本發(fā)明涉及清管球發(fā)射、接收裝置，尤其涉及一種深水油氣田臨時(shí)水下清管球的發(fā)射、接收裝置。

背景技術(shù)：

水下生產(chǎn)系統(tǒng)是深水油氣田開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，其是水下油氣順利輸送至處理終端的保障。水下清管球發(fā)射、接收裝置是水下生產(chǎn)系統(tǒng)預(yù)調(diào)試，海底管道內(nèi)流體應(yīng)急置換等不可或缺的設(shè)備。不同水深，不同管線材料，不同的生產(chǎn)要求對(duì)水下清管球發(fā)射、接收裝置的設(shè)計(jì)都有很大影響。

目前，現(xiàn)有的一種深水清管球發(fā)射裝置包括：水下發(fā)球筒，該發(fā)球筒為立式直線結(jié)構(gòu)，由水下連接器實(shí)現(xiàn)清管球發(fā)射裝置和海底管道終端(PLET)的連接。由于現(xiàn)有的水下清管球發(fā)射裝置的清管球須預(yù)先裝載到發(fā)球筒內(nèi)，且發(fā)球筒是立式結(jié)構(gòu)，因此，為了防止預(yù)裝的清管球因?yàn)樽灾囟袈涞默F(xiàn)象，必須額外設(shè)計(jì)自鎖裝置，增加了裝置的復(fù)雜性和維修概率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種深水油氣田臨時(shí)水下清管球的發(fā)射、接收裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不僅能夠進(jìn)行收球和發(fā)球，解決了預(yù)裝清管球因?yàn)樽灾囟袈涞膯?wèn)題；而且，還能夠一次性預(yù)裝多個(gè)清管球，并控制清管球按照順序間斷發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底管道的清洗、測(cè)徑、試壓、除水、干燥功能，大大地提高了工作效率。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種深水油氣田臨時(shí)水下清管球的發(fā)射、接收裝置，其特征在于：包括：收/發(fā)球筒、分別安裝在收/發(fā)球筒兩端的法蘭和水下無(wú)潛連接器、均勻地布置在收/發(fā)球筒頂部的并按順序驅(qū)動(dòng)清管球的驅(qū)動(dòng)管線，其中，收/發(fā)球筒的一端安裝有一個(gè)止球器，收/發(fā)球筒的另一端與泄壓裝置連接，收/發(fā)球筒上安裝有溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置；清管球的兩端安裝有“緩沖鼻子”，清管球在收/發(fā)球筒內(nèi)的布置為“球頂球”式排布，并使驅(qū)動(dòng)管線的支管的軸線位于相鄰兩個(gè)清管球的連接處，以實(shí)現(xiàn)清管球的按順序發(fā)射和接收；驅(qū)動(dòng)管線上還安裝有保護(hù)框架。

所述收/發(fā)球筒為“L”形結(jié)構(gòu)，收/發(fā)球筒上還安裝有彎管。

所述驅(qū)動(dòng)管線包括：一根主管和數(shù)根支管，其中，主管為水平布置，主管的端部為用來(lái)連接軟管的第一熱插拔接收器，支管為豎直布置，并與球筒連接，每個(gè)支管都安裝有隔離閥。

所述止球器是由一根圓管和端部的圓板組成，其中，圓管的一端固定于法蘭內(nèi)，圓管的另一端與圓板連接。

所述保護(hù)框架為框架式結(jié)構(gòu)，保護(hù)框架的上部為矩形，下部為倒三角形結(jié)構(gòu)；且保護(hù)框架頂部安裝有吊耳；保護(hù)框架上還安裝有陽(yáng)極塊。

所述溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置及泄壓裝置集成在一起，溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置是由管道、安裝在管道上的數(shù)個(gè)隔離閥、熱插拔接收器、溫度、壓力記錄儀和保護(hù)帽連接組成，其中，隔離閥為豎直布置，并由焊接管座與球筒連接，熱插拔接收器固定在保護(hù)框架上。

所述隔離閥為水下球閥。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不僅能夠進(jìn)行收球和發(fā)球，解決了預(yù)裝清管球因?yàn)樽灾囟袈涞膯?wèn)題；而且，還能夠一次性預(yù)裝多個(gè)清管球，并控制清管球按照順序間斷發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海底管道的清洗、測(cè)徑、試壓、除水、干燥功能，大大地提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)管線結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明止球器局部視圖。

圖4為本發(fā)明溫度、壓力監(jiān)測(cè)和泄壓裝置示意圖。

圖5為本發(fā)明保護(hù)框架截面圖。

圖6為本發(fā)明三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1-泄壓管線、2-第一隔離閥、3-第二隔離閥、4-第一熱插拔接收器、5-保護(hù)帽、6-第三隔離閥、7-保護(hù)框架、8-陽(yáng)極、9-驅(qū)動(dòng)管線、10-第四隔離閥、11-吊耳、12-第二熱插拔接收器、13-法蘭、14-襯板、15-第五隔離閥、16-第六隔離閥、17-第七隔離閥、18-第八隔離閥、19-第九隔離閥、20-第十隔離閥、21-收/發(fā)球筒、22-第十一隔離閥、23-彎管、24-水下無(wú)潛連接器、25-止球器。

具體實(shí)施方式

如圖1—圖6所示，本發(fā)明包括：收/發(fā)球筒21、分別安裝在收/發(fā)球筒21兩端的法蘭13、水下無(wú)潛連接器24、均勻地布置在收/發(fā)球筒21頂部的按順序驅(qū)動(dòng)清管球的驅(qū)動(dòng)管線9，其中，收/發(fā)球筒21的一端安裝有一止球器25，收/發(fā)球筒21的另一端通過(guò)泄壓管線1與泄壓裝置連接，收/發(fā)球筒21上安裝有溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置；驅(qū)動(dòng)管線9上安裝有保護(hù)框架7。

上述收/發(fā)球筒21為“L”形結(jié)構(gòu)。收/發(fā)球筒21上安裝有彎管23，彎管23的作用是連接收/發(fā)球筒21和水下無(wú)潛連接器24，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)收/發(fā)球裝置從豎直方向向水平方向的過(guò)度。彎管23與收/發(fā)球筒21、水下無(wú)潛連接器24均為焊接連接，彎管23的曲率半徑設(shè)計(jì)為5D(5倍管道外徑)，目的是便于清管球順利通過(guò)，防止卡球。

上述清管球的兩端安裝有“緩沖鼻子”，在收/發(fā)球筒21的內(nèi)清管球之間為“球頂球”式排布，并使驅(qū)動(dòng)管線的支管的軸線位于相鄰兩個(gè)清管球的連接處，以實(shí)現(xiàn)清管球的按順序發(fā)射。

如圖2所示，驅(qū)動(dòng)管線9包括：一根主管和數(shù)根支管，本實(shí)施例為六根。其中，主管為水平布置，主管的端部為第二熱插拔接收器12，用來(lái)連接來(lái)自支持船的軟管。六根支管為豎直布置，并通過(guò)焊接管座與收/發(fā)球筒21連接，每個(gè)支管都配備有一個(gè)由水下機(jī)器人操作的隔離閥，本實(shí)施例的隔離閥分別為第五隔離閥15、第六隔離閥16、第七隔離閥17、第八隔離閥18、第九隔離閥19、第十隔離閥20；且各支管間的距離相等，相鄰支管的軸線間的距離為清管球的長(zhǎng)度。

如圖3所示，止球器25是由一根圓管和端部的圓板組成，其中，圓管直徑約為球筒直徑的一半，圓管一端固定于法蘭13內(nèi)，圓管的另一端采用焊接方式與圓板連接，圓板直徑稍大于清管球“緩沖鼻子”的直徑。止球器25的長(zhǎng)度由需要發(fā)射的第一個(gè)清管球?qū)?yīng)的驅(qū)動(dòng)管線9的支管位置決定，原則是止球器25的端面與驅(qū)動(dòng)管線9支管的最近內(nèi)壁平齊。安裝止球器25的目的是預(yù)裝清管球時(shí)，能夠精確定位第一個(gè)清管球(裝球時(shí)操作人員無(wú)法從外面看到清管球的實(shí)際位置，第一個(gè)清管球碰到止球器后無(wú)法繼續(xù)前進(jìn)，表明已經(jīng)安裝到位)，因?yàn)?，后面的清管球?yàn)椤扒蝽斍颉笔脚挪迹?qū)動(dòng)管線支管距離為清管球的長(zhǎng)度，故可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)管線支管軸心位于相鄰清管器的連接處。

如圖4所示，溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置及泄壓裝置集成在一起，溫度、壓力監(jiān)測(cè)裝置是由管道、安裝在管道上的數(shù)個(gè)隔離閥(本實(shí)施例隔離閥分別為第三隔離閥6,第十一隔離閥22、第一熱插拔接收器4、溫度、壓力記錄儀和保護(hù)帽5連接組成，其中，隔離閥為豎直布置，并由焊接管座與球筒21連接，第一熱插拔接收器4固定在保護(hù)框架7上，保護(hù)帽5在安裝溫度、壓力記錄儀之前或取出溫度、壓力記錄儀之后插入第一熱插拔接收器4安裝，目的是防止雜物或海生物堵塞管路。

海底管道進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，24小時(shí)保壓時(shí)間結(jié)束后，由水下機(jī)器人在水下讀取保壓期間的海底管道內(nèi)溫度和壓力曲線，確認(rèn)海底管道是否泄漏；如果有需要，也可由水下機(jī)器人將溫度、壓力記錄儀取回水面讀取。

如圖5所示，保護(hù)框架7為由結(jié)構(gòu)圓管焊接組成的框架式結(jié)構(gòu)，以保護(hù)驅(qū)動(dòng)管線9及所有隔離閥在運(yùn)輸或安裝過(guò)程中不被損壞；并為水下機(jī)器人提供抓握點(diǎn)，輔助水下機(jī)器人操作隔離閥；輔助本發(fā)明的裝船固定；輔助本發(fā)明的吊裝和下方安裝。保護(hù)框架7的上部為矩形，下部為倒三角形結(jié)構(gòu)，最下端兩個(gè)圓管之間的角度為90度。且保護(hù)框架7的圓管通過(guò)襯板14與收/發(fā)球筒21焊接，這樣一來(lái)，既提高了保護(hù)框架7與球筒21焊接處的強(qiáng)度，又增加了吊裝的可靠性。保護(hù)框架7上還采用焊接方式安裝有兩個(gè)陽(yáng)極塊8(陽(yáng)極塊的個(gè)數(shù)根據(jù)項(xiàng)目具體要求確定)，以保證本發(fā)明的所有組件在水下作業(yè)時(shí)不會(huì)發(fā)生腐蝕，保護(hù)框架7頂部焊接有四個(gè)吊耳11，用于本發(fā)明的吊裝和水下安裝。

上述所有隔離閥為水下球閥。

如圖1，圖6所示，本發(fā)明的工作流程為：假定作業(yè)目標(biāo)為一個(gè)深水氣田(水深大于300米)，生產(chǎn)設(shè)施包括：一座位于淺水段的生產(chǎn)平臺(tái)，一條淺水海底管道、一條深水海底管道(海底管道兩端配備管道終端)、水下管匯、水下采油樹(shù)、跨接管等。預(yù)調(diào)試作業(yè)期間，深水段海底管道鋪設(shè)完畢后，海底管道兩端的海底管道終端上分別安裝本發(fā)明進(jìn)行清洗和測(cè)徑，此時(shí)，發(fā)球筒已經(jīng)預(yù)裝了兩個(gè)清洗球和一個(gè)測(cè)徑球，收球筒在第二熱插拔接收器12上安裝止回閥，用于清管期間的排放。首先，由水下機(jī)器人連接支持船的軟管到發(fā)球筒的第二熱插拔接收器12，打開(kāi)驅(qū)動(dòng)管線9上的第四隔離閥10和第八隔離閥18，其余隔離閥為關(guān)閉狀態(tài)，由支持船提供處理過(guò)的海水將第一個(gè)清洗球發(fā)出。第一個(gè)球發(fā)出150米后，關(guān)閉第八隔離閥18，并打開(kāi)第九隔離閥19，發(fā)射第二個(gè)清管球，待其前進(jìn)150米后，關(guān)閉第九隔離閥19，打開(kāi)第十隔離閥20，發(fā)射測(cè)徑球，直至三個(gè)清管球到達(dá)臨時(shí)收球筒。然后，將收球筒拆卸，并取回至支持船甲板，查看測(cè)徑球的狀態(tài)。支持船回到發(fā)球筒處，用水下機(jī)器人重新連接軟管到第二熱插拔接收器12，并將溫度、壓力記錄儀插入至第一熱插拔接收器4上，打開(kāi)第四隔離閥10和第十隔離閥20，注入淡水，按照水壓試壓程序階段性加壓至試驗(yàn)壓力，待海底管道內(nèi)壓力穩(wěn)定后，關(guān)閉水下發(fā)球筒的所有隔離閥，回收軟管。按照標(biāo)準(zhǔn)要求保壓24小時(shí)后，由隔離閥讀取溫度、壓力記錄儀記載的海底管道溫度和壓力數(shù)據(jù)，判斷試壓結(jié)果，試壓成功后打開(kāi)第一隔離閥2和第二隔離閥3，由泄壓管線1進(jìn)行泄壓，最后回收發(fā)球筒。待所有跨接管連接完畢后，進(jìn)行整個(gè)水下生產(chǎn)系統(tǒng)的泄漏測(cè)試，泄漏測(cè)試由生產(chǎn)平臺(tái)加壓和泄壓，不涉及本發(fā)明。接下來(lái)進(jìn)行海底管道的除水、清洗、干燥和增壓，將本發(fā)明臨時(shí)水下發(fā)球筒安裝到末端的水下管匯，發(fā)球筒內(nèi)預(yù)裝四個(gè)清管球，首先，由水下機(jī)器人連接支持船的軟管到發(fā)球筒的第二熱插拔接收器12，打開(kāi)驅(qū)動(dòng)管線9上的第四隔離閥10和第七隔離閥17，其余隔離閥為關(guān)閉狀態(tài)，由支持船提供乙二醇將第一個(gè)清管球發(fā)出。待乙二醇注入量達(dá)到2立方米時(shí)，關(guān)閉第七隔離閥17，并打開(kāi)第八隔離閥18，發(fā)射第二個(gè)清管球，待乙二醇注入量達(dá)到2立方米時(shí)，關(guān)閉第八隔離閥18，打開(kāi)第九隔離閥19，待乙二醇注入量達(dá)到2立方米時(shí)，關(guān)閉乙二醇注入泵，將輸送乙二醇的軟管更換為輸送氮?dú)獾能浌埽魂P(guān)閉第九隔離閥19，打開(kāi)第十隔離閥20，用氮?dú)怛?qū)動(dòng)第四個(gè)清管球，直至四個(gè)清管球全部到達(dá)生產(chǎn)平臺(tái)。繼續(xù)用氮?dú)庠鰤?，直至海底管道系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到要求的投產(chǎn)壓力，關(guān)閉氮?dú)鈮嚎s機(jī)和第四隔離閥10，回收軟管。關(guān)閉水下管匯相應(yīng)閥門(mén)，回收水下發(fā)球筒。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。