0 引言
柔性立管是连接海底管线与FPSO的通道，是海底管线的重要组成部分。对于新建FPSO来说，柔性立管的安装属于常规作业。由于油田后续开发的需要，已在位的FPSO需要接入新的柔性软管，以扩大整个油气田的生产规模，这时新增柔性立管的安装就需要采用不同的方法。为了缩短安装周期，减少对油田生产的影响，往往存在许多的限制，如何安全快速地完成立管安装就成为技术难题。该文以FPSO“海洋石油118”新增柔性立管的安装为例，对已在位的FPSO，如何快速完成新增立管的安装进行阐述。 1 APL型单点和柔性立管系统
单点系泊系统SPM（Single point mooring system）的主要作用是将FPSO定点系泊在作业海域，FPSO可围绕单点浮筒自由旋转并具有风向标效应，在风浪流作用下FPSO
在役单点系泊FPSO新增柔性立管的
安装技术及应用
傅文志 薛大智 刘耀江 彭海玲 王 昭
（深圳海油工程水下技术有限公司，广东 深圳 518067）
摘 要：单点系泊FPSO新增柔性立管的安装不同于FPSO就位前的新立管安装，其安装处于油田生产阶段，FPSO在位不解脱，因此安装工作必须尽可能地减少对油田生产的影响。“海洋石油118”新增柔性立管的安装是国内首例在APL型单点系泊 FPSO不解脱、滑环组不移位情况下完成的动态立管铺设及提拉进入单点舱的安装作业。其安装方法工程量较小，安装周期和停产时间短，对油田生产影响小，非常具有借鉴意义。
关键词：APL；在役单点系泊；FPSO；不解脱；柔性立管；安装技术
中图分类号：U 653.2 文献标志码：A
系统油路的最低点或相对低点开始注油，所以根据车辆设备、管路设置情况，我们选择系统中的最低点——液压控制单元压力测试接口K和辅助缓解单元压力测试接口KH 为排空注油的注油口与管路清洗注油设备出油口相连，系统中的最高点——制动夹钳的主压力测试口和辅助压力测试口为回油口与管路清洗注油设备回油口相连。
根据图2液压控制单元内部原理图，当设备未通电从测试接口K注入油液时，油液会通过内部的阀D和阀A流入油缸T中，如流入油缸的油液过多，油液将从油缸通气阀TV溢出设备。所以为了保证可以顺利地进行排空注油，需要从液压制动单元外部对阀D和阀A施加电压电流进行控制，使2个阀处于截止状态。这样就可保证油液从测试接口K进入主油路及夹钳，通过油液不断的循环将系统内部的空气带
出，当管路清洗注油设备回油管中检测不到气泡后主油路的排空注油工作即完成。
同理，根据图3辅助缓解单元内部原理图，当设备未通电从测试接口KH注入油液时，油液会通过内部的阀F 流入油缸T中，如流入油缸的油液过多，油液将从油缸通气阀Y溢出设备。所以为了保证可以顺利的进行排空注油，需从液压制动单元外部对阀F施加电压进行控制，使阀F 处于截止状态。这样就可保证油液从测试接口KH进入辅助油路及夹钳，通过油液不断的循环将系统内部的空气带出，当管路清洗注油设备回油管中检测不到气泡后辅助油路的排空注油工作即完成。2.3 制动缓解测试
管路和设备注好油液后，下一步应该是对液压控制单元和辅助缓解单元进行制动缓解测试。缓解测试主要有2个目的。1）对液压制动系统制动缓解功能进行验证。2）对液压制动系统密封性进行验证。测试过程是使用触发装置按照前文介绍的液控模块工作原理控制模块产生及卸掉压力，测试过程较简单这里不再冗述。
3 结语
为了更好地对车辆系统进行调试，必须先对系统结构和工作原理进行了解，然后才能进行该系统的调试工艺设计，同时根据整个系统部件在车辆上的实际布置情况，因地制宜地对调试工艺进行改进优化，提高工作效率。另外，在液压制动系统管路清洗的环节中，所使用的短接软管、封堵头及注回油接头的清洁度也是影响调试的重要因素，需要车辆调试人员重点关注。
止血带压力
参考文献
[1]高小波，段继超，熊梅，等.低地板有轨电车液压制动系统选型研究[J].电力机车与城轨车辆，2017，40（1）：7-10，15.
[2]宋跃超，吴晶，许和平，等. 跨坐式单轨车基础制动用闸片磨耗过快原因分析[J]. 铁道机车车辆，2015，35（5）：96-99.
- 91 -
- 92 -
的受力最小，从而保证FPSO 在海上长期安全地连续工作。国内海上油气田目前在役的单点系泊系统主要由挪威APL、美国SOFEC、瑞士SBM 以及荷兰Bluewater 等几家公司设计和制造，其中南海海域FPSO 采用的单点系泊系统均为内转塔型，根据生产厂家的不同[1]。“海洋石油118”的单点系泊系统属于APL 型，浮筒呈锥形，是可解脱式的系泊系统。柔性立管（也称为动态软管）连接单点浮筒和水下基盘，主要包括防弯器、浮球和软管等组成部分，如图1所示。
图1 柔性立管构成示意图
水面
防弯器
防弯器
单点浮筒
动态软管
浮球
水下基盘
海底
2 新增动态立管安装工艺
以“海洋石油118”新增立管的安装为例，其主要安装mvkkk
aaaaaaaaaaaaaaaaaa
工作包括柔性立管铺设，单点舱内工艺管线移位，提拉绞车布置，柔性立管提拉及永久锚固。下面对各施工步骤进行详细说明。
2.1 FPSO 限位作业
在新增柔性立管的安装阶段，安装船需要长时间在FPSO 活动区域内作业，为了避免FPSO 自由绕单点旋转时对立管安装活动造成影响，采用3条拖轮对FPSO 进行限位，将FPSO 艏向限定在指定角度。3条限位船通过从FPSO 船尾牵引限位拖缆来限制FPSO 的旋转。限位作业受海况影响，将限位区域划根据FPSO 艏向偏离角度分为正常作业区（0~20°），警戒区（20°~40°），撤离区（＞40°）3个区域。3条拖轮能将FPSO 限制在绿区域时，立管安装作业可正常进行。当海况较差时，3条拖轮可能无法有效限制FPSO 的活动，FPSO 进入警戒区和撤离区域时，应注意警戒或撤离，立管安装作业中止，安装船撤离，如图2所示。
缝隙式排水沟2.2 提拉绞车布置
通过现场调研，单点舱内空间狭小，无法将额定工作负荷为25 t 的绞车（自重在10 t 以上）转运到单点舱内，因此将新增柔性立管提拉绞车布置在FPSO 主甲板上。绞车钢丝绳经过定滑轮转向后，穿过单点舱顶部舱口进入单点舱内，并再次经过多个定滑轮转向后，最终将提拉方向调整到柔性立管通道（I-TUBE）轴线方向上。在提拉作业开始前，为了验证绞车和各个导向定滑轮的可靠性，进行了拉力测试。
2.3 单点舱内工艺管线移位和提拉支架的安装
单点舱内滑环组周边的工艺管线和电缆等较为密集，预先确认需要移位的工艺管线、电缆和结构平台，
合理的移位方式可以最大限度地减小工作量，缩短施工周期和FPSO 停产时间。提拉支架的设计既要满足提拉作业的需要，还需要预先考虑进入单点舱的方式。单点舱内空间狭小，不便于转移大件物品，提拉支架则是将构件通过单点舱顶部舱口吊装进入单点舱，然后在舱内完成组装，如图3所示。
图3 提拉支架
上部抱卡
提拉吊耳
支腿
提拉支架底座单点浮筒
转塔旋转机构底座
上部抱卡紧固螺栓／螺母
2.4 柔性立管起始铺设
双顶置凸轮轴
柔性立管的铺设是由安装船靠近FPSO 从单点浮筒往基盘（PLEM）方向铺设。提拉绞车钢丝绳下放
穿过I-TUBE 直达浮筒下方，由ROV 在水下实现与安装船引缆的连接，如图4所示。然后安装船下放立管首端入水，同时逐渐回收提拉绞车钢丝绳，如图5所示。
2.5 柔性立管正常铺设
继续柔性立管铺设，依次安装浮子，同时抽拉绞车回收，柔性立管首端逐渐接近STP 浮筒，潜水员完成柔性立
图2 限位区域示意图
限位拖轮１
限位拖轮２
限位拖轮３
密钥索引ＦＰＳＯ艏向
２０ °
２０
°２０
°２０ °
- 93 -
图6 柔性立管浮子安装
90 m STP浮筒
临时悬挂索具35 t吊环
35 t滑轮
浮子
软管接头
ROV
限位卡子
20 t绞车
图5 动态立管首端下放入水
50 m
20 t绞车
限位卡子35 t滑轮
35 t吊环
限弯器ROV
软管接头
临时悬挂索具
STP浮筒图4 抽拉绞车钢丝绳水下传递
35 t滑轮STP浮筒35 t吊环
25 tROV钩明盛6绞车钢丝绳
ROV
50 m
- 94 -
管首端临时悬挂，如图6所示。
2.6 柔性立管末端下放
待柔性末端脱离滚筒后，连接甲板回拉绞车，打开张紧器，使用回拉绞车继续下放柔性立管。在甲板工作平台上完成吊机及配重块连接后，在吊机及绞车协助下，将柔性立管末端下放入水，如图7所示。
2.7 柔性立管提拉进单点舱
柔性立管末端在海底就位后，主作业船撤离。在空潜协助下，使用油轮上预布的绞车及提拉绞车，完成柔性立管首端的最终提拉，直至到达I-TUBE 顶部并完成永久锚固。
3 结语
“海洋石油118”新增柔性立管的安装是国内首例FPSO 不解脱、滑环组不移位情况下动态立管提拉及铺设作业。
在作业过程中有以下7条经验值得借鉴：1） 船舶资源的选择，装船布置图的针对性设计。2） 铺设方向的选择，浮子的安装及下水方法，在铺设过程中软管长度和船位控制关系。3） APL 型单点新增立管采用移除滑环组的做法来完成安装，其施工周期长，对油田产量影响较大。通过新增绞车和使用多个定滑轮导向的方式避开滑环组的遮挡，可以有效地缩短新增立管安装周期、减少油田停产时间。4） 柔性立管提拉作业阶段，FPSO 需要停产，安装船如果不能在FPSO 计划停产期间进行柔性立管安装，就可以提前将柔性立管临时悬挂在单点浮筒底部，后期不需要安装船介入，仅由空潜直接在FPSO 上完成立管的提拉作业。该方法在“海洋石油118”新增立管安装过程中得到了实际应用，非常有利于灵活安排安装船的作业计划，不受FPSO 停产时间的限制。5） 柔性立管提拉作业限制条件多，主要有以下限制。艏吃水限制，“海洋石油118FPSO”在正常生产期间的艏吃
水在9 m~13 m，该吃水状态下单点舱内I-TUBE 顶部密
封板位于海平面以下，打开后，海水将不断地涌入单点舱，仅在艏吃水小于7.5 m 时才不会进水，因此，提拉立管进入单点舱作业只能选择在FPSO 提油后（停产期间刚好满足此条件），并将FPSO 艏
吃水调整至适当位置时才能进行。提拉绞车布置受限，单点舱内空间狭小且大型绞车无法进入，因此推荐采用将绞车布置在舱外露天甲板，通过数个定位滑轮来调整提拉方向的方法。FPSO 船位限制，FPSO 相对于单点浮筒是自由旋转的，将绞车布置在舱外以后，绞车钢丝绳通过定滑轮导向进入单点舱，如果不限定FPSO 艏向，当FPSO 绕单点转动时，单点舱内被钢丝绳扫过的结构、柔性立管和绞车将发生损坏。考虑到该风险，FPSO 应该采用拖轮对油轮进行限位，在提拉作业期间，FPSO 艏向偏差范围应该严格限制在特定范围内（118限位要求为±3 °），以充分保障立管提拉作业安全。6） 封闭空间进行热工作业，危险性高。单点舱属于封闭空间，且容易泄漏和聚集可燃性油气，因此在舱内进行焊接和热切割等热工作业，危险性很高。选择在油田计划停产期间进行立管安装作业，可以大大地降低作业风险。同时对舱内作业的多种风险应逐一进行分析，采取通风和消防等方面的防范措施。7） 水上水下多工种配合同时作业，作业难度大。立管提拉作业涉及安装船作业、潜水作业、单点舱内作业、主甲板绞车操作和FPSO 限位作业等水上水下多工种配合同时作业。
施工前，应该召集各作业单位梳理作业流程，统一指挥权，明确注意事项和应急办法等，确保立管提拉作业的顺利进行。
参考文献
[1]房晓明.文昌油田单点系泊系统海上安装[J].中国海上油气.工程，2003（1）：1-11，38-60.
图7 柔性立管末端下放
临时悬挂索具动态立管滚筒
连接至吊机钩头
20 t配重块
张紧器
入水桥
STP浮筒
35 t滑轮
35 t吊环软管接头
限位器限位卡子
ROV
150 m 20 t绞车
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议