一种海缆敷设的施工方法
技术领域
本发明属于海缆敷设领域,特别涉及一种海缆敷设的施工方法。
背景技术
海缆敷设是连续性的施工过程,周期长、任务重。在海缆敷设过程中,当面对强对流天气、台风等不利因素时,容易引发海缆施工质量问题及安全风险,故而需要在施工前掌握准确的气象数据,并根据气象变化选择良好的施工窗口。
但气象预报信息具有局限性,只能精准预测到一定时间范围内,当海缆敷设施工工期超过了该时间范围,就会增加施工的不确定因素,若发生天气的剧烈变化时,就极容易引发海缆施工质量问题及安全风险。
发明内容
本发明针对上述不足,提出了一种可以大幅度缩短海缆敷设的施工工期,并且解决因为缩短施工工期而引发的海缆敷设问题的一种海缆敷设的施工方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种海缆敷设的施工方法,海缆的两端包括用于与陆上集控中心连接的陆地连接端和用于与海上平台连接的海上连接端,其步骤如下:
S1:根据陆上集控中心与海上平台的位置,选定陆上集控中心和海上平台两者之间的中心位置预设海上接头平台搭建位置;
S2:从陆上集控中心开始向海上接头平台方向敷设陆地连接海缆;
S3:与S2步骤同时,从海上平台开始向海上接头平台方向敷设海上连接海缆;
S4:在陆地连接海缆敷设至距离海上接头平台200-500米时,对陆地连接海缆采用S型抛放;
S5:在海上连接海缆敷设至距离海上接头平台200-500米时,对海上连接海缆采用S型抛放;
S6:根据陆地连接海缆与海上连接海缆的抛放位置,选定位置进行海上接头平台搭建;
S7:将陆地连接海缆和海上连接海缆打捞至海上接头平台上,并将陆地连接海缆与海上连接海缆进行对接,组成海缆;
S8:将对接完成后的海缆呈Ω型摆放在海床上。
与现有技术相比,本发明的优点在于:通过步骤S2与步骤S3进行两端同时施工,相较于传统的单向施工,理论上施工工期直接缩短一半,从而实现大幅度缩短施工工期的目的,但因为陆地连接海缆与海上连接海缆在进行对接时,其存在对接难度,故而无法达到直接对施工工期缩短一半的效果;
在陆地连接海缆与海上连接海缆对接前,需要准备对接的余量,比如陆地连接海缆与海上连接海缆在使用时,是在海床线上,但是对接工作却不能在水下进行,需要准备陆地连接海缆与海上连接海缆打捞到海上接头平台时,陆地连接海缆与海上连接海缆的抬升余量,还有在进行陆地连接海缆与海上连接海缆对接时,需要切除部分端部,便于对端部进行施工,故而需要对接的施工余量,还有在对接过程中,陆地连接海缆与海上连接海缆会受到浪涌的影响,出现动态变形,故而还需要考虑到陆地连接海缆与海上连接海缆的为了适应动态变形、避光损伤的变形余量,还有在完成陆地连接海缆与海上连接海缆的对接后,需要将海缆重新沉放到海床线上,需要将海缆从海上接头平台上抬起,并且避免海缆与海上接头平台发生摩擦,从而需要海缆具备沉放施工余量,在众多余量的前提下,陆地连接海缆与海上连接海缆仍需要抛放在海上接头平台的对应的两侧,故而通过S4和S5,将陆地连接海缆与海上连接海缆采用S型抛放的方式进行抛放,提供足够的余量进行陆地连接海缆与海上连接海缆的对接施工;
因为在进行陆地连接海缆与海上连接海缆敷设时,需要时刻根据海床的变化适当的调整敷设路线,以及在敷设过程中,拖船会存在拖拽偏差,故而预设接头平台位置只能作为参考位置,为陆地连接海缆与海上连接海缆在敷设过程中设定敷设方向,最终再执行S6步骤,根据陆地连接海缆与海上连接海缆的实际抛放位置,选定具体的海上接头平台进行陆地连接海缆与海上连接海缆的对接工作;
最终因为陆地连接海缆与海上连接海缆的各种余量设计,为避免海缆的最终沉放时造成打扭套圈的现象,将海缆呈Ω型摆放在海床上,保证海缆的使用质量;
通过本发明的设计,不仅大幅度缩短了海缆敷设的施工工期,还解决了因为缩短施工工期而引发的海缆敷设问题,保证海缆的使用质量,同时在进行陆地连接海缆和海上连接海缆对接时,可以具备更高的灵活性,可以根据海床的具体情况,对海上接头平台的位置进行及时的调整,适当得偏向陆上集控中心或者偏向海上平台或者适当得在陆上集控中心与海上平台的中垂线上偏移均可,虽然对工期有所延长,但相较于传统海缆敷设方法,仍有些大幅度降低施工工期的优点,并且在完成步骤S4与步骤S5后,若出现天气的剧烈变化,导致无法施工的情况,还可以暂缓海上接头平台的搭建工作,待恶劣天气过去后,再进行海上接头平台的搭建以及陆地连接海缆与海上连接海缆的对接施工,从而保证了海缆的使用质量以及海缆敷设过程中的操作安全,该时间结点处于原施工工期一半的时间周期内,从而在进行远距离海缆敷设过程中,更容易在天气预报的精准预报期限内进行高质量、高安全的施工作业,避免遇到施工工期超出天气预报的精准预报期限,又遇到恶劣天气导致海缆敷设质量低、施工作业安全隐患大的情况,进而避免了该类不良海缆敷设情况下的高频维护和报废的可能性。
作为改进,在进行步骤S2和S3之前,还需要根据天气预报的精准时限内,选定连续施工窗口,通过所述改进,选择合理的施工工期,更好的保障海缆的敷设质量以及施工安全。
作为改进,在进行步骤S2前,检查陆上集控中心周围海域,并开展扫测和试航工作以避免陆地连接海缆发生敷设事故,通过所述改进,在靠近陆上集控中心的区域,海床环境更为复杂,可能存在礁石,此时需要提前处理这些异常环境或者对这些异常环境进行避让,从而保证船舶的航行安全以及海缆的敷设质量。
作为改进,在步骤S4中,陆地连接海缆对接端在抛放前,做好陆地连接海缆对接端的测试、铅封、定位;在步骤S5中,海上连接海缆对接端在抛放前,做好海上连接海缆对接端的测试、铅封、定位,通过所述改进,对陆地连接海缆对接端与海上连接海缆对接端的测试与铅封工作,可以保证陆地连接海缆与海上连接海缆抛放后的安全性,避免在抛放后,陆地连接海缆与海上连接海缆在水下出现损坏,严重的,可能会造成整根海缆报废,而对陆地连接海缆对接端与海上连接海缆的定位,可以为后续海上接头平台的搭建作标示,同时也便于后续将陆地连接海缆对接端与海上连接海缆对接端打捞上海上接头平台。
作为改进,所述定位采用对陆地连接海缆对接端与海上连接海缆对接端连接浮标,通过所述改进,便于观察陆地连接海缆对接端与海上连接海缆的抛放位置。
作为改进,在步骤S6中,包括步骤S6.1:所述海上接头平台采用大型支腿船,根据两个浮标位置,将大型支腿船拖航至海上接头平台驻点,通过所述改进,采用大型支腿船进行海上接头平台的搭建,不仅可以快速完成海上接头平台的搭建工作,缩短施工工期,还可以在完成海缆的对接后,拆除大型支腿船的支腿,解除对于大型支腿船的固定,直接拖拽大型支腿船返航,从而可以大幅度简化海上接头平台的搭建与拆除工作,并且在完成对接工作后,海面上无任务建材残留。
作为改进,在步骤S6中,还包括步骤S6.2:通过潜水员探测陆地连接海缆与海上连接海缆的抛放状态,调整大型支腿船的支腿位置,避免支腿固定时误伤海缆,通过所述改进,保证海上接头平台搭建的正确性,避免损伤海缆,造成工程失误。
作为改进,在步骤S7中,还包括步骤S7.1:在陆地连接海缆与海上连接海缆打捞到大型支腿船的甲板上时,将陆地连接海缆与海上连接海缆分别通过在甲板两侧的落水槽,所述落水槽用于对陆地连接海缆与海上连接海缆进行限弯,在所述陆地连接海缆与海上连接海缆均匀固定连接上一个浮力圈,所述浮力圈通过连接链与支腿相连,常态下,所述浮力圈设于海平面,所述连接链与支腿的连接点在海平面以下,且所述浮力圈处于落水槽的下方,所述浮力圈为分体式设计,便于与陆地连接海缆与海上连接海缆进行分离,通过所述改进,可以使陆地连接海缆和海上连接海缆从海床抬升到甲板上后,避免发现折弯半径小,造成陆地连接海缆和海上连接海缆损伤的情况,保证陆地连接海缆和海上连接海缆的使用质量,同时落水槽的设计,形成了摆动的止停,可以避免在海缆受浪涌影响发生左右摇摆时,在甲板上的海缆发生同步摆动,通过浮力圈的设计,可以使陆地连接海缆和海上连接海缆在对接过程中,适应性更强,不容易受到涌浪的影响造成对接难度大的情况,当海水上涨时,浮力圈受到连接链的限制,无法跟随上浮,只能以连接链与支腿的连接处为圆心,存在向上且向靠近支腿的方向移动的趋势,此时浮力圈沉下海水中,但因为连接海缆的抗变性能以及浮力圈设于落水槽下方的设计,使得连接海缆不易变形,从而使得在海水上涨时,连接海缆变形小,从而不易造成在进行陆地连接海缆与海上连接海缆对接时,相对挤压的情况。
作为改进,在步骤S7中,还包括步骤S7.2:在打捞陆地连接海缆与海上连接海缆到甲板上时,需要保证陆地连接海缆与海上连接海缆的对接长度外,还需要保证在涌浪状态下,预留出陆地连接海缆的变形余量与海上连接海缆的变形余量,通过所述改进,使陆地连接海缆和海上连接海缆在对接过程中,形成变形缓冲,适应性更强,不容易受到涌浪的影响造成对接难度大的情况,尤其是在海水下降时,可以避免陆地连接海缆与海上连接海缆之间的连接张力过大造成连接成功后的断裂以及避免对接距离的扩大造成不易对接的情况。
作为改进,在步骤S8中,还包括步骤S8.1:根据水深、水面与甲板之间的高度差、预留的陆地连接海缆的变形余量与预留的海上连接海缆的变形余量,解除陆地连接海缆与海上连接海缆上与浮力圈的连接,通过吊机吊起接头盒缓慢吊离船舷,在确定海缆无余量进行打扭套圈后,与再将接头盒和海缆摆放到海床上;当在步骤S4和步骤S5中,陆地连接海缆的S型抛放与海上连接海缆的S型抛放长度不同时,在较长的一根连接海缆上套接上两个可沿着连接海缆自由移动的调节浮力圈,所述调节浮力圈采用分体式设计,且调节浮力圈可通过内部的动力泵进行吸水完成下沉动作,初始状态下,两个调节浮力圈相抵,跟随吊机沿着海平面自然移动,待较短的连接海缆完成延展后,将靠近落水槽的调节浮力圈与支腿相连,另一个调节浮力圈通过牵引船进行牵引沿着远离大型支腿船的方向移动,待较长的连接海缆完成延展后,两个调节浮力圈进行进行吸水,待重力略大于浮力时,实现缓慢下沉,同时吊机开始将接头盒和海缆进行摆放到海床上,完成海缆敷设后,潜水员回收调节浮力圈,通过所述改进,保证海缆在最后沉放过程中,保证海缆的松紧度,使海缆不易发生打扭套圈的情况,从而保证了在完成海缆的沉放后,海缆的使用质量,同时因为陆地连接海缆的S型抛放与海上连接海缆的S型抛放是分别采用不同的敷设船进行敷设,陆地连接海缆与海上连接海缆的S型抛放长度容易存在偏差,若海缆在使用过程中保持间距较近的S型进行电力输送,就容易形成感应电压,存在使用隐患,若强行将较长的陆地连接海缆或者海上连接海缆拉直,则需要吊机呈倾斜悬吊接头盒,从而容易造成大型支腿船的平衡问题,造成操作安全隐患,并且其倾斜角度不易精准控制,造成敷设结果质量不佳,通过调节浮力圈的操作流程,则可以保证较长的连接海缆的延展充分性,并且可以使吊机保持中心轴的悬吊方式,从而避免了大型支腿船的平衡问题,最终保证了海缆的敷设质量和敷设安全。
附图说明
图1是本发明陆地连接海缆与海上连接海缆敷设俯视结构示意图。
图2是本发明海上接头平台搭建位置结构示意图。
图3是本发明陆地连接海缆与海上连接海缆打捞至海上接头平台结构示意图。
图4是本发明落水槽安装结构示意图。
图5是本发明海上接头平台对接时俯视结构示意图。
图6是本发明海缆最终标准敷设俯视结构示意图。
图7是本发明海缆最终S型抛放长度不同的情况下调节浮力圈安装结构示意图。
图8是本发明海缆最终S型抛放长度不同的情况下敷设俯视结构示意图。
图中所示:1、陆地连接海缆,1.1、陆地连接端,1.2、陆地连接海缆对接端,2、海上连接海缆,2.1、海上连接端,2.2、海上连接海缆对接端,3、海上接头平台,3.1、支腿,4、浮标,5、落水槽,6、接头盒,7、变形余量,8、浮力圈,9、调节浮力圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1-6所示,一种海缆敷设的施工方法,其特征在于,海缆的两端包括用于与陆上集控中心连接的陆地连接端1.1和用于与海上平台连接的海上连接端2.1,其步骤如下:
S1:根据陆上集控中心与海上平台的位置,选定陆上集控中心和海上平台两者之间的中心位置预设海上接头平台3搭建位置;
S2:从陆上集控中心开始向海上接头平台3方向敷设陆地连接海缆1,陆地连接海缆1包括与陆上集控中心连接的陆地连接端1.1和与海上连接海缆2连接的陆地连接海缆对接端1.2;
S3:与S2步骤同时,从海上平台开始向海上接头平台3方向敷设海上连接海缆2,海上连接海缆2包括与海上平台连接的海上连接端2.1和与陆地连接海缆1连接的海上连接海缆对接端2.2;
S4:在陆地连接海缆1敷设至距离海上接头平台3300米时,对陆地连接海缆1采用S型抛放,在陆地连接海缆对接端1.2进行抛放前,做好陆地连接海缆对接端1.2的测试、铅封,并连接浮标4进行定位;
S5:在海上连接海缆2敷设至距离海上接头平台3300米时,对海上连接海缆2采用S型抛放,在海上连接海缆对接端2.2进行抛放前,做好海上连接海缆对接端2.2的测试、铅封,并连接浮标4进行定位;
S6:根据陆地连接海缆1与海上连接海缆2的抛放位置,选定位置进行海上接头平台3搭建;
S6.1:所述海上接头平台3采用大型支腿船,根据两个浮标4位置,将大型支腿船拖航至海上接头平台3驻点;
S6.2:通过潜水员探测陆地连接海缆1与海上连接海缆2的抛放状态,调整大型支腿船的支腿3.1位置,避免支腿3.1固定时误伤海缆;
S7:将陆地连接海缆1和海上连接海缆2打捞至海上接头平台3上,并将陆地连接海缆1与海上连接海缆2进行对接,组成海缆;
S7.1:在陆地连接海缆1与海上连接海缆2打捞到大型支腿船的甲板上时,将陆地连接海缆1与海上连接海缆2分别通过在甲板两侧的落水槽5,所述落水槽5用于对陆地连接海缆1与海上连接海缆2进行限弯,在所述陆地连接海缆1与海上连接海缆2均匀固定连接上一个浮力圈8,所述浮力圈8通过连接链与支腿3.1相连,常态下,所述浮力圈8设于海平面,所述连接链与支腿3.1的连接点在海平面以下,且所述浮力圈8处于落水槽5的正下方,所述浮力圈8为分体式设计,便于与陆地连接海缆1与海上连接海缆2进行分离;
S7.2:在打捞陆地连接海缆1与海上连接海缆2到甲板上时,需要保证陆地连接海缆1与海上连接海缆2的对接长度外,还需要保证在涌浪状态下,预留出陆地连接海缆1的变形余量7与海上连接海缆2的变形余量7;
S8:将对接完成后的海缆呈Ω型摆放在海床上;
S8.1:根据水深、水面与甲板之间的高度差、预留的陆地连接海缆1的变形余量7与预留的海上连接海缆2的变形余量7,解除陆地连接海缆1与海上连接海缆2上与浮力圈8的连接,通过吊机吊起接头盒6缓慢吊离船舷,在确定海缆无余量进行打扭套圈后,与再将接头盒6和海缆摆放到海床上。
如图7、图8所示,当在步骤S4和步骤S5中,陆地连接海缆1的S型抛放长度较长,海上连接海缆2的S型抛放长度较短时,在陆地连接海缆1上套接上两个可沿着陆地连接海缆1自由移动的调节浮力圈9,所述调节浮力圈9采用分体式设计,且调节浮力圈9可通过内部的动力泵进行吸水完成下沉动作,初始状态下,两个调节浮力圈9相抵,跟随吊机沿着海平面自然移动,待海上连接海缆2完成延展后,将靠近落水槽5的调节浮力圈9与支腿3.1相连,另一个调节浮力圈9通过牵引船进行牵引沿着远离大型支腿船的方向移动,陆地连接海缆1完成延展后,两个调节浮力圈9进行吸水,待重力略大于浮力时,实现缓慢下沉,同时吊机开始将接头盒6和海缆进行摆放到海床上,完成海缆敷设后,潜水员回收调节浮力圈9。上述调节浮力圈9的下沉原理与潜水艇下沉原理相同。
在进行步骤S2和S3之前,还需要根据天气预报的精准时限内,选定连续施工窗口。
在进行步骤S2前,检查陆上集控中心周围海域,并开展扫测和试航工作以避免陆地连接海缆1发生敷设事故。
在进行陆地连接海缆1与海上连接海缆2S型抛放前,需要根据海缆的可承受折弯半径进行抛放,避免在进行S型抛放时,海缆的折弯半径过小,出现海缆折损的情况,影响海缆的使用质量。
在海上接头平台3上还设有牵引设备,牵引设备用于牵引陆地连接海缆1的变形余量7和海上连接海缆2的变形余量7,以保证陆地连接海缆1的变形余量7和海上连接海缆2的变形余量7在海上接头平台3上的稳定性和更好的适应浪涌环境。
在进行陆地连接海缆1与陆地连接海缆1对接时,通过接头盒6分别连接陆地连接海缆对接端1.2和海上连接海缆对接端2.2,并在接头盒内完成对陆地连接海缆1和海上连接海缆2内芯线的对接工作,保证陆地连接海缆1和海上连接海缆2对接的完整性,保证海缆的使用质量。
通过本发明的设计,不仅大幅度缩短了海缆敷设的施工工期,还解决了因为缩短施工工期而引发的海缆敷设问题,保证海缆的使用质量,同时在进行陆地连接海缆1和海上连接海缆2对接时,可以具备更高的灵活性,可以根据海床的具体情况,对海上接头平台3的位置进行及时的调整,适当得偏向陆上集控中心或者偏向海上平台或者适当得在陆上集控中心与海上平台的中垂线上偏移均可,虽然对工期有所延长,但相较于传统海缆敷设方法,仍有大幅度降低施工工期的优点,并且在完成步骤S4与步骤S5后,若出现天气的剧烈变化,导致无法施工的情况,还可以暂缓海上接头平台3的搭建工作,待恶劣天气过去后,再进行海上接头平台3的搭建以及陆地连接海缆1与海上连接海缆2的对接施工,从而保证了海缆的使用质量以及海缆敷设过程中的操作安全,该时间结点处于原施工工期一半的时间周期内,从而在进行远距离海缆敷设过程中,更容易在天气预报的精准预报期限内进行高质量、高安全的施工作业,避免遇到施工工期超出天气预报的精准预报期限,又遇到恶劣天气导致海缆敷设质量低、施工作业安全隐患大的情况,进而避免了该类不良海缆敷设情况下的高频维护和报废的可能性。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明,但不能埋解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例,其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。