[发明专利]长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及海底管道铺设的技术领域，具体涉及一种长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法。

背景技术

随着海上油气田开发不断向深层和新领域扩展，海上平台工艺处理流程越来越简化，越来越多的海底管线被采用，管线铺设过程中不可避免的会出现穿越繁忙的航道、港口等交通密集段海域的现象，因此为保护管线而加大埋深。埋设的深度是传统的后挖沟机无法实现的，因此需要长距离预挖沟后铺管。

目前，国内外规范对长距离海底管线预挖沟后铺管施工技术，只有在DNV-OS-F101中对管沟的要求为“sufficiently smooth”，即“足够平滑”的定性规定(the trench shallbe excavated to a sufficiently smooth profile to minimise thepossibility of damages to the pipeline,coating and anodes)，但在实际施工中可操作性很差，很难判断管道的稳定情况。国内外没有长距离海底管线预挖沟后铺管的施工先例。

发明内容

针对以上情况，本申请的发明人在查阅国内外资料的基础上，通过大量分析和试验，开发出一套满足长距离海底管线预挖沟后铺管施工的方法。该方法基于有限元模型而分析出长距离海底管线预挖沟沟底平整度，实现了对长距离预挖沟后铺管的安装应力控制，解决了长距离海底管线预挖沟后铺管的施工难题。该方法首次提出了长距离海底管线预挖沟后铺管施工的解决方法，保障了新铺设管道的安全。该方法综合考虑控制投资、缩短工期、方便现场施工等方面因素，首次突破了传统的先铺管后挖沟方式，形成适用于长距离海底管线预挖沟后铺管施工的技术方案，将长距离海底管线预挖沟后铺管施工技术成功应用在西气东输二线香港支线海底管道国家重点项目中。

该方法具有经济、高效、无污染、操作性强等特点，满足施工要求。

根据本发明的实施例，提供了一种长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，其包括如下步骤：步骤1、对欲铺设管线的海底位置进行预挖沟，形成管道沟槽；步骤2、计算欲铺设管线在管道沟槽的各个轴向位置处的预应力值；步骤3、将计算出的各个轴向位置处的预应力值分别与预应力标准阈值进行比较；步骤4、根据比较结果，确定管道沟槽中的预应力值超过预应力标准阈值的轴向位置，并进行整改施工。

本发明具有以下有益效果：

1、为国内首次长距离海底管线预挖沟后铺管施工，管道规范没有推荐做法，且长距离海底管线预挖沟后铺管施工，在国内外都没有先例；

2、经济、高效、操作性强。可有效解决工程所在海域功能区划复杂、船舶活动频繁、项目投资控制严、计划实施工期紧的要求。

3、长距离海底管线预挖沟后铺管施工，挖沟中沟底平整度控制不当，极易造成新建管线局部应力过大，导致变形甚至损坏，产生不可估量的后果。该方案能够满足该工程项目投资控制严、计划实施工期紧的特点，满足现场工程要求。

4、长距离海底管线预挖沟后铺管施工方法，在工程中取得了良好的效果，可解决长距离海底管线预挖沟后铺管施工和工期紧张的实际问题，产生明显的经济效益。

5、长距离海底管线预挖沟后铺管施工，在国内外都没有先例，首次在西气东输二线香港支线海底管道工程中应用，成功解决了近20公里预挖沟后铺管的难题。因此，该项技术的突破，对填补国内空白、解决我国海底管线预挖沟后铺管施工的技术难题等具有重要的意义。为同行业海底管道的施工提供有力的借鉴参考价值。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的管沟开挖断面图；

图2为根据本发明的实施例的分段及分条挖沟图；

图3为根据本发明的实施例的分层阶梯开挖图；

图4为根据本发明的实施例的抓斗挖泥船挖泥图。

具体实施方式

长距离海底管线预挖沟后铺管施工方案：

本申请提供了以下技术方案：

(1)管沟设计图及铺管环境分析

图1为根据本发明的实施例的管沟开挖断面图。通过对管沟设计图及铺管海域的水深、地质、风、浪、流情况的分析，研究确定抓斗式挖泥船适合设计管沟的开挖。

(2)预挖沟后铺管风险点分析

施工作业中最大的风险来源于管沟平整度对管线的在位稳定性的影响。与海洋工程中常见的先铺管后挖沟不同，海管预挖沟工艺类似于疏浚工程中的基床开挖，截面小，长度大，沟底平整度是预挖沟后铺管施工的主要风险点，直接影响着管线的平稳安全入沟。