深水j型铺管船的铺设装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉海底管道铺设，尤其涉及一种深水J型铺管船的铺设装置。属于海洋石油工程领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着海洋油气开发不断向深海迈进，作为深水及超深水海底管道铺设的主要方式的J型铺管方法，得到越来越广泛的应用。但随着J型铺管方法的逐年增加，其暴露出的问题也越来越多。
[0003]如何提高J型铺管速度、降低J型铺管成本，主要取决于预制管道的长度、焊接、无损检测和涂层的速度。与此同时，如何使海底管道终端(PLET)、海底管道管汇(PLEM)等水下生产设施的下放变得更加简单易行，也是目前一个亟待解决的难题。
[0004]目前，J型铺管船大体分为轻型和重型两类，其中，轻型J型铺管船一般采用两种铺设方式:一种是:将两段二节点管同时处于J型塔上进行铺设作业；另一种是:将单根四节点管道处于J型塔上进行铺设作业。由于受铺设相关设备的限制，浅水J型铺管船大部分都是针对小管径柔性管道进行铺设。
[0005]而重型J型铺管船无论是铺设管径范围和铺设水深、还是起重吊运能力和铺设能力上，都比轻型J型铺管船有明显增加。其中，意大利的Saipem 7000号铺管船采用的铺设方式是:将两段四节点管同时处于J型塔上进行铺设作业，此种铺管方式选用的是:由张紧器提供管道张力，其有着较强的铺管能力。但是，由于此种铺管方式的角度只能向单侧旋转20度，范围相对较小，而且，不具有安装管道终端海底管道终端(PLET)、海底管道管汇(PLEM)的能力；且由于其无损检测站位于塔架的下端，距离焊接站较远，当无损检测结果不满足要求时，需要浪费较多的时间进行修复处理。而美国的DVC Balde号铺管船的铺设方式是:由管领提供管道张力，虽然，具有安装海底管道终端(PLET)、海底管道管汇(PLEM)的能力，但是，其一般是:将单根四节点管道处于J型塔上进行铺设作业或是将:单根六节点管道处于J型塔上进行铺设作业。由于此两种铺设方式对管领的材料及制造工艺要求极高，价格昂贵，因此，不仅铺设费用较高，而且，受管段的长度的限制，铺设速度较低。
[0006]综上所述，现有的重型J型铺管船铺设方式，其所存在的问题是深水海底管道铺设中亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水J型铺管船的铺设装置，其不仅实现焊接与涂层作业同时进行，大大提高了深水海底管道的铺设效率，降低了深水海底管道的铺设成本；而且，还优化J型铺管船的设置，简化了 J型铺管船的铺管工艺，使深水海底管道铺管过程中的海底管道终端(PLET)、海底管道管汇(PLEM)等一些关键设备的安装变得简单易行，大大提高了 J型铺管船对深水海底管道的铺设能力；同时，实现J型铺管船J型塔角度在70°到110°之间平稳的调节，能够满足不同水深和管径的铺设要求，减小了管段顶端的受力，保证了 J型铺管船铺管作业的顺利进行。
[0008]本发明的目的是由以下技术方案实现的:
[0009]—种深水J型铺管船的铺设装置，其特征在于:包括:一 J型塔、设置在J型塔底部的J型塔角度调节装置、设置在J型塔、甲板上的J型铺设管道传送装置、设置在J型塔上的J型铺设设备，其中，J型塔角度调节装置包括:对称设置在J型塔底部周围的A字架、枢接在A字架上的液压缸、安装在液压缸上的角度调节器J型铺设管道传送装置包括:固定在船体甲板上的水平传送装置、固定在船体甲板上的装载臂、安装在J型塔上的管线电梯、安装在J型塔上的转动臂、垂向滚轮；1型铺设设备包括:安装在J型塔下部的张紧器、外部对中器、焊接站。
[0010]所述J型塔为:稳定的桁架结构，在桁架结构下部四周设置为封闭的箱体结构；J型塔的下端设有悬挂平台，在海底管道与海底管道终端连接时，能够用来夹持海底管道；J型塔的中部两端设有角度调节器的连接轴，J型塔的底端和铺管船甲板铰接，便于J型塔的旋转。
[0011]所述A字架的主体是A形框架结构，内壁布置有加强材，用来支撑固定角度调节器和液压缸。
[0012]所述角度调节器的上部为桁架结构，角度调节器的顶端与设在J型塔上的连接轴连接，角度调节器能够绕连接轴旋转；角度调节器的下部为箱形结构，两侧留有数个卡孔，用来与设在液压缸上的卡夹连接。
[0013]所述液压缸是角度调节器与A字架之间的连接构件，液压缸的底座与A字架相连；液压缸上设有数个卡夹，且卡夹位于液压缸的中部，用来控制角度调节器与A字架之间的相对位置和角度。
[0014]所述装载臂上设有液压夹具，用于夹紧待铺设的管段，装载臂的两侧设有吊耳，吊耳与绞车的钢索连接，通过绞车钢索的收放，实现装载臂平稳的旋转；装载臂的下端铰接在船体的甲板上，用以将管段从水平旋转至竖直位置。
[0015]所述管线电梯上设有液压夹具，用于夹持待铺设的管段，管线电梯的上、下两端设有的吊耳，将吊耳与绞车钢索连接，钢索上端用于提供张力，钢索下端用于控制管线电梯的稳定，通过两端钢索的共同作用，实现管线电梯沿着轨道稳定的上、下滑动。
[0016]所述转动臂是在液压马达的作用下，绕着两个链接转轴旋转，用以实现管段从J型塔的上部传送至J型塔内的垂向滚轮和外部对中器的夹具内。所述张紧器布置有数个，其中，一个张紧能力较小的布置在焊接站上方，外部对中器工作平台下方，张紧能力较大的数个张紧器的安装在焊接站下方，用来固定已经铺设入水的海底管道，以便完成上、下两段海底管道的焊接以及无损检测；在焊接和无损检测完成之后，数个张紧器共同作用，将海底管道下放至J型塔底端的涂层站；海底管道入水后，张紧能力较大的张紧器提供顶部张力。
[0017]本发明的有益效果:本发明由于采用上述技术方案，其能够使两段4节点管同时处于J型塔上进行铺设作业，不仅实现焊接与涂层作业同时进行，大大提高了深水海底管道的铺设效率，降低了深水海底管道的铺设成本；而且，其优化J型铺管船的设置，简化了 J型铺管船的铺管工艺，使深水海底管道铺管过程中的海底管道终端(PLET)、海底管道管汇(PLEM)等一些关键设备的安装变得简单易行，大大提高了 J型铺管船对深水海底管道的铺设能力；同时，实现J型铺管船J型塔角度在70°到110°之间平稳的调节，能够满足不同水深和管径的铺设要求，减小了管段顶端的受力，保证了 J型铺管船铺管作业的顺利进行。
【附图说明】
[0018]图1为本发明结构主视示意图。
[0019]图2为本发明结构侧视示意图。
[0020]图中主要标号说明:
[0021]1.J型塔、2.A字架、3.角度调节器、4.液压缸、5.平传送装置、6.装载臂、7.管线电梯、8.转动臂、9.垂向滚轮、10.张紧器、11.外部对中器、12.焊接站、13.连接轴。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的实施方案进行详细说明:
[0023]如图1所示，本发明包括:一 J型塔1、采用螺栓连接方式设置在J型塔1底部的J型塔角度调节装置、采用螺栓连接方式分别设置在J型塔1、甲板上的上的J型铺设管道传送装置、J型铺设设备，其中，J型塔角度调节装置包括:采用螺栓连接方式对称设置在J型塔1底部周围的A字架2、采用铰接连接方式枢接在A字架2上的液压缸4、采用卡夹连接方式安装在液压缸4上的角度调节器3 J型铺设管道传送装置包括:采用螺栓连接方式固定在船体甲板上的水平传送装置5、采用螺栓连接方式固定在船体甲板上的装载臂6、安装在J型塔1上的管线电梯7、安装在J型塔1上的转动臂8、垂向滚轮9 J型铺设设备包括:安装在J型塔1下部的张紧器10、外部对中器11、焊接站12。
[0024]上述J型塔1为:稳定的桁架结构，既可以满足强度要求，又能减轻结构的重量，其主要作用是支撑和固定J型铺设的相关设备；在桁架结构下部四周使用钢板焊接成封闭的箱体结构，既可以降低J型塔1的重心，又增加稳定性，同时，还可以作为设备间，用于存放电力设备、液压设备等。
[0025]J型塔1的下端设有悬挂平台，在海底管道与海底管道终端(PLET)连接时，可以用来夹持海底管道型塔1的中部两端设有角度调节器3的连接轴13，J型塔1的底端和铺管船甲板采用铰接的连接方式，便于J型塔1的旋转。J型塔1的高度为:120米，可以满足两段四节点管同时位于其上。
[0026]上述的A字架2的主体是由钢板焊接而成的A形框架结构，内壁布置足够的加强材，用来支撑固定角度调节器3和液压缸4。
[0027]上述的角度调节器3的上部设计为桁架结构，角度调节器3的顶端与设在J型塔1上的连接轴13连接，可以绕其旋转；角度调节器的下部设计为箱形结构，两侧留有数个等间距等尺寸的长方形卡孔，用来与设在液压缸4上的卡夹连接。
[0028]上述的液压缸4是角度调节器3与A字架2之间的连接构件，液压缸4的底座与A字架2相连；液压缸4上设有两对卡夹，且该卡夹位于液压缸4的中部，用来控制角度调节器3与A字架2之间的相对位置和角度。
[0029]上述的装载臂6主体结构是由钢板焊接而成，内部布置足够的加强材；其上设有液压夹具，用于夹紧待铺设的管段，装载臂6的两侧设有吊耳，吊耳与绞车的钢索连接，通过绞车钢索的收放，实现装载臂6平稳的旋转；装载臂6的下端铰接在船体的甲板上，其作用是:将管段从水