CN102774471B - 单点锚腿松弛的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种单点锚腿松弛的处理方法，采用以下操作步骤：一：在浮式生产储卸油轮的周围布置数条限位拖轮，通过限位拖轮对海上浮式生产储卸油轮的艏向进行控制；二：将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态；三：锚腿被张紧之后，在两个张紧点间松弛锚链段切割多余的链环；四：在被切断锚链的两端之间安装保险带；五：由潜水员回接割后的锚链；六：放松张紧器恢复锚腿到正常的工作状态。本发明可以在海上浮式生产储卸油轮在役的情况下进行单点锚腿松弛处理，海上浮式生产储卸油轮不需要停产，减少了大量海上浮式生产储卸油轮解脱与回接工作；大大降低了施工费用，提高了工作效率；同时，可以将施工风险减小到可控范围内，极大程度地保障了施工的有序进行。
Description
技术领域
本发明涉及系泊系统，尤其涉及一种用于内转塔式单点系泊系统的单点锚腿松弛的处理方法，属于海洋石油工程领域。
背景技术
APL公司的STP（Submerged Turret Production）内转塔式单点系泊系统是一种广泛应用于海上浮式生产储卸油轮（FPSO）的单点系统。受单点系泊的安装误差以及多年的使用等因素影响，单点系统个别锚腿可能产生松弛现象，锚腿张力大大减小，其所受张力将转移到其他锚腿上。以9腿（分为3簇）形式内转塔式单点系泊系统（STP）为例，与松弛锚腿处在同簇的另外两条锚腿的负荷将大大增加，可能超出其设计载荷值。单点系统在这种状态工作时，锚腿将受到极大的损伤，锚腿寿命大幅缩减，而且，单点系统的稳定性和安全性也得不到保障。因此，当发生锚腿松弛情况时，需对其进行及时处理。
目前，海上浮式生产储卸油轮若进行锚腿松弛处理，需将海上浮式生产储卸油轮进行解脱，单点浮筒注水沉入海底，然后，对锚腿进行截短处理，最后进行海上浮式生产储卸油轮与单点回接。由于涉及到海上浮式生产储卸油轮解脱与回接，因此，上述方法工作量巨大，且需要在油田停产情况下进行，产量损失严重。
为了克服上述方法存在的缺点，在锚腿水下张紧回接方面，目前，国内外常用到的方法是借助机械张紧工具（Stevtensioner即：“史蒂夫”张紧器），将其与待张紧的锚链连接，通过提拉张紧器的工作链，实现锚链张紧；然后，由潜水员完成对锚腿上多余链环的切割和锚腿的最后回接。虽然，该锚链张紧方法技术成熟，但对作业船舶性能要求高，船舶需配备大型吊机（一般150T以上）或绞车（一般150T以上）。因而，在作业船舶资源的选择方面受限较大，船舶费用较高，而且该方法受天气因素影响较大（一般综合浪高1.5m或以下方可实施提拉），施工进度不易控制。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种单点锚腿松弛的处理方法，其可以在海上浮式生产储卸油轮在役的情况下进行单点锚腿的松弛处理，海上浮式生产储卸油轮不需要停产，减少了大量海上浮式生产储卸油轮解脱与回接工作；且将液压拉伸设备用于水下施工，摆脱了传统锚腿张紧方法对施工船舶性能苛刻要求的束缚，船舶资源选择余地大，大大降低了施工费用，短了海上施工时间，提高了工作效率；同时，可以将施工风险减小到可控范围内，极大程度地保障了施工的有序进行。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
1、一种单点锚腿松弛的处理方法，其特征在于：采用以下操作步骤：
第一步：在浮式生产储卸油轮的周围布置数条限位拖轮，通过限位拖轮对海上浮式生产储卸油轮的艏向进行控制；
第二步：将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态
⑴ 由潜水员在浮式生产储卸油轮的单点系泊系统锚腿的钢缆上安装量角器，测量各锚腿的入水角度，以判断锚腿的松弛状态；
⑵ 安装水下液压张紧器，将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态；
第三步：锚腿被张紧之后，在两个张紧点之间松弛锚链段切割多余的链环；
第四步：在被切断锚链的两端之间安装保险带；
第五步：由潜水员回接割后的锚链；
第六步：放松张紧器恢复锚腿到正常的工作状态。
所述第二步中，在测量各锚腿的入水角度时，对于多个锚腿的测量，可选择同一水深进行测量，测量时，一般测量一簇锚腿或相邻几条锚腿；同时，由潜水员辅助测量位于锚腿下索接头或其他标志性构件的水深和位置，也是测量一簇锚腿或相邻几条锚腿。
所述第二步中，水下液压张紧器安装后，为了确定收紧长度，收紧时，采用如下步骤：
① 潜水员持续测量锚腿的各项参数，一般每收紧0.5m测量一次，并记录每一次的测量数据；
② 对比同簇锚腿之间的参数变化关系，并计算需切割锚链的长度和环数；最终确定锚链链环的切割长度和环数；
③ 在测量同簇3条锚腿入水角度的时候，比较同一时刻3条锚腿的入水角度；
④ 测量时，先清除安装点处海生物，再在每条锚腿上安装两个量角器，通过读取平均值的方法，选取测量的平均值；
所述水下液压张紧器主要部件包括：油缸、钢结构、泵站、底锚、钢绞线和油管，其中，油缸固定于钢结构中，钢结构的一端与固定索具相连接，另一端为无连接状态；钢绞线一端穿过油缸，另一端与底锚连接；底锚与固定索具连接；泵站位于水平面以上的施工船舶甲板上，通过油管将动力传输给油缸。
所述钢结构为：框架式结构。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其可以在海上浮式生产储卸油轮在役的情况下进行单点锚腿松弛的处理，海上浮式生产储卸油轮不需要停产，减少了大量海上浮式生产储卸油轮解脱与回接工作；且将液压拉伸设备用于水下施工，摆脱了传统锚腿张紧方法对施工船舶性能苛刻要求的束缚，船舶资源选择余地大，大大降低了施工费用，短了海上施工时间，提高了工作效率；同时，可以将施工风险减小到可控范围内，极大程度地保障了施工的有序进行。
附图说明：
图1为本发明海上浮式生产储卸油轮艏向控制示意图。
图2为本发明锚腿入水角度测量示意图。
图3为本发明水下液压张紧设备油缸示意图。
图4为本发明锚腿的张紧与切割示意图。
图5为本发明台风应急保险带安装示意图。
图中主要标号说明：
1. 主限位拖轮、2.辅助限位拖轮、3. 浮式生产储卸油轮、4.施工船舶、5.量角器、6.空气潜水员、7.油缸、8.钢结构、9.泵站、10.船舶甲板、11.油管、12.固定索具、13.钢绞线、14.底锚、15.饱和潜水员、16.锚腿、17.吊带、18.卸扣、19.链环。
具体实施方式
本发明采用以下操作步骤：
第一步：在海上施工作业现场—即：浮式生产储卸油轮3的周围布置数条限位拖轮，通过限位拖轮对海上浮式生产储卸油轮3的艏向进行控制；
如图1所示，在海上施工作业现场—即：浮式生产储卸油轮3的周围布置数条限位拖轮，本实施例：布置一条主限位拖轮1及两条辅助限位拖轮2，限位拖轮的数量和马力需根据海上浮式生产储卸油轮3的大小确定，通过限位拖轮对海上浮式生产储卸油轮3的拖尾限位来限制海上浮式生产储卸油轮3在风、浪、流的作用下的转动，使其艏向处在一个恒定的角度附近，为单点在役施工创造条件；同时，制定安全有效的限位监控程序及应急措施，确保施工船舶的安全。
第二步：测量各锚腿16的入水角度，判断锚腿16松弛状况，同时，安装水下液压张紧器，将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态；
⑴如图2所示，由空气潜水员6在浮式生产储卸油轮3的单点系泊系统锚腿16的钢缆上安装特制的量角器5，测量各锚腿16的入水角度，以判断锚腿16是否出现异常松弛状态，其中，在测量各锚腿16的入水角度时，对于多个锚腿16的测量，可选择同一水深进行测量，测量时，一般测量一簇锚腿16或相邻几条锚腿16即可；同时，由饱和潜水员15辅助测量位于锚腿16下索接头或其他标志性构件的水深和位置，也是测量一簇锚腿16或相邻几条锚腿16即可，用以辅助判断锚腿松弛状况；
⑵安装水下液压张紧器，水下液压张紧器安装后，将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态，为了确定收紧长度，收紧时，采用如下步骤：
① 空气潜水员6与饱和潜水员15持续测量锚腿16的各项参数，一般每收紧0.5m测量一次，并记录每一次的测量数据；
② 对比同簇锚腿之间的参数变化关系，并计算需切割锚链的长度和环数；通过对比结果和计算结果的双重验证，最终确定锚链链环的切割长度和环数；
③ 在测量同簇3条锚腿入水角度的时候应注意，由于不同时候海上浮式生产储卸油轮的压载、吃水情况不一样，因此，比较同一时刻3条锚腿的入水角度才有意义；
④ 另外，为了提高锚缆入水角测量准确度，测量时，先清除安装点处海生物，再在每条锚腿16上安装两个量角器5，通过读取平均值的方法，选取测量的平均值，以减小量角器5由于安装等引起的系统误差；
上述水下液压张紧器源于陆地大型钢结构、桥梁施工用的液压拉伸器，通过特殊改造，使之适合水下的施工要求（目前的实际工作水深为110m）。
如图3所示，水下液压张紧器主要部件包括：油缸7、钢结构8、泵站9、底锚14、钢绞线13和油管11，其中，油缸7固定于钢结构8中，为一体化结构。钢结构8的一端与固定索具12相连接，另一端为无连接状态。钢绞线13一端穿过油缸7，另一端与底锚14连接；底锚14与固定索具12连接；泵站9位于水平面以上的施工船舶甲板10上，通过油管11，将动力传输给油缸7；启动泵站9后，油缸7可沿钢绞线13双向运动，达到张紧或松开两端锚腿16的目的。钢绞线13在张紧过程中，其多余的钢绞线13将从钢结构8中有固定索具12连接一端的两侧滑出。上述钢结构8是根据油缸7的形状与两端连接的固定锁具12形式设计成可容入油缸7及固定锁具12的框架式结构。
水下液压张紧器的工作原理是：采用大吨位吊带17或其他索具将设在油缸7外的钢结构8和底锚14分别与锚链的两个点进行连接，然后，启动位于施工船舶4上的液压泵站9通过油管11驱动油缸7启动行程。
第三步：锚腿16被张紧之后，在两个张紧点之间松弛锚链段切割多余的链环19；
如图4所示，在锚链张紧之后，使用钻石线切割锯或者水下电氧切割，在两个张紧点之间松弛锚链段切割多余的链环19，切除链环19的数量需根据在松弛锚腿张紧到入水角恢复正常值时张紧器油缸的行程来计算得出，并应将回接卸扣18的长度考虑进去；
第四步：在被切断锚链的两端之间安装保险带；
如图5所示，在锚链被切断后，多余的链环19的切除、锚链的张紧和回接需要约3天时间，这期间若遭遇台风，需对切断的锚腿进行相应的处理，以保证单点系统的安全运行。在切断锚链的两端之间安装一条保险带(保险带大小需根据各单点系统的设计情况确定)，适当放松张紧器，使保险带与张紧器同时受力，一般为该锚腿提供不低于原设计安全值的张力标准；
第五步：由饱和潜水员回接割后的锚链；
根据DNV（挪威船级社）规范要求和内转塔式单点系泊系统单点锚链的形状，如必须切割锚链中间部分时，选择使用D型卸扣+加大环+D型卸扣的组合来完成切割后锚链的回接，水下回接工作由饱和潜水员进行；
第六步：放松张紧器恢复锚腿到正常的工作状态；
锚腿回接工作完成后，放松张紧器，锚腿恢复到正常的工作状态，张紧器不受力，测量松弛处理后的锚腿和同簇另外两条锚腿的参数，并进行比较，确认锚腿松弛处理的效果。
上述量角器、油缸、泵站、固定索具、钢绞线、底锚、锚腿、吊带、卸扣、链环为市售产品或采用现有技术制造。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种单点锚腿松弛的处理方法，其特征在于：采用以下操作步骤：
第一步：在浮式生产储卸油轮的周围布置数条限位拖轮，通过限位拖轮对海上浮式生产储卸油轮的艏向进行控制；
第二步：将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态：
(1)由潜水员在浮式生产储卸油轮的单点系泊系统锚腿的钢缆上安装量角器，测量各锚腿的入水角度，以判断锚腿的松弛状态；
(2)安装水下液压张紧器，将松弛锚腿从松弛状态收紧至过张紧状态；
为了确定收紧长度，收紧时，采用如下步骤：
①潜水员持续测量锚腿的各项参数，一般每收紧0.5m测量一次，并记录每一次的测量数据；
②在测量同簇3条锚腿入水角度的时候，比较同一时刻3条锚腿的入水角度；
③测量时，先清除安装点处海生物，再在每条锚腿上安装两个量角器，通过读取平均值的方法，选取测量的平均值；
④对比同簇锚腿之间的参数变化关系，并计算需切割锚链的长度和环数；最终确定锚链链环的切割长度和环数；
第三步：锚腿被张紧之后，在两个张紧点之间松弛锚链段切割多余的链环；
第四步：在被切断锚链的两端之间安装保险带；
第五步：由潜水员回接割后的锚链；
第六步：放松张紧器恢复锚腿到正常的工作状态。
2.根据权利要求1所述的单点锚腿松弛的处理方法，其特征在于：所述第二步中，在测量各锚腿的入水角度时，对于多个锚腿的测量，可选择同一水深进行测量，测量时，一般测量一簇锚腿或相邻几条锚腿；同时，由潜水员辅助测量位于锚腿下索接头的水深和位置，也是测量一簇锚腿或相邻几条锚腿。
3.根据权利要求1所述的单点锚腿松弛的处理方法，其特征在于：所述水下液压张紧器主要部件包括：油缸、钢结构、泵站、底锚、钢绞线和油管， 其中，油缸固定于钢结构中，钢结构的一端与固定索具相连接，另一端为无连接状态；钢绞线一端穿过油缸，另一端与底锚连接；底锚与固定索具连接；泵站位于水平面以上的施工船舶甲板上，通过油管将动力传输给油缸。
4.根据权利要求3所述的单点锚腿松弛的处理方法，其特征在于：所述钢结构为：框架式结构。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Address after: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Co-patentee after: Offshore Oil Engineering Co., Ltd. Patentee after: China Offshore Oil Group Co., Ltd. Co-patentee after: CNOOC Deepwater Development Limited Co-patentee after: Shenzhen Sea Oil Engineering Underwater Technology Co.,Ltd. Address before: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Co-patentee before: Offshore Oil Engineering Co., Ltd. Patentee before: China National Offshore Oil Corporation Co-patentee before: CNOOC Deepwater Development Limited Co-patentee before: Shenzhen Sea Oil Engineering Underwater Technology Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Granted publication date: 20150408 Termination date: 20200809 |
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