阅读说明：本技术 新型海域管道敷设助浮方法 (Novel sea area pipeline laying floating assisting method ) 是由 程加军 皋黎明 绳彬 范文博 张永根 张琛 张兆文 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型海域管道敷设助浮方法,涉及海上管道敷设工程技术。本发明通过对管道敷设船进行精准定位来确保能够将管道沿预设的管道敷设轴线敷设,通过向管道内灌注海水,增加其自重,使其从托管架上自行向海中下滑,利用夹紧器给管道提供一定的摩擦力,避免管道下滑的速度过快导致发生屈曲和褶皱,将由泡沫浮体组成的助浮体均匀地安装在管道上,在管道下沉时提供浮力,约束管道在水下的变形曲线,减少管道受到的应力,起到保护作用,一般的管道敷设工程均没有采用助浮设施,该方法在传统的敷设方法基础上增加了经济高效的助浮设施,使得敷设管道时的稳定性得到了增强。(The invention discloses a novel sea area pipeline laying floating assisting method, and relates to the marine pipeline laying engineering technology. The pipeline laying ship is accurately positioned to ensure that a pipeline can be laid along a preset pipeline laying axis, seawater is filled into the pipeline to increase the dead weight of the pipeline, the pipeline automatically slides downwards from the stinger to the sea, a certain friction force is provided for the pipeline by using the clamping device, buckling and wrinkles caused by the fact that the pipeline slides downwards at an excessively high speed are avoided, the floating assisting bodies composed of foam floating bodies are uniformly arranged on the pipeline, buoyancy is provided when the pipeline sinks, the deformation curve of the pipeline under the water is restrained, the stress borne by the pipeline is reduced, and a protection effect is achieved.)

新型海域管道敷设助浮方法

技术领域

本发明涉及海上管道敷设工程技术，特别是一种新型海域管道敷设助浮方法。

背景技术

目前，铺管驳船铺设法是近岸区域海底管线最常用的铺设方法，管道采用运管船运输至铺管驳船的管道堆放区域，在铺管时使用起重机将管道吊运至导向架上方，进行管道的焊接和焊缝的检测作业，管道拼接完成之后，通过托管架将管道下放敷设至水底，通过托管架支撑管道下沉，由于采用此种管道敷设方式在管道的下放过程中没有使用管道夹紧器，无法提供足够的管道后拖力；由于缺少助浮设施，敷设过程中无法约束管道在水下的变形曲线，容易导致管道在水下的悬垂段过长，钢管应力增加，使得管道发生屈曲和褶皱，管道受到破坏，因此有必要在管道上方加装助浮设施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种施工效率高、助浮效果好的新型海域管道敷设助浮方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种新型海域管道敷设助浮方法，其特点是，其步骤如下：

（1）运送定位：

（1.1）运送：使用牵引船将载有钢管的管道敷设船牵引运输到指定海域；

（1.2）定位：利用管道敷设船船体首尾两端的GPS定位装置将管道敷设船精准停驻在预先在指定海域规划好的管道敷设轴线上，并通过管道敷设船上的锚缆将管道敷设船固定。

（2）管道焊接处理：

（2.1）焊接：每次完成两根钢管长度的管道焊接，用夹紧器夹紧已入海管道使其末端停在第一焊接平台上，再通过管道敷设船上的履带吊吊运钢管至管道敷设船上的导向架上，利用船上的卷扬机将钢管沿着导向架推送，当钢管首端被推送至船上的第一焊接平台上时，停止推送，使其停止在第一焊接平台上，将其与已入海管道焊接为一体，再次吊运一根钢管至导向架上，使用卷扬机将该钢管首端沿着导向架推送至第二焊接平台上，施工人员在第二焊接平台上完成两根钢管的焊接，焊接完成后，共有5根钢管焊接成的管道未入水，最前的2根钢管悬挑在海面上，其后的1根钢管被承托在托管架上，最后的2根钢管在导向架和焊接平台上；

（2.2）防腐处理：焊接完成后，施工人员对焊接处进行防腐处理。

（3）管道助浮下沉敷设：

（3.1）安装助浮体：在焊接好的管道上沿其轴线方向每间隔3～5m安装一个助浮体，单个助浮体提供1800～2200N的浮力，该段管道上的助浮体产生的总浮力为该段管道自重的90%～110%；

（3.2）下沉敷设：向安装好助浮体的管道内灌入与两根钢管容积相等的海水，并通过船上的移船锚机绞动锚缆使管道敷设船沿管道敷 设轴线移行，管道敷设船移行时，管道在管道中海水的重力下，从托管架上缓慢滑入海中，当悬挑在海面上的两根钢管长度管道沉入水中，管道末端移动至第一焊接平台时，使用夹紧器将管道夹紧，焊接下一段管道；

（3.3）助浮体回收：沉入海底的管段上的助浮体由潜水员潜入水中回收，并用于下一段管道敷设工作。

本发明所述的新型海域管道敷设助浮方法，其进一步优选地技术方案是：步骤（3.1）中，助浮体产生的总浮力为管道自动的95%～105%。

本发明所述的新型海域管道敷设助浮方法，其进一步优选地技术方案是：步骤（1.2）中，管道敷设船上的锚缆共有4根，两两对称分设在船体的两端。

本发明所述的新型海域管道敷设助浮方法，其进一步优选地技术方案是：步骤（3.2）中，所述的张紧器在管道下滑的过程中提供1500～2500N的摩擦力，使管道以低速状态下滑。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明中的助浮体可以为管道提供浮力，能够减小管道下沉的荷载，使管道下沉时保持低速状态，避免管道发生屈曲和褶皱，并且该助浮体的成本较低；本发明的助浮方法操作步骤简单，保证管道敷设的施工具有较高的工作效率；夹紧器给下滑入海的管道提供摩擦阻力起到减速的作用，为管道下滑入海时提供足够的张紧力。

附图说明

图1是本发明中管道敷设船的平面结构示意图；

图2是海上管道敷设助浮示意图；

图3是本发明中助浮体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，参照图1-图3，本申请是一种新型海域管道敷设助浮方法，用于海底管道敷设施工，过程如下：

（1）运送定位：

考虑到施工现场涨落潮对管道敷设船靠泊的影响，船头的方向与潮流的方向一致，使用牵引船将载有钢管的管道敷设船牵引运输到指定海域，利用管道敷设船船体首尾两端的GPS定位装置将管道敷设船精准停驻在预先在指定海域规划好的管道敷设轴线上，并通过管道敷设船上的锚缆7将管道敷设船固定。

（2）管道焊接处理：

每次均在未入水的管段后端焊接两根钢管，使用夹紧器将管道的尾端夹紧在第一焊接平台上，通过管道敷设船上的履带吊4从钢管堆放区9吊运钢管至管道敷设船上的导向架6上方，接着利用船上的卷扬机5将钢管沿着导向架6推送至船体上的托管架1上，其首端停止在船上的第一焊接平台3上，在第一焊接平台3上完成焊接，再吊运下一根钢管至导向架6上方，使用卷扬机5将该钢管沿着导向架6推送至第二焊接平台12上，施工人员在第二焊接平台12上完成两根钢管的焊接；焊接完成后，共有五根钢管焊接成的管道未入水，最前的两根钢管悬挑在海面上，其后的一根钢管被承托在托管架1上，最后的两根钢管在导向架6和焊接平台上；施工人员对焊接处进行防腐处理。

（3）管道助浮下沉敷设：

助浮体11是用尼龙网兜112将3个圆柱形泡沫浮体111捆绑成一组制成，将助浮体11以每四米为一个间隔距离均匀的固定在焊接好的管道10上；单个助浮体11为管道10提供2000N的浮力，管道10上安装的所有助浮体11总浮力等同于该段管道10的自重，向安装好助浮体11的管道10内灌入两节钢管容积的海水，并通过船上的移船锚机8绞动锚缆7使管道敷设船沿管道敷设轴线移行，管道敷设船移行时，管道10从托管架1上下滑穿过夹紧器2下滑至海底；

（4）助浮体回收：

沉入海底的管段10上的助浮体11由潜水员潜入水中回收，并用于下一段管道10的敷设工作。

敷设施工过程完成后，即可重复以上步骤进行下一段管道的敷设工作。

实施例2，实施例1所述的新型海域管道敷设助浮方法中，管道敷设船上的锚缆7共有4根，两两对称分设在船体的两端，四根锚缆7两两对称设置能够使管道敷设船平稳的靠泊在管道敷设轴线上，从而保证施工的进行。

实施例3，实施例1所述的新型话语管道敷设助浮方法中，每根钢管长为24m，每次将两根钢管焊接到一起，整长为48m，在进行敷设时，在管道10上每间隔4m即安装一个助浮体，单个助浮体可以为管道提供2000N的浮力，通过对管道10进行灌水，增加管道10的重量，使管道10从托管架1上自行向海底滑落，利用助浮体11提供的浮力，使管道10保持低速下沉的状态；夹紧器2为管道10提供2000N的摩擦力，这能够避免管道10下滑时因下滑速度过快而出现屈曲和褶皱现象；同时，管道敷设船沿着管道敷设轴线的方向，在场上的移船锚机8和锚缆7的共同作用下移行，直至整根管道10敷设完成，即管道敷设船沿着管道敷设轴线的方向移行48m。