1 S型铺管船功能

S型铺管船的作业流水线（如管道传送、管段焊接、管道涂覆等）呈水平布置，所有操作都在甲板上完成，并且拥有多个焊接站，所以S型铺管船的管道铺设速度要高于J型铺管船管道铺设速度。

1.1 管道弃置回收工艺

管线弃置前，首先在管道第二端焊接 A&R拖拉接头，然后 A&R大钩与 A&R拖拉接头连接。铺管船前移，管道的张力逐渐由张紧器转移至A&R绞车提供。管道完全脱离张紧器后，将带有浮漂的吊带连接至 A&R拖拉接头，然后 A&R绞车放缆，管道在基本保持恒张力的状态下入。管道下放至海底后，A&R绞车缆绳与 A&R拖拉接头脱离，弃管完毕，此时，吊带在浮漂的作用下悬浮于水中。

1.2 水下生产设施安装工艺

S型铺管船安装水下生产设施时，由于有托管架的存在，水下生产设施不易通过托管架，使得水下生产设施的安装比较困难，安装需要对PLET以及防沉板的结构进行特殊的设计，或使用安装船舶来进行安装。在管道弃置回收过程中，浮筒无法通过托管架，只能在管道脱离（回收至）托管架后安装（拆卸）浮筒。此外，S型铺管船无法单独安装水下生产系统。

2 多功能水下生产设施安装系统设计

针对S型铺设船不能进行水下生产系统安装和不能方便地进行管道弃置回收作业，以及J型铺管船不能单独安装大尺寸的水下生产系统和J型铺设系统塔架提供的弃置回收作业空间狭小而导致弃置回收过程复杂等问题。设计了一套多功能水下生产设施安装系统。使得无论S型还是J型铺管船都能单独地进行水下生产设施的安装和便捷的进行管道的弃置回收工作。

顶部滑轮将 A&R线导入到工作台上，主要是起导向作用。上工作平台在PLET安装的过程中，能够对PLET进行辅助定位，此外，还能进行一些其他辅助操作。主体塔架用来支撑整个工作平台，采用桁架式结构保证结构稳定性，与甲板连接处采用柱腿式结构，以减小工作平台在甲板上的占地面积。下工作平台在作业过程中为对接工作、浮筒安装、锁具安装等辅助操作提供工作平台。管道的固定装置用来在操作过程中，对不同尺寸的管道进行固定，方便管道与其他设备对接。管道限位装置用来限制管道在船舶运动和风浪流作用下出现大幅度

的摆动，从而保证焊接或者其他操作的稳定性和操作精度。快速连接接头用来快速连接或者拆卸主体塔架与甲板之间的连接，使得主体塔架能够很方便地拆卸从而为甲板上的操作提供更大空间。此外，快速连接机构的内部结构能够减小主体塔架与甲板之间的相对转动。A&R限位系统用来在作业过程中对 A&R线进行限位，防止 A&R线出现大幅度的摆动以保证安装的准确性。PLET定位孔用来在PLET安装的过程中对PLET进行定位，以便于PLET和管道进行对接。

所设计的多功能水下生产设施安装系统具有结构稳定、占地面积小、便于拆卸等特点，同时能够保证PLET的精确定位、限制管道大幅度的摆动，保证对接的准确性、限制 A&R线大幅度的摆动保证安装的准确性、满足不同管径的管道的固定需求、并为辅助操作提供了专门工作平台等功能。

3 新的安装方法

3.1 管道弃置回收步骤

由于管道回收过程是管道弃置过程的逆过程，本文以管道的弃置过程为例：

1） 在甲板上（S型铺管船）或是在J型铺设系统塔架内）在管道第2端安装A&R拖拉接头，安装止屈器和阳极块。

2） 使用吊机将管道吊装到管道固定装置上。

3） 闭合管道固定装置和管道限位装置，以防止管道大幅度的摆动。

4） 将立管头与浮筒通过锁具和三角板连接。

5） 使用吊机线连接浮筒上端。

6） 当连接完毕后打开固定装置和管道限位装置，下放管道。

7） 当下放到水面一定高度后，使用吊机将管道转移到顶部滑轮下端并将 A&R绞车线连接在三角板上，并逐渐增加其提供张力大小。

8） 待管道所有的重力由A&R线承担时，释放吊机线，并打开 A&R线限位装置。

9） 直到管道下放到海底，释放A&R线，完成管道的弃置过程。

3.2 PLET的安装步骤

1）S型铺管船第1端安装PLET。S型铺管船进行第1端安装PLET时，PLET的防尘板须采用特殊的结构，最后将PLET通过托管架安装的水底。

2）J型铺管船第1端安装PLET。吊机起吊并调整PLET的姿态，将PLET支架插入PLET定位孔中。对接待铺管段与PLET；整体结构下放，继续管段对接工作，直到PLET接近水面。使用吊机将整体结构转移至_J－lay塔架。将管道上端固定至张紧器或者固定装置。继续管道铺设作业，直到PLET完全被下放到指定区域。

3） 第2端安装方法（S型和J型铺管船均适用）。将已铺设管段通过吊机运送到管道固定装置上，打开管道限位装置，以防止管道大幅度的摆动。使用吊机将PLET塔架吊起，调整PLET姿态，并将PLET支架插入PLET定位孔中，同时使用顶部工作 台 来 辅助定位，完 成 PLET与 管段对接。待对接完毕后，开启管道固定装置与管道限位装置，将吊机和 A&R线使用三角板和锁具分别连接在PLET上，使用吊机下放整体结构。在下放过程中，逐渐增大 A&R线的张力，并将管段的张力逐渐由吊机转移到 A&R线上，当所有的重力都转移到 A&R线上后，开启 A&R线限位装置，以限制PLET在安装的过程中出现大幅度的摆动。打开PLET防沉板，将控制线的自由端连接到ROV大钩。将PLET着陆到目标区，并进行基本的测量以确定PLET的位置、朝向和倾斜度，断开辅助缆绳，准备执行后续工作。

3.3 水下生产设施的安装步骤

1） 吊机将已铺设管段转移到管道固定装置上。

2） 打开管道限位装置，限制管道大幅度的振动。

3） 起吊并调整WSA（ILS）姿态，对接WSA（ILS）下端与固定在固定装置上的管道。

4） 打开固定装置，打开限位装置，使用吊机将整体结构运送至J型铺设系统塔架或托管架。

5） 继续进行管道铺设作业，直到WSA（ILS）安装到海底。

4 新方法的优点

4.1 管道弃置回收过程

1）S型铺管船 将浮筒的安装由水下转移到了水上，使得浮筒的安装和拆卸工作较为方便，同时减小了水下操作，保证了操作稳定性；将水平操作转化成了竖直方向的操作，大幅减小了 A&R线的张力，保证了操作的安全性。

2）J型铺管船 将焊接、安装A&R拖拉接头 、安装浮筒等操作都从塔架内部转移到了甲板上，使得操作具有足够的空间，从而保证操作的稳定性；完全避免了浮筒在下放的过程中与塔架结构物之间碰撞而造成的浮筒或者结构物的损坏；将操作引入到甲板上，管道张力完全由多功能塔架承受，保证了J型铺设系统的安全性。

4.2 PLET安装

1）S型铺管船 第1端安装方法都一样。S型铺管船在进行PLET第2端安装方法中，PLET不用再通过托管架和张紧器，确保了PLET以及托管架的结构安全；将水平操作转化为竖直方向的操作，大幅减小了 A&R线的张力大小，提高了操作安全性。

2）J型铺管船 首端安装中，不再需要设计复杂的、多自由度的PLET操作系统，使得操作变得简单。使用J型铺管船在进行第2端安装中，PLET的安装大小不再受到塔内结构的限制；完全避免了PLET在下放的过程中与塔架结构物之间碰撞而造成的PLET或者结构物的损害；将操作转移到甲板上，结构重力完全由多功能塔架承受，保证了J型铺设系统的安全性。

4.3 水下生产设施安装（WSA/ILS）

1）S型铺管船 对于如WSA（ILS）细长结构，将水平方向操作转化为竖直方向操作，减小了甲板占地面积；WSA（ILS）不再需要通过张紧器和A&R线提供张力。

2）J型铺管船 对于如WSA（ILS）细长结构，将塔内竖直方向操作转化为甲板竖直方向操作，为 WSA（ILS）提供了更大的操作空间，解决了J型铺设系统塔架结构紧凑，空间狭小，不能方便安装WSA（ILS）等问题；不再需要结构复杂的PLET操作系统。

5 结论

1） 设计的多功能水下生产设施安装系统能够使S型铺管船很方便地进行管道弃置回收作业和水下生产设施安装作业；能够让J型铺管系统便捷地进行管道弃置回收工作，并能够安装大尺寸的水下生产设施，扩展了_S－lay和_J－lay铺管船的功能。

2） 在铺管船安装此装置后，只需铺管船就能进行管道弃置回收与水下生产设施的安装工作，不需要其他安装船进行辅助，能够在一定程度上缩短工期和减小开发成本。此外，装备此套装置后，不再需要 A字架来辅助下放和安装结构物，也不再需要PLET操作系统来进行PLET和水下生产设施的安装，同时将水下操作都转移到了水上，增加了操作的稳定性。

3） 基于设计的多功能水下生产设施安装系统，提出了相应的管道弃置回收和水下生产设施安装步骤，希望能为后期HYSY201型铺管船和2×8000t型铺管船配置及南海作业奠定良好的基础。

4） 本文只对多功能水下生产设施进行了基本设计，下一步要开展模型试验研究，通过试验研究来验证所设计系统结构的安全性以及所提出水下生产设施安装工艺的可行性。