專利名稱：平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法
技術領域：
本發明涉及安裝方法，尤其涉及一種平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法。 屬于海洋石油工程領域。
背景技術：
導管架平臺外加直流電陰極保護系統的原理是通過電纜將平臺上的直流電引入到安裝在海床上的陽極，然后，通過陽極的放電達到對導管架平臺、海底管線保護的目的。為了保護電纜的安全，傳統的做法是需要沿著整個導管架安裝一根“電纜護管”對電纜進行保護；同時，還需要安裝“電纜護管卡子”用于固定“電纜護管”。這兩項工作對船舶資源的要求都非常苛刻。一般，需要一艘用于運輸、吊裝電纜護管的大型浮吊船和一艘用于安裝電纜護管卡子的飽和潛水支持船。目前，大型浮吊船舶資源在國內極其緊張；同時，飽和潛水支持船也極為稀缺，而且，價格極其昂貴，因此，采用大型浮吊船舶及飽和潛水支持船進行“電纜護管”及“電纜護管卡子”的安裝，安裝成本較高。其次，傳統的施工方法通常是將“放電陽極”先安裝到海床上，然后，再將所有電纜按照S型初步布置到在海底，最后，再將電纜通過“電纜護管”從海底抽拉到平臺上部的甲板。由于海底雜物較多，電纜在海床上經過摩擦后易將電纜損壞。

發明內容
本發明的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種改進的平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其不需要用電纜護管即對電纜進行了保護，節省了設計、制造及安裝電纜護管以及電纜護管卡子的費用和工期；且只需要使用動力定位船即可進行施工安裝，大大降低了施工成本；同時，也不需要預先將所有電纜布置到海床上，避免電纜在海床上摩擦損壞。本發明的目的是由以下技術方案實現的I、一種平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其特征在于采用以下安裝步驟第一步，將電纜及陽極裝船固定(I)將電纜從滾筒轉移到動力定位船上的絞車滾筒上；(2)將數個陽極固定到動力定位船甲板上；第二步，安裝水下機器人電纜卡子①利用平臺吊機作為吊裝水下機器人電纜卡子的支點；①吊裝入水，將電纜卡子下放到既定的安裝位置；③將電纜卡子固定到平臺的電纜護管上；④釋放并回收絞車的鋼絲繩至水面，準備進行下一個電纜卡子的安裝；第三步，抽拉電纜將平臺絞車上的鋼絲繩放入水中，并將鋼絲繩回收到動力定位船的甲板上與數根電纜的拖拉頭相連接；動力定位船上絞車逐漸放出電纜，且平臺方面慢慢收鋼絲繩將電纜向平臺拖拉，直到電纜到達平臺設定位置時，電纜抽拉工作結束；第四步，固定電纜①當電纜抽拉到平臺時，先將電纜頭固定到平臺設定位置上，然后，開始固定水下電纜；②移動船舶調整電纜在水中的弧度，使電纜貼近安裝在平臺電纜護管上的卡子， 絞車不斷的向外放出電纜，水下機器人將電纜都推入電纜卡子中并固定；第五步，安裝陽極(I)在電纜尾部安裝電纜拖拉網套，并將電纜臨時固定在甲板地錨上，解開電纜頭上的鋼絲繩，進行電纜與陽極之間的連接；(2)待陽極連接完畢，將數個陽極同時吊入水中；(3)移船到第一個陽極的安裝位置，吊機釋放鋼絲繩將數個陽極都放到海底，解開撐桿上繩索吊鉤，釋放第一個陽極，然后，吊機依次重新提起下一個陽極；(4)旋轉移船到下一個陽極的安裝位置后，由水下機器人解開繩索吊鉤，釋放下一個陽極，然后，回收撐桿到船舶甲板上。所述第一步的具體步驟如下I)將電纜滾筒安裝到倒纜架上；2)在絞車滾筒的兩側安裝鋼絲繩，然后，用鋼絲繩將電纜從電纜滾筒上纏繞到絞車滾筒上；3)用吊機將數個陽極固定到動力定位船的甲板上，并使陽極的位置位于動力定位船的A吊機吊裝范圍以內；4)在船尾安裝有電纜下水橋；5)將水下機器人安裝到船甲板的平臺上。所述第二步中，電纜卡子的兩側安裝有吊耳和卸扣，吊裝時，電纜卡子由絞車鋼絲繩吊裝入水，且由水下機器人控制并指揮絞車操作員將電纜卡子下放到既定的安裝位置； 釋放并回收絞車的鋼絲繩至水面前，先解開電纜卡子吊耳上的卸扣。所述第三步中，將鋼絲繩回收到平臺甲板上，并與數根電纜的拖拉頭相連接以及動力定位船上絞車逐漸放出電纜的過程是由水下機器人進行控制；直到電纜通過電纜出口護管到達平臺變壓器位置時，電纜抽拉工作結束。本發明的有益效果本發明由于采用上述技術方案，不需要用電纜護管即對電纜進行了保護，節省了設計、制造及安裝電纜護管以及電纜護管卡子的費用和工期；且只需要使用動力定位船即可進行施工安裝，不需要大型浮吊以及飽和潛水支持船作為施工資源， 大大降低了施工成本；同時，也不需要預先將所有電纜布置到海床上，避免電纜在海床上摩擦損壞。


圖I為本發明側面安裝示意圖。圖2為本發明裝船示意圖。圖3為本發明電纜卡子吊裝示意圖。
圖4為本發明電纜卡子索具配置示意圖。圖5為本發明電纜抽拉鋼絲繩連接示意圖。圖6為本發明電纜抽拉至平臺示意圖。圖7為本發明調整電纜弧度示意圖。圖8為本發明電纜固定到卡子中示意圖。圖9為本發明電纜臨時固定及電纜與陽極連接示意圖。圖10為本發明陽極吊裝撐桿示意圖。圖11為本發明陽極I吊裝入水示意圖。圖12為本發明陽極2吊裝入水示意圖。圖中主要標號說明I.動力定位船、2.電纜滾筒、21.倒纜架、3.A吊機、33.船舶吊機、4.甲板、5.平臺、6.水下機器人、7.電纜卡子、8.電纜、9.絞車滾筒、10.鋼絲繩、11.電纜下水橋、12.絞車、13.平臺吊機、14.定滑輪、15.吊耳、16.卸扣、17.電纜護管、18.電纜的拖拉頭、19.電纜出口護管、20.撐桿、22.吊帶、23.吊鉤、24.平臺絞車、25.水下跟蹤信標、26.變壓器、 27.樁腿、28.手扳葫蘆、29.電纜拖拉網套。
具體實施例方式如圖I所示，本發明主要使用的設備包括一艘動力定位船I、一個帶驅動裝置絞車滾筒9、一個電纜下水橋11、一套水下定位設備、一臺A吊機3、一臺船吊機33、液壓絞車三臺(分別為25噸、25噸、30噸)、工作級水下機器人6、電動絞車三臺。本發明安裝前先要進行的準備—、施工設備的選擇(I)施工船的選擇使用DPII型動力定位船I作為本發明的施工船；動力定位船I上搭載了 125噸絞車12 (絞車滾筒9直徑5m) —臺，作為外加直流電陰極保護系統的電纜滾筒2使用。甲板4上安裝了一個2層平臺作為水下機器人6的安裝甲板。(2)水下機器人(ROV) 6的選擇水下機器人6主要進行水下機器人電纜卡子7的安裝、電纜8的固定、電纜8的抽拉及陽極下放作業過程的檢測等工作。由于水下機器人水下卡子7長I. 2m,寬O. 6m,重 70kg，電纜重4kg/m，因此，需要一臺具有100HP以上功率、300m水深作業能力、5功能機械手、7功能機械手、水下機器人6的收放系統以及微光攝像頭、聲納等設備的工作級水下機器人6執行相關工作。根據以上因素，選擇SMD生產的Quantum水下機器人(ROV)系統 (功率為150HP、1500m水深能力，5功能機械手、7功能機械手、水下機器人(ROV)收放系統以及微光攝像頭、聲納等設備)作為外加直流電陰極保護系統海上安裝。二、水下定位設備的選擇由于設計上要求將陽極安裝到距離平臺5導管架70m的海床上，誤差小于以安裝點為中心半徑為15m的范圍，同時，水下機器人6在水下工作時也需要進行定位，以便操作人員了解水下機器人6的實際位置。因此，需要在陽極吊裝鎖具以及水下機器人6上安裝
定位裝置。
6
根據以上因素選擇超短波水聲定位系統(USBL)作為外加直流電陰極保護系統安裝的定位工具，整個水下定位控制系統包括=USBL定位系統、水下機器人6控制室與船舶操作臺顯示、水下機器人6使用2個傳感信標、船舶吊機33使用2個傳感信標。超短波水聲定位系統(USBL)定位的誤差約為水深的2% (130m水深情況下誤差在2-3m),滿足15m的
誤差范圍。本發明主要采用以下安裝步驟第一步，將電纜8及陽極裝船固定如圖2所示，首先，需要將4根電纜8 (2根為一組，每根電纜長300m)從電纜滾筒 2上轉移到安裝在DPII型動力定位船I上的125Te絞車12的絞車滾筒9上，再將電纜滾筒2安裝到倒纜架21上；然后，將電纜頭連接到絞車滾筒9的鋼絲繩10上，開動125Te絞車12，逐漸將電纜8從電纜滾筒2上轉移到絞車滾筒9上。具體步驟如下I)將4根電纜以2根為一組存儲在原有的電纜滾筒2上，一共有兩個電纜滾筒2， 將電纜滾筒2分別安裝到2個倒纜架21上。2)在125Te絞車滾筒9的兩側安裝鋼絲繩10，然后，用鋼絲繩10將電纜8從電纜滾筒2上纏繞到125Te絞車滾筒9上。3)用碼頭吊機將2個陽極布置到動力定位船I的甲板上，并保證陽極的位置處于動力定位船I的A吊機3的吊裝范圍以內。最后，用角鋼將陽極固定在甲板上。4)由于電纜8的最小彎曲半徑為lm，因此，在船尾安裝一個半徑3m的電纜下水橋 11，以保證電纜8下水時不會過度彎曲。5)將水下機器人6安裝到船甲板4的2層平臺上。第二步，安裝水下機器人電纜卡子7如圖3所示，需要在平臺5上安裝一臺平臺絞車24，同時，在平臺吊機13的吊鉤上安裝定滑輪14，將平臺絞車24的鋼絲繩穿過定滑輪14，安裝時，①利用平臺吊機13作為吊裝水下機器人(ROV)電纜卡子7的支點；在水下機器人 (ROV)電纜卡子7的兩側安裝有吊耳15、卸扣16以及吊帶22，作為吊裝以及釋放水下機器人(ROV)電纜卡子7的工具。在平臺絞車24的鋼絲繩上安裝水下跟蹤信標25，監測電纜卡子7在水下的位置。②如圖4所示，水下機器人(ROV)電纜卡子7由平臺絞車24的鋼絲繩吊裝入水， 由水下機器人6控制指揮絞車操作員將電纜卡子7下放到既定的安裝位置；③水下機器人6用兩只機械手抓住電纜卡子7將電纜卡子7固定到平臺的電纜護管上，完成電纜卡子7的固定。④由水下機器人6解開卡子吊耳15上的卸扣16，釋放平臺絞車24的鋼絲繩，并通知平臺5將鋼絲繩收回水面，準備進行下一個電纜卡子7的安裝。第三步，抽拉電纜8如圖5所示，完成水下機器人(ROV)電纜卡子7安裝以后進行電纜8的抽拉。在平臺甲板4上布置一臺平臺絞車24和定滑輪14，并將平臺甲板4上平臺絞車24的鋼絲繩 10放入水中，利用水下機器人6將鋼絲繩10回收到動力定位船I的甲板4上，并與數根電纜的拖拉頭18相連接。如圖6所示，動力定位船上I上的125Te大絞車逐漸放出電纜8，水下機器人6持續觀察電纜8在水中的形態，并通知平臺5方面慢慢收鋼絲繩10將電纜8向平臺5拖拉， 動力定位船I上的125Te大絞車先放出15m電纜8，通知平臺5方面向上拖拉15m，如此交替工作，直到電纜8通過電纜出口護管19到達平臺5。持續抽拉電纜8直到電纜8達到平臺5既定的位置時(到達平臺變壓器)，電纜8抽拉工作結束。第四步，固定電纜8①如圖7、圖8所示，電纜8抽拉到平臺5設定位置-變壓器26時，先將電纜頭固定到變壓器26位置，然后，開始固定水下電纜。②由于電纜護管17有7度左右的傾斜度，電纜8和水下機器人(ROV)電纜卡子7 之間會有一定的距離和角度，妨礙水下機器人6將電纜8推入水下機器人電纜卡子7中，因此，可通過移動船舶或者開動125Te大絞車來調整電纜8在水中的弧度，使電纜8盡量貼近安裝在平臺5電纜護管17上的電纜卡子7，以便水下機器人6將電纜8推進下卡子中。 125Te大絞車不斷的向外放出電纜8，水下機器人6將電纜8都推入電纜卡子17中并固定。第五步，安裝陽極(I)如圖9所示，直到125Te大絞車滾筒9上的電纜8都消耗完畢時，在電纜8的尾部安裝電纜拖拉網套29，并利用手扳葫蘆28將電纜8臨時固定在甲板4的地錨上。此時，可以解開電纜頭上與125Te大絞車的鋼絲繩10，進行電纜8與陽極之間的連接。(2)如圖10所示，待陽極連接完畢，利用一根撐桿20將數個陽極同時吊起，并由船尾A吊機3吊入水中。本實施例陽極為兩個。(3)如圖11所示，首先，移船到陽極I的安裝位置，A吊機3釋放鋼絲繩將兩個陽極都放到海底，此時，用水下機器人6解開撐桿20上A、C繩索吊鉤，釋放陽極I，然后，A吊機3重新提起陽極2并保持陽極2距離海床30m水下機器人(ROV)觀察，確保電纜與海床
無摩擦即可。(4)如圖12所示，此后，動力定位船I繼續以平臺5的樁腿27為圓心，70m為半徑旋轉到陽極2的安裝位置，此時，水下機器人6解開撐桿20上B繩索吊鉤23，釋放陽極2， 最后，將撐桿20回收到動力定位船I的甲板上，整個安裝過程結束。安裝后調查外加直流電陰極保護系統安裝完畢以后，用水下機器人6進行完工調查檢查水下機器人電纜卡子17的安裝情況、檢查水下電纜8的安裝情況、檢查陽極的安裝情況、記錄陽極安裝位置坐標、記錄電纜在海床上的路由。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其特征在于采用以下安裝步驟 第一步，將電纜及陽極裝船固定(1)將電纜從滾筒轉移到動力定位船上的絞車滾筒上；(2)將數個陽極固定到動力定位船甲板上；第二步，安裝水下機器人電纜卡子①利用平臺吊機作為吊裝水下機器人電纜卡子的支點；②吊裝入水，將電纜卡子下放到既定的安裝位置；③將電纜卡子固定到平臺的電纜護管上；④釋放并回收絞車的鋼絲繩至水面，準備進行下一個電纜卡子的安裝；第三步，抽拉電纜將平臺甲板絞車上的鋼絲繩放入水中，并將鋼絲繩回收到動力定位船的甲板上與數根電纜的拖拉頭相連接；動力定位船上絞車逐漸放出電纜，且平臺方面慢慢收鋼絲繩將電纜向平臺拖拉，直到電纜到達平臺設定位置時，電纜抽拉工作結束；第四步，固定電纜①當電纜抽拉到平臺時，先將電纜頭固定到平臺設定位置上，然后，開始固定水下電②移動船舶調整電纜在水中的弧度，使電纜貼近安裝在平臺電纜護管上的卡子，絞車不斷的向外放出電纜，水下機器人將電纜都推入電纜卡子中并固定；第五步，安裝陽極(1)在電纜尾部安裝電纜拖拉網套，并將電纜臨時固定在甲板地錨上，解開電纜頭上的鋼絲繩，進行電纜與陽極之間的連接；(2)待陽極連接完畢，將數個陽極同時吊入水中；(3)移船到第一個陽極的安裝位置，吊機釋放鋼絲繩將數個陽極都放到海底，解開撐桿上繩索吊鉤，釋放第一個陽極，然后，吊機依次重新提起下一個陽極；(4)旋轉移船到下一個陽極的安裝位置后，由水下機器人解開繩索吊鉤，釋放下一個陽極，然后，回收撐桿到船舶甲板上。
2.根據權利要求I所述的平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其特征在于所述第一步的具體步驟如下1)將電纜滾筒安裝到倒纜架上；2)在絞車滾筒的兩側安裝鋼絲繩，然后，用鋼絲繩將電纜從電纜滾筒上纏繞到絞車滾筒上；3)用吊機將數個陽極固定到動力定位船的甲板上，并使陽極的位置位于動力定位船的 A吊機吊裝范圍以內；4)在船尾安裝有電纜下水橋；5)將水下機器人安裝到船甲板的平臺上。
3.根據權利要求I所述的平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其特征在于所述第二步中，電纜卡子的兩側安裝有吊耳和卸扣，吊裝時，電纜卡子由絞車鋼絲繩吊裝入水，且由水下機器人控制并指揮絞車操作員將電纜卡子下放到既定的安裝位置；釋放并回收絞車的鋼絲繩至水面前，先解開電纜卡子吊耳上的卸扣。
4.根據權利要求I所述的平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，其特征在于所述第三步中，將鋼絲繩回收到平臺甲板上，并與數根電纜的拖拉頭相連接以及動力定位船上絞車逐漸放出電纜的過程是由水下機器人進行控制；直到電纜通過電纜出口護管到達平臺變壓器位置時，電纜抽拉工作結束。
全文摘要
一種平臺外加直流電陰極保護系統的安裝方法，采用以下安裝步驟一，將電纜從滾筒轉移到動力定位船上的絞車滾筒上，將數個陽極固定到動力定位船甲板上；二，利用平臺吊機作為吊裝水下機器人電纜卡子的支點，將電纜卡子下放到安裝位置，將電纜卡子固定到平臺的電纜護管上；三，抽拉電纜；四，固定電纜；五，將電纜固定在甲板地錨上，進行電纜與陽極之間的連接，然后，將數個陽極同時吊入水中；移船到第一個陽極的安裝位置，將數個陽極都放到海底，然后，依次釋放陽極。本發明不需要用電纜護管即對電纜進行了保護，且只需使用動力定位船即可進行安裝，大大降低了施工成本；同時，不需要預先將所有電纜布置到海床上，避免電纜在海床上摩擦損壞。
文檔編號C23F13/02GK102586784SQ20121006704
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者劉春厚, 葉永彪, 宋春娜, 張印桐, 張永祥, 潘永高, 苗春生, 谷豐愷, 黃佳瀚 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 深圳海油工程水下技術有限公司