用于多根柔性连接的海底管道模型的沉放和回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及油气开采技术领域，具体是关于一种用于多根柔性连接的海底管道模型的沉放和回收系统。


背景技术：

2.海底集输管道作为连通海上石油平台的输送管道发挥了重要的作用，但海水是一种恶劣的腐蚀环境，海底管道长期处于海洋环境中极易发生腐蚀，需要采取阴极保护措施防止腐蚀破坏。目前国内外对海底管道阴极保护检测和延寿方法进行研究时，需要在海洋环境中经过一段时间的试验来确认方法的可靠性和有效性。由于试验场地和成本限制，所需管道数量及其长度受限。海底管道之间通常采用焊接方式连接，并对焊接部位采取专业的二次绝缘防护处理，这两种处理对于工艺要求高，同时试验周期加长，成本增加；另外，此种操作只能采用吊装下水，对吊机数量、吨位和臂展提出更高要求，且只能下放在岸边附近。
3.然而，柔性连接管道的方案能够边组装边下水，只需一台吊车即可实现任意数量海底管道模型的连接和海床就位。因此，采用柔性连接管道的方案可以避免上述问题。
4.另外，目前国内大部分海底管道沉放中气囊只用作定位和助浮，将海底管道与气囊捆绑在一起，通过气囊使海底管道到达指定位置后，潜水员按照要求逐一解开捆绑，利用海底管道自身重量进行下沉，但此方法无法控制海底管道下沉速度，当海底管道到达海床时会与海床产生冲击力，可能对海底管道造成损伤，且当潜水员逐一解绑时，会造成海底管道下降速度不均匀，从而导致管道间的柔性连接受力断裂。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种用于多根柔性连接的海底管道模型的沉放和回收系统，以避免海底管道下降速度不均匀，从而也就避免了管道间的柔性连接受力断裂。
6.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
7.本实用新型所述的用于多根柔性连接的海底管道模型的沉放和回收系统，包括主气管路、若干个气囊组件和海底管道，若干个所述气囊组件在所述主气管路和所述海底管道之间间隔布置；所述气囊组件的上端与所述主气管路连接，其下端与所述海底管道连接；所述主气管路的两端分别设置有总控球阀和气腔，两个所述气腔位于两个所述总控球阀之间；两个所述气腔之间的主气管路上设置有若干个所述放气阀，每个所述气囊组件对应一个所述放气阀。
8.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，所述海底管道为分段式结构，相邻两段所述海底管道之间通过电缆连接。
9.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，每个所述气囊组件均包括两个气囊和两个充气组件，且每个所述气囊组件对应一段所述海底管道；两个所述气囊分别通
过柔性连接件连接至对应段的所述海底管道的两端；所述主气管路和两个所述气囊通过两个所述充气组件连接。
10.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，所述充气组件包括气管、支管球阀和转换接口，所述气囊上设置有充气孔，所述气管的上端与所述主气管路连接，所述气管的下端与所述转换接口的一端连接，所述转换接口的另一端与所述充气孔连接。
11.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，相邻两段所述海底管道之间通过连接绳连接。
12.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，每段所述海底管道的两端分别连接有预留缆。
13.所述的海底管道模型的沉放和回收系统，优选地，还包括网衣，所述气囊、所述气管、所述海底管道和所述电缆外分别包裹有网衣。
14.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
15.1)本实用新型通过多根柔性连接的海底管道等效电缆，实现了任意数量海底管道模型的连接、漂浮和就位；2)利用连通器原理通过两端总控球阀的开关同时向外抽气等方式来控制气囊的体积，从而使多根管道在同一深度平稳下沉，避免管道间的柔性连接受力，减小管道基座与海床的冲击；3)可以调节海底管道模型的下沉速率，避免异常海况时下放速度过慢引起的定位问题和下放时间过长问题；4)试验结束后将主气管路一端或两端连接气泵，对所有气囊同时充气，可实现海底管道模型的同步起浮和回收。
附图说明
16.图1为本实用新型一实施例的整体布局图；
17.图2为气囊组件与主气管路及对应段的海底管道的连接示意图；
18.图3为网衣包裹的海底管道的结构示意图。
19.图中各附图标记为：
[0020]1‑
总控球阀；2
‑
气囊；3
‑
海底管道；4
‑
连接绳；5
‑
电缆；6
‑
主气管路；7
‑
气腔；8
‑
放气阀；9
‑
转换接口；10
‑
支管球阀；11
‑
三通；12
‑
绳索；13
‑
预留缆；14
‑
网衣；15
‑
气管。
具体实施方式
[0021]
以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
[0022]
如图1所示，本实用新型提供的用于多根柔性连接的海底管道模型的沉放和回收系统，包括主气管路6、若干个气囊组件和海底管道3，若干个气囊组件在主气管路6和海底管道3之间间隔布置；气囊组件的上端与主气管路6连接，其下端与海底管道3连接；主气管路6的两端分别设置有总控球阀1和气腔7，两个气腔7位于两个总控球阀1之间；两个气腔7之间的主气管路6上设置有若干个放气阀8，放气阀8为三通阀，每个气囊组件对应一个放气阀8。其中，气腔7可以为球状，与主气管路6配套使用，起到一定的压力缓冲作用，三通阀上端的阀门平时为关闭状态，在需要加快排气时方可打开三通阀上端的阀门进行协助排气。
[0023]
在上述实施例中，优选地，海底管道3为分段式的，相邻两段海底管道3之间通过电
缆5连接。其中，电缆单位长度电阻等效单位长度海底管道电阻，通过柔性连接的多根电缆模拟对应长度的海底管道，可用于海底管道阴极保护相关试验。
[0024]
在上述实施例中，优选地，如图2所示，每个气囊组件均包括两个气囊2和两个充气组件，且每个气囊组件对应一段海底管道3；两个气囊2分别通过柔性连接件连接至对应段的海底管道3的两端，其中柔性连接件为绳索12；具体的，在两个气囊2的底面预留吊点，吊点用于连接海底管道3；主气管路6和两个气囊2通过两个充气组件连接。
[0025]
在上述实施例中，优选地，充气组件包括气管15、支管球阀10和转换接口9，气囊2上设置有充气孔，气管15的上端与主气管路6通过三通11连接，气管15的下端与转换接口9的一端连接，转换接口9的另一端与充气孔连接。其中，三通11为定制产品，t型横臂为粗的主气管路6，与支管球阀10相连部分为稍细气管。
[0026]
在上述实施例中，优选地，相邻两段海底管道3之间还通过连接绳4连接，连接绳4略短于电缆5，由此，可以避免电缆5受力断裂。
[0027]
在上述实施例中，优选地，每段海底管道3的两端分别连接有预留缆13。预留缆13用于捆绑新气囊，防止气囊2由于意外情况损坏。
[0028]
在上述实施例中，优选地，如图3所示，本实用新型还包括网衣14，其中，气囊2、气管15、海底管道3和电缆5外分别包裹有网衣，从而通过网衣保护各部件，避免受水的冲击力和周围垂钓鱼钩而损坏。
[0029]
本实用新型的相邻海底管道之间通过电缆5来连接，电缆5的电阻经过计算等效于一定长度的管道电阻，用来保证试验所需的管道长度，并实现了柔性连接，利用连通器原理将多个气囊2通过气管15与主气管路6连通，气囊2通过绳索12固定在海底管道3两端，通过主气管路6两端的总控球阀1来实现气囊2的同时充放气，气腔7起到缓冲作用，在充气或排气期间保证各气囊2压力的平衡，从而使每个管道都在同一深度匀速下沉和上浮，有助于提高管道沉放和回收过程中管道及柔性连接的安全，避免柔性连接电缆受力断裂。
[0030]
本实用新型的工作过程如下：
[0031]
1)根据所需海底管道模型的长度要求，确定海底管道3的根数和海底管道3之间连接电缆5的规格及其长度。
[0032]
2)根据封闭海底管道3的体积和重量计算出所需要的气囊2的规格，比如圆柱形气囊。
[0033]
3)将定制的转换接口9一端连接到气囊2的充气孔上，另一端通过一段气管15连接到支管球阀10，从支管球阀10另一端通过气管15和三通11连接到主气管路6。
[0034]
4)所有的气囊2都按上一步处理，处理完以后，通过绳索12将气囊2固定在海底管道3两端合适位置，预留缆13为防止气囊由于意外情况损坏用于捆绑新气囊所用。
[0035]
5)通过气泵对每根海底管道3上的2个独立气囊2充气到预设值，用三通11将支管球阀10连接的气管15与主气管路6连接，两个气囊中间主气管路设置三通阀8，平时上出口为关闭状态。
[0036]
6)所有海底管道3的一端安装电缆5，并做好水密处理。
[0037]
7)将第一段带有电缆5的海底管道3通过吊机转移水面上，依靠气囊2的浮力漂浮在水面上。
[0038]
8)将第二段海底管道3吊到浮码头上，将第一段海底管道3的电缆5的另一端与第
二段海底管道3无电缆端连接，并做好水密处理；为确保两根海底管道3之间的电缆5不受力，在二者之间安装连接绳4；通过吊机将处理好的第二段海底管道3移入水面，此时第一段和第二段海底管道3均漂浮在水面。此处连接绳4和电缆5分别实现了管道的机械连接和电连接。
[0039]
9)重复以上操作，将所有海底管道3都漂浮在水面上，所有主气管路6也全部联通。
[0040]
10)通过第一段和最后一段海底管道3上的牵引绳和船舶定位，确保海底管道模型位于设定位置。
[0041]
11)打开所有支管球阀10，通过三通11和主气管路6使所有气囊2的气路连通，打开总控球阀1排气，如出现某段区域沉放过慢，可将放气阀8的上端阀门打开，确保能均匀排气。为加快工作效率，可使用气泵对主气管路两端进行同时抽气，当气囊2提供的浮力不足以支撑管道悬浮时管道开始下沉，此时需要关闭放气阀8的上面阀门。
[0042]
12)海底管道3沉到海床，独立气囊2与所有连接管路全部跟随海底管道3到达海床，将主气管路两端进行防水处理后系泊在海底管道端部。
[0043]
13)潜水员根据要求，将海底管道3、气囊2和全部输气管路包裹网衣14。
[0044]
14)试验完毕，潜水员根据要求，去除网衣14，将主气管路6两端打捞提出水面并连接至气泵，打开主控球阀1，在陆地使用两台充气泵对独立气囊2同时进行充气，确保每个气囊2均匀充入气体，当气囊2体积达到设定值时，浮力大于海底管道模型的重力和海泥阻力，此时海底管道模型整体将离开海床并逐步提至水面，完成回收作业。
[0045]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。