[实用新型]一种用于海底管道浮拖沉管的缓降气囊系统

说明书

本实用新型公开了一种用于海底管道浮拖沉管的缓降气囊系统，包括多舱橡胶气囊和气囊支座，所述气囊支座设置在海底管道上方，所述多舱橡胶气囊设置在气囊支座上，所述多舱橡胶气囊和海底管道分别通过气囊绑扎带和支架固定带贴合设置在气囊支座的上、下方。与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：1)借助分舱气囊的残余浮力，沉管过程管道整体姿态弯曲幅度小，在位后残余应力小；2)借助残余气囊浮力，沉管缓慢、平稳，减小与海床冲击；3)利用气囊固定系统，海上排气作业过程可避免气囊猛烈弹起，减缓管道摆动，提高操作安全性；4)管道与气囊解绑后，利用残余浮力可整体回收气囊和支架。

技术领域

本实用新型涉及一种用于海底管道浮拖沉管的缓降气囊系统。

背景技术

海底集输管道可作为连通海上采气平台与处理平台，或者陆上管道跨越海湾的输送通道。海底管道铺设过程的质量控制对管道后期安全运行影响重大。受铺管船吃水深度和作业范围限制，海底管道施工主要分为近岸段浮拖和离岸段铺管。近岸段浮拖是将海底管道在陆上预制场进行预制焊接，形成连续管段，由卷扬机或驳船将预制连接的管道整体拖向指定路由和位置。为保证浮拖过程中管道及其附件安全和安装效率，通常采用在管道上绑扎充气气囊的方式进行水面浮拖。通过潜水员现场对气囊解绑，管道下沉至指定海床(或海沟)。气囊设置和解绑方式对管道下沉、着陆过程中的受力情况影响较大，主要的质量控制要素为整体下沉均匀性和下沉速度，目的在于避免过大的局部弯曲、着陆冲击及在位残余应力。

目前，浮拖法采用的是与单根管道长度相当的单舱充气气囊，通过绑扎带直接固定于每根管道上部，以提供浮拖过程中所需的浮力。在管道浮拖至指定位置后，由潜水员下水并在水面逐一割断每段管道绑扎带，分离充气气囊与海底管道；海底管道借助自重沉入海底。单个气囊解绑后将与海底管道快速脱离，管道局部失去气囊浮力后，产生较大的下沉冲击。同时，但与铺管船铺设相比，浮拖法下管过程中，外界无法提供足够的管道张紧力，导致管道下沉至海床时，加速沉没后撞击力较强；在此过程中，可进一步考虑采用先解绑中间段，再解绑两端气囊的方式，以尽可能依靠部分气囊的剩余浮力，控制海底管道下沉速度，但同时又引起短时间内管道系统局部弯曲幅度过大的问题(解绑管道与未解绑管道间，浮力荷载分布不均匀，间隔较远，弯曲效果非常明显)和就位后管道隆起的问题(管道局部弯曲严重，先着陆部分可能造成后着陆部分隆起、悬空)。另外，单舱气囊解绑分离时，因浮力瞬时变化剧烈，将产生较强的气囊上弹与管道晃动情况，这对潜水员操作安全和作业靠桩稳定性也造成威胁。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种用于海底管道浮拖沉管的缓降气囊系统，基于浮拖法沉管的技术特点，从管道弯曲幅度、沉管速度和解绑晃动等方面出发，优化管道助浮气囊的结构和解脱形式，增强在气囊-海底管道分离、管道下沉浮力补偿、管道局部弯曲控制等关键问题上的控制，有助于提高浮拖沉管过程中管道、附件和操作人员的安全。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于海底管道浮拖沉管的缓降气囊系统，包括多舱橡胶气囊和气囊支座，所述气囊支座设置在海底管道上方，所述多舱橡胶气囊设置在气囊支座上，所述多舱橡胶气囊和海底管道分别通过气囊绑扎带和支架固定带贴合设置在气囊支座的上、下方。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：本实用新型根据海底管道浮拖法施工特点和管道沉底规律，通过气囊固定系统、多舱气囊系统和气囊充排气系统，可满足：1)借助分舱气囊的残余浮力，沉管过程管道整体姿态弯曲幅度小，在位后残余应力小；2)借助残余气囊浮力，沉管缓慢、平稳，减小与海床冲击；3)利用气囊固定系统，海上排气作业过程可避免气囊猛烈弹起，减缓管道摆动，提高操作安全性；4)管道与气囊解绑后，利用残余浮力可整体回收气囊和支架。

本实用新型的特点具体表现为：

(1)设置科学