阅读说明：本技术 舷侧安装的海底管线终端 (Topside mounted subsea pipeline termination ) 是由 尹汉军 孙国民 王长涛 顾永维 张飞 冯现洪 梁辉 孟宪武 石磊 钱思成 杨成鹏 于 2020-03-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种舷侧安装的海底管线终端,包括可滑动防沉板、设置在所述防沉板的工艺管线和U型扶正刚臂,所述工艺管线包括生产管线和支管线,所述生产管线的两端分别具有连通收发球筒或系统扩展的第一生产端口、和连通海底管线的第二生产端口,所述生产管线的侧壁连通所述支管线,所述支管线的端部具有连通水下设施的所述支管线端口,所述U型扶正刚臂的两端分别设置于所述工艺管线的两侧,且均与所述防沉板转动连接,本发明采用施工船舷侧施工技术、实现不拆卸原生产流体管线、接入本终端即可实现通球和系统的扩展。(The invention discloses a shipboard-mounted submarine pipeline terminal, which comprises a slidable anti-sinking plate, a process pipeline and a U-shaped centering rigid arm, wherein the process pipeline and the U-shaped centering rigid arm are arranged on the anti-sinking plate, the process pipeline comprises a production pipeline and a branch pipeline, two ends of the production pipeline are respectively provided with a first production port communicated with a ball receiving and sending cylinder or system expansion and a second production port communicated with the submarine pipeline, the side wall of the production pipeline is communicated with the branch pipeline, the end part of the branch pipeline is provided with a branch pipeline port communicated with an underwater facility, two ends of the U-shaped centering rigid arm are respectively arranged on two sides of the process pipeline and are rotatably connected with the anti-sinking plate.)

舷侧安装的海底管线终端

技术领域

本发明涉及海底管线终端技术领域，具体而言，涉及一种舷侧安装的海底管线终端。

背景技术

水下生产设施是深水海洋油气开发中必备和基础性设备，在我国深水油气田和和海上边际油气田开发中有着广泛的应用。水下生产系统开发方案将是今后海洋油气开发最重要的开发方案之一。

海底管线终端用于在海底管线末端进行海管与水下生产设施的水下连接，实现气/液的工艺控制和输送，广泛应用于水下生产系统。为满足海底管线终端所需要的工艺功能，在海底管线终端上设置有控制输送介质流动的阀门、连接外部设备用的连接器、满足通球需求的弯管、过球三通、为工艺管线和功能设备提供支撑和保护的结构框架、为水下基础以及提供阴极保护的阳极。目前的技术为海底管线终端随海管一起通过S-Lay铺管船在线安装，狭窄的作业线尺寸限制了其所能安装的海底管线终端管线和整体尺寸和重量，对于大尺寸的海底管线终端，需要采用折叠和作业线尾部组装的方案；由于海底管线在输送介质的高温高压作用下出现膨胀，需要海底管线终端滑动以释放膨胀量避免海管屈曲；S-Lay作业线有限的通过能力导致海底管线终端的主体虽然勉强通过作业线，但是无法提供足够大的基础，需要采用基础和主体分体设计和安装在水下对接的方案，而受安装精度限制和船舶运动和波流的影响，很难实现深水水下对接；常规海底管线终端只有一个连接器接口，生产流体和通球共用，进行清管和智能检测时需要将海底管线终端与其它设备断开，再接入收发球筒进行通球作业；并且由于只有一个连接器接口，无法实现系统扩展。而随着主力油气田产量逐渐降低和周边油气田的发现，为实现补产稳产系统扩展是不可避免的需求。因此设计安全、合理、经济、便于安装和扩展的海底管线终端是十分必要的。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决上述技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种舷侧安装的海底管线终端，该舷侧安装的海底管线终端采用施工船舷侧施工技术，实现在不拆卸原生产流体管线的基础上，接入本终端实现了通球和系统的扩展。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种舷侧安装的海底管线终端，包括可滑动的防沉板、设置在所述防沉板的工艺管线、U型扶正刚臂和舷侧接挂装置，所述工艺管线包括生产管线和支管线，所述生产管线的两端分别具有连通收发球筒或系统扩展的第一生产端口、和连通海底管线的第二生产端口，所述生产管线的侧壁连通所述支管线，所述支管线的端部具有连通水下设施的所述支管线端口，所述U型扶正刚臂的两端分别设置于所述工艺管线的两侧，且均与所述防沉板转动连接，

进一步，所述防沉板的端部固定有下放/回收耳板和至少一个吊装耳板。

进一步，所述舷侧接挂装置包含起挂接导向和固定作用的主挂接点、和起支撑作用的辅助挂接点，所述主挂接点和所述辅助挂接点与所述防沉板焊接连接。

进一步，所述防沉板上固定有用于支撑所述U型扶正刚臂处于水平状态时的前刚臂支撑组和后刚臂支撑组。

进一步，所述第二生产端口安装有长期压力帽。

进一步，所述支管线端口安装有短期压力帽。

进一步，所述防沉板上固定有水下机器人对接架，所述水下机器人对接架具有连接水下机器人的对接槽。

进一步，所述防沉板基础上固定有多个阳极，多个所述阳极呈矩阵分布。

进一步，所述防沉板开设有多个透水孔。

进一步，还包括锚固件，所述锚固件包括内管和套设固定与所述内管的外管，所述生产管线与海底管线通过所述内管连通，所述外管与所述防沉板固定连接。

本发明的技术效果在于：（1）实现在不拆卸原生产流体管线的基础上，接入本终端实现了通球和系统的扩展。

(2) 整体结构易于安装，有效减少海上施工的工期，大大降低安装中的风险，同时利于后期维护和扩展。

(3) 采用舷侧海管带结构物下放安装技术突破铺管船作业线对海底管线终端的管径和整体尺寸限制，适用于各种管径和尺寸的海底管线终端。

(4) 采用可整体滑动的防沉板基础设计技术，实现海底管线终端的一次性安装，避免了预先独立安装防沉板以及水下对接和组装，有效减少海上施工的工期，大大减少安装中的风险。

(5) 采用可整体滑动的防沉板基础设计技术，实现海底管线终端的一次性安装，避免了预先独立安装防沉板以及水下对接和组装，有效减少海上施工的工期，大大减少安装中的风险。

附图说明

图1是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端的立体图；

图2是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端的内部结构示意图；

图3是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端的工艺管线的立体图；

图4是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端的清管球收发装置的结构示意图；

图5是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端海底管线终端的U型扶正刚臂的第一状态示意图；

图6是根据本发明的一种舷侧安装的海底管线终端的U型扶正刚臂的第二状态示意图。

其中，1-可滑动防沉板基础；2-主结构框架；3-工艺管线；4-加厚管；5-锚固件；6-主接挂点；7-辅助接挂点；8-阀门保护结构；9-连接器支撑结构；10-U型扶正刚臂；11-下放/回收耳板；12-吊装耳板；13-水下机器人对接架；14-阳极；15-主管连接器；16-支管连接器；17-生产跨接管；18-长期压力帽；19-第一水下阀门；20-第二水下阀门；21-生产管线；22-过球三通；23-弯管段；24-支管线；25-短期压力帽；26-注水帽；27-透水孔；28-阀门操作观察孔；29-水下机器人把手；30-水下机器人对接槽；31-管线支撑套筒；32-前刚臂支撑；33-后刚臂支撑；34-回接跨接管；35-水下收发球筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1、图2和图3所示，一种舷侧安装的海底管线终端（以下简称本设备），包括可滑动防沉板和设置在防沉板的工艺管线3，工艺管线3包括生产管线21和支管线24，生产管线21的两端分别具有连通收发球筒或系统扩展的第一生产端口、和连通海底管线的第二生产端口，生产管线21的侧壁连通支管线24，支管线24的端部具有连通新建海底管线的支管线端口。

根据发明的具体实施例，一种舷侧安装的海底管线终端，包括防沉板和设置在防沉板的工艺管线3，工艺管线3包括生产管线21，生产管线21的两端分别为第一生产端口和第二生产端口，第一生产端口连通收发球筒或系统扩展的出口，第二生产端口连通海底管线；当进行清管处理时，收发球筒或系统扩展发射出的清管球由第一生产端口进入生产管线21内，再由第二生产端口排入海底管线中；工艺管线3还包括支管线24，支管线24连通生产管线21，支管线端口连通水下设施端口，当不需要清管处理时，支管线24与生产管线21中的一部分实现海底管线（原海底管线）和新建海底管线之间的互通，具有设计安全、合理、经济、便于安装和扩展的特点，有效减少海上施工的工期，大大降低安装中的风险，同时利于后期维护和扩展。

需要说明的是，支管线24连通生产管线21，将生产管线21分割为第一生产管线21段和第二生产管线21段，第一生产管线21段和第二生产管线21段均具有适应所需生产状态的第一水下阀门19和第二水下阀门20。

具体的，防沉板包括可滑动防沉板基础1和主结构框架2，主结构框架2是由圆钢管焊接而成的结构框架，该主结构框架是海底管线终端的主体，主结构框架2内焊接有多个可滑动防沉板基础1，将海管终端的重量扩散到海床上，为海底管线终端提供支撑，并且可以在海管水平膨胀力的作用下在泥面上滑动。

生产管线21的一端连通有加厚管4；加厚管4是一段比生产管线21厚的承压管线，其连接海管和锚固件5，起到生产管线21和海底管线终端之间过渡的作用，另外简化了本设备的结构。

生产管线21通过管线支撑套筒31、锚固件5和连接器支撑结构9固定在主结构框架上。

具体的，锚固件5包括内管和套设固定与内管的外管，生产管线与海底管线通过内管连通，外管与防沉板的主结构框架固定连接。

具体的，支管线24通过过球三通22连通生产管线21。

具体的，位于在主结构框架2底部后端焊接有两个舷侧安装2个主接挂点6，主结构框架2的底部前端焊接有两个舷侧安装2个辅助接挂点7，主接挂点6的截面为梯形的圆台，与安装船舷侧对接框架上设置的两个楔形接挂槽配合连接，起接挂导向和固定作用的作用，辅助接挂点7的截面为扁圆柱状结构，与对接框架上辅助海管终端固定，起辅助支撑作用的；海底管线终端在重力作用下通过接挂点与对接槽挂在船舷侧的对接架上。

具体的，防沉板的端部固定有下放/回收耳板11，其与铺管船舷侧下放的A/R缆相连；防沉板还固定有4个吊装耳板12，用于海底管线终端的吊装和转运。

进一步，在海底管线终端处在舷侧悬挂状态时，A/R缆收紧，通过下放/回收耳板11将拉力传递到主结构框架2，并带动主接挂点6与对接槽分离，进而放松A/R缆，控制海底管线终端在自身和海管重力的作用下下放到海底，完成安装。

具体的，A/R缆为A/R绞车的缆绳。

另外，支管线端口也可连通其余的海管设备，实现海底管线之间的互通。

如图5和图6所示，一种舷侧安装的海底管线终端，还包括U型扶正刚臂，U型扶正刚臂的两端分别设置于工艺管线3的两侧，且均与防沉板转动连接。

根据发明的具体实施例，一种舷侧安装的海底管线终端，还包括U型扶正刚臂10，U型扶正刚臂10可进行转动，U型扶正刚臂10与浮筒或者吊机相连，在海底管线终端出现绕海管轴线倾斜的状态下提供扶正力矩。

具体的，下放/回收耳板11和U型扶正刚臂10联合合作用，在底管线终端出现倾斜的状态下自动扶正，消除了下放过程中倾覆的风险。

防沉板上固定有用于支撑U型扶正刚臂10处于水平状态时的前刚臂支撑组和后刚臂支撑组，以限制U型扶正刚臂转动。

具体的，前刚臂支撑组和后刚臂支撑组结构相同，且前支撑钢臂和后刚臂支撑组沿生产管线21的长度方向设置。

前支撑钢臂组包括第一前支撑臂和第二前支撑臂，第一前支撑臂和第二前支撑臂分布于生产管线21的两侧，第一前支撑臂和第二前支撑臂的顶部均具有支撑U型扶正刚臂的第一弧形板和第二弧形板，U型扶正刚臂10在转动的过程中，第一弧形板和第二弧形板对U型扶正刚臂10两端进行支撑。

如图3所示，生产管线21的第二生产端口的一侧向上弯曲90°，实现海底管线的多方位连通。

具体的，生产管线21包括支管线和连接直管段的弯管段23。

如图1所示，第二生产端口安装有长期压力帽18，主管连接器15封堵着长期压力帽18，第二水下阀门20关闭，以进行生产流体与环境之间的两级隔断。支管线端口安装支管连接器16，支管连接器16连接生产跨接管17接入生产流体，通过控制水下阀门19，控制流体的流动，保证设备的稳定性。

具体的，待需要进行清管或者智能检测操作时，移除主管连接器15上的长期压力帽18，接入水下收发球筒35，打开水下阀门20进行海管通球。

待需要对现有的水下生产系统进行扩展时，移除主管连接器15上的长期压力帽18，将新建的水下生产系统的生产流体通过回接跨接管34连接到主管连接器15，实现新建水下生产系统的回接；

具体的，第一水下阀门19和第二水下阀门20上方均设有阀门保护结构8，阀门保护结构8焊接在防尘板上，防止落物和撞击对阀门造成伤害；阀门保护结构8包括保护板和保护板连接杆，保护板通过保护板连接杆与防沉板相连，顶板设有阀门操作观察孔28、水下机器人把手29，用于水下机器人对阀门进行操作和观察。

具体的，主管连接器15和支管连接器16的外部通过支撑结构9与防沉板相连。

如图5所示，支管线24端口安装有短期压力帽25，保证设备的稳定性。

如图1和图2所示，防沉板的端部固定有下放/回收耳板11和至少一个吊装耳板12。

如图2所示，防沉板上固定有水下机器人对接架13，水下机器人对接架13具有连接水下机器人的对接槽30。

根据发明的具体实施例，水下机器人对接架13上有2个水下机器人对接槽30，通过水下机器人对接槽30将机器人刚性固定在海底管线终端上，使水下机器人可以提供辅助推力、辅助定位等更多功能，扩展了水下机器人的效能，降低安装方案和辅助工具的复杂程度。

如图1所示，每个防沉板基础1上固定有多个阳极14，多个阳极14呈矩阵分布，设计寿命年限内，为海底管线终端提供防腐保护。

如图2所示，防沉板开设有多个透水孔27。

另外，本设备中的连接器和管道分别为无潜连接器和内衬耐蚀合金冶金复合管，具备适用于各种水深、温度、压力和腐蚀性的流体介质的海洋油气田的开发的特点。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。