存储或配置管道的系统及相关方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及存储和/或运输和/或配置和/或取回管道。具体地，但非排他地，本发明的实施例涉及存储和配置电缆的系统和方法。
【背景技术】
[0002]管道(conduit)(诸如电缆或管线(pipeline))被越来越多地在海上或水道(waterways)的环境下使用。传统的海上运输管道方法利用船(诸如铺管船或供应船)上的大型卷盘、架或箱(cages or tanks)，以便将管道运输到安装或卸载地点。通常情况下，当船停靠在岸上供应基地时，连续管道被卷到卷盘、架或箱上。然而，将鼓或卷盘、架或箱永久性地定位在船上是指在卷轴、架或箱上的所有管道被配置之后，船必须返回到岸上供应基地以补充管道。这涉及到工作中断、耗费时间和金钱、或需要多艘船来提供管道的连续供应。此外，将管道制造或装载到卷盘、架或箱上可取决于船的存在，因为在供应基地的空间会是非常宝贵的。
[0003]作为替代方案，浮动卷盘已被用于容纳管道以便存储或运输。在一些应用中，一个卷盘或多个卷盘在船后面拖曳以便腾出甲板空间。浮动卷盘需要大型卷盘和用于在海洋环境下管理卷绕或退绕的相关设备。
[0004]US4117692描述了一种电缆铺设配置，其中电缆从浮动的电缆存储卷盘收回。GB384186和SU1634203描述了包括浮动电缆存储鼓的配置。W02005/059432描述了一种配置，其中软管存储到浮动的卷盘上。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供一种具有浮力的管道存储系系统，其包括:
[0006]用于存储管道的卷盘，卷盘可围绕大致垂直的旋转轴线旋转以便卷绕和/或退绕管道；
[0007]用于使得卷盘在旋转轴线处旋转的驱动配置；以及
[0008]相互接合的耦联配置，其用于将驱动配置可释放地连接到卷盘。
[0009]具有浮力的存储系系统可设置成用于可卷绕的管道的存储和/或运输和/或配置。
[0010]卷盘可由驱动配置在中央驱动。
[0011]卷盘可在卷盘的重心的水平位置处驱动。例如，卷盘可在卷盘重心的上方(例如正上方和/或正下方)驱动。
[0012]卷盘可由驱动系统在卷盘重心的高度(例如，卷盘重心的垂直位置)处驱动。例如，卷盘可横向相邻(例如，大致直接横向相邻)于卷盘的重心驱动。
[0013]卷盘可大致在卷盘重心处驱动。
[0014]卷盘的重心可在管道卷绕之前和/或期间和/或之后确定。例如，在管道卷绕之前、期间和之后在卷盘重心的水平位置处驱动(例如，通过包括多个重心位置的驱动配置，和/或通过适于在重心位置上进行改变的动态驱动配置。
[0015]卷盘可由驱动系统在卷盘浮力中心(诸如在中立位置下的卷盘浮力中心)高度(或垂直位置)处驱动。
[0016]当卷盘处于水平的配置下(诸如处于没有起伏、波浪、上涨等的平静的水中)时，可限定中立位置。可在中立位置处限定卷盘旋转轴线的垂直度。
[0017]卷盘可在卷盘浮力中心的水平位置处驱动。
[0018]卷盘可大致在卷盘浮力中心处驱动。
[0019]在对应于卷盘重力和/或浮力的水平和/或垂直中心的位置处驱动卷盘可至少减少由于卷盘和/或卷绕和/或退绕管道的浮动运动所导致的效果。因此，系统可配置成减少施加到卷盘上的所施加的结构载荷(例如，由于这类效果)。这样的系统可导致较低的应力和/或应变(在卷盘和/或驱动配置中)。
[0020]驱动配置可将平衡的切向驱动力施加到卷盘。
[0021]管道可包括电缆和/或电线。
[0022]管道可包括管材。
[0023]管道可包括管。
[0024]管道的密度可高于水。例如，管道可包括将被铺设到海底内或其上的电缆或管线。
[0025]管道可包括浮动管道。例如，管道可包括浮动管线或电缆。
[0026]驱动配置可配置成旋转地驱动卷盘，而大致不施加推进力，诸如侧向推进力。
[0027]驱动配置可配置成将旋转驱动力传递到围绕/沿着旋转轴线平衡的卷盘。驱动配置可配置成将平衡的切向力传递到卷盘(例如，使得不施加切向驱动力需要非驱动反作用分量来抵制卷盘在所施加的切向驱动力的方向上的非旋转或线性位移)。驱动配置可配置成使得卷盘围绕旋转轴线旋转而不将任何相当大的净矢量力非旋转力分量施加到卷盘。因此，系统可不需要补偿来自驱动系统的任何非旋转力分量，诸如侧向力。驱动配置可配置成使得卷盘围绕旋转轴线旋转而不将任何相当大的净矢量力非旋转力分量施加到卷盘。
[0028]驱动配置可设置成将大致轴向驱动传输到卷盘。驱动配置可设置成在旋转轴线处将轴向驱动传输到卷盘。驱动配置可包括原动机。驱动配置可包括马达。马达可包括电动马达。马达可包括液压马达。马达可包括气动马达。马达可包括内燃机。马达可大致在卷盘的旋转轴线处定位。驱动配置可包括多个马达。驱动配置可包括备用或辅助电源。驱动配置可包括冗余马达。驱动配置可包括张力元件。例如，驱动配置可包括链条、皮带或带，或者可包括轴驱动配置。驱动配置可包括径向和/或轴向驱动传动元件，诸如耦联元件。驱动配置可包括链轮和/或滑轮和/或槽轮和/或齿轮。
[0029]驱动配置可配置成控制卷盘的旋转。驱动配置可配置成将减速或制动力施加到卷盘。
[0030]马达配置可远离旋转轴线定位。例如，马达配置可定位在支撑件(诸如用于安装起重臂的船舶)上。驱动可从马达配置传递到旋转轴线，例如经由轴和/或滑轮和/或齿轮和/或链条。
[0031]相互接合的耦联配置可包括安装到驱动轴上的板、设置在卷盘上以便与所述板配合的安装装置、和可操作以便将所述板和所述安装装置彼此夹紧的夹紧装置。安装装置可包括凸缘。夹紧装置可包括在板上设置的至少一个可移动的夹紧臂。驱动轴有利地包含万向接头。
[0032]耦联配置可包括成型的耦联配置。
[0033]相互接合的耦联配置可通过轴向地去除所述驱动配置的至少一部分而选择性地脱离耦联。
[0034]驱动配置可包括第一耦联部分以及卷盘可包括第二耦联部分，所述第一和第二耦联部分形成相互接合的成型的耦联配置。第一耦联部分可包括公耦联部分以及第二耦联部分可包括母耦联部分。备选地，第一耦联部分可包括母耦联部分以及第二耦联部分可包括公親联部分。
[0035]相互接合的耦联配置可包括用于协助接合第一和第二耦联部分的引导件。所述引导件可包括大于相互接合的耦联部分之一的更大开口。所述引导件可包括锥形件。所述引导件可包括漏斗。
[0036]相互接合的成型耦联配置可包括连接到驱动配置的至少一个耦联元件以及连接到卷盘的至少一个耦联元件，其中相应的耦联元件是互补的并适于接合以便将卷盘与驱动配置耦联。
[0037]耦联元件可以是互补式的花键、齿或其它类似的构件，诸如凸起、销或柱粧或类似物，或备选地，一个耦联元件可以是花键或其它类似构件，而另一耦联元件可以是适于接收花键或其它类似构件的互补凹槽、狭槽或通道或类似物。
[0038]多个耦联元件可设置并分别连接到驱动配置和卷盘。驱动配置的耦联元件可沿周向配置并间隔开，并且卷盘的耦联元件可沿圆向配置并间隔开，以便对应于驱动配置的耦联元件。
[0039]驱动配置可包括连接到第一耦联部分的驱动轴。驱动轴可包括至少一个大致刚性的部分。另外地或备选地，驱动轴可包括至少一个大致挠性的部分。驱动配置可配置成至少在中立位置下将驱动轴与卷盘的旋转轴线大致对准。系统可配置成适应驱动轴和卷盘的旋转轴线之间的不对准。例如，相互接合的耦联配置可配置成驱动轴和成角度和/或轴向不对准的卷盘轴线传递驱动。系统可配置成将动力传递到卷盘。系统可配置成在驱动配置和卷盘之间传递动力。系统可配置成在驱动轴和卷盘的旋转轴线之间的不对准范围内在驱动配置和卷盘之间传递动力。系统可配置成在驱动轴和卷盘的旋转轴线之间的不对准角度范围内在驱动配置和卷盘之间传递驱动。
[0040]系统可配置成当卷盘垂直地和/或成角度地位移(例如，相对于驱动配置和/或支撑件)时和/或与此同时允许将驱动传输到卷盘。例如，诸如由于升沉、俯仰和/或滚动(例如由波浪、浪涛拍打、潮汐和/或涌流)导致；和/或诸如由于卷绕和/或退绕管道导致(例如由包括卷绕的管道的卷盘总质量和/或卷盘质量分布的变化导致)。系统可配置成在卷盘和/或驱动配置支撑件(例如，支撑船/船舶)的吃水深度范围内在驱动配置和卷盘之间传输驱动。驱动配置可配置成适应在卷盘和/或驱动配置支撑件的吃水深度上的变化(例如，由于所存储管道的量/重量上的变化导致)。驱动配置可被动态地支撑。例如，驱动配置可铰接地和/或枢转地和/或旋吊地安装(例如，以允