CN102074916B - 集肤效应电伴热海底管道的铺设方法 - Google Patents

Abstract

一种集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，包括以下步骤：第一步，集肤效应电伴热海底管道的陆地预制；第二步，在铺管船上敷设集肤效应电伴热海底管道；集肤效应电伴热海底管道预制完成后，把预制管托运至海上在铺管船上进行集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设；第三步，整体管道接长完成后，在首端接线盒内，从热管穿出的集肤效应电缆接到单相交流电源的一端，同时，在首端接线盒上连接一根集肤效应电缆，接到单相交流电源的另一端。本发明集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设仅在一艘铺管船上进行，投资少，敷设速度快，缩短了施工工期；降低了成本，节约了船舶资源；同时，提高了海上作业的安全系数及施工整体安全性。

Description

集肤效应电伴热海底管道的铺设方法

技术领域

本发明涉及海底管道的铺设方法，尤其涉及一种通过铺管船进行集肤效应电伴热海底管道的铺设方法。属于海洋石油工程领域。 

背景技术

在海上石油开发工程中，通常在采油平台之间或采油平台与陆地之间铺设海底管道，通过海底管道对油气进行输送。对于原油凝固点较高的长距离油气输送管道，为了防止油气在海底管道中凝固结蜡，保证油气的正常输送，采用输送方式为：利用集肤效应对原油进行加热或电伴热输送。 

集肤效应电伴热，其发热元件是一个被称为“伴热管”的普通碳钢管和穿在伴热管中的集肤效应电缆，伴热管焊接在需伴热或加热的管道上。在尾端，集肤效应电缆和接线盒短接，在首端，集肤效应电缆和接线盒引出电缆通过电源接线箱分别接到单相交流电源的两端。 

如图1所示，集肤效应电伴热海底管道主要由海底管道、伴热管2和集肤效应电缆1等部分组成。将伴热管2焊接到海底管道的内管3的外壁上，集肤效应电缆1穿在伴热管2里，内管外加保温层4，保温层4外套外管5，经上述连接构成集肤效应电伴热海底管道。 

现有的集肤效应电伴热海底管道采用浮拖法进行铺设，既：先在陆地将集肤效应电伴热海底管道预制一定的长度(一般300米左右)；然后，由多艘船舶将集肤效应电伴热海底管道拖往海上，到达铺设现场后，多船只联合作业完成海底管道的对接接长。此方法由于投入船舶多，适用于距离陆地较近的浅海作业。 

随着我国海洋石油开发不断向深水领域的迈进，油气田距离陆地也愈来愈远，海水深、水流急，采用浮拖法在深水海域铺设集肤效应电伴热海底管 道，投入的船舶较多，投资巨大；且易受天气状况的影响，在船舶不稳定的情况下，海上铺设海底管道的风险也大，施工工期较长。 

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有浮拖铺设法存在的上述缺点，而提供一种通过铺管船进行集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，使集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设仅在一艘铺管船上进行，投资少，敷设速度快，缩短了施工工期；降低了成本，节约了船舶资源；同时，提高了海上作业的安全系数及施工整体安全性。 

本发明的目的是由以下技术方案实现的： 

一种集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，包括以下步骤：第一步，集肤效应电伴热海底管道的陆地预制： 

把伴热管2、接线盒和拉线盒连接到海底管道的内管3上，内管3外加保温层4，保温层4外套外管5，预制成设定长度的集肤效应电伴热海底管道； 

其特征在于：还包括以下步骤： 

第二步，在铺管船上敷设集肤效应电伴热海底管道： 

集肤效应电伴热海底管道预制完成后，把预制管托运至海上在铺管船上进行集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设； 

2)先铺设集肤效应海底管道的平管15部分，并在铺管船上设置6个工作站，且在第3站完成伴热管2的连接以及集肤效应电缆1的穿线和接线、在第3站完成集肤效应电缆1的测试工作； 

2)集肤效应电伴热海底管道立管17、膨胀弯16与平管15的连接： 

(1)将立管17和膨胀弯16部分的伴热管2连接到内管3上，立管17首端焊接首端接线盒、膨胀弯16尾端焊接接线盒6，使集肤效应电伴热海底管道立管17和膨胀弯16连接成一整体； 

(2)立管17和膨胀弯16接长完成后，穿好集肤效应电缆1后与海底管道的平管15进行连接； 

第三步，整体管道接长完成后，在首端接线盒13内，从伴热管2穿出的 集肤效应电缆1接到单相交流电源14的一端，同时，在首端接线盒13上连接一根集肤效应电缆1，接到单相交流电源14的另一端。 

所述集肤效应电伴热海底管道平管部分的预制管长度为：23-25米范围。 

所述第二步，集肤效应电伴热海底管道平管部分铺管船敷设的的工作流程： 

(1)在铺管船上设置6个工作站，并在第1站进行海底管道对齐，对内管3进行组对连接； 

(2)将海底管道接口从第1站移至第3站； 

(3)将一根预制管从管道架上取下，并放在管道工作线上，预制管无接线盒6的一端要冲着管道入海方向，同时在第3站完成内管3的连接检验； 

(4)在第3站完成伴热管2组对连接； 

(5)待伴热管2温度下降至集肤效应电缆1的耐热温度后，把集肤效应电缆1从第3站接线盒6穿到第1站，集肤效应电缆1的连接在第3站完成； 

(6)在第1站对集肤效应电缆1进行绝缘测试或耐压测试，同时在第3站把接线盒6封盖密封； 

(7)把电缆托盘11从第3站移至第1站，同时在第3站对海底管道接口加保温层； 

(8)先滑动外管5，使接线盒6全部暴露，把接线盒6的盖打开，再把集肤效应电缆1从接线盒6内抽出整理到电缆托盘11内成“∞”字形，同时在第3站完成外管5的组对焊接，然后，每根管道都重复(1)～(8)的工作流程； 

(9)平管整体接长完成并完成绝缘检测和耐压测试后，集肤效应电缆1在平管15尾端接线盒12内和尾端接线盒12短接。 

所述第二步中，立管、膨胀弯与平管的连接过程为： 

1)从海水中捞出平管首端，割去封头； 

2)平管与膨胀弯先进行内管3对接，再进行伴热管2对接； 

3)把接线盒盖打开，连接集肤效应电缆1，然后，盖接线盒封盖； 

4)保温处理； 

5)外管5缺口加半瓦，并做防腐处理。 

所述平管部分预制两种预制管：一种是无海底管道锚固件10的预制管，在预制管的一端要焊接接线盒6或拉线盒；另一种是有海底管道锚固件10的预制管，预制管两端都要焊接接线盒6。 

所述海底管道锚固件10上的伴热管要穿越海底管道锚固件，集肤效应电缆1在陆地预制穿好，然后，将接线盒6与伴热管2的接口密封，阻断海底管道锚固件10两侧伴热管的通路。 

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，使集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设仅在一艘铺管船上进行，投资少，敷设速度快，缩短了施工工期；降低了成本，节约了船舶资源；同时，提高了海上作业的安全系数及施工整体安全性。 

附图说明：

图1现有集肤效应海底管道结构剖视图。 

图2为本发明集肤效应海底管道总体布置图。 

图3为本发明12米长集肤效应海底管道预制图a。 

图4为本发明12米长集肤效应海底管道预制图b。 

图5为本发明12米长集肤效应海底管道预制图c。 

图6为本发明12米长集肤效应海底管道预制图d。 

图7为本发明无海管锚固件集肤效应海底管道预制过程图。 

图8为本发明24米长有海底管道锚固件集肤效应海底管道预制过程图。 

图9为本发明集肤效应海底管道铺管船的施工工序图。 

图中主要标号说明： 

1集肤效应电缆、2伴热管、3内管、4保温层、5外管、6接线盒、7带填料函的接线盒、8短管、9管箍、10海管锚固件、11电缆托盘、12尾端接线盒、13首端接线盒、14单相交流电源、15平管、16膨胀弯、17立管。 

具体实施方式

如图1所示，本发明集肤效应电伴热海底管道主要由双层海底管道、伴 热管2和集肤效应电缆1等部分组成。将伴热管2焊接到海底管道的内管3的外壁上，集肤效应电缆1穿在伴热管2里，内管外加保温层4，保温层4外套外管5，经上述连接构成集肤效应电伴热海底管道。集肤效应电伴热海底管道内外管之间的保温层4以及内管3和外管5的施工方法与现有的双层海底管道的施工方法相同。一根伴热管2和伴热管2内的集肤效应电缆1为一路集肤效应电伴热，实施时，可根据海底管道需要补充的热量要求确定设置几路集肤效应电伴热，本实施例的集肤效应海底管道为：在海底管道的内管上设置3路热管，其中，两路工作，一路备用。 

如图2所示，整体集肤效应电伴热海底管道包括：平管15、膨胀弯16和立管17。在立管17的首端设首端接线盒13，在平管15的尾端设尾端接线盒12，集肤效应电缆1在尾端接线盒12内和其短接；在首端接线盒13，从伴热管2穿出的集肤效应电缆1从首端接线盒13引出接到单相交流电源14的一端，同时，在首端接线盒13上连接1根集肤效应电缆1，接到单相交流电源14的另一端。平管15首端焊接一个接线盒6，中间每间隔24米焊接一个接线盒6或拉线盒(拉线盒和接线盒6结构、尺寸完全相同)，锚固件(BULKHEAD)10两端的带填料函的接线盒7内有填料函阻水。 

本发明采用以下步骤： 

第一步，集肤效应电伴热海底管道的陆地预制： 

1)12米长集肤效应电伴热海底管道预制， 

如图3-图6所示，采办的标准海底管道长度为12米，把伴热管2焊接到海底管道的内管3上，焊接方式可采用两面断面焊的方法，分为4种样式： 

样式a如图3所示，海底管道左端设置一个普通接线盒6或拉线盒6(接线盒和拉线盒结构型式、尺寸完全相同)； 

样式b如图4所示，不设置接线盒； 

样式c如图5所示，左端设置一个带填料函的接线盒7； 

样式d如图6所示，右端设置一个带填料函的接线盒7； 

上述接线盒6或带填料函的接线盒7在和伴热管2对接时，要套上管箍再 进行焊接。然后，采用现有双层普通海底管道技术套保温层4及套外管5。 

2)24米长集肤效应电伴热海底管道预制， 

把两根12米长预制管接长为24米双层普通海底管道预制管，平管部分的预制管长度一般为：23-25米范围。预制管接长分为两种型式：无海底管道锚固件(BULKHEAD)10预制管和有海底管道锚固件(BULKHEAD)10的预制管。海底管道锚固件10为密闭舱壁。在海底管道的设计过程中根据规则的要求，在一定距离范围内要保证海底管道有一个密闭隔离空间，防止在某一部位海管受损后，便于海底管道的更换和维修。 

(1)如图7所示，无海底管道锚固件10的预制管连接过程，就是把一根12米预制管样式a和一根12米预制管样式b对接，伴热管2连接缺口处增加一短管8，短管8和伴热管2连接时，要先套上管箍9再焊接。 

(2)如图8所示，有海底管道锚固件10的预制管连接过程，海底管道锚固件10先和短管8焊接，然后，左端连接一根12米预制管样式c，右端连接一根12米预制管样式d，同样，短管8和伴热管2连接要先套上管箍9再焊接。焊接完成之后，穿集肤效应电缆1，集肤效应电缆1在左端带填料函的接线盒7的内侧用填料函固定紧固，同样，集肤效应电缆1在右端带填料函的接线盒7的内侧也要用填料函固定紧固，填料函的作用就是密封阻水，防止海管锚固件10一侧一旦进入海水不会通过伴热管2流至另一侧。无海底管道锚固件10的预制管，在预制管的一端要焊接接线盒或拉线盒；有海底管道锚固件10的预制管，预制管两端都要焊接带填料函的接线盒7。 

第二步，在铺管船敷设集肤效应电伴热海底管道： 

集肤效应电伴热海底管道预制完成后，就可以把预制管托运至海上在铺管船上进行集肤效应电伴热海底管道的接长入海敷设。铺管船一般设有6个工作站，因为在第3站要完成海底管道外管的焊接，所以，伴热管2的连接以及集肤效应电缆1的穿线、连接必须在第1站和第3站之间完成，下面结合图9对施工工序及方法进行介绍如下： 

1)平管的铺设及安装准备工作： 

(1)把集肤效应电缆1先截成段，其长度可限据集肤效应电缆1的耐磨损程度和穿线效率来确定，本实施例长度为：100米，然后，把集肤效应电缆1两端保护包扎，盘成“∞”字形备用； 

(2)制作电缆托盘11，用于在工作线上放置集肤效应电缆1。 

2)海底管道平管部分工作线流程： 

(1)在第1站海底管道对齐后，内管3进行组对连接； 

(2)将管道接口从第1站移至第3站； 

(3)将一根预制管从管道架上取下，并放在管道工作线上，预制管无接线盒6的一端要冲着管道入海方向，同时在第3站完成内管3的连接检验； 

(4)在第3站完成伴热管2组对连接； 

(5)待伴热管2温度下降至集肤效应电缆1的耐热温度后，把集肤效应电缆1从第3站接线盒6穿到第1站，集肤效应电缆1的连接在第3站完成； 

(6)在第1站对集肤效应电缆1进行绝缘测试或耐压测试，同时在第3站把接线盒6封盖密封； 

(7)把电缆托盘11从第3站移至第1站，同时在第3站对海管接口加保温层； 

(8)先滑动外管5，使接线盒6全部暴露，把接线盒6的盖打开，再把集肤效应电缆1从接线盒6内抽出整理到电缆托盘11内成“∞”字形，同时在第3站完成外管5的组对焊接。 

然后，每根管道都重复(1)～(8)的工作流程，对带有海底海底管道锚固件10的管道需要在第3站焊接1对外管半瓦，以补外管5的缺口。 

(9)平管整体接长完成并完成绝缘检测和耐压测试后，集肤效应电缆1在平管15尾端接线盒12内和尾端接线盒12短接。 

3)集肤效应电缆1的测试 

在铺管船上每走管24米(预制管长度)集肤效应电缆就要穿线一次，为了兼顾工作效率和电缆穿线对集肤效应电缆1造成的磨损，本实施例：把集肤效 应电缆1预先截成100米的段，每经过4根预制管集肤效应电缆1要进行连接。在施工过程中，要对集肤效应电缆1进行绝缘检测和耐压测试(海底管道首端电缆头要做好隔离绝缘)。 

(1)绝缘检测： 

使用1000伏的绝缘表进行绝缘检测，集肤效应电缆1对地之间的电阻不应小于5M Ω。 

(2)耐压测试： 

绝缘检测通过后每1000米要进行1次耐压检测，使用0～25kV直流耐压表，测试电压为3倍的工作电压，但最低不低于2倍集肤效应电缆1额定电压。 

4)、集肤效应电伴热海底管道立管17、膨胀弯16与平管15的连接： 

①立管17、膨胀弯16的接长 

集肤效应电伴热海底管道立管17和膨胀弯16整体安装，之间不连接法兰。和直管15部分一样，立管17和膨胀弯16部分的伴热管2也是焊接到内管3上，立管17首端要焊接首端接线盒13、膨胀弯16尾端要焊接接线盒6。立管17和膨胀弯16接长完成后，进行集肤效应电缆1的穿线。 

②立管17、膨胀弯16和平管15的连接 

(1)从海水中捞出平管15首端，割去封头； 

(2)平管15与膨胀弯16先进行内管3对接焊接，再进行伴热管2对接焊接； 

(3)把接线盒6盖打开，连接集肤效应电缆1，然后，盖接线盒6封盖； 

(4)保温处理； 

(5)外管5缺口加半瓦，并做防腐处理。 

第三步，整体管道接长完成后，在首端接线盒13内，从热管2穿出的集肤效应电缆1接到单相交流电源14的一端，同时，在首端接线盒13上连接一根集肤效应电缆1，接到单相交流电源14的另一端。 

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 (6)

1.一种集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，包括以下步骤：第一步，集肤效应电伴热海底管道的陆地预制：

把伴热管(2)、接线盒和拉线盒连接到海底管道的内管(3)上，内管(3)外加保温层(4)，保温层(4)外套外管(5)，预制成设定长度的集肤效应电伴热海底管道；其特征在于：还包括以下步骤：第二步，在铺管船上敷设集肤效应电伴热海底管道：

集肤效应电伴热海底管道预制完成后，把预制管托运至海上在铺管船上进行集肤效应电伴热海底管道的接长和入海敷设；

1)先铺设集肤效应电伴热海底管道的平管(15)部分，并在铺管船上设置6个工作站，且在第3站完成伴热管(2)的连接以及集肤效应电缆(1)的穿线和接线、在第1站完成集肤效应电缆(1)测试工作；

2)集肤效应电伴热海底管道立管(17)、膨胀弯(16)与平管(15)的连接：

(1)将立管(17)和膨胀弯(16)部分的伴热管(2)连接到内管(3)上，立管(17)首端焊接首端接线盒、膨胀弯(16)尾端焊接接线盒(6)，使集肤效应电伴热海底管道立管(17)和膨胀弯(16)连接成一整体；

(2)立管(17)和膨胀弯(16)接长完成后，穿好集肤效应电缆(1)后与海底管道的平管(15)进行连接；

第三步，整体管道接长完成后，在首端接线盒(13)内，从伴热管(2)穿出的集肤效应电缆(1)接到单相交流电源(14)的一端，同时，在首端接线盒(13)上连接一根集肤效应电缆(1)，接到单相交流电源(14)的另一端。

2.根据权利要求1所述的集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，其特征在于：所述集肤效应电伴热海底管道平管部分的预制管长度为：23-25米范围。

3.根据权利要求1所述的集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，其特征在于：所述第二步，集肤效应电伴热海底管道平管部分铺管船敷设的工作流程：

(1)在铺管船上设置6个工作站，并在第1站进行海底管道对齐，对内管(3)进行组对连接；

(2)将海底管道接口从第1站移至第3站；

(3)将一根预制管从管道架上取下，并放在管道工作线上，预制管无接线盒(6)的一端要冲着管道入海方向，同时在第3站完成内管(3)的连接检验；

(4)在第3站完成伴热管(2)组对连接；

(5)待伴热管(2)温度下降至集肤效应电缆(1)的耐热温度后，把集肤效应电缆(1)从第3站接线盒(6)穿到第1站，集肤效应电缆(1)的连接在第3站完成；

(6)在第1站对集肤效应电缆(1)进行绝缘测试或耐压测试，同时在第3站把接线盒(6)封盖密封；

(7)把电缆托盘(11)从第3站移至第1站，同时在第3站对海底管道接口加保温层；

(8)先滑动外管(5)，使接线盒(6)全部暴露，把接线盒(6)的盖打开，再把集肤效应电缆(1)从接线盒(6)内抽出整理到电缆托盘(11)内成“∞”字形，同时在第3站完成外管(5)的组对焊接，然后，每根管道都重复(1)～(8)的工作流程；

(9)平管整体接长完成并完成绝缘检测和耐压测试后，集肤效应电缆(1)在平管(15)尾端接线盒(12)内和尾端接线盒(12)短接。

4.根据权利要求1所述的集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，其特征在于所述第二步中，立管、膨胀弯与平管的连接过程为：

1)从海水中捞出平管首端，割去封头；

2)平管与膨胀弯先进行内管(3)对接，再进行伴热管(2)对接；

3)把接线盒盖打开，连接集肤效应电缆(1)，然后，盖接线盒封盖；

4)保温处理；

5)外管(5)缺口加半瓦，并做防腐处理。

5.根据权利要求1或2所述的集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，其特征在于所述平管部分预制两种预制管：一种是无海底管道锚固件(10)的预制管，在预制管的一端要焊接接线盒(6)或拉线盒；另一种是有海底管道锚固件(10)的预制管，预制管两端都要焊接接线盒(6)。

6.根据权利要求5所述的集肤效应电伴热海底管道的铺设方法，其特征在于所述海底管道锚固件(10)上的伴热管要穿越海底管道锚固件，集肤效应电缆(1)在陆地预制穿好，然后，将接线盒(6)与伴热管(2)的接口密封，阻断海底管道锚固件(10)两侧伴热管(2)的通路。

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