王海龍，吳業(yè)旺，劉 松，黃汝坤

（深圳海油工程水下技術(shù)有限公司，廣東深圳 518067）

0 引言

平臺立管是連接水上和水下油氣管道和設(shè)施的重要組成部分，立管安裝是海洋工程管道安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來隨著海洋工程逐漸走向深水，在60 m 以上的水域飽和潛水系統(tǒng)作業(yè)的應(yīng)用越來越廣，但在60 m 以下水深的淺水海域空氣潛水依然為不可替代的水下作業(yè)方式。在30 m 水深的海域，立管長度一般為50 m 左右，為便于海上安裝，減少水下作業(yè)的工作量和確保立管安裝質(zhì)量，通常將立管整根預(yù)制和安裝（在深水區(qū)域通常會將立管分段預(yù)制分段安裝）。

本文以30 m 水深采用空氣潛水安裝整根立管為例，介紹DSV（潛水支持船）完成立管的吊裝、調(diào)整狀態(tài)、水下傳遞、平臺施工人員配合空氣潛水員完成管卡和立管的安裝的工藝方法，工作內(nèi)容主要有平臺準備和立管測量、海生物清理和管卡安裝、立管安裝和管卡預(yù)緊、工具回收和后調(diào)查等。該安裝方法有所需工期短、機動性高、節(jié)省施工效率和項目成本等特點。

本文略過立管和管卡的預(yù)制工作，著重從海上安裝階段開始，介紹利用DSV 搭載空氣潛水系統(tǒng)完成整根立管安裝的過程。

1 設(shè)備動員

DSV 在靠泊碼頭動員空氣潛水設(shè)備上船，完成空氣潛水設(shè)備的布置和系統(tǒng)設(shè)備的連接測試（圖1）。

圖1 常規(guī)空氣潛水設(shè)備布置

2 平臺準備和立管測量

（1）平臺提前進行布場，動員施工設(shè)備、水上管卡、施工人員上平臺。

（2）平臺施工人員根據(jù)設(shè)計方案，在平臺上的設(shè)計位置布置絞車、搭建腳手架、焊接輔助吊耳等。

（3）平臺上施工人員安裝水面以上的立管管卡。

（4）DVS 搭載空氣潛水設(shè)備到達平臺外作業(yè)位置，潛水員在水下確定立管管卡的位置并劃線標記，平臺甲板人員配合潛水員通過拉鋼絲繩的方法測量立管高度。

（5）如果因海床不平整或立管正下方有障礙物等，則需要進行清理，以確保測量出的立管安裝高度與立管的長度相匹配。

3 海生物清理和管卡安裝

（1）潛水員對立管管卡位置的導(dǎo)管架橫拉筋（或斜拉筋）進行目視檢查，觀察導(dǎo)管架是否有損傷痕跡。

（2）潛水員沿著導(dǎo)管架橫拉筋（或斜拉筋）畫線，標記管卡中心位置和管卡合頁兩側(cè)位置。

（3）潛水員利用液壓打磨機或高壓水槍清理管卡安裝位置的海生物，確保清理后滿足管卡安裝要求。

（4）平臺甲板作業(yè)人員根據(jù)懸掛管卡的定位，安裝焊接懸掛管卡。

（5）潛水員和平臺甲板作業(yè)人員根據(jù)施工程序和圖紙，依次確定其他立管管卡的位置并畫線。

（6）平臺甲板人員預(yù)先在立管安裝位置的正上方焊接吊點，吊點連接卸扣、吊帶（或鋼絲繩）、手拉葫蘆、提拉絞車等索具，作為管卡的轉(zhuǎn)移和下放工具。

（7）平臺使用絞車起吊管卡，利用手拉葫蘆倒運下放管卡，甲板工在海甲板使用手拉葫蘆繼續(xù)倒運管卡和輔助調(diào)整管卡的姿態(tài)，協(xié)助管卡就位。

（8）潛水員入水，抵達管卡安裝位置，指揮平臺通過手拉葫蘆、絞車等調(diào)整鋼絲繩長度，調(diào)整管卡位置，并在管卡和導(dǎo)管架之間安裝拖拉索具。

（9）潛水員利用手扳葫、吊帶等，將管卡拖拉至導(dǎo)管架上并用緊固帶將其固定。

（10）潛水員利用手拉葫蘆合上立管卡子抱導(dǎo)管架橫拉筋（或斜拉筋）的合頁。

（11）潛水員調(diào)整沿著導(dǎo)管架橫拉筋（或斜拉筋）將管卡調(diào)整至設(shè)計安裝位置。

（12）潛水員利用坡度儀測量管卡與垂直面之間的角度，并調(diào)整管卡使角度達到設(shè)計角度。

（13）潛水員在立管抱導(dǎo)管架的合頁上安裝螺栓，并利用梅花扳手輕微預(yù)緊，至管卡不活動即可。

（14）潛水員使用鋼絲繩進行管卡同軸度測量。當所有管卡均處于同一直線時，潛水員用液壓扭矩扳手預(yù)緊管卡抱導(dǎo)管架的合頁螺栓。

4 立管安裝及管卡預(yù)緊

（1）空氣潛水支持船移出平臺作業(yè)范圍，甲板作業(yè)人員按照立管吊裝圖配置和檢查立管吊裝索具及尾繩。

（2）空氣潛水支持船甲板人員在立管周邊結(jié)構(gòu)物上綁扎墊木等作為防撞防護。

（3）空氣潛水支持船甲板人員解除立管固定用的綁扎帶。

（4）空氣潛水支持船船吊機起吊立管，甲板人員牽引尾繩控制立管方向。

（5）吊機起吊立管并吊高至水面以上，甲板作業(yè)人員通過尾繩控制立管，移船并調(diào)整船位保持距離導(dǎo)管架位置在安全范圍以外（圖2）。

圖2 立管吊裝及傳遞

（6）主作業(yè)船舶吊機繼續(xù)下放吊機鋼絲繩，主作業(yè)船舶甲板人員通過尾繩調(diào)整立管朝向，ROV（水下機器人）水下觀察立管的姿態(tài)，確定立管的朝向與船舷保持垂直。

（7）平臺下放絞車鋼絲繩，ROV 入水完成找到絞車鋼絲繩，并攜帶絞車鋼絲繩找到立管抽拉法蘭索具位置，ROV 完成平臺絞車鋼絲繩和立管抽拉法蘭環(huán)形吊帶索具的連接。

（8）主作業(yè)船舶吊機與平臺絞車配合抽拉立管，船舶保持船位不變。

（9）船舶吊機回收絞車鋼絲繩約，平臺絞車鋼絲繩長度保持不變。

（10）船舶吊機將立管提升至水下約5 m 位置時，平臺絞車回收絞車鋼絲繩約至絞車鋼絲繩開始受力。

（11）甲板作業(yè)人員回收控制立管的尾繩。

（12）主作業(yè)船舶吊機與平臺絞車配合，將立管扶正。

（13）平臺絞車緩慢回收絞車鋼絲繩約，船舶吊機配合下放鋼絲繩，緩慢將立管重量轉(zhuǎn)移至平臺提拉絞車。絞車回收過程中，平臺絞車操作人員隨時報告絞車張力，以防絞車過載。

（14）船舶吊機繼續(xù)配合緩慢下放鋼絲繩約，平臺絞車繼續(xù)緩慢回收絞車鋼絲繩約平臺甲板工利用倒鏈連接立管，使索具輕微受力，防止立管受海流影響發(fā)生水平面內(nèi)的移動。

（15）作業(yè)船舶的空氣潛水員入水，自上而下觀察每個管卡與立管之間的位置狀態(tài)，并觀察立管懸掛法蘭與導(dǎo)管架上懸掛卡之間的位置狀態(tài)。

（16）潛水員解鉤吊機鋼絲繩與立管吊裝索具的連接。

（17）潛水員下水，連接手拉葫蘆調(diào)整立管，使立管由下至上逐漸嵌入管卡轉(zhuǎn)移至管卡內(nèi)。

（18）通過絞車上下調(diào)整立管高度，將立管懸掛法蘭調(diào)整至懸掛卡內(nèi)，關(guān)閉懸掛卡。

（19）根據(jù)懸掛管卡螺栓的設(shè)計扭矩值，甲板作業(yè)人員閉合合頁并緊固螺母。

（20）空氣潛水員入水逐個觀察管卡與立管之間的狀態(tài)，如果立管無法正確進入管卡中，潛水員在導(dǎo)管架和立管間建立一套索具，協(xié)助立管就位，立管完全嵌入管卡之中后，空氣潛水員指揮平臺絞車下放立管，使立管懸掛在懸掛法蘭上。

（21）空氣潛水員自上而下依次觀察立管是否完全嵌入管卡之中。

（22）潛水員入水測量立管鵝頭的角度，如果鵝頭角度不滿足設(shè)計要求，則需要下放配重塊和手拉葫蘆等索具完成鵝頭角度的調(diào)整，以達到鵝頭設(shè)計的角度。

（23）空氣潛水員自下而上逐步合上管卡合頁并安裝螺栓。

（24）空氣潛水員合上懸掛管卡抱立管的合頁，并安裝螺栓。

（25）甲板工合上懸掛管卡以下的管卡合頁，并安裝管卡抱立管的合頁螺栓。

（26）空氣潛水員合上最下方的管卡合頁，安裝螺栓但不預(yù)緊。

（27）空氣潛水員（或甲板工）使用液壓扭矩扳手依次完全預(yù)緊全部管卡合頁螺母。

（28）空氣潛水員（或甲板工）在合頁螺栓兩端各安裝一個防松螺母，并用扭矩扳手預(yù)緊。

（29）空氣潛水員或平臺甲板工拆除其他安裝輔助索具，并回收。

（30）潛水員利用直尺測量法蘭最低點距海床高度。

（31）潛水員回收測量工具。

（32）潛水員拆除并回收配重塊以及立管上的安裝索具，同時回收配重塊，完成立管安裝。

5 結(jié)束語

在海上立管安裝過程中，常規(guī)的作業(yè)方式是運輸船將立管運至安裝現(xiàn)場，同時動員浮吊船至現(xiàn)場，利用浮吊船起吊立管，預(yù)先在平臺布置好的絞車進行立管懸掛和調(diào)整姿態(tài)，空氣潛水員下水完成立管的安裝固定工作，但浮吊船舶所需費用較高且需要進行拖航，動員不便。本文介紹直接利用帶有吊機的DSV進行立管運輸和安裝的方法，與常規(guī)方法相比，該方法節(jié)省了運輸駁船和浮吊船的需求和項目成本，充分利用船舶吊機，尤其適用于吊機能力不足的小平臺。同時，由于DSV的船舶性能通常較好，對海況的要求也更低。

立管安裝為海上設(shè)施安裝中必不可少的工作，如何簡單、快速地完成立管安裝通常會直接影響后續(xù)施工。在目前海洋工程逐步向深水發(fā)展的階段，淺水海域的立管安裝同樣不能被忽略，空氣潛水作為目前較為成熟的水下安裝作業(yè)方法常被應(yīng)用于潛水海域的各種施工，且隨著多年的發(fā)展，目前國內(nèi)的空氣潛水資源也越來越多、經(jīng)驗也越來越豐富。采用DSV 搭載空氣潛水系統(tǒng)完成立管整裝作業(yè)，也是目前風險較低淺水作業(yè)的最佳選擇。