本發(fā)明涉及海洋油氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域的干式采油平臺,具體涉及一種應(yīng)用于超深水海域環(huán)境下干式采油平臺的生產(chǎn)立管系統(tǒng)及其安裝方法。
背景技術(shù):
目前,適用于深海油氣開發(fā)的干式采油平臺有兩種:TLP平臺和Spar平臺。干式采油平臺的適配型生產(chǎn)立管系統(tǒng)為頂張緊式立管(Top Tensioned Riser,簡稱TTR)。現(xiàn)行TTR的結(jié)構(gòu)型式采用雙層套管式立管(外層保護(hù)管、內(nèi)層保護(hù)管及生產(chǎn)輸送管)或單層套管式立管(外層保護(hù)管及生產(chǎn)輸送管)。套管的主要作用是預(yù)防生產(chǎn)輸送管的泄露導(dǎo)致的海洋環(huán)境污染與壓力完整性的失衡。由于套管自重遠(yuǎn)大于生產(chǎn)輸送管,因此雙層套管式立管與單層套管式立管均需要巨大的頂張緊力進(jìn)行支撐。對于TLP平臺,TTR的頂張緊力由TLP平臺的主體浮力直接承擔(dān),因此加大了TLP平臺的主體尺寸及自重,限制了TLP平臺在更深海域的發(fā)展應(yīng)用。對于Spar平臺,TTR的頂張緊力由頂部浮力罐承擔(dān),因此加大了浮力罐的主體尺寸,進(jìn)一步地加大了Spar平臺的主體尺寸及自重。
為了降低TTR在超深海油氣開發(fā)應(yīng)用中的自重,文獻(xiàn)OTC15100(George Z.Gu,Rod Myers,Robert Sokoll,Joe Jin,Kevin Huang.Technical Feasibility of Tubing Risers.Offshore Technology Conference,Houston,2003.)首次提出了一種解決方案。在該方案中,TTR的結(jié)構(gòu)型式僅具有生產(chǎn)輸送管,而無外層保護(hù)管和內(nèi)層保護(hù)管;控制管纜平行或纏繞布置在生產(chǎn)輸送管外緣。然而,該技術(shù)方案具有以下技術(shù)局限性:
1、生產(chǎn)輸送立管受災(zāi)害性海洋環(huán)境要素(強(qiáng)風(fēng)、巨浪和海面強(qiáng)流)作用,生產(chǎn)輸送立管易發(fā)生干涉、波致疲勞損傷和VIV疲勞損傷等,進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)輸送立管發(fā)生破裂及原油泄漏;
2、外層保護(hù)管及內(nèi)層保護(hù)管的缺失導(dǎo)致生產(chǎn)輸送管的軸向剛度大大降低,為滿足相鄰生產(chǎn)輸送立管的干涉要求,需加大生產(chǎn)輸送立管的頂部設(shè)計間距,為此需增加干式采油平臺的甲板面積,加大干式采油平臺的主體尺寸;
3、缺少外層保護(hù)管及內(nèi)層保護(hù)管,熱膨脹導(dǎo)致生產(chǎn)輸送管伸長1.2m左右,為此需增加干式采油平臺的甲板高度,加大干式采油平臺的主體尺寸;
4、外層保護(hù)管及內(nèi)層保護(hù)管的缺失導(dǎo)致控制管纜無保護(hù)通道,控制管纜需平行或纏繞布置在生產(chǎn)輸送管的外緣,進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)輸送管橫截面的非對稱,從而引發(fā)復(fù)雜的馳振破壞問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)行生產(chǎn)輸送立管技術(shù)在超深海油氣開發(fā)應(yīng)用中存在的上述問題,本發(fā)明要提供一種實現(xiàn)以下目的的水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng)及其安裝方法:
1、防止生產(chǎn)輸送管破裂及原油泄漏;
2、防止生產(chǎn)輸送管發(fā)生馳振破壞;
3、減小干式采油平臺的主體尺寸。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng),包括生產(chǎn)立管組件、控制立管組件、組合浮筒和系泊裝置;
所述的生產(chǎn)立管組件包括柔性生產(chǎn)立管與剛性生產(chǎn)立管,所述的控制立管組件包括剛性保護(hù)管和柔性控制管纜,所述的組合浮筒包括外層浮筒和內(nèi)層浮筒;所述的內(nèi)層浮筒嵌套于外層浮筒內(nèi);
所述的外層浮筒主體為環(huán)柱體結(jié)構(gòu),外層浮筒外壁底部邊緣連接四個懸臂浮筒,四個懸臂浮筒沿周向均布,呈輻射狀,懸臂浮筒末端采用桁架結(jié)構(gòu),桁架結(jié)構(gòu)的外端連接系泊纜繩,外層浮筒由四根系泊纜繩系泊在海床上;外層浮筒內(nèi)壁沿圓周均布四條豎直滑道,滑道貫穿整個外層浮筒內(nèi)壁;在相鄰兩豎直滑道之間的內(nèi)壁中央,離浮筒底端1/3柱高處設(shè)置限位體A;
所述的內(nèi)層浮筒主體為圓柱體結(jié)構(gòu),內(nèi)層浮筒外壁沿圓周均布四個豎直凸出體,凸出體寬度B1小于滑道的寬度B,凸出體與內(nèi)層浮筒等高;所述的凸出體位于外層浮筒的滑道中;在相鄰兩凸出體之間的外壁中央,離浮筒底端1/2柱高處設(shè)置限位體B,限位體B與位于外層浮筒上的限位體A相配合,限制內(nèi)層浮筒與外層浮筒的相對豎直運動;
所述的剛性生產(chǎn)立管的頂端穿過內(nèi)層浮筒的立管通道,并與內(nèi)層浮筒頂部連接;所述的剛性生產(chǎn)立管的底端連接應(yīng)力接頭,應(yīng)力接頭的底端連接海底井口球形閥;所述的井口球形閥與海底井口頭連接,并集成控制模塊A;所述的井口球形閥在工作狀態(tài)下,與剛性生產(chǎn)立管聯(lián)通;在緊急情況下旋轉(zhuǎn)90度,關(guān)閉剛性生產(chǎn)立管與海底井口頭的連接通道;所述的柔性生產(chǎn)立管的底端與剛性生產(chǎn)立管頂端連接,所述的柔性生產(chǎn)立管的頂端與干式采油樹連接;所述的干式采油樹位于干式采油平臺的甲板上;
所述的剛性保護(hù)管的頂端穿過內(nèi)層浮筒的立管通道,并與內(nèi)層浮筒頂部連接;所述的柔性控制管纜由上段管纜和下段管纜組成,所述的剛性保護(hù)管為下段管纜提供安裝與保護(hù)通道;所述的剛性保護(hù)管頂端設(shè)置管纜接頭,上段管纜和下段管纜通過管纜接頭連接;所述的剛性保護(hù)管底端與應(yīng)力接頭連接,應(yīng)力接頭的底端與控制模塊B連接,控制模塊B的底端固定在剛性保護(hù)管基座上;所述的柔性控制管纜用于控制井下化學(xué)試劑注入,進(jìn)行井下壓力和溫度信息采集,控制井下安全閥的閉合以及控制井口球形閥的閉合;所述的柔性控制管纜的頂端與控制中心連接、其底端穿過剛性保護(hù)管與控制模塊B連接;所述的控制中心位于干式采油平臺的甲板上;
所述的外層浮筒與系泊裝置連接;
所述的控制模塊A與控制模塊B之間通過飛線連接,所述的飛線為信號線纜。
進(jìn)一步地,所述的控制立管組件一組對應(yīng)生產(chǎn)立管組件二至四組。
進(jìn)一步地,所述的組合浮筒浮筒浸沒于海面下30~200m深度處。
進(jìn)一步地,所述的凸出體正面設(shè)置有兩個滾筒裝置,分別位于凸出體正面長邊的兩個三等分高度處,所述的滾筒裝置由滾筒、轉(zhuǎn)軸和支座組成,轉(zhuǎn)軸軸線垂直于凸出體側(cè)面,支座長度與凸出體正面的寬度B1相等,滾筒通過轉(zhuǎn)軸安裝在支座上;滾筒與滑道底面滾動接觸。
進(jìn)一步地,所述的懸臂浮筒為矩形截面懸臂浮筒。
進(jìn)一步地,所述的滑道的橫截面為矩形截面;所述的凸出體的橫截面為矩形截面。
進(jìn)一步地,所述的限位體A為矩形體,共有4個,沿外層浮筒內(nèi)壁周向均布,并處在外層浮筒內(nèi)壁同一高度處;所述的限位體B為矩形體,共有4個,沿內(nèi)層浮筒外壁周向均布,并處在內(nèi)層浮筒外壁同一高度處;當(dāng)內(nèi)層浮筒和外層浮筒的中心等高時,限位體B與限位體A之間留有1至2米的間距。
一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng)的安裝方法,包括以下步驟:
A、預(yù)備工作:
將外層浮筒吊裝置于半潛船主甲板上,再將內(nèi)層浮筒吊至外層浮筒正上方,調(diào)整內(nèi)層浮筒的位置和角度,直至內(nèi)層浮筒的四個凸出體分別對準(zhǔn)外層浮筒的四條滑道,將內(nèi)層浮筒下放至外層浮筒之中,構(gòu)成組合浮筒;
B、組合浮筒的就位與下沉:
B1、利用半潛船將組合浮筒拖曳至安裝地點,各工作船就位;在外層浮筒上連接常規(guī)安裝作業(yè)方法用的纜繩和錨鏈,半潛船加壓載水下沉并開離,組合浮筒浮在海面上;
B2、向內(nèi)層浮筒壓載艙內(nèi)注水,內(nèi)層浮筒在重力作用下緩慢下沉,直至內(nèi)層浮筒上的四個限位體B分別與外層浮筒上的四個限位體A相接觸;繼續(xù)向內(nèi)層浮筒壓載艙注水至設(shè)計量,該設(shè)計量的壓載水使得內(nèi)層浮筒完全沒入水中時其重力G1仍大于浮力F1,在此過程中外層浮筒在內(nèi)層浮筒的拖曳下隨內(nèi)層浮筒一起緩慢下沉至停止,組合浮筒浮在海面上;
B3、向外層浮筒壓載艙內(nèi)注水至設(shè)計量,該設(shè)計量的壓載水使得外層浮筒完全沒入水中時其浮力F2大于其重力G2,在此過程中外層浮筒在內(nèi)層浮筒的拖曳下隨內(nèi)層浮筒一起緩慢下沉直至外層浮筒完全沒入水中;
B4、當(dāng)組合浮筒完全沒入水中時,在豎直方向上的受力狀態(tài)為:外層浮筒的浮力F2大于其重力G2,內(nèi)層浮筒的重力G1大于其浮力F1,且內(nèi)層浮筒的凈浮力G1-F1大于外層浮筒的凈浮力F2-G2,即:(G1-F1)>(F2-G2);在這種受力情況下,內(nèi)層浮筒能夠拖曳外層浮筒穩(wěn)定下沉,且在下沉過程中限位體B與限位體A緊密接觸,外層浮筒與內(nèi)層浮筒不會有相對運動;
C、組合浮筒的水下定位安裝
組合浮筒下沉至目標(biāo)深度后,外層浮筒的懸臂浮筒與相應(yīng)的系泊裝置連接,定位于海床;外層浮筒充入氮氣,外層浮筒上浮,張緊系泊纜繩;在此過程中,限位體A與限位體B相互作用,內(nèi)層浮筒在外層浮筒限位體A的作用下共同上?。?/p>
D、剛性生產(chǎn)立管與剛性保護(hù)管的水下安裝
D1、逐個安裝剛性生產(chǎn)立管:
D2、先將柔性控制管纜的下段管纜通過管纜接頭安裝在剛性保護(hù)管內(nèi),再通過干式采油平臺吊裝剛性保護(hù)管,使剛性保護(hù)管的底端通過相應(yīng)內(nèi)層浮筒的立管通道和控制模塊B與剛性保護(hù)管基座連接、頂端與內(nèi)層浮筒的頂部連接;
D3、向內(nèi)層浮筒內(nèi)注入氮氣,使內(nèi)層浮筒沿滑道上浮,同時張緊剛性生產(chǎn)立管和剛性保護(hù)管,內(nèi)層浮筒浮至設(shè)計位置,即內(nèi)層浮筒與外層浮筒的中心等高,限位體B與限位體A之間留有1至2米的間距;
E、柔性生產(chǎn)立管與柔性控制管纜的水下安裝
E1、通過干式采油平臺吊裝柔性生產(chǎn)立管,使柔性生產(chǎn)立管底端與剛性生產(chǎn)立管頂端連接、柔性生產(chǎn)立管頂端與位于干式采油平臺甲板上的干式采油樹連接;
E2、通過干式采油平臺吊裝柔性控制管纜,使柔性控制管纜的上段管纜底端與剛性保護(hù)管頂端的管纜接頭連接、上段管纜頂端與位于干式采油平臺甲板的控制中心連接;
至此,一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng)安裝完畢。
相對于現(xiàn)行生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng),本發(fā)明具有以下顯著的技術(shù)進(jìn)步性:
1、本發(fā)明的柔性控制管纜的下段管纜統(tǒng)一集成裝配于剛性保護(hù)管內(nèi),避免了下段管纜在剛性生產(chǎn)立管外緣的布置,避免了剛性生產(chǎn)立管橫截面的非對稱,從而避免引發(fā)復(fù)雜的馳振破壞問題。
2、本發(fā)明的組合浮筒包括外層浮筒和內(nèi)層浮筒,生產(chǎn)輸送立管由內(nèi)層浮筒統(tǒng)一張緊,在外部環(huán)境載荷作用下,內(nèi)層浮筒發(fā)生橫向偏移,將導(dǎo)致生產(chǎn)輸送立管頂張緊力的二次分配(增加上游生產(chǎn)輸送立管的頂張緊力的同時減小下游生產(chǎn)輸送立管的頂張緊力),利于減小生產(chǎn)輸送立管間發(fā)生干涉的可行性,因此,無需加大生產(chǎn)輸送管的頂部設(shè)計間距,從而可以減小干式采油平臺的甲板面積及主體尺寸;
3、本發(fā)明的組合浮筒包括外層浮筒和內(nèi)層浮筒,內(nèi)層浮筒可沿外層浮筒的滑道自由升降,滿足剛性生產(chǎn)立管的熱膨脹要求;無需增加干式采油平臺的甲板高度及主體尺寸。
4、本發(fā)明的組合浮筒包括外層浮筒和內(nèi)層浮筒,外層浮筒負(fù)責(zé)提供系泊纜繩張緊力,內(nèi)層浮筒負(fù)責(zé)提供生產(chǎn)輸送立管和控制立管的頂張緊力,二者解耦系泊裝置與生產(chǎn)輸送立管和控制立管的受力以及運動;因此,在外部環(huán)境載荷作用下,組合浮筒發(fā)生偏移,不會引起系泊纜繩和生產(chǎn)輸送立管頂張緊力的二次分配,生產(chǎn)輸送立管的頂張緊力易于滿足在位服役要求,提高生產(chǎn)輸送立管的在位性能要求。
5、本發(fā)明的組合浮筒通過調(diào)整內(nèi)層浮筒與外層浮筒的壓載狀況,以及限位體A與限位體B的相互作用,避免組合浮筒在安裝過程中發(fā)生碰撞,實現(xiàn)了整體式安裝,簡化了安裝工藝,降低了安裝成本,保障了安裝作業(yè)安全。
6、本發(fā)明中的外層浮筒具有四根懸臂浮筒,即可采用四根系泊纜繩系泊在海床上,當(dāng)其中任意一根纜繩發(fā)生斷裂失效時,剩下的三根纜繩仍能保持外層浮筒的穩(wěn)定性,從而進(jìn)一步地保證了油氣開發(fā)系統(tǒng)的安全性。
7、本發(fā)明的剛性生產(chǎn)立管位于海面下30~200m深度處,減小了海面災(zāi)害性海洋環(huán)境要素(強(qiáng)風(fēng)、巨浪和強(qiáng)流)作用,降低了關(guān)井頻率,因此單一的井口球形閥可以作為生產(chǎn)井控裝置,無需使用復(fù)雜且造價高昂的采油樹作為井控裝置,在緊急情況下旋轉(zhuǎn)90度即可關(guān)閉剛性生產(chǎn)立管的油氣輸送通道,操作簡單可行、造價低廉。
8、本發(fā)明采用單一的井口球形閥作為生產(chǎn)井控裝置,無需使用體積巨大的采油樹,井口球形閥可與剛性生產(chǎn)立管的安裝同時進(jìn)行,安裝簡易,縮短安裝周期,降低作業(yè)成本。
9、本發(fā)明的剛性生產(chǎn)立管位于海面下30~200m深度處,減小了海面災(zāi)害性海洋環(huán)境要素(強(qiáng)風(fēng)、巨浪和強(qiáng)流)作用,降低了相鄰剛性生產(chǎn)立管發(fā)生碰撞的概率,同時減小了波致疲勞損傷和VIV致疲勞損傷,從而降低了剛性生產(chǎn)立管發(fā)生破裂及原油泄漏概率。
附圖說明
本發(fā)明共有附圖9張,其中:
圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖(正視圖)。
圖2是本發(fā)明的生產(chǎn)輸送立管與控制立管的結(jié)構(gòu)示意圖(正視圖)。
圖3是外層浮筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是外層浮筒的剖視圖。
圖5是內(nèi)層浮筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是滾筒裝置的剖視圖。
圖7是組合浮筒的俯視圖。
圖8是組合浮筒的剖視圖。
圖9是內(nèi)層浮筒限位體B與外層浮筒限位體A相互作用示意圖。
圖中:1、外層浮筒,2、懸臂浮筒,3、滑道,4、限位體A,5、內(nèi)層浮筒,6、凸出體,7、限位體B,8、滾筒,9、轉(zhuǎn)軸,10、支座,11、立管通道,14、系泊裝置,15、組合浮筒,20、海面,21、海床,22、干式采油樹,23、控制中心,25、干式采油平臺,30、柔性控制管纜,31、柔性生產(chǎn)立管,40、剛性保護(hù)管,41、剛性生產(chǎn)立管,42、應(yīng)力接頭,43、海底井口頭,44、剛性保護(hù)管基座,45、井口球形閥,46、控制模塊A,47、控制模塊B,48、飛線。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。本發(fā)明圖示以具有四根生產(chǎn)輸送立管和1根控制立管為例進(jìn)行描述。
如圖1-9所示,一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng),包括生產(chǎn)立管組件、控制立管組件、組合浮筒15和系泊裝置14;
所述的生產(chǎn)立管組件包括柔性生產(chǎn)立管31與剛性生產(chǎn)立管41,所述的控制立管組件包括剛性保護(hù)管40和柔性控制管纜30,所述的組合浮筒15包括外層浮筒1和內(nèi)層浮筒5;所述的內(nèi)層浮筒5嵌套于外層浮筒1內(nèi);
所述的外層浮筒1主體為環(huán)柱體結(jié)構(gòu),外層浮筒1外壁底部邊緣連接四個懸臂浮筒2,四個懸臂浮筒2沿周向均布,呈輻射狀,懸臂浮筒2末端采用桁架結(jié)構(gòu),桁架結(jié)構(gòu)的外端連接系泊纜繩,外層浮筒1由四根系泊纜繩系泊在海床21上;外層浮筒1內(nèi)壁沿圓周均布四條豎直滑道3,滑道3貫穿整個外層浮筒1內(nèi)壁;在相鄰兩豎直滑道3之間的內(nèi)壁中央,離浮筒底端1/3柱高處設(shè)置限位體A4;
所述的內(nèi)層浮筒5主體為圓柱體結(jié)構(gòu),內(nèi)層浮筒5外壁沿圓周均布四個豎直凸出體6,凸出體6寬度B1小于滑道3的寬度B,凸出體6與內(nèi)層浮筒5等高;所述的凸出體6位于外層浮筒1的滑道3中;在相鄰兩凸出體6之間的外壁中央,離浮筒底端1/2柱高處設(shè)置限位體B7,限位體B7與位于外層浮筒1上的限位體A4相配合,限制內(nèi)層浮筒5與外層浮筒1的相對豎直運動;
所述的剛性生產(chǎn)立管41的頂端穿過內(nèi)層浮筒5的立管通道11,并與內(nèi)層浮筒5頂部連接;所述的剛性生產(chǎn)立管41的底端連接應(yīng)力接頭42,應(yīng)力接頭42的底端連接海底井口球形閥45;所述的井口球形閥45與海底井口頭43連接,并集成控制模塊A46;所述的井口球形閥45在工作狀態(tài)下,與剛性生產(chǎn)立管41聯(lián)通;在緊急情況下旋轉(zhuǎn)90度,關(guān)閉剛性生產(chǎn)立管41與海底井口頭43的連接通道;所述的柔性生產(chǎn)立管31的底端與剛性生產(chǎn)立管41頂端連接,所述的柔性生產(chǎn)立管31的頂端與干式采油樹22連接;所述的干式采油樹22位于干式采油平臺25的甲板上;
所述的剛性保護(hù)管40的頂端穿過內(nèi)層浮筒5的立管通道11,并與內(nèi)層浮筒5頂部連接;所述的柔性控制管纜30由上段管纜和下段管纜組成,所述的剛性保護(hù)管40為下段管纜提供安裝與保護(hù)通道;所述的剛性保護(hù)管40頂端設(shè)置管纜接頭,上段管纜和下段管纜通過管纜接頭連接;所述的剛性保護(hù)管40底端與應(yīng)力接頭42連接,應(yīng)力接頭42的底端與控制模塊B47連接,控制模塊B47的底端固定在剛性保護(hù)管基座44上;所述的柔性控制管纜30用于控制井下化學(xué)試劑注入,進(jìn)行井下壓力和溫度信息采集,控制井下安全閥的閉合以及控制井口球形閥45的閉合;所述的柔性控制管纜30的頂端與控制中心23連接、其底端穿過剛性保護(hù)管40與控制模塊B47連接;所述的控制中心23位于干式采油平臺25的甲板上;
所述的外層浮筒1與系泊裝置14連接;
所述的控制模塊A46與控制模塊B47之間通過飛線48連接,所述的飛線48為信號線纜。
進(jìn)一步地,所述的控制立管組件一組對應(yīng)生產(chǎn)立管組件二至四組。
進(jìn)一步地,所述的組合浮筒15浮筒浸沒于海面20下30~200m深度處。
進(jìn)一步地,所述的凸出體6正面設(shè)置有兩個滾筒裝置,分別位于凸出體6正面長邊的兩個三等分高度處,所述的滾筒裝置由滾筒8、轉(zhuǎn)軸9和支座10組成,轉(zhuǎn)軸9軸線垂直于凸出體6側(cè)面,支座10長度與凸出體6正面的寬度B1相等,滾筒8通過轉(zhuǎn)軸9安裝在支座10上;滾筒8與滑道3底面滾動接觸。
進(jìn)一步地,所述的懸臂浮筒2為矩形截面懸臂浮筒。
進(jìn)一步地,所述的滑道3的橫截面為矩形截面;所述的凸出體6的橫截面為矩形截面。
進(jìn)一步地,所述的限位體A4為矩形體,共有4個,沿外層浮筒1內(nèi)壁周向均布,并處在外層浮筒1內(nèi)壁同一高度處;所述的限位體B7為矩形體,共有4個,沿內(nèi)層浮筒5外壁周向均布,并處在內(nèi)層浮筒5外壁同一高度處;當(dāng)內(nèi)層浮筒5和外層浮筒1的中心等高時,限位體B7與限位體A4之間留有1至2米的間距。
一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng)的安裝方法,包括以下步驟:
A、預(yù)備工作:
將外層浮筒1吊裝置于半潛船主甲板上,再將內(nèi)層浮筒5吊至外層浮筒1正上方,調(diào)整內(nèi)層浮筒5的位置和角度,直至內(nèi)層浮筒5的四個凸出體6分別對準(zhǔn)外層浮筒1的四條滑道3,將內(nèi)層浮筒5下放至外層浮筒1之中,構(gòu)成組合浮筒15;
B、組合浮筒15的就位與下沉:
B1、利用半潛船將組合浮筒15拖曳至安裝地點,各工作船就位;在外層浮筒1上連接常規(guī)安裝作業(yè)方法用的纜繩和錨鏈,半潛船加壓載水下沉并開離,組合浮筒15浮在海面20上;
B2、向內(nèi)層浮筒5壓載艙內(nèi)注水,內(nèi)層浮筒5在重力作用下緩慢下沉,直至內(nèi)層浮筒5上的四個限位體B7分別與外層浮筒1上的四個限位體A4相接觸;繼續(xù)向內(nèi)層浮筒5壓載艙注水至設(shè)計量,該設(shè)計量的壓載水使得內(nèi)層浮筒5完全沒入水中時其重力G1仍大于浮力F1,在此過程中外層浮筒1在內(nèi)層浮筒5的拖曳下隨內(nèi)層浮筒5一起緩慢下沉至停止,組合浮筒15浮在海面20上;
B3、向外層浮筒1壓載艙內(nèi)注水至設(shè)計量,該設(shè)計量的壓載水使得外層浮筒1完全沒入水中時其浮力F2大于其重力G2,在此過程中外層浮筒1在內(nèi)層浮筒5的拖曳下隨內(nèi)層浮筒5一起緩慢下沉直至外層浮筒1完全沒入水中;
B4、當(dāng)組合浮筒15完全沒入水中時,在豎直方向上的受力狀態(tài)為:外層浮筒1的浮力F2大于其重力G2,內(nèi)層浮筒5的重力G1大于其浮力F1,且內(nèi)層浮筒5的凈浮力G1-F1大于外層浮筒1的凈浮力F2-G2,即:G1-F1>F2-G2;在這種受力情況下,內(nèi)層浮筒5能夠拖曳外層浮筒1穩(wěn)定下沉,且在下沉過程中限位體B7與限位體A4緊密接觸,外層浮筒1與內(nèi)層浮筒5不會有相對運動;
C、組合浮筒15的水下定位安裝
組合浮筒15下沉至目標(biāo)深度后,外層浮筒1的懸臂浮筒2與相應(yīng)的系泊裝置14連接,定位于海床21;外層浮筒1充入氮氣,外層浮筒1上浮,張緊系泊纜繩;在此過程中,限位體A4與限位體B7相互作用,內(nèi)層浮筒5在外層浮筒1限位體A4的作用下共同上??;
D、剛性生產(chǎn)立管41與剛性保護(hù)管40的水下安裝
D1、逐個安裝剛性生產(chǎn)立管41:通過干式采油平臺25吊裝剛性生產(chǎn)立管41,使剛性生產(chǎn)立管41的底端通過相應(yīng)內(nèi)層浮筒5的立管通道11和井口球形閥45與海底井口頭43連接、剛性生產(chǎn)立管41頂端與內(nèi)層浮筒5的頂部連接;
D2、先將柔性控制管纜30的下段管纜通過管纜接頭安裝在剛性保護(hù)管40內(nèi),再通過干式采油平臺25吊裝剛性保護(hù)管40,使剛性保護(hù)管40的底端通過相應(yīng)內(nèi)層浮筒5的立管通道11和控制模塊B47與剛性保護(hù)管基座44連接、頂端與內(nèi)層浮筒5的頂部連接;
D3、向內(nèi)層浮筒5內(nèi)注入氮氣,使內(nèi)層浮筒5沿滑道3上浮,同時張緊剛性生產(chǎn)立管41和剛性保護(hù)管40,內(nèi)層浮筒5浮至設(shè)計位置,即內(nèi)層浮筒5與外層浮筒1的中心等高,限位體B7與限位體A4之間留有1至2米的間距;
E、柔性生產(chǎn)立管31與柔性控制管纜30的水下安裝
E1、通過干式采油平臺25吊裝柔性生產(chǎn)立管31,使柔性生產(chǎn)立管31底端與剛性生產(chǎn)立管41頂端連接、柔性生產(chǎn)立管31頂端與位于干式采油平臺25甲板上的干式采油樹22連接;
E2、通過干式采油平臺25吊裝柔性控制管纜30,使柔性控制管纜30的上段管纜底端與剛性保護(hù)管40頂端的管纜接頭連接、上段管纜頂端與位于干式采油平臺25甲板的控制中心23連接;
至此,一種水下集成式生產(chǎn)輸送立管系統(tǒng)安裝完畢。
本發(fā)明維修時,干式采油樹22僅支持生產(chǎn)階段的井口作業(yè),相應(yīng)的干式修井作業(yè)進(jìn)行時須將將柔性控制管纜30和柔性生產(chǎn)立管31回收,再換上剛性生產(chǎn)立管41,重新建立內(nèi)層浮筒5與干式采油平臺25的聯(lián)系通道。
本發(fā)明不局限于本實施例,任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變,均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。