于输送石油、天然气及其他流体介质的管道。随着海底管道服役年限的不断增长，对海底管道的维护改造也会日益增多。其中，对在役海底管道水下带压开孔是海底管道应急抢修和管网改造所要求的必备应急反应能力。然而，现有技术中，海底管道水下带压开孔技术在具体应用中会存在以下两个问题：1)在浑水、潮汐水流影响大的海况下，浮泥的存在会导致水下能见度极小或零能见度，从而难以保证水下安装过程的监测视线，进而会影响海底管道水下带压开孔的施工，然而，现有技术对此并没有给出有效的解决办法。2)如果需要带压开孔的海底管道是用于输送天然气的管道，那么由于海底管道内存在高压天然气，带压开孔动作会存在燃爆的潜在高风险，因此要求整个开孔作业过程的每一步动作必须严格控制施工次序、施工精度和质量，然而由于需要下水安装的保护框架组橇重量和体积都比较大，且要求安装在指定位置，该组撬一旦在错误位置着泥，就不能再吊起更换位置，为此要求一次准确安放到位。另外开孔机组合体体积较大并受到其连接的配套液压管系的牵制，需在吊装状态下穿过保护框架组橇的天窗，水下安装空间极其受限，所以，现有技术，在施工安装开孔机组合体时，并没有有效的办法控制开孔机的水平度和开孔方位的精度。尤其是在浑水、潮汐水流影响大的海况下，则更难以控制开孔机的水平度和开孔方位的精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其旨在解决现有技术在浑水、潮汐水流影响大的海况下无法对海底管道水下带压开孔作业以及难以控制开孔机水平度精度和开孔方位精度的技术问题。为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，包括如下步骤：除泥步骤，在海底管道的预安装机械三通部位下方除泥形成用于给潜水员在海底管道旁侧悬空作业提供操作空间的基坑；水泥配重层和防腐层清除步骤，清除所述预安装机械三通部位外的水泥配重层和防腐层；打磨步骤，对所述预安装机械三通部位的纵向焊缝外轮廓进行打磨；抛光步骤，对所述预安装机械三通部位进行抛光；保护框架组橇水下安装步骤，在所述预安装机械三通部位外安装保护框架组橇，以使所述保护框架组橇罩于所述预安装机械三通部位外的海床上；开孔机组合体安装步骤，将包括机械三通和开孔机的开孔机组合体穿过所述保护框架组橇的天窗进入所述保护框架组橇内，并将所述开孔机组合体安装定位于所述海底管道上；测试步骤，对所述机械三通进行密封性能测试；开孔步骤，通过所述开孔机组合体对所述海底管道进行开孔；拆除步骤，将所述开孔机从所述开孔机组合体上拆除，并将所述开孔机穿过所述保护框架组橇的天窗，吊装回收到水面。可选地，所述除泥步骤中，通过潜水员除泥作业形成所述基坑；且/或，所述基坑的深度大于潜水员的活动高度；所述基坑的长度大于所述开孔机组合体的长度且小于所述保护框架组橇的长度；所述基坑的宽度大于所述机械三通的长度且小于所述保护框架组橇的宽度。可选地，所述基坑的深度大于或等于2.2m，所述基坑的长度大于或等于6m，所述基坑的宽度大于或等于3m；且/或，所述基坑的俯视投影截面呈T形或者矩形。可选地，所述水泥配重层和防腐层清除步骤的实施包括：利用高压水射流切割和液压驱动金刚石切割片转动切割相结合的冷切割方式，进行清除所述预安装机械三通部位外的所述水泥配重层和防腐层；其中，所述高压水射流的输出压力为1380bar±100bar；且/或，所述打磨步骤的实施包括：采用由液压驱动打磨机头转动、且由平移机构驱动打磨机头移动的纵向焊缝打磨工具对所述预安装机械三通部位的纵向焊缝外轮廓进行打磨；且/或，所述抛光步骤的实施包括：采用手动抛光工具和由液压驱动打磨机头转动、且由平移机构驱动所述打磨机头移动的环向抛光工具相结合对所述预安装机械三通部位的外表面进行抛光。可选地，所述保护框架组橇水下安装步骤的实施包括：采用布设在海底的配重锚对所述保护框架组橇进行限位；采用吊机和绞车驱动所述保护框架组橇移动和调控所述保护框架组橇的位置和朝向。可选地，所述保护框架组橇水下安装步骤的实施包括：在海底布设四个所述配重锚，将四个绞车的钢丝绳分别穿过四个所述配重锚的定滑轮连接至所述保护框架组橇的四个角，从而实现所述配重锚对所述保护框架组橇的水下限位；采用吊机驱动所述保护框架组橇进行升降和移动；采用所述绞车驱动收放所述钢丝绳以调控所述保护框架组橇的位置和朝向。可选地，所述开孔机组合体安装步骤的实施包括：将所述开孔机组合体的开孔筒刀调节至所述海底管道横截面的三点钟方位或者九点钟方位或者十二点钟方位。可选地，所述开孔机组合体安装步骤的实施包括：采用吊机和绞车驱动所述开孔机组合体进行升降、移动和调控所述开孔机组合体的朝向；采用与所述开孔机组合体连接的空气提升袋进行平衡所述开孔机组合体的水下重量，以便于进行水下调整所述开孔机组合体的位置；在所述开孔机组合体穿过所述保护框架组橇的天窗进入所述保护框架组橇内的过程中，采用牵引绳调控所述开孔机组合体的位置，以使所述开孔机组合体顺利穿过所述天窗；在所述开孔机组合体穿过所述天窗之后，采用起重葫芦调控所述开孔机组合体的位置。可选地，所述开孔机组合体安装步骤中，在所述开孔机组合体穿过所述天窗之后，采用起重葫芦调控所述开孔机组合体的位置包括：采用安装于所述保护框架组橇上的滑槽平移手扳葫芦，调控所述开孔机和所述机械三通的前后位置；采用安装于所述保护框架组橇上、且连接所述开孔机组合体的第一组悬挂链条式葫芦，调控所述开孔机和所述机械三通的竖向位置和水平度；采用安装于所述保护框架组橇上、且连接所述开孔机组合体的第二组悬挂链条式葫芦，限制所述开孔机组合体的摆动。可选地，所述拆除步骤的实施包括：将所述开孔机从所述开孔机组合体上拆除；采用吊机驱动所述开孔机进行升降和移动，以将所述开孔机穿过所述保护框架组橇的天窗吊装回收到水面；采用安装于所述保护框架组橇上、且连接所述开孔机的第二组悬挂链条式葫芦限制所述开孔机在拆除后穿过所述保护框架组橇的天窗时的摆动。本专利技术提供的海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，通过在海底管道的预安装机械三通部位下方除泥形成基坑，以给潜水员在海底管道旁侧悬空作业提供操作空间，这样，一方面可以有效减少潜水员在作业活动时触底、触壁引起扬泥的现象发生，从而有效改善施工处海水的能见度，并有效减小了潮汐大水流对潜水作业的影响，利于增加潜水员的水下工作时间，最终为在浑水、潮汐水流影响大的海况下对海底管道水下带压开孔创造了良好的施工条件；另一方面基坑的形成可以有效增大水下安装空间，从而利于潜水员可以更好地控制开孔机的水平度和开孔方位的精度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：/n除泥步骤，在海底管道的预安装机械三通部位下方除泥形成用于给潜水员在海底管道旁侧悬空作业提供操作空间的基坑；/n水泥配重层和防腐层清除步骤，清除所述预安装机械三通部位外的水泥配重层和防腐层；/n打磨步骤，对所述预安装机械三通部位的纵向焊缝外轮廓进行打磨；/n抛光步骤，对所述预安装机械三通部位进行抛光；/n保护框架组橇水下安装步骤，在所述预安装机械三通部位外安装保护框架组橇，以使所述保护框架组橇罩于所述预安装机械三通部位外的海床上；/n开孔机组合体安装步骤，将包括机械三通和开孔机的开孔机组合体穿过所述保护框架组橇的天窗进入所述保护框架组橇内，并将所述开孔机组合体安装定位于所述海底管道上；/n测试步骤，对所述机械三通进行密封性能测试；/n开孔步骤，通过所述开孔机组合体对所述海底管道进行开孔；/n拆除步骤，将所述开孔机从所述开孔机组合体上拆除，并将所述开孔机穿过所述保护框架组橇的天窗，吊装回收到水面。/n

【技术特征摘要】
1.一种海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
除泥步骤，在海底管道的预安装机械三通部位下方除泥形成用于给潜水员在海底管道旁侧悬空作业提供操作空间的基坑；
水泥配重层和防腐层清除步骤，清除所述预安装机械三通部位外的水泥配重层和防腐层；
打磨步骤，对所述预安装机械三通部位的纵向焊缝外轮廓进行打磨；
抛光步骤，对所述预安装机械三通部位进行抛光；
保护框架组橇水下安装步骤，在所述预安装机械三通部位外安装保护框架组橇，以使所述保护框架组橇罩于所述预安装机械三通部位外的海床上；
开孔机组合体安装步骤，将包括机械三通和开孔机的开孔机组合体穿过所述保护框架组橇的天窗进入所述保护框架组橇内，并将所述开孔机组合体安装定位于所述海底管道上；
测试步骤，对所述机械三通进行密封性能测试；
开孔步骤，通过所述开孔机组合体对所述海底管道进行开孔；
拆除步骤，将所述开孔机从所述开孔机组合体上拆除，并将所述开孔机穿过所述保护框架组橇的天窗，吊装回收到水面。


2.如权利要求1所述的海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其特征在于，所述除泥步骤中，通过潜水员除泥作业形成所述基坑；且/或，
所述基坑的深度大于潜水员的活动高度；所述基坑的长度大于所述开孔机组合体的长度且小于所述保护框架组橇的长度；所述基坑的宽度大于所述机械三通的长度且小于所述保护框架组橇的宽度。


3.如权利要求2所述的海底管道水下带压开孔的施工方法，其特征在于，所述基坑的深度大于或等于2.2m，所述基坑的长度大于或等于6m，所述基坑的宽度大于或等于3m；且/或，
所述基坑的俯视投影截面呈T形或者矩形。


4.如权利要求1所述的海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其特征在于，
所述水泥配重层和防腐层清除步骤的实施包括：利用高压水射流切割和液压驱动金刚石切割片转动切割相结合的冷切割方式，进行清除所述预安装机械三通部位外的所述水泥配重层和防腐层，其中，所述高压水射流的输出压力为1380bar±100bar；且/或，
所述打磨步骤的实施包括：采用由液压驱动打磨机头转动、且由平移机构驱动打磨机头移动的纵向焊缝打磨工具对所述预安装机械三通部位的纵向焊缝外轮廓进行打磨；且/或，
所述抛光步骤的实施包括：采用手动抛光工具和由液压驱动打磨机头转动、且由平移机构驱动所述打磨机头移动的环向抛光工具相结合对所述预安装机械三通部位的外表面进行抛光。


5.如权利要求1所述的海底管道水下带压开孔作业水下安装的施工方法，其特征在于，所述保护框架组橇水下安装步骤的实施包括：采用布设在海底的配重...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫向峰，胡松，肖晓凌，李宗伟，向朝华，徐进，程微，高喜元，张捷，
申请(专利权)人：深圳市杉叶实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44