一種海上平臺原油立管維修更換方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海上平臺原油立管維修更換方法和裝置，所述裝置包括隔水艙，所述隔水艙為一開口向上的容腔結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有一供原油立管貫穿的通孔；圓臺形密封組件，其用于密封原油立管穿過通孔后的原油立管和隔水艙之間的縫隙；抽水泵，通過管道連接至隔水艙底部；隔水艙管卡，其分別連接隔水艙和海上平臺樁腿。本發(fā)明利用隔水艙進行海上平臺原油立管維修更換，減少海上作業(yè)的安全風(fēng)險，為平臺安全生產(chǎn)提供保障，并顯著縮短平臺停產(chǎn)周期，大幅度減少成本人工輸出。
【專利說明】一種海上平臺原油立管維修更換方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海上平臺原油立管維修更換方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海上平臺原油立管現(xiàn)有的維修更換技術(shù)按照損傷部位不同分為水上維修更換技術(shù)和水下維修更換技術(shù)，水上部分立管維修更換采用常規(guī)方法在水面以上切割更換原油立管，只能維修水面以上的立管段；水下部分立管維修更換技術(shù)主要采用飽和潛水設(shè)備和技術(shù)或者空氣潛水技術(shù)進行原油立管維修更換，其缺點是費用高、工期長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種海上平臺原油立管水線附近受損進行的維修更換方法和裝置，利用隔水艙進行海上平臺原油立管維修更換，減少海上作業(yè)的安全風(fēng)險，為平臺安全生產(chǎn)提供保障，并顯著縮短平臺停產(chǎn)周期，大幅度減少成本輸出。
[0004]為了達到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種海上平臺原油立管維修更換裝置，包括:
[0006]隔水艙，所述隔水艙為一開口向上的容腔結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有一供原油立管貫穿的通孔；
[0007]圓臺形密封組件，其用于密封原油立管穿過通孔后的原油立管和隔水艙之間的縫隙；
[0008]抽水泵，其通過管道連接至隔水艙底部抽取艙內(nèi)的積水排出艙外；
[0009]隔水艙管卡，其分別連接隔水艙和海上平臺樁腿。
[0010]進一步地，所述隔水艙包括位于下部的主艙體和中部的次艙體，以及頂部的擋浪板，所述次艙體的數(shù)量大于一。
[0011]進一步地，所述主艙體和次艙體分別包括通過可旋轉(zhuǎn)的銷軸連接的對稱結(jié)合的半艙體，兩半艙體通過搭扣鎖緊，并通過密封柱密封，密封柱之間設(shè)有密封橡膠。
[0012]進一步地，還包括管卡鎖緊裝置，其在水上通過螺桿將隔水艙管卡鎖緊。
[0013]進一步地，所述圓臺形密封組件包括底部圓臺孔道、“V”形橡膠圈和環(huán)形扁鐵，所述圓臺孔道與隔水艙固定密封連接，其孔徑從隔水艙由內(nèi)向外遞減；所述“V”形橡膠圈設(shè)于原油立管和與圓臺孔道之間的間隙，其開口向上；所述環(huán)形扁鐵與原油立管固定連接，其上設(shè)有頂緊螺桿，所述頂緊螺桿前進方向指向“V”形橡膠圈的開口。
[0014]進一步地，所述“V”形橡膠圈的開口形成的凹槽內(nèi)包括被頂緊螺桿抵觸的壓條。
[0015]進一步地，所述隔水艙管卡包括一半圓形管卡和兩個對稱的弧形管卡，所述兩個對稱的弧形管卡連接隔水艙，所述半圓形管卡緊固海上平臺樁腿；所述隔水艙還包括平衡梁，其與隔水艙管卡對應(yīng)，設(shè)于隔水艙與隔水艙管卡連接的一面。
[0016]進一步地，所述隔水艙管卡設(shè)有快拆裝置，其設(shè)于兩個對稱的弧形管卡的表面，并與海上平臺樁腿抵觸。[0017]一種海上平臺原油立管維修更換方法，包括以下步驟:
[0018]步驟一:根據(jù)原油立管需要維護或更換的位置設(shè)定隔水艙的深度；
[0019]步驟二:將隔水艙通過隔水艙管卡固定于海上平臺樁腿；
[0020]步驟三:在原油立管和隔水艙之間的縫隙安裝圓臺形密封組件；
[0021]步驟四:啟動抽水泵將隔水艙內(nèi)的水抽出；
[0022]步驟五:維護或更換原油立管。
[0023]進一步地，抽水泵抽水后，隨著隔水艙中的水位下降，在隔水艙中自上到下緊固隔水艙密封柱上的緊固螺栓。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025]本發(fā)明通過隔水艙實現(xiàn)原油立管的更換或維護，解決了以往通過飽和潛水設(shè)備和技術(shù)或者空氣潛水技術(shù)進行原油立管維修更換的高成本、高耗時的問題，有效地縮短了更換或維護原油立管的時間，大幅度減少成本輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明所述一種海上平臺原油立管維修更換裝置的主結(jié)構(gòu)框架示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明所述圓臺形密封組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明所述裝置的海上安裝示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明所述一種海上平臺原油立管維修更換方法的步驟流程圖。
[0030]圖不:10—隔水艙；101—主艙體；102—次艙體；103—擋浪板；20—隔水艙管卡；
[0031]201—半圓管卡；202—半圓管卡；203—快拆裝置；30—圓臺形密封組件；
[0032]301一底部圓臺孔；302—“V”形橡膠圈；303—環(huán)形扁鐵；304—頂緊螺桿；305—壓條;
[0033]40—積水艙；50—爬梯；60—銷軸；70—搭扣；80—平衡梁；90—管卡鎖緊裝置?！揪唧w實施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖以及具體實施方法來詳細說明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實施及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0035]請參閱圖1，其為本發(fā)明所述一種海上平臺原油立管維修更換裝置的主結(jié)構(gòu)框架示意圖，包括隔水艙10，隔水艙管卡20，圓臺形密封組件30和抽水泵。隔水艙10為一開口向上的容腔結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有一供原油立管貫穿的通孔。圓臺形密封組件30用于密封原油立管穿過通孔后的原油立管和隔水艙之間的縫隙。抽水泵通過管道連接至隔水艙底部設(shè)于隔水艙底部，從隔水艙底部的積水艙40處將隔水艙的積水抽出艙外。隔水艙管卡20分別連接隔水艙10和海上平臺樁腿。本裝置可用于修復(fù)海上平臺原油立管在水線附近受損部位。首先確定受損部位位置，根據(jù)潮汐和海浪對隔水艙影響、周圍結(jié)構(gòu)對隔水艙的影響、隔水艙內(nèi)需要多大空間進行施工等因素設(shè)計隔水艙的尺寸高度。
[0036]本實施例的隔水艙10包括依次連接的主艙體101、次艙體102和擋浪板103。通過增減次艙體102的數(shù)量可以實現(xiàn)隔水艙10不同的設(shè)計高度。主艙體101、次艙體102均由兩對稱的半艙體組成。對稱的半艙體通過可旋轉(zhuǎn)的銷軸60可以實現(xiàn)打開閉合，通過搭扣70快速鎖緊。所述搭扣70由不銹鋼材質(zhì)組成，利用其本身構(gòu)造形成的夾持力對兩半隔水艙進行預(yù)快速鎖緊及快開，用于隔水艙10閉合時快速鎖緊兩半隔水艙。隔水艙10閉合時，在閉合處，兩半隔水艙設(shè)有密封柱，通過密封柱將兩半隔水艙的間隙密封起來，防止漏水。為增強密封性，在密封柱之間還設(shè)有密封橡膠。另外，隔水艙10內(nèi)壁設(shè)有爬梯50，爬梯50緊貼隔水艙壁焊接牢固，用于施工人員進出隔水艙。
[0037]所述隔水艙管卡20是由一對半圓形鋼制管卡組成，其中一半圓形管卡201安裝緊固在隔水艙壁板上，另外一半圓形管卡202環(huán)抱樁腿，將隔水艙10牢固固定在樁腿上。其中，安裝緊固在隔水艙壁板上的半圓形管卡為一對稱的弧形結(jié)構(gòu)。即整個隔水艙管卡被分成了三部分，一部分為半圓形隔水艙管卡，另外兩部分分別為1/4圓隔水艙管卡。由于隔水艙管卡20緊固時在靠樁腿密封面處產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力和力矩，即兩個1/4圓隔水艙管卡與隔水艙10會由于拉應(yīng)力的原因，密封面的密封性會被破壞。為了防止密封面被破壞，在隔水艙10與隔水艙管卡20連接的一面設(shè)有平衡梁80，所述平衡梁80將兩個1/4圓隔水艙管卡緊緊固接在一起，平衡拉應(yīng)力和力矩，使密封面保證密封不進水。
[0038]所述隔水艙的主艙體對應(yīng)的第一個隔水艙管卡設(shè)有快拆裝置203，其設(shè)于兩個對稱的弧形管卡的表面，并與海上平臺樁腿抵觸。快拆裝置203為一焊接在隔水艙管卡的金屬塊，為了提高隔水艙的安全性，防止隔水艙管卡無法緊固連接隔水艙至海上平臺樁腿。當(dāng)海上的風(fēng)速較大時，可以將金屬塊與海上平臺樁腿焊接。當(dāng)更換或維護原油立管完畢后，將金屬塊切斷，這樣隔水艙與海上平臺樁腿就可以分開。
[0039]所述管卡鎖緊裝置90包括斜鐵以及斜鐵導(dǎo)向裝置。通過螺桿，在水上扭轉(zhuǎn)螺桿上端部，帶動螺桿下端部的斜鐵上下移動，以達到鎖緊水下隔水艙管卡的目的。
[0040]請參閱圖2，所述圓臺形密封組件包括底部圓臺孔道301、“V”形橡膠圈302和環(huán)形扁鐵303。所述圓臺孔道301與隔水艙10底部固定密封連接，其孔徑從隔水艙由內(nèi)向外遞減。圓臺孔道301用于貫穿原油立管。所述“V”形橡膠圈302設(shè)于原油立管和與圓臺孔道301之間的間隙，其開口向上。所述環(huán)形扁鐵303與原油立管固定連接，其上設(shè)有頂緊螺桿304，所述頂緊螺桿304前進方向指向“V”形橡膠圈302的開口。所述“V”形橡膠圈302的開口形成的凹槽內(nèi)包括被頂緊螺桿304抵觸的壓條。當(dāng)調(diào)整頂緊螺桿304時，由于頂緊螺桿304對壓條305的壓力改變，從而改變“V”形橡膠圈302與圓臺孔道301和原油立管之間的空隙大小。
[0041]所述隔水艙10內(nèi)還設(shè)有危險氣體探測器、水下照明裝置和攝像裝置。同時設(shè)置危險氣體探測器、滅火器等安全附件。請參閱圖3，根據(jù)原油立管受損部位以及人員作業(yè)空間的要求，通過增減次艙體102的數(shù)量可以實現(xiàn)隔水艙10不同的設(shè)計高度。
[0042]請參閱圖4為本發(fā)明所述一種海上平臺原油立管維修更換方法，包括以下步驟:
[0043]步驟一:根據(jù)原油立管需要維護或更換的位置設(shè)定隔水艙的深度。調(diào)研海上施工作業(yè)工況，確定隔水艙的設(shè)計參數(shù)。隔水艙包括主艙體、次艙體和擋浪板。次艙體的數(shù)量大于或等于一個。通過調(diào)節(jié)次艙體的數(shù)量，可以增加或者減少隔水艙的設(shè)計深度。確定設(shè)計深度后，根據(jù)隔水艙的大小確定密封面、搭扣及隔水艙管卡尺寸及數(shù)量。
[0044]步驟二:將隔水艙通過隔水艙管卡固定于海上平臺樁腿。根據(jù)海上平臺實際條件，設(shè)計、搭設(shè)臨時結(jié)構(gòu)平臺為隔水艙提供運輸路徑。在原油立管損傷位置上方安裝隔水艙吊裝主吊點。主艙體起吊、左右兩半打開、下水。到達入水深度后靠緊樁腿，主艙體左右兩半閉合，鎖緊管卡鎖緊裝置，隔水艙管卡緊固海上平臺樁腿，通過金屬塊將隔水艙管卡和海上平臺樁腿焊接起來，當(dāng)需要拆除時，只需要將金屬塊割斷便可。
[0045]步驟三:在原油立管和隔水艙之間的縫隙安裝圓臺形密封組件。調(diào)整頂緊螺桿，將壓條抵觸緊靠“V”形橡膠圈，從而密封圓臺孔道和原油立管之間的空隙。
[0046]步驟四:啟動抽水泵將隔水艙內(nèi)的水抽出。隨著隔水艙中的水位下降，人員在隔水艙中自上到下緊固隔水艙密封柱上的緊固螺栓。在下水過程中，隔水艙左右控制隔水艙姿態(tài)的鋼絲繩要配合松緊鋼絲繩使隔水艙保持垂直、穩(wěn)定。次艙體起吊，安裝在主艙體上面，再安裝頂部擋浪板。
[0047]步驟五:維護或更換原油立管。原油立管包括內(nèi)管和外管。清除原油立管內(nèi)的燃氣，使用冷工切割原油立管內(nèi)管，并保持隔水艙內(nèi)通風(fēng)。在原油立管外管待切割部位附近左右各上緊I個卡箍，卡箍外緣各焊接I個吊耳。使用導(dǎo)鏈、鋼絲繩和卸扣連接吊耳，防止立管割開后水下立管在自重作用下往下墜。用火焰切割彎曲段原油立管下端外管，上部彎曲變形的原油立管纏繞吊帶后使用卷揚機吊走。量取彎曲段立管切割長度，切割相同長度的雙層無縫鋼管，內(nèi)、外管兩端制備坡口。將更換的原油立管外管從左右兩邊與上下立管外管組對、焊接、超聲探傷，焊口補漆及3PE防腐。
[0048]通過本發(fā)明，維護或更換水下原油立管時，可以不再利用飽和潛水設(shè)備、技術(shù)或者空氣潛水技術(shù)，節(jié)省了費用，縮短的維護或更換的時間。
[0049]以上對本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在【具體實施方式】以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種海上平臺原油立管維修更換裝置，其特征在于，包括: 隔水艙，所述隔水艙為一開口向上的容腔結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有一供原油立管貫穿的通孔； 圓臺形密封組件，其用于密封原油立管穿過通孔后的原油立管和隔水艙之間的縫隙； 抽水泵，其通過管道連接至隔水艙底部抽取艙內(nèi)的積水排出艙外； 隔水艙管卡，其分別連接隔水艙和海上平臺樁腿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上平臺原油立管維修更換裝置，其特征在于:所述隔水艙包括位于下部的主艙體和中部的次艙體，以及頂部的擋浪板,所述次艙體的數(shù)量大于一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海上平臺原油立管維修更換裝置，其特征在于:所述主艙體和次艙體分別包括通過可旋轉(zhuǎn)的銷軸連接的對稱結(jié)合的半艙體，兩半艙體通過搭扣鎖緊，并通過密封柱密封，密封柱之間設(shè)有密封橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海上平臺原油立管維護更換裝置，其特征在于:還包括管卡鎖緊裝置，其在水上通過螺桿將隔水艙管卡鎖緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上平臺原油立管維護更換裝置，其特征在于:所述圓臺形密封組件包括底部圓臺孔道、“V”形橡膠圈和環(huán)形扁鐵，所述圓臺孔道與隔水艙固定密封連接，其孔徑從隔水艙由內(nèi)向外遞減；所述“V”形橡膠圈設(shè)于原油立管和與圓臺孔道之間的間隙，其開口向上；所述環(huán)形扁鐵與原油立管固定連接，其上設(shè)有頂緊螺桿，所述頂緊螺桿前進方向指向“V”形橡膠圈的開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海上平臺原油立管維護更換裝置，其特征在于:所述“V”形橡膠圈的開口形成的凹槽內(nèi)包括被頂緊螺桿抵觸的壓條。
7.根據(jù)權(quán)利要求2—4任一權(quán)利要求所述的海上平臺原油立管維護更換裝置，其特征在于:所述隔水艙管卡包括一半圓形管卡和兩個對稱的弧形管卡，所述兩個對稱的弧形管卡連接隔水艙，所述半圓形管卡緊固海上平臺樁腿；所述隔水艙還包括平衡梁，其與隔水艙管卡對應(yīng)，設(shè)于隔水艙與隔水艙管卡連接的一面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海上平臺原油立管維護更換裝置，其特征在于:所述隔水艙的主艙體對應(yīng)的第一個隔水艙管卡設(shè)有快拆裝置，其設(shè)于兩個對稱的弧形管卡的表面，并與海上平臺樁腿抵觸。
9.一種海上平臺原油立管維修更換方法，包括權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:根據(jù)原油立管需要維護或更換的位置設(shè)定隔水艙的深度； 步驟二:將隔水艙通過隔水艙管卡固定于海上平臺樁腿； 步驟三:在原油立管和隔水艙之間的縫隙安裝圓臺形密封組件； 步驟四:啟動抽水泵將隔水艙內(nèi)的水抽出； 步驟五:維護或更換原油立管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的海上平臺原油立管維修更換方法，其特征在于:抽水泵抽水后，隨著隔水艙中的水位下降，在隔水艙中自上到下緊固隔水艙密封柱上的緊固螺栓。
【文檔編號】F16L1/26GK104006216SQ201310061218
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】王英, 葉冠群, 黃敢, 楊清, 邱中平, 吳成平, 賴書斌, 陳祺頻, 劉劍, 李成志, 李紅, 謝樹軍, 梁遠修, 黃巖, 廖川, 張今士 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 湛江南海西部石油合眾近海建設(shè)有限公司, 中海石油（中國）有限公司文昌13-1/2油田作業(yè)公司