摘要：本文主要针对深水脐带缆安装技术展开分析，思考了深水脐带缆安装技术发展的基本情况，分析了安装技术的总体的要求，以及未来的发展的趋势，可供今后参考。
关键词：深水脐带缆，安装技术，发展现状，趋势
前言：
对于深水脐带缆安装技术发展的情况，很多专家学者都进行了概括，未来，深水脐带缆安装技术还将更加的先进，这当然是需要我们更加深入的研究其未来的发展趋势。
1、脐带缆概述
作为水下控制系统关键组成部分之一的水下生产系统脐带缆，是连接上部设施和水下生产系统之间的“神经和生命线”。脐带缆在海洋工程中的应用已有近50年的发展历史。我国对于脐带缆的研究起步较晚，在水下脐带缆的研究、设计及制造领域与国际先进水平存在较大差距。目前，我国流花11-1､陆丰22-1､等油田使用的脐带缆产品全部依赖进口。脐带缆作为深水油气田开发的关键部分，其安装技术必将走向深水领域。通过分析研究脐带缆安装技术特点、发展现状与趋势，建立相关的知识储备，为我国深水油气田开发提供技术的指导。
根据使用的环境条件，脐带缆通常可分为动态脐带缆和静态脐带缆, 铺设在海底的部分称为静态脐带缆，而由上部设施引出的在海水中的部分称为动态脐带缆。在设计脐带缆时，应明确是用于动态还是静态情况，因为动态脐带缆在安装、在位过程中一直受到流、波浪、浮体运动作用。必须进行系统详细的局部和整体力学分析来保证其在寿命周期内安全运行，而静态脐带缆一般需要考虑海底稳定性问题。
2、脐带缆安装技术特点
脐带缆上端连接生产平台上的控制单元，下端连接海底终端，传输上部平台的控制信号至水下各功能组件，例如海底管汇、水下采油树等。因此，脐带缆安装过程分几个阶段进行。
2.1脐带缆铺设技术
将铺设设备按照设计图纸中施工图的要求布置、固定，将脐带缆铺设机具装上船并与船体固定。脐带缆的铺设可以分为起始、正常、终止3个阶段。在铺设过程中应保证脐带缆的曲率和张力。铺设方式分为滚筒式铺设和旋转容器退扭式铺设。
2.1.1铺设准备
1)脐带缆开始铺设前，需要按照设计在施工船上布置脐带缆铺设设备，并做好设备的检查调试。
2)潜水员检查脐带缆护管情况，检查海底情况。
3)从顶部穿1根牵引钢丝到脐带缆护管内。
2.1.2起始铺设
1)施工船舶就位。
2)脐带缆终端头在甲板上做好防水处理后，连接拖拉索具，放入水中。
3)潜水员在水下将脐带缆护管内的牵引绳与拖拉索具连接好。
4)用吊机或绞车拉脐带缆护管另一端的牵引绳，直到把脐带缆终端头抽出。
5)预留出适宜脐带缆连接的长度。
6)在水上、水下固定住脐带缆。
7)沿着脐带缆设计路线铺设。
2.1.3正常铺设
将脐带缆和铺设设备装船，按要求布置并做好固定和设备的检验调试，开始正常铺设，在铺设过程中要注意控制脐带缆铺设速度，监控脐带缆入水角度和张力，通过张紧器和刹车系统控制铺设张力和入水角度。移船过程中，定位系统引导脐带缆铺设到设计路线中。
2.1.4终止铺设
1)铺设脐带缆到终点后，潜水员下水检查脐带缆护管情况，并清理管口。
2)脐带缆端部要绑一些浮球。
3)潜水员在水下将脐带缆护管内的牵引绳与拖拉索具连接好。
4)将脐带缆放到水里，通过浮球保持脐带缆在水中的曲率。
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5)用吊机或绞车拉脐带缆护管另一端的牵引绳，直到脐带缆头抽出。
6)预留出适宜脐带缆连接的长度。
7)在水上、水下固定住脐带缆。
2.2与主平台回接技术
脐带缆连接到重力基座或是导管架平台时，必须拉入到专用通道，该通道就是I/J—Tube。I/J—Tube一端用塞子塞紧，防止水渗入进去造成腐蚀。脐带缆与主平台连接时所用的I/J-Tube回接方法是：当铺管船到达平台附近时，用深水遥控机器人ROV(Remotely Operated Vehicle)对海床和I/J管入口进行可视化检查，考察I/J管的物理条件和海床条件以及I/J管的路线剖面。平台上的绞车牵引缆索沿着I/J—Tube下放，使其在铺管船甲板上与脐带缆的一端连接好，平台上的绞车收回牵引缆索。当牵引缆索在I/J管喇叭口的挡板处时，要用很大的张力才能通过。平台绞车将脐带缆拉起直到脐带缆悬挂头到达平台铺板标高处，连接于平台上控制终端。
2.3终端下放技术
脐带缆终端UTA(Umbilical TerminationAssembly)下放通常采用“双子法”安装，UTA定位非常关键。
1)定位船到达指定位置或区域，将绞车钢索一端吊至铺管船，以便连接脐带缆终端(UTA)，定位船绞车钢索连接到脐带缆终端以后，再使脐带缆连接好脐带缆终端，然后用“A”型架将脐带缆终端提起。
2)倾斜“A”型架，使脐带缆终端移出甲板，然后通过铺管船上中心绞车缆线与定位船钢索协调释放，下放脐带缆终端，直到脐带缆终端进入水中。
3)继续下放脐带缆、钢索和中心绞车缆线，直到脐带缆终端下降至500m水深处，中心绞车停止释放缆线，利用深水遥控机器人剪断中心绞车缆线。
4)脐带缆终端载荷全加至定位船钢索上，完成张力转换，这样定位船就能确定脐带缆终端的下降方位。
5)继续下降脐带缆终端，当到达离海床50m处时，利用定位装置确定脐带缆终端的方位。
6)定位完成以后，继续释放脐带缆终端，直到脐带缆终端下放到海床上，完成脐带缆终端的下放工作之后，便开始正式铺设脐带缆的工作。
2.4飞行就位连接技术
脐带缆终端下放到目标位置后，终端与水下生产设施相连接的部分是飞线(flying leads)。飞行就位(fly-to-place)技术是一个无人操作的连接系统，用来连接柔性管线或脐带缆，完成油田内部水下各个设备之间的连接，例如采油树、管汇、管线终端以及立管基座。近年来飞线的连接遇到很多困难，主要是由于对扣板(stabplate)质量过大．由于水深的增加，飞线本身的质量和刚度都增加了。
3、脐带缆安装技术进展
目前，墨西哥湾地BP、TotalFinaElf、Marathon Oil三大公司对King’S Peak、Aconcagua、Camden Hills油田进行脐带缆安装，3块区域的水深为100～2 000 m，其所应用对扣铰接技术 (Stab and Hinge Over)减少了主脐带缆终端与脐带缆对接的安装时间，脐带缆的安装技术已经发展到了近3 000 m水深。我国目前最先进的脐带缆铺设船舶“海洋石油286”，配有2500吨内置式海缆转盘（carousel），并于2017年全新装配了深水垂直铺设系统VLS (Vertical Laying System)，张紧器最大铺设张力可达325吨，适用管径在50-630mm之间，另配有400吨A/R绞车和100吨A/R绞车各一台，最大作业水深可达3000m。从装备能力来讲，已与国外先进公司装备差别不大，需要不断通过我国深水油气田开发项目的不断历练，进一步掌握深水脐带缆安装技术。
4、结束语
综上所述，针对深水脐带缆安装技术的发展，我们有必要更好的进行分析，对于深水脐带缆安装技术发展的要求和未来的趋势，只有更加的明确了，才能够在今后更好的施工，所以，本文进行了总结和探析，可供今后参考。
参考文献：
[1]俞恩科,敬强,解玉文,曹向勇,沈耀军.海缆巡检机器人脐带缆收放系统设计与研究[J].机床与液压,2017,45(03):82-88.
[2]刘培林,苏锋,张志远,陈斌,张汝彬,李育房,赵宏林,张磊.水下脐带缆电传输特性仿真分析[J].中国海上油气,2017,29(02):135-141.
论文作者:前德门
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/5
标签：脐带论文; 终端论文; 绞车论文; 深水论文; 水下论文; 技术论文; 钢索论文; 《基层建设》2018年第9期论文;