高慶有，李斌，董廣寧，郭曉明，樊鶴(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

0 引言

目前PLET安裝方式可分為在線安裝和舷側(cè)安裝兩種方法：

(1) PLET 在線安裝法。在線安裝法多用于500 m 內(nèi)和小尺寸PLET，是在海管鋪設(shè)時(shí)在作業(yè)線內(nèi)PLET 與海管焊接在一起，通過(guò)海管鋪設(shè)將其下放到海底，其尺寸限制是需通過(guò)鋪管船張緊器和托管架，且重量太大且集中會(huì)導(dǎo)致焊接處產(chǎn)生較大應(yīng)力。此方法受張緊器尺寸和托管架尺寸等因素限制，對(duì)安裝海況要求高，多使用深水浮筒以減輕其重量。

由于PLET 重量大且集中，為防止沉降多使用防沉板減小對(duì)海底泥面的壓強(qiáng)，所以此安裝法多使用PLET 和防沉板分體安裝，先將防沉板單獨(dú)安裝，然后再將PLET 鋪設(shè)到防沉板上。如果PLET和防沉板整體重量不大，可以將防沉板設(shè)計(jì)成折疊型，PLET 和防沉板整體通過(guò)張緊器和托管架后著泥時(shí)，使用ROV 將折疊防沉板打開。此方法節(jié)省了單獨(dú)安裝防沉板工作。對(duì)于在線安裝法對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)操作，精度控制，防旋轉(zhuǎn)控制和安裝海況要求高。但優(yōu)點(diǎn)是海管鋪設(shè)和PLET 安裝工作可以做到無(wú)縫銜接。

(2) PLET 舷側(cè)安裝法。舷側(cè)安裝法多用于500 m 以上和大尺寸PLET，不再通過(guò)張緊器和托管架，重量和尺寸僅受安裝設(shè)備的限制，且海管形狀為J 型，海管和PLET 焊接點(diǎn)受力更好，受海況影響小。

1 PLET 安裝裝備

PLET 安裝需要鋪管船、張緊器、托管架、張力絞車、舷側(cè)下放系統(tǒng)PHS 等設(shè)備，在此重點(diǎn)介紹舷側(cè)下放PHS 系統(tǒng)。

PHS(PLET handing system) 系統(tǒng)是舷側(cè)安裝的主要設(shè)備，用于海管回收，PLET 懸掛和下放。PHS 具有調(diào)整液壓缸，具備6 個(gè)自由度調(diào)整的功能。其懸掛平臺(tái)主要作用將海管懸掛在舷側(cè)，為整條懸鏈線海管提供張力。如HYSY201 船具備的400T PHS 系統(tǒng)能力，可以適應(yīng)最大24 寸海管[1]。

2 PLET 安裝方法

2.1 在線安裝法

在線安裝法是較常規(guī)安裝方法，常使用整體安裝法和分體安裝法。整體式安裝是PLET 和防沉板整體式一體話安裝；分體式安裝是為降低PLET 主體重量，在鋪設(shè)前預(yù)安裝防沉板，在海管鋪設(shè)時(shí)將PLET 主體下放到防沉板內(nèi)。此方法PLET 尺寸受到船舶張緊器的開口限制，如HYSY201 船張緊器開口尺寸限制如下：高度<2.5 m，寬度<1.4 m[2]。

2.1.1 PLET 在線安裝法—分體式安裝法

如果采用分體安裝方法，需要在海管鋪設(shè)前在PLET 位置預(yù)安裝防沉板，防沉板安裝的流程如下：(1) 在防沉板安裝LBL高精度水下定位系統(tǒng)；(2) 采用帶有主動(dòng)升沉補(bǔ)償功能的吊機(jī)吊裝，防止在過(guò)飛濺區(qū)時(shí)突然的升沉對(duì)吊機(jī)沖擊；(3) 對(duì)于防沉板的首向和位置精度要求高，需要用ROV 控制防沉板首向；(4) 防沉板著泥后ROV 采集上面信標(biāo)數(shù)據(jù)和水平數(shù)據(jù)，確認(rèn)位置和回收鎖具。

PLET 在作業(yè)線安裝流程如下：(1) 在鋪設(shè)至防沉板時(shí)臨時(shí)棄管，ROV 測(cè)量海管端到防沉板間的距離，確認(rèn)最后調(diào)整管長(zhǎng)度，回收海管至作業(yè)線焊接調(diào)整管和PLET；(2) 由于尺寸較大，且張緊器開口高度的限制，如壓力帽等結(jié)構(gòu)影響通過(guò)，可以提前拆卸，待通過(guò)張緊器后再安裝；(3) 由于重量較大且集中導(dǎo)致焊接位置應(yīng)力較大，要降低焊接點(diǎn)的應(yīng)力，使用深水浮筒降低其水中重量；(4)PLET 順利通過(guò)托管架后，繼續(xù)下放當(dāng)靠近防沉板時(shí)，緩慢調(diào)整船位控制方向和位置，將PLET 慢慢放入防沉板中[3]。

2.1.2 PLET 在線安裝法—整體安裝法

整體安裝法是將防沉板和PLET一體式安裝，安裝效率高，但要將PLET 和防沉板整體通過(guò)張緊器，需要采用折疊式防沉板以減小尺寸，在張緊器前將防沉板折疊起來(lái)，著泥后再由ROV 將防沉板打開。整體式在線安裝流程與分體式安裝流程基本一致，區(qū)別在于防沉板和PLET 制造成為一整體，防沉板具備折疊功能，在張緊器前將防沉板折疊通過(guò)，待整體通過(guò)托管架著泥后，由ROV 將防沉板打開，整體式PLET 安裝完畢。

2.2 PLET 舷側(cè)安裝法

舷側(cè)安裝工藝主要應(yīng)用深水油田，深水海管管徑大，終端PLET 的集成功能多，導(dǎo)致尺寸和重量都大，以HYSY201 船為例在舷側(cè)增加一套PHS 系統(tǒng)，模仿J-lay 鋪設(shè)工藝，將海管從S型改為J 型狀態(tài)，將海管懸掛舷側(cè)，PLET 在舷側(cè)安裝。不再通過(guò)張緊器和托管架，尺寸不再受限，海管受力更好，所以此方法可以安裝更大和更重的PLET。此方法國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，目前已經(jīng)成功應(yīng)用的方法分為浮筒式和Yoke 式安裝法。

2.2.1 機(jī)具

由于每個(gè)PLET 的尺寸和重量都不同，為使PHS 系統(tǒng)可以匹配多種PLET，需要做些工機(jī)具的改造：(1) 懸掛裝置。懸掛裝置為液壓凹槽，PLET 掛點(diǎn)要設(shè)計(jì)成銷軸形式，銷軸直接放在凹槽內(nèi)，在PHS 掛點(diǎn)處有液壓鉤進(jìn)行固定，也可以使用適配框架調(diào)整PLET 和PHS 間連接[4]；(2) 懸掛點(diǎn)(Collar)。為保證海管在舷側(cè)穩(wěn)定，在海管上安裝1 個(gè)懸掛裝置Collar，將Collar 懸掛在PHS 的懸掛卡子上，利用海管的重力使海管穩(wěn)定；(3) 適配套筒(Adapter)。由于PHS 系統(tǒng)的掛點(diǎn)是固定尺寸24 寸，根據(jù)不同管徑設(shè)計(jì)不同尺寸的適配套筒，適配套筒安裝在原掛點(diǎn)內(nèi)以滿足不同尺寸Collar 的懸掛功能；

2.2.2 筒式安裝法

浮筒式安裝法是采用深水浮筒的浮力降低PLET 的重量，從而在下放過(guò)程中降低Collar 管焊口處的應(yīng)力，保證PLET下放階段更加安全。其結(jié)構(gòu)形式主要由PLET 主體，防沉板和Yoke 臂組成，下放吊點(diǎn)在防沉板上，將AR 纜與此吊點(diǎn)連接下放；Yoke 臂連接浮筒，浮筒浮力可以減輕PLET 的重力，減小海管的應(yīng)力；其詳細(xì)安裝流程如下：

(1) 從駁船吊至甲板，為使起吊鋼絲遠(yuǎn)離其上面閥門，保證閥門的安全，可以采用吊裝框架吊裝；并安裝水下高精度定位設(shè)備；(2) 將PHS 調(diào)整至90°，將AR 纜下放到水下海管封頭上方，ROV 協(xié)助將AR 纜和回收浮筒系統(tǒng)連接，然后移動(dòng)船舶和收緊AR 纜將海管回收至舷側(cè)，將Collar 放在懸掛卡子中，關(guān)閉懸掛卡子，拆除Collar 保護(hù)器，并測(cè)量和調(diào)整海管的豎直角度，使Collar 和卡子完全貼合；(3) 將PHS 放置水平位置，拆除浮筒系統(tǒng)，回收浮筒和切割封頭；(4) 吊裝PLET 至PHS 上，先將YOKE 旋轉(zhuǎn)于一側(cè)的支撐上，將浮筒連接索具通過(guò)ROV 卡環(huán)與YOKE 連接；將下放鎖具與AR 纜和PLET 下放吊點(diǎn)連接；(5) 使用冷切設(shè)備切除海管封頭并進(jìn)行坡口加工，PLET 焊接、檢驗(yàn)、噴砂除銹與防腐涂敷；(6) 打開懸掛卡子保險(xiǎn)銷，將海管載荷從懸掛卡子轉(zhuǎn)移到絞車上，打開懸掛卡具，收回懸掛平臺(tái)，慢慢收緊絞車使海管與懸掛卡子分離，將PLET 從PHS 掛點(diǎn)中拉出分離；(7) 將PHS 旋轉(zhuǎn)下放角度，按照計(jì)算分析結(jié)果，緩慢移船并保持張力釋放A&R 纜下放PLET，每次對(duì)移船距離，AR 纜下放長(zhǎng)度和下放張力進(jìn)行控制，使其慢慢入水，在過(guò)飛濺區(qū)時(shí)要快速通過(guò)以減小波浪的影響，吊機(jī)保持小張力保持浮筒的豎直；(8) 繼續(xù)下放至吊機(jī)鉤頭入水約30 m，暫停下放，ROV協(xié)助將浮筒與吊機(jī)脫鉤；(9) 通過(guò)定位設(shè)備與水下LBL 系統(tǒng)互相矯正，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)精度要求后將PLET 著泥；(10) 確認(rèn)精度后，ROV 協(xié)助將AR 纜和PLET 分離，ROV 拆除定位設(shè)備和回收水下LBL 系統(tǒng)，回收AR 纜；ROV 解開 Yoke 臂上的卡環(huán)，將Yoke 和浮筒分離，釋放浮筒至水面回收。

2.2.3 Yoke 式PLET 安裝方法

Yoke 式安裝方法是在浮筒式安裝法基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化而來(lái)，合理調(diào)整PLET 重心和Yoke 旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的相對(duì)位置，然后使用Yoke 點(diǎn)連接AR 纜進(jìn)行下放，使用AR 纜提供下放力和原浮筒提供的扶正浮力，也有效的降低了PLET重量和焊口處的應(yīng)力。

Yoke 式的結(jié)構(gòu)分為PLET 主體，防沉板和Yoke 三部分，下放吊點(diǎn)采用Yoke 臂進(jìn)行下放，PLET 在下放期間可以繞Yoke 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

詳細(xì)安裝流程如下：(1)～(3) 與3.2.2 章節(jié)安裝步驟一致；(4) 起吊PLET 至PHS 上，YOKE 臂通過(guò)吊環(huán)和卡環(huán)連接至A/R 纜；(5)～(8) 與3.2.2 章節(jié)安裝步驟一致，由于沒(méi)有浮筒所以取消浮筒釋放過(guò)程；(9) 在下放過(guò)程中，ROV 要持續(xù)觀察其姿態(tài)，防止發(fā)生側(cè)翻，在靠近海底時(shí)，根據(jù)定位系統(tǒng)和水下LBL系統(tǒng)，調(diào)整PLET 的姿態(tài)和位置；(10) 確認(rèn)安裝到位后，ROV 協(xié)助使吊環(huán)從YOKE 中脫鉤脫離；回收AR 纜完成安裝。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)不同結(jié)構(gòu)尺寸重量的PLET 會(huì)使用多種安裝工藝，每種安裝工藝都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際船舶和裝備情況選擇更優(yōu)的安裝方案。目前深水項(xiàng)目的PLET 安裝方案普遍認(rèn)為Yoke 式下放工藝更優(yōu)，不需要使用深水浮筒協(xié)助，費(fèi)用低，效率高，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。

面對(duì)深水PLET 安裝項(xiàng)目，還會(huì)面對(duì)海管膨脹量增大和地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜等難題，所以后續(xù)對(duì)PLET 可滑動(dòng)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，防沉板設(shè)計(jì)，保護(hù)罩設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究。