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一种水下采油树的安装方法和系统
申请号 CN201610843041.6 申请日 2016-09-22 公开(公告)号 CN106321028A 公开(公告)日 2017-01-11
申请人 中国海洋石油总公司; 中海油田服务股份有限公司; 发明人 任翔; 汪雷; 沈星星; 逯晶晶; 李俊; 赵槊; 武林;
摘要 本 发明 公开了一种 水 下采油树的安装方法和系统，该方法包括：对装载有水下采油树、主水下 机器人 ROV和副ROV的 单体 工程船进行海上就位；然后采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设 位置 ，并通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。通过本发明的方案，能够采用具有自航能 力 的单体工程船进行作业，降低了日费， 船舶 资源充足，并且采用单体工程船自带的吊机携带水下采油树到达井口，可以连续快速的下放，下放效率非常高，并且 钢 丝绳 直径小，有利于减少环境 载荷 对安装过程的干扰。
权利要求

1.一种水下采油树的安装方法，其特征在于，所述方法包括：
对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位；
采用所述单体工程船上自带的吊机，通过所述主ROV的辅助，将所述水下采油树下放到水下的预设位置；
通过所述主ROV和副ROV的辅助，将所述水下采油树安装在井口上。
2.如权利要求1所述的水下采油树的安装方法，其特征在于，所述通过所述主ROV的辅助，将所述水下采油树下放到水下的预设位置包括：
将所述主ROV下放至距离船底的第一深度处待命；
通过所述吊机将所述水下采油树下放至距离船底的所述第一深度处，直至所述主ROV能够观察到所述水下采油树；
在所述主ROV的观测下，将所述水下采油树从所述第一深度处下放到距离所述海底的第二深度处；同时下放所述副ROV到所述井口位置处待命。
3.如权利要求1或2所述的水下采油树的安装方法，其特征在于，所述通过所述主ROV和副ROV的辅助，将所述水下采油树安装在井口上包括：
在所述主ROV和副ROV的引导下，调整所述单体工程船的位置，令所述水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启所述吊机的主动升沉补偿AHC功能；
在所述主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整所述单体工程船的位置，将所述水下采油树调整到所述井口上方预设的第二距离处；
在所述主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，将所述水下采油树套接在所述井口上，将所述主ROV与所述水下采油树对接并锁定，通过所述主ROV调整所述水下采油树的艏向；在所述水下采油树的艏向调整完毕后，将所述水下采油树下放，令所述水下采油树完全坐接在所述井口上，通过所述主ROV开启所述水下采油树机械锁将所述水下采油树锁定于井口。
4.如权利要求3所述的水下采油树的安装方法，其特征在于，
所述第一深度为50米；所述第二深度为50米；
所述第一距离为5米；所述第二距离为20米；
所述第一时间长度为15分钟。
5.如权利要求3所述的水下采油树的安装方法，其特征在于，所述方法还包括：在将所述水下采油树安装到所述井口上之后，对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行连接测试；其中，所述对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行连接测试包括：
在所述吊机的AHC功能开启的情况下提升所述吊机的钩头，直至吊机操作人员报告吊机指重器上的示数大于所述水下采油树、采油树安装工具TRT及索具重量之和，并保持预设的第二时间长度；卸载所述吊机，直至所述索具完全松弛到能抵消船舶的运动，关闭所述吊机AHC功能。
6.一种水下采油树的安装系统，其特征在于，所述系统包括：中心控制装置、水下采油树、主水下机器人ROV、副ROV和单体工程船；
所述中心控制装置，用于对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位；
所述中心控制装置，还用于采用所述单体工程船上自带的吊机，通过所述主ROV的辅助，将所述水下采油树下放到水下的预设位置；
所述中心控制装置，还用于通过所述主ROV和副ROV的辅助，将所述水下采油树安装在井口上。
7.如权利要求6所述的水下采油树的安装系统，其特征在于，所述中心控制装置还用于在所述单体工程船海上就位后进行安装准备工作；
所述安装准备工作包括：
按照预设的吊装计划将锁具与采油树安装工具TRT和所述水下采油树进行连接；
检查所述TRT和所述水下采油树的通讯是否正常；
在吊机钩头上安装新的荧光棒；
控制吊机钩头提起，保持所述锁具处于张紧状态；
检查全部卸扣位置和方向是否正确；
在所述水下采油树的甲板固定完全解除后，激活吊机钩头信标。
8.如权利要求6所述的水下采油树的安装系统，其特征在于，所述中心控制装置通过所述主ROV的辅助，将所述水下采油树下放到水下的预设位置包括：
将所述主ROV下放至距离船底的第一深度处待命；
通过所述吊机将所述水下采油树下放至距离船底的所述第一深度处，直至所述主ROV能够观察到所述水下采油树；
在所述主ROV的观测下，将所述水下采油树从所述第一深度处下放到距离所述海底的第二深度处；同时下放所述副ROV到所述井口位置处待命。
9.如权利要求6所述的水下采油树的安装系统，其特征在于，所述中心控制装置通过所述主ROV和副ROV的辅助，将所述水下采油树安装在井口上包括：
在所述主ROV和副ROV的引导下，调整所述单体工程船的位置，令所述水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启所述吊机的主动升沉补偿AHC功能；
在所述主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整所述单体工程船的位置，将所述水下采油树调整到所述井口上方预设的第二距离处；
在所述主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，将所述水下采油树套接在所述井口上，将所述主ROV与所述水下采油树对接并锁定，通过所述主ROV调整所述水下采油树的艏向；在所述水下采油树的艏向调整完毕后，将所述水下采油树下放，令所述水下采油树完全坐接在所述井口上，通过所述主ROV开启所述水下采油树机械锁将所述水下采油树锁定于井口。
10.如权利要求1所述的水下采油树的安装系统，其特征在于，所述主ROV还用于：在将所述水下采油树安装到所述井口上之后，对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行压力测试；
其中，所述主ROV对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行压力测试包括：
将所述主ROV的液压端口与所述水下采油树面板上的液压端口对接；主ROV通过液压对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行加压，直到加压到预设的第一压力值，并保持所述第一压力值预设的第二时间长度；在所述第二时间长度内观察所述第一压力值有无衰减，并且通过所述副ROV对所述水下采油树和所述井口之间的连接单元进行观察，确认是否存在泄漏迹象。
说明书全文

一种水下采油树的安装方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及海洋石油勘探开发领域，尤其涉及一种水下采油树的安装方法和系统。

背景技术

[0002] 海上油田开采通常有两种方式，一种是采用固定式或浮式采油平台与水上(干式)采油树相结合的开采方式，另一种是采用浮式生产储油卸油装置(FPSO)或外输管线与水下(湿式)采油树相结合的开采方式。水下(湿式)采油树是第二种开采方式的重要组成部分。
[0003] 目前对于第二种开采方式，世界主流的做法是使用钻井平台进行作业，但使用钻井平台日费率太高，且资源稀缺，难以满足日益增长的水下采油树安装需求。另外，国外水下采油树比较先进的安装方法主要有：由美国壳牌深水服务技术团队发明的升沉补偿下放系统HCLS(Heave Compensated Landing System)方法，以及由美国InterMoor公司深水系泊专家设计发明的CASIM(Compensated Anchor-handler Subsea Installation Method)方法，这两种方法均具有自动升沉补偿的装置，安装定位精度高，但由于两种方法采用的是普通的抛锚船，仅适合在海况较好、水深较浅的情况下作业。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明提出了一种水下采油树的安装方法和系统，能够采用具有自航能力的单体工程船进行作业，降低了日费，船舶资源充足，并且采用单体工程船自带的吊机通过携带水下采油树到达井口，可以连续快速的下放，下放效率非常高，并且钢丝绳直径小，有利于减少环境载荷对安装过程的干扰。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提出了一种水下采油树的安装方法，该方法包括：
[0006] 对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位。
[0007] 采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置。
[0008] 通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。
[0009] 可选地，该方法还包括：在单体工程船海上就位后进行安装准备工作。
[0010] 其中，进行安装准备工作包括：
[0011] 按照预设的吊装计划将锁具与采油树安装工具TRT和水下采油树进行连接。
[0012] 检查TRT和水下采油树的通讯是否正常。
[0013] 在吊车机钩头上安装新的荧光棒。
[0014] 控制吊机钩头提起，保持锁具处于张紧状态。
[0015] 检查全部卸扣位置和方向是否正确。
[0016] 在水下采油树的甲板固定完全解除后，激活吊机钩头信标。
[0017] 可选地，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置包括：
[0018] 将主ROV下放至距离船底的第一深度处待命。
[0019] 通过吊机将水下采油树下放至距离船底的第一深度处，直至主ROV能够观察到水下采油树。
[0020] 在主ROV的观测下，将水下采油树从第一深度处下放到距离所述海底的第二深度处；同时下放副ROV到井口位置处待命。
[0021] 可选地，通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上包括：
[0022] 在主ROV和副ROV的引导下，调整单体工程船的位置，令水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启吊机的主动升沉补偿AHC功能。
[0023] 在主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整单体工程船的位置，将水下采油树调整到井口上方预设的第二距离处。
[0024] 在主ROV和副ROV的引导下，下放水下采油树，将水下采油树套接在井口上，将主ROV与水下采油树对接并锁定，通过主ROV调整水下采油树的艏向；在水下采油树的艏向调整完毕后，将水下采油树下放，令采油树完全坐接在所述井口上，通过主ROV开启采油树机械锁将水下采油树锁定于井口。
[0025] 其中，水下采油树的下放速度均符合水下采油树的设计文件要求。
[0026] 可选地，
[0027] 第一深度为50米；第二深度为50米。
[0028] 第一距离为5米；第二距离为20米。
[0029] 第一时间长度为15分钟。
[0030] 可选地，该方法还包括：在将水下采油树安装到所述井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试。
[0031] 其中，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试包括：
[0032] 在吊机的AHC功能开启的情况下提升吊机的钩头，直至吊机操作人员报告吊机指重器上的示数大于水下采油树、TRT及索具重量之和，并保持预设的第二时间长度；卸载吊机，直至索具完全松弛到能抵消船舶的运动，关闭吊机AHC功能。
[0033] 可选地，该方法还包括：在将水下采油树安装到井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试。
[0034] 其中，对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试包括：
[0035] 将所述主ROV的液压端口与所述水下采油树面板上的液压端口对接；主ROV通过液压对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行加压，直到加压到预设的第一压力值，并保持所述第一压力值预设的第二时间长度；在所述第二时间长度内观察所述第一压力值有无衰减，并且通过所述副ROV对所述水下采油树和所述井口之间的连接单元进行观察，确认是否存在泄漏迹象。
[0036] 可选地，该方法还包括：在对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试之后，将水下采油树与TRT分离。
[0037] 其中，将水下采油树与TRT分离包括：
[0038] 将主ROV与TRT上的ROV面板建立液压连接，通过液力解除TRT和水下采油树的连接。当副ROV观察到水下采油树上的指示器从锁定状态变成解除锁定状态时，令主ROV停止加压。
[0039] 为了达到上述目的，本发明还提出了一种水下采油树的安装系统，该系统包括：中心控制装置、水下采油树、主水下机器人ROV、副ROV和单体工程船。
[0040] 中心控制装置，用于对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位。
[0041] 中心控制装置，还用于采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置。
[0042] 中心控制装置，还用于通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。
[0043] 可选地，中心控制装置还用于在所述单体工程船海上就位后进行安装准备工作。
[0044] 安装准备工作包括：
[0045] 按照预设的吊装计划将锁具与采油树安装工具TRT和水下采油树进行连接。
[0046] 检查TRT和水下采油树的通讯是否正常。
[0047] 在吊车机钩头上安装新的荧光棒。
[0048] 控制吊机钩头提起，保持锁具处于张紧状态。
[0049] 检查全部卸扣位置和方向是否正确。
[0050] 在水下采油树的甲板固定完全解除后，激活吊机钩头信标。
[0051] 可选地，中心控制装置通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置包括：
[0052] 将主ROV下放至距离船底的第一深度处待命；
[0053] 通过吊机将水下采油树下放至距离船底的第一深度处，直至主ROV能够观察到水下采油树。
[0054] 在主ROV的观测下，将水下采油树从第一深度处下放到距离海底的第二深度处；同时下放副ROV到井口位置处待命。
[0055] 可选地，中心控制装置通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上包括：
[0056] 在主ROV和副ROV的引导下，调整单体工程船的位置，令水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启吊机的主动升沉补偿AHC功能。
[0057] 在主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整单体工程船的位置，将水下采油树调整到井口上方预设的第二距离处。
[0058] 在主ROV和副ROV的引导下，下放水下采油树，将水下采油树套接在井口上，将主ROV与水下采油树对接并锁定，通过主ROV调整水下采油树的艏向；在水下采油树的艏向调整完毕后，将水下采油树下放，令水下采油树完全坐接在所述井口上，通过主ROV开启水下采油树机械锁将水下采油树锁定于井口。
[0059] 其中，水下采油树的下放速度均符合水下采油树的设计文件要求。
[0060] 可选地，
[0061] 第一深度为50米；所述第二深度为50米。
[0062] 第一距离为5米；第二距离为20米。
[0063] 第一时间长度为15分钟。
[0064] 可选地，中心控制装置还用于：在将水下采油树安装到所述井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试。
[0065] 其中，中心控制装置对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试包括：
[0066] 在吊机的AHC功能开启的情况下提升吊机的钩头，直至吊机操作人员报告吊机指重器上的示数大于水下采油树、TRT及索具重量之和，并保持预设的第二时间长度；卸载吊机，直至索具完全松弛到能抵消船舶的运动，关闭吊机AHC功能。
[0067] 可选地，主ROV还用于：在将水下采油树安装到所述井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试。
[0068] 其中，主ROV对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试包括：
[0069] 将所述主ROV的液压端口与所述水下采油树面板上的液压端口对接；主ROV通过液压对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行加压，直到加压到预设的第一压力值，并保持所述第一压力值预设的第二时间长度；在所述第二时间长度内观察所述第一压力值有无衰减，并且通过所述副ROV对所述水下采油树和所述井口之间的连接单元进行观察，确认是否存在泄漏迹象。
[0070] 可选地，主ROV还用于：在对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试之后，将水下采油树与TRT分离。
[0071] 其中，主ROV将水下采油树与TRT分离包括：
[0072] 将主ROV与TRT上的ROV面板建立液压连接，通过液力解除TRT和水下采油树的连接。
[0073] 副ROV还用于，当观察到水下采油树上的指示器从锁定状态变成解除锁定状态时，令主ROV停止加压。
[0074] 与现有技术相比，本发明包括：对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位，并进行安装准备工作；在完成安装准备工作后，采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置，并通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。通过本发明的方案，能够采用具有自航能力的单体工程船进行作业，降低了日费，船舶资源充足，并且采用单体工程船自带的吊机通过携带水下采油树到达井口，可以连续快速的下放，下放效率非常高，并且钢丝绳直径小，有利于减少环境载荷对安装过程的干扰。附图说明
[0075] 下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
[0076] 图1为本发明实施例的水下采油树的安装方法流程图；
[0077] 图2为本发明实施例的单体工程船就位位置示意图；
[0078] 图3为本发明实施例的水下采油树被下放的第一位置实施例示意图；
[0079] 图4为本发明实施例的水下采油树被下放的第二位置实施例示意图；
[0080] 图5为本发明实施例的水下采油树被调整的第三位置实施例示意图；
[0081] 图6为本发明实施例的水下采油树的安装系统组成框图。

具体实施方式

[0082] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。
[0083] 当前海上油田开采均是采用半潜式钻井平台进行水下采油树的安装，半潜式钻井平台不具备自航能力，需要拖航，动复员速度慢，并且半潜式钻井平台日费高，且资源紧缺，半潜式钻井平台采用钻杆携带水下采油树到达井口，在下放过程中钻杆连接需要耗费较多时间，安装效率低；半潜式钻井平台采用钻杆携带水下采油树，钻杆外径较大，在海水中受到的环境载荷较大，不利于水下采油树对接时的稳定性。基于上述问题，本发明实施例采用单体工程船装载水下采油树，日费低，船舶资源充足；并且单体工程船具有自航能力，单体工程船舶可以是动力定位或锚泊定位，自航或拖航抵达井口位置，并且单体工程船采用船上自带的吊机，并借助ROV，通过钢丝绳携带水下采油树到达井口，可以连续快速的下放，下放效率非常高，并且钢丝绳相比钻杆直径小很多，有利于减少环境载荷对安装过程的干扰。
[0084] 为了达到上述目的，本发明提出了一种水下采油树的安装方法，如图1所示，该方法包括步骤S101-S103：
[0085] S101、对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位，并进行安装准备工作。
[0086] 在本发明实施例中，在通过单体工程船进行水下采油树的安装之前，需要先完成以下安装前准备工作：1、陆上或码头准备作业；2、海上准备作业；
[0087] 1、陆上或码头准备作业：
[0088] 1)甲板规划
[0089] 甲板布置是否合理将对海上作业产生巨大影响，在布置甲板时要考虑到甲板各个区域的载荷能力、热工区域远离动火区域、设备之间是否会影响、设备存放空间是否足够、是否留有安全通道、吊机的半径能否满足工作需求等因素。
[0090] 2)水下采油树场地测试
[0091] 在水下采油树装船之前需要对水下采油树、采油树安装工具Tree Running Tool(TRT)以及和水下机器人ROV连接后的状态进行测试，保证每个功能模块都能正常使用，以便于水下采油树在海上安装作业时的顺利进行。
[0092] 3)材料准备及装船固定
[0093] 材料准备包括采油树吊装锁具、ROV及配套工具、水下采油树、TRT及通信系统(无线电、卫星电话等)的准备。待材料准备完成后按照预设的甲板布置图进行装船固定，在固定前对设计方案进行计算分析，在必要的地方放置加强结构，确保所有连接的部位包括焊接部位有足够的机械强度。在固定水下采油树时既要保证运输的稳定性又不能够损伤水下采油树，必要时在两者之间设置隔离和缓冲装置。
[0094] 2、海上准备作业：
[0095] 1)定位系统校准
[0096] 在航行的途中，到预定区域后依次对定位系统进行校准，以确保定位系统的准确性。
[0097] 2)船舶调试
[0098] 船舶到达工区以后应进行各项性能的全面调试以达到最佳作业状态。这些调试包括但不限于：DP系统的推进装置、手动/自动控制单元、电力系统、计算机系统、报警装置、定位单元、备用电池、航迹记录功能等。
[0099] 3)井口检查
[0100] 用辅助ROV进行调查，确认水下井口以及井口附近的状况。辅助ROV将井口帽移开放置在井口附近，然后观察井口类型、井口有无损伤、井口是否清洁，如有杂物则使用相应的工具进行清理，完成后在井口附近等待进一步的作业指示。
[0101] 在完成上述一系列的准备工作之后，开始进入水下采油树的安装过程，首先完成单体工程船的海上就位工作。可选地，将单体工程船就位在距井口轴线以外x米左右的位置，该具体数值可以根据不同的安装场景自行定义，对具体数值不做限制。可选地，x＝150，如图2所示。
[0102] 可选地，在对单体工程船进行海上就位以后，还包括以下安装准备工作：
[0103] 1)按照预设的吊装计划将锁具与采油树安装工具TRT和水下采油树进行连接。2)检查TRT和水下采油树的通讯是否正常，确保其能在水下采油树安装过程中正常工作。
[0104] 3)在吊机钩头上安装新的荧光棒并且激活信标。
[0105] 4)控制吊机钩头提起，保持锁具处于张紧状态。
[0106] 5)检查全部卸扣位置和方向是否正确。
[0107] 6)在水下采油树的甲板固定完全解除后，激活吊机钩头信标。
[0108] S102、在完成安装准备工作后，采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置。
[0109] 在本发明实施例中，在完成步骤S101的一系列水下采油树安装准备工作以后，便可以采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助对水下采油树进行下放安装了。
[0110] 可选地，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置包括步骤S1021-S1023：
[0111] S1021、将主ROV下放至距离船底的第一深度处待命。
[0112] 可选地，该第一深度可以为50米。
[0113] 在本发明实施例中，在下放水下采油树之前，先将主ROV潜至船体下第一深度处，如50米深度待命。
[0114] S1022、通过吊机将水下采油树下放至距离船底的第一深度处，直至主ROV能够观察到水下采油树。
[0115] 在本发明实施例中，在将主ROV下放至船体下50米后，通过吊机将水下采油树吊至舷外并下放到船底以下50米深度，如图3所示，直到主ROV能观察到水下采油树时再进行下一步操作。
[0116] S1023、在主ROV的观测下，将水下采油树从第一深度处下放到距离海底的第二深度处；同时下放副ROV到井口位置处待命。
[0117] 可选地，该第二深度可以为50米。
[0118] 在本发明实施例中，在主ROV的观察下，将水下采油树下放至距离海底50米处，下放过程中要保证最大下放速度为36米/每分钟。同时下放副ROV到井口位置处待命，以便后续通过副ROV的辅助完成水下采油树在井口上的安装。
[0119] S103、通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。
[0120] 在本发明实施例中，通过步骤S1021-S1023中对水下采油树的下放和位置调节工作，便可以将水下采油树下放到水下的预设位置了。
[0121] 可选地，通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上包括步骤S1031-S1033：
[0122] S1031、在主ROV和副ROV的引导下，调整单体工程船的位置，令水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启吊机的主动升沉补偿AHC功能。
[0123] 在本发明实施例中，当将水下采油树下放到海床以上50米高度后，使用辅助ROV(即副ROV)引导船舶位置，调整船位使水下采油树在水平方向上与井口中心轴线相距第一距离，该第一距离可以根据不同的应用场景自行定义，可选地，该第一距离可以为5米左右，如图4所示。在将水下采油树调整至水平方向上与井口中心轴线的距离保持5米左右以后，可以停下观察一段时间，例如15分钟，以确保周围安装环境正常。这时，开启吊机的主动升沉补偿AHC功能。需要说明的是，上述的观察时间，即本发明方案中的第一时间长度可以根据具体场景自行定义，确定水下采油树基本稳定即可。
[0124] S1032、在主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整单体工程船的位置，将水下采油树调整到井口上方预设的第二距离处。
[0125] 在本发明实施例中，在确保周围安装环境正常以后，就可以继续将水下采油树调整至井口正上方第二距离处，同理，该第二距离可以根据不同的应用场景自行定义，如20米高度处，如图5所示。
[0126] S1033、在主ROV和副ROV的引导下，下放水下采油树，将水下采油树套接在井口上，将主ROV与水下采油树对接并锁定，通过主ROV调整水下采油树的艏向；在水下采油树的艏向调整完毕后，将水下采油树下放，令水下采油树完全坐接在所述井口上，通过主ROV开启水下采油树机械锁将水下采油树锁定于井口。
[0127] 在本发明实施例中，将水下采油树套接在井口上，将主ROV与水下采油树对接并锁定，通过主ROV调整水下采油树的艏向，并确认水下采油树的艏向是否正确，可选地，误差不能超过5°。如水下采油树的艏向不正确，则通过主ROV的运动进行调整，直到水下采油树达到正确的艏向；在保持水下采油树的艏向不变的情况下，缓慢下放该水下采油树，使之完全坐在井口上；在水下采油树与井口完全坐牢后，再最后确认一遍水下采油树的艏向。
[0128] 需要说明的是，在水下采油树的下放过程中，水下采油树的下放速度均符合预设的水下采油树的设计文件要求。
[0129] 至此，已经通过单体工程船将水下采油树下放并安装在井口上，随后还需要完成以下后续工作。
[0130] 可选地，该方法还包括：在将水下采油树安装到所述井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试。
[0131] 其中，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试包括：
[0132] 在吊机的AHC功能开启的情况下提升吊机的钩头，直至吊机操作人员报告吊机指重器上的示数大于水下采油树、TRT及索具重量之和，并保持预设的第二时间长度；卸载吊机，直至索具完全松弛到能抵消船舶的运动，关闭吊机AHC功能。
[0133] 可选地，该方法还包括：在将水下采油树安装到井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试。
[0134] 其中，对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试包括：
[0135] 将所述主ROV的液压端口与所述水下采油树面板上的液压端口对接；主ROV通过液压对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行加压，直到加压到预设的第一压力值，并保持所述第一压力值预设的第二时间长度；在所述第二时间长度内观察所述第一压力值有无衰减，并且通过所述副ROV对所述水下采油树和所述井口之间的连接单元进行观察，确认是否存在泄漏迹象。
[0136] 在本发明实施例中，主ROV通过水下采油树面板上的GT端口对水下采油树打压到规定的测试压力，即上述的第一压力值，该第一压力值可以为5000PSI，并保持压力15min，即上述的第二时间长度，压降不应超过初始压力的3％(参考API Spec 17D标准)，观察水下采油树和井口连接处是否泄漏。
[0137] 可选地，该方法还包括：在对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试之后，将水下采油树与TRT分离。
[0138] 其中，将水下采油树与TRT分离包括：
[0139] 将主ROV与TRT上的ROV面板建立液压连接，通过液力解除TRT和水下采油树的连接。当副ROV观察到水下采油树上的指示器从锁定状态变成解除锁定状态时，令主ROV停止加压。
[0140] 可选地，该方法还包括：在将水下采油树与TRT分离之后，将TRT回收至甲板上。
[0141] 其中，将TRT回收至甲板上的过程包括：
[0142] 开启吊机的AHC功能，有预设速度提升TRT至水下采油树上方第一高度处，该预设速度可以为36米/分钟；该第一高度约为20m。将单体工程船移开井口上方，到达预设的安全区域，并关闭吊机的AHC功能，同时提升TRT(送入工具)至船底以下50米，辅助ROV同步上升并保持观察状态直至TRT被提升至水面。
[0143] 在甲板做好吊装准备和安全通告后，将TRT回收至甲板上，并卸去索具对TRT进行固定；将辅助ROV收回至甲板上，吊机复原。
[0144] 可选地，该方法还包括：释放防御网装置。在本发明实施例中，通过ROV的辅助释放防御网装置。
[0145] 可选地，该方法还包括：安装井口帽，即岩屑帽。
[0146] 在本发明实施例中，在回收TRT和辅助ROV的同时，主ROV在海底找到岩屑帽并安装至水下采油树顶部井口。
[0147] 可选地，该方法还包括：主ROV进行后续检查工作。
[0148] 在本发明实施例中，对安装后的水下采油树应进行全方位的调查，包括对水下采油树附近5米范围内的海床和水下采油树整体的360度视觉检查。待确认无误后收回主ROV，水下采油树安装完成。
[0149] 本发明实施例采用单体工程船安装水下采油树，单体工程船可以装载水下采油树以及工具自航到作业区域，相比半潜拖航更加快速机动，也更经济；采用单体工程船自带吊机吊装水下采油树下放至指定深度，可以实现快速连续的下放，相比传统的半潜平台接单根安装方法更加快速，缩短了工期；从总的费用来看，本发明实施例采用的单体工程船安装水下采油树费用相比传统半潜式平台安装要低一半以上。
[0150] 为了达到上述目的，本发明还提出了一种水下采油树的安装系统01，该系统包括但不限于：中心控制装置02、水下采油树03、主ROV 04、副ROV05和单体工程船06。需要说明的是，上述的水下采油树的安装方法中的任何准备工作和实施例均适用于本发明实施例的系统实施例中，在此不再一一赘述。
[0151] 中心控制装置02，用于对装载有水下采油树03、主ROV 04和副ROV 05的单体工程船06进行海上就位，并进行安装准备工作。
[0152] 中心控制装置02，还用于在完成安装准备工作后，采用单体工程船06上自带的吊机，通过主ROV 04的辅助，将水下采油树03下放到水下的预设位置。
[0153] 中心控制装置02，还用于通过主ROV 04和副ROV 05的辅助，将水下采油树安装在井口上。
[0154] 可选地，中心控制装置02进行安装准备工作包括：
[0155] 按照预设的吊装计划将锁具与采油树安装工具TRT和水下采油树进行连接。
[0156] 检查TRT和水下采油树的通讯是否正常。
[0157] 在吊机钩头上安装新的荧光棒。
[0158] 控制吊机钩头提起，保持锁具处于张紧状态。
[0159] 检查全部卸扣位置和方向是否正确。
[0160] 在水下采油树的甲板固定完全解除后，激活吊机钩头信标。
[0161] 可选地，中心控制装置02通过主ROV 04的辅助，将水下采油树03下放到水下的预设位置包括：
[0162] 将主ROV下放至距离船底的第一深度处待命。
[0163] 通过吊机将水下采油树下放至距离船底的第一深度处，直至主ROV能够观察到水下采油树。
[0164] 在主ROV的观测下，将水下采油树从第一深度处下放到距离海底的第二深度处；同时下放副ROV到井口位置处待命。
[0165] 可选地，中心控制装置02通过主ROV 04和副ROV 05的辅助，将水下采油树安装在井口上包括：
[0166] 在主ROV和副ROV的引导下，调整单体工程船的位置，令水下采油树在水平方向上与井口中心轴线的距离保持预设的第一距离，并停止观察预设的第一时间长度，开启吊机的主动升沉补偿AHC功能。
[0167] 在主ROV和副ROV的引导下，下放所述水下采油树，调整单体工程船的位置，将水下采油树调整到井口上方预设的第二距离处。
[0168] 在主ROV和副ROV的引导下，下放水下采油树，将水下采油树03套接在井口上，将主ROV 04与水下采油树03对接并锁定，通过主ROV 04调整水下采油树03的艏向；在水下采油树03的艏向调整完毕后，将水下采油树03下放，令水下采油树03完全坐接在井口上；通过主ROV开启水下采油树机械锁将水下采油树锁定于井口。
[0169] 其中，水下采油树的下放速度均符合水下采油树的设计文件要求。
[0170] 可选地，
[0171] 第一深度为50米；所述第二深度为50米。
[0172] 第一距离为5米；第二距离为20米。
[0173] 第一时间长度为15分钟。
[0174] 可选地，中心控制装置02还用于：在将水下采油树安装到所述井口上之后，对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试。
[0175] 其中，中心控制装置02对水下采油树与井口之间的连接进行连接测试包括：
[0176] 在吊机的AHC功能开启的情况下提升吊机的钩头，直至吊机操作人员报告吊机指重器上的示数大于水下采油树、TRT及索具重量之和，并保持预设的第二时间长度；卸载吊机，直至索具完全松弛到能抵消船舶的运动，关闭吊机AHC功能。
[0177] 可选地，主ROV 04还用于：在将水下采油树03安装到所述井口上之后，对水下采油树03与井口之间的连接进行压力测试。
[0178] 其中，主ROV 04对水下采油树03与井口之间的连接进行压力测试包括：
[0179] 将所述主ROV04的液压端口与所述水下采油树面板上的液压端口对接；主ROV04通过液压对所述水下采油树与所述井口之间的连接进行加压，直到加压到预设的第一压力值，并保持所述第一压力值预设的第二时间长度；在所述第二时间长度内观察所述第一压力值有无衰减，并且通过所述副ROV05对所述水下采油树和所述井口之间的连接单元进行观察，确认是否存在泄漏迹象。
[0180] 可选地，主ROV 04还用于：在对水下采油树与井口之间的连接进行压力测试之后，将水下采油树03与TRT 07分离。
[0181] 其中，主ROV 04将水下采油树与TRT 07分离包括：
[0182] 将主ROV 04与TRT 07上的ROV面板建立液压连接，通过液力解除TRT07和水下采油树03的连接。
[0183] 副ROV 05还用于，当观察到水下采油树03上的指示器从锁定状态变成解除锁定状态时，令主ROV 04停止加压。
[0184] 与现有技术相比，本发明包括：对装载有水下采油树、主水下机器人ROV和副ROV的单体工程船进行海上就位，并进行安装准备工作；在完成安装准备工作后，采用单体工程船上自带的吊机，通过主ROV的辅助，将水下采油树下放到水下的预设位置，并通过主ROV和副ROV的辅助，将水下采油树安装在井口上。通过本发明的方案，能够采用具有自航能力的单体工程船进行作业，降低了日费，船舶资源充足，并且采用单体工程船自带的吊机通过携带水下采油树到达井口，可以连续快速的下放，下放效率非常高，并且钢丝绳直径小，有利于减少环境载荷对安装过程的干扰。
[0185] 需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。
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