海底管道总体施工流程-共111页

单击此处编辑副标题海底管道总体施工流程登陆拖拉2概述1管道后挖沟5立管、膨胀弯安装4平管铺设3内容1、深浅水的界定海洋结构物根据其作业水深分为浅水系统、深水系统、超深水系统，在海洋工程界具体定义这三类水深如下：海洋工程界：浅水：小于300m(1’000ft)深水：介于300m-3’000m(1’000ft-10’000ft)超深水：大于3’000m(10’000ft)此外，在海洋地理领域关于深浅水有如下划分：浅水：小于180m(600ft)深水：介于180m-3’600m(600ft-12’000ft)超深水：大于3’600m(12’000ft)1、概述2、海上油气田的组成半陆半海模式(水深50m)1、概述A)海上平台CEP/APP/WHPB)陆地终端C)海底管道系统外输管道平台间管道D)海缆2、海上油气田的组成深水油气田(水深300m)未来的趋势1、概述3、海底管道分类A)按输送介质分类：原油管道、成品油管道、天然气管道、注水管道、混输管道……B)按管道结构分类：单层管、单层配重管、单层保温配重管、双层保温管、双层保温配重管……C)按管道刚性分类：刚性管道、柔性管道D)按输送介质的相态分类：单相管道、混输管道(两相混输、多相混输)两相混输：气液、液液、气固、液固……多相混输：油气水混输……1、概述4、海底管道的发展1954年，在墨西哥湾美国海域，Brown＆Root海洋工程公司铺设了世界第一条海底管道；1973年，我国首次在山东黄岛采用浮游法(属于拖曳铺设形式)铺设了3条500米长的从海上系泊装置至陆上的海底输油管道；1、概述1982年2月，中国海洋石油总公司成立；1985年，由渤海石油海上工程公司(安装公司的前身)在埕北油田采用浮游法成功铺设了1600米长的钻采平台之间的海底输油管道；中国海洋石油总公司自成立至今，相继在渤海、东海、南海开发大量海上油气田统计记录2009年的统计世界钻井记录已进入超深水，水深达3,051m(10,011ft)，位于墨西哥湾美国海域Chevron公司的AC951，由Transocean(越洋)的DP钻井船DiscovererDeepSeas创造的；世界最深的采油树是位于墨西哥湾美国水域Shell公司的Silvertip–PerdidoSpar，水深达2,852m(9,356ft)；世界最深且已投产的浮式生产系统是位于墨西哥湾美国水域Anadarko公司的半潜式平台IndependenceHub，水深达2,414m(7,920ft)；2019-2019年间，Saipem公司的Saipem7000成功在黑海最深2200m的海域铺设两条380km的海底管道(24in)，这在当时被认为是世界最深的海底管道；我国目前已开发的最深油气田为流化11-1油气田，水深为310m；海工公司目前铺设的最深海底管道位于南海文昌油田群，最大水深为153m，不过不是自己的船铺设的。2、海管登陆拖拉1、概述2、登陆拖拉海底管道登陆工程的施工地域基本可以分为二大部分：陆地段和浅海段。综合陆地段和浅海段的场地、地质、环境等条件，按照海管拖拉的方向可分为：OnshorePulling及OffshorePulling。而海底管道登陆作业施工方案的选择，受到施工地点的场地可用范围、地质、地貌、水深、潮流等诸多因素的限制，同时还需考虑施工方案的经济性、社会性以及对环境的影响。OnshorePullingOffshorePulling2、影响海底管道登陆作业的主要因素2、登陆拖拉在开始海底管道登陆作业前，充分熟悉登陆点附近陆地、海域的地质调查和物探资料是非常重要的。必要时，可以到施工现场进行有针对性的调研工作。下面主要从以下几个方面简要介绍影响海底管道登陆作业的一些因素：登陆点场地情况；地质、地貌特征；环境、水文条件；当地人文因素。2.1、登陆点场地情况2、登陆拖拉登陆点场地可用于施工区域的面积决定了是否可以在陆地布置大型设备，以及是否可以在陆地进行管道预制。登陆点附近的建筑物如房屋、堤坝、道路、鱼塘等都会影响到可用区域的面积。而登陆点施工的大部分用地均来自于临时征地，显然，临时征地的面积越大，征地补偿费用也就越多，工程成本越高。如果登陆点场地没有与较高等级的道路连接，同样影响到大型设备的进场。道路的承载力不足，当大型设备运输车辆及吊车等通过时易造成路面塌陷，使车辆受困。而重新修建一条较高等级道路又会大幅增加工程成本。2.1、登陆点场地情况2、登陆拖拉堤坝房屋道路2.2、地质、地貌特征2、登陆拖拉根据地质调查和物探资料，详细分析海管登陆段路由的地质、地貌条件，分析浅地层分层情况以及各层的主要物质成分构成如淤泥、砂、粘土、砾石等，同时分析是否存在不规则地形如礁石、养殖区、不明遗弃物、凹坑和其他障碍物，以及地形、水深变化。对于海管登陆段路由上存在礁石的，一般可以通过爆破方式解决。2.3、环境和水文条件2、登陆拖拉根据当地长期观测的环境、水文资料，对施工期间的潮差、流向、流速、常风向、风力、降水及能见度情况进行详细分析，选择适合当地及当时环境、水文、气象条件的海管登陆施工方案。3、实例2、登陆拖拉底拖法+铺管船法是我们使用平率最高的海管登陆施工方法。在2019年的福建LNG项目中，成功使用该方法实施了二次海管登陆。3.1、施工流程2、登陆拖拉1.根据现场水文地质条件、船舶资料、海管参数等确定施工方案；2.登陆点场地布置、预挖沟；3.船舶、设备入场；4.海管拖拉登陆；5.人工回填。其中第2、5项主要由分包商完成，我方提出技术要求和里程碑点。3.2、施工船舶2、登陆拖拉序号船舶名称规格备注1宝彦海驳1号＋拖带/守护拖轮1条可坐底驳船海管铺设/管线对接/后挖沟2施工驳船＋拖带/守护拖轮1条可坐底驳船海管预制3浅水拖轮或小型货驳可坐底海管从预制驳船运至铺管船4自航驳2条2000吨以上管材运输5抛锚艇2艘可起抛5～7吨锚铺管船、后挖沟船起抛锚6挖泥船2条由预挖沟分包商租用7开启运泥驳船6条8交通艇1艘9交通指挥船1艘由海事局指定3.3、陆地预挖沟设备2、登陆拖拉序号设备名称数量备注1陆地定位设备1套由登陆点分包商负责租用2挖掘机23装载机1425吨汽车吊/85吨汽车吊各15运输卡车46推土机17压路机13.4、拖拉设备2、登陆拖拉序号设备名称数量备注1200吨线性绞车12锚固点2310吨绞车14300KW发电机1或陆地接电5250吨卡环21用1备650吨卡环27浮筒若干8浮标29Φ20mm尼龙绳2捆10Φ32mm钢丝绳500米11拖拉头23.5、铺管计算/拖拉力计算2、登陆拖拉首先应确定主作业船的就位位置，原则是在满足施工船作业水深的前提下尽可能减少海管拖拉距离；然后计算出该水深条件下海管铺设张力和拖拉力的大小，进而校核拖拉设备的能力。1.铺管计算：使用OFFPIPE软件；2.拖拉力计算：拖拉力=海管水中摩擦力+海管陆地上摩擦力+钢缆水中摩擦力+钢缆陆地上摩擦力+铺设张力(BottomTension)；BH109水面管道拖拉头钢丝绳线性绞车滚筒海底2、登陆拖拉根据登陆点附近的空间确定场地布置和拖拉设备的摆放位置3.6、场地布置2、登陆拖拉根据详设初步确定预挖沟的技术要求，如果海管拖拉距离过长超过了拖拉设备的能力，也可通过大开挖使主作业船的就位能更靠近登陆点。3.7、预挖沟2、登陆拖拉在海管登陆施工中，时常需应用到一种临时挡水结构-围堰，以便开挖管沟并防止回淤。围堰一般可分为：土石围堰、砼围堰、钢板桩围堰、木笼围堰、草土围堰等，可根据当地材料修筑成各种形式的土堰；在流速较大的水域可采用木板桩或钢板桩围堰。3.8、围堰2、登陆拖拉3.9、登陆拖拉步骤12、登陆拖拉3.9、登陆拖拉步骤22、登陆拖拉3.9、登陆拖拉步骤32、登陆拖拉3.9、登陆拖拉步骤42、登陆拖拉在完成海管的清管、试压等预调试工作后，根据详设要求对海管路由使用原土和块石进行人工回填，并将登陆点附近的场地恢复原貌。3.10、人工回填、场地恢复12带细沙的石头带细沙的石头细沙333、平管铺设1、铺设方法分类海底管道平管铺设方法主要有三种：铺管船法、拖拉法和浮游法。2、海底管道铺设方法2、铺管船法铺管船法铺设海底管道的特点：较强的抗风浪能力、广泛的适应性、灵活机动、流水线作业、作业效率较高等等。目前铺管船已经发展到了第四代，即箱体式铺管船、船型式铺管船、半潜式铺管船和动力定位式铺管船。2、海底管道铺设方法2、铺管船法：S-LAYS-Lay2、海底管道铺设方法2、铺管船法：J-LAYJ-Lay2、海底管道铺设方法2、铺管船法：REELLAYReelLay2、海底管道铺设方法3、拖拉法外输海底管道的登陆一般采用拖拉法；根据拖拉时海管的状态，拖拉法分为底拖法和浮拖法。此外，海管登陆拖拉时，有时需要根据登陆点场地情况、自有设备情况、海管拖拉长度、拖拉力大小等因素综合考虑是采用陆地绞车直接拖拉或是利用铺管船船尾锚机进行反拖。下图为陆地布置绞车直接拖拉的示意图2、海底管道铺设方法4、浮游法浮游法在东南亚比较常见，在海工公司不常用到。根据浮游时海管的状态，浮游法可以分为水面浮游法和近水面浮游法。浮游法考虑因素较多，风险较大。2、海底管道铺设方法3、S-LAY铺管工艺1、概述目前，海工公司已铺设的海底管道都属于浅水海底管道，主要是利用铺管船采用S-Lay工艺进行铺设的。S-Lay铺管法的工艺特点可以简单概括为三句话：以铺管船为依托，以铺管作业线为手段，并辅之以铺管专业设备。铺管船是载体：作业线载体、设备载体、人员载体；铺管作业线是海管的二次加工站：12.192m(40ft)的海管在作业线内一根根被接长，然后一根根被铺设到海底；铺管设备是安全作业的保证：张紧器、托管架、A/R绞车等等。2、S-Lay铺管模型3、S-LAY铺管工艺3、铺管船目前，海工公司已有四条专业铺管船，分别是海洋石油202、蓝疆、滨海109和滨海106；此外，深水铺管船海洋石油201在建。已有的四条铺管船均为单作业线，并且作业线均在右舷；海洋石油201为三作业线，一条主线两条辅线，主作业线位于船中。3、S-LAY铺管工艺3、铺管船：海洋石油201总长：204.65m垂线间长：185.00m型宽：39.20m型深：14.00m设计吃水：9.50m最大吃水：10.60m动力定位：DP-3设计航速：12节最大起重能力：4,000Te×43m甲板载重量：9,000Te作业水深：15m~3,000m铺管形式：S-Lay张紧器：2×200Te适合管径：6”~60”A/R绞车：1×400Te托管架：3节船舶入级：ABS&CCS建造年份：？3、S-LAY铺管工艺3、铺管船：海洋石油202总长：168.3m型宽：46.0m型深：13.5m设计吃水：8.0m最大起重能力：1,200Te×33m甲板载重量：5,000Te作业水深：10m~300m铺管形式：S-Lay张紧器：2×100Te适合管径：4”~60”A/R绞车：1×200Te托管架：2节舷吊：无船舶入级：ABS&CCS建造年份：2009年3、S-LAY铺管工艺3、铺管船：蓝疆总长：157.5m垂线间长：153.5m型宽：48.0m型深：12.5m设计吃水：8.0m最大起重能力：3,800Te×30m甲板载重量：6,000Te甲板承载能力：10Te/m^2作业水深：6m~150m铺管形式：S-Lay张紧器：2×73Te适合管径：4”~48”A/R绞车：1×160Te托管架：2节舷吊：5台/SWL：30Te船舶入级：ABS&CCS建造年份：2019年3、S-LAY铺管工艺3、铺管船：滨海109总长：93.50m垂线间长：91.44m型宽：28.35m型深：6.7m设计吃水：4.025m(4.0m)最大起重能力：318Te×24.4m甲板载重量：500Te甲板承载能力：5Te/m^2铺管形式：S-Lay张紧器：1×67.5Te适合管径：4”~60”A/R绞车：1×400Te托管架：1节舷吊：3台/SWL：2×40Te1×50Te船舶入级：CCS建造年份：1