一种海底管道法兰水下对接安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管道对接方法，尤其涉及海底各类型管道水下法兰对接安装的方法。
【背景技术】
[0002]在海洋石油开发工程中，需要在海底铺设很多管道，通常有钢制管道和柔性软管两大类。用于输送油、气、水、混合介质或其它流体介质。钢制管道通常包括:立管、膨胀弯、水平管。膨胀弯连接立管和水平管，使之连成一体，连接点采用法兰连接。通常先安装立管和平管，再由潜水员水下测量立管和平管法兰角度、距离，然后在船舶甲板上进行膨胀弯预制，再水下法兰连接。柔性软管通常包括:钢制立管、柔性软管膨胀弯、水平软管。柔性软管膨胀弯两端连接点采用法兰连接，由潜水员水下测量距离后进行甲板预制，再水下法兰连接。
[0003]由于海况(流速、水温、水深、能见度等)、潜水员本身(测量设备是否良好应用，测量钢丝收紧度)、测量设备、预制钢制弯头的角度(弯头根据设计文件提前预制)、海底泥面障碍物、船舶吊机下放膨胀弯方向与设计路由误差等多种原因影响，将导致待连接的两片法兰面相互有一定的距离、错位、八字口等情况发生，潜水员水下调整过程中也容易发生过度调整、碰撞等风险。
[0004]一般做法是，通过支持船舶上的起重机吊起海管的法兰端头，潜水员指挥进行水下对接，而且每次只允许一名潜水员在水下作业(安全规定)，受海况(流速、水温、水深、能见度等)、船舶起伏晃动、管径大小、膨胀弯长度等影响，单靠潜水员体力很难调整法兰角度和管道距离，该工作已成为海管连接的关键，经常出现对接法兰距离远，潜水员反复调整也难于靠近、两片法兰靠近后出现错位和八字口，影响螺栓紧固、法兰垫圈受力变形不一致，出现接头渗漏等问题。可以说全靠潜水员个人能力完成，不但潜水员水下作业时间长，支持船舶也需始终在平台附近配合作业，对潜水人员、施工船舶设备、平台固定设施安全隐患均较大。
【发明内容】
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海底管道法兰水下对接安装方法。采用该方法既能降低潜水员的水下作业难度，减少潜水员的水下作业时间，又能确保水下法兰对正靠近，使法兰垫圈受力一致，提高法兰的密封性。从而提高法兰连接质量，又能缩短海上施工工期，节省人力、物力和财力。
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种海底管道法兰水下对接安装方法，待对接的海底管道A和海底管道B的对接端均已焊接法兰，采用以下步骤进行海底管道A和海底管道B的法兰对接:一)潜水员指挥支持船上的吊机，将主法兰连接装置下放至海底管道A的对接端部；所述主法兰连接装置包括一横梁I及与其垂直固接的竖梁、钢丝绳和卷筒及其驱动电机，所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上，所述卷筒及其驱动电机垂直安装在所述竖梁上，在所述横梁I上形成有吊装孔I，并且在所述横梁I的两个端部分别设有与其滑动连接的左侧吊臂I和右侧吊臂I，在所述左侧吊臂I和所述右侧吊臂I的下端内侧均设有管道夹板I，所述左侧吊臂I和所述右侧吊臂I均设有驱动油缸I，所述驱动油缸I连接在所述横梁I上；在所述左侧吊臂I的外侧设有左耳板I，在所述左耳板I上设有左侧导向孔I ;在所述右侧吊臂I的外侧设有右耳板I，在所述右耳板I上连接有挂钩；在所述主法兰连接装置下放到位后，潜水员将两个所述管道夹板I分别摆放在海底管道A的两侧；利用支持船上的液压站，使所述驱动油缸I驱动所述管道夹板I夹紧固定在海底管道A上；二)潜水员指挥支持船上的吊机将副法兰连接装置吊放在海底管道B的对接端部，所述副法兰连接装置包括一横梁II，在所述横梁II上形成有吊装孔II，并且在所述横梁II的两个端部分别设有与其滑动连接的左侧吊臂II和右侧吊臂II，在所述左侧吊臂II和所述右侧吊臂II的下端内侧均设有管道夹板II，所述左侧吊臂II和所述右侧吊臂II均设有驱动油缸II，所述驱动油缸II连接在所述横梁II上；在所述左侧吊臂II的外侧设有左耳板II，在所述左耳板II上设有左侧导向孔II ;在所述右侧吊臂II的外侧设有右耳板II，在所述右耳板II上设有右侧导向孔；在所述副法兰连接装置下放到位后，潜水员将两个所述管道夹板II分别摆放在海底管道B的两侧；利用支持船上的液压站，使所述驱动油缸II驱动所述管道夹板II夹紧固定在海底管道B上；三)潜水员将所述钢丝绳依次穿过所述左侧导向孔1、所述左侧导向孔II和所述右侧导向孔后与所述挂钩连接；四)利用支持船上的吊机吊起所述主法兰连接装置和所述副法兰连接装置，使所述海底管道A和所述海底管道B离开海底泥面，利用支持船上的电源启动所述驱动电机，使所述卷筒旋转收紧钢丝绳，拉动所述海底管道A和所述海底管道B彼此靠近，进而使所述海底管道A和所述海底管道B上的两片对接法兰彼此靠近至相距20-30cm，切断所述驱动电机的电源；五)潜水员指挥支持船上的吊机将所述海底管道A和所述海底管道B下放至海底泥面，并调整海底管道A和所述海底管道B上的两片对接法兰的周向相对位置，使它们的连接孔位置相对，之后安装法兰密封圈，然后采用螺栓将所述海底管道A和所述海底管道B上的两片对接法兰连接在一起；启动所述驱动电机，使卷筒旋转释放钢丝绳，然后将钢丝绳从所述挂钩上摘下来，采用加力杆或液压拉伸器对螺栓进行加力锁紧，完成海底法兰对接工作。
[0007]所述步骤二):在所述横梁II的外侧固接有导向管，所述导向管位于所述左侧吊臂II和所述右侧吊臂II之间；所述步骤三):潜水员将所述钢丝绳依次穿过所述左侧导向孔1、所述左侧导向孔I1、所述导向管和所述右侧导向孔后与所述挂钩连接；
[0008]所述步骤一):所述钢丝绳的端部设有钢丝绳扣；所述步骤三):所述钢丝绳通过所述钢丝绳扣与所述挂钩连接。
[0009]所述步骤一):所述挂钩设有防脱钩保险。
[0010]所述步骤一):在所述竖梁的两侧各设有一个加固支架，所述加固支架与所述横梁I固接。
[0011]本发明具有的优点和积极效果是:利用主法兰连接装置和副法兰连接装置将待对接的海底管道A和海底管道B连接在一起，能够克服海况(流速、水温、水深、能见度等)对水下法兰连接的不利影响；采用主法兰连接装置和副法兰连接装置使待对接的海底管道A和海底管道B同步移动靠近，能够克服船舶晃动对海底管道A和海底管道B相对运动的影响，同时简化了潜水员水下调整的步骤，方便潜水员对海底管道A和海底管道B进行位置调整，缩短了潜水员水下作业时间，降低人员风险，提高了水下作业效率；同时保证了水下法兰的对正靠近，使法兰垫圈受力一致，变形均匀，提高法兰密封性，从而保证了法兰的连接质量，又节省支持船的作业时间，缩短整体船队工期，提高工作效率，节省安装费用；尤其适用于水深比较深、大口径管道海底法兰连接，潜水员水下很难调整管端位置的情况。
[0012]综上所述，本发明能够降低海况、水深、潜水员个人能力、船舶晃动、膨胀弯下放角度等因素的影响，提高了潜水员水下工作效率，减少了潜水员水下作业时间，节省了人力物力财力，解决了水下法兰安装的难题。
【附图说明】
[0013]图1为应用本发明的结构示意图；
[0014]图2为图1省略吊机后的俯视图；
[0015]图3为本发明步骤一)中的主法兰连接装置的俯视图；
[0016]图4为图3的仰视图；
[0017]图5为图3的左视图；
[0018]图6为图3的右视图；
[0019]图7为本发明步骤二)中的副法兰连接装置的俯视图；
[0020]图8为图7的仰视图；
[0021]图9为图7的左视图。
[0022]图中:1、主法兰连接装置；1-1、横梁I ; 1-2、竖梁；1-3、钢丝绳；1-4、驱动电机;1-5、吊装孔I ;1_6、左侧吊臂I ;1_7、右侧吊臂I ;1-8、管道夹板I ;1_9、驱动油缸I ;1-10、左耳板I ;1_11、左侧导向孔I ;1_12、右耳板I ;1_13、挂钩；1-14、钢丝绳扣；1-15、加固支架；2、副法兰连接装置；2-1、横梁II ;2-2、吊装孔II ;2-3、左侧吊臂II ;2_4、右侧吊臂II ;2_5、管道夹板II ;2_6、驱动油缸II ;2_7、左耳板II ;2_8、左侧导向孔II ;2_9、右耳板II ;2-10、右侧导向孔；2-11、导向管；3-1、海底管道A ;3-2、海底管道B ;4、法兰；5、潜水员；6、支持船；7、吊机。
【具体实施方式】
[0023]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0024]请参阅图1?图9，一种海底管道法兰水下对接安装方法，待对接的海底管道A3-1和海底管道B3-2的对接端均已焊接法兰4，采用以下步骤进行海底管道A3-1和海底管道B3-2的法兰对接:
[0025]一 )潜水员5指挥支持船6上的吊机7，将主法兰连接装置I下放至海底管道A3-1的对接端部；所述主法兰连接装置I包括一横梁I 1-1及与其垂直固接的竖梁1-2、钢丝绳1-3和卷筒及其驱动电机1-4，所述钢丝绳1-3缠绕在所述卷筒上，所述卷筒及其驱动电机1-4垂直安装在所述竖梁1-2上，在所述横梁I 1-1上形成有吊装孔I 1-5，并且在所述横梁I 1-1的两个端部分别设有与其滑动连接的左侧吊臂I 1-6和右侧吊臂I 1-7，在所述左侧吊臂I 1-6和所述右侧吊臂I 1-7的下端内侧均