一种轻型双节点管道j型铺设系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管道铺设设备，尤其涉及一种轻型双节点管道J型铺设系统，主要用于深水海底管道及立管的铺设。
【背景技术】
[0002]近年来，随着油气资源需求量的不断增加，海洋油气的开发不断向深海迈进。目前，适用于深水海底管道铺设的方法主要为S-Lay和J-Lay。由于S_Lay铺设方法中管道弯曲变形大，需要托管架和较大的张紧器能力，限制了其适用。而J型海底管线铺设法是一种将管线接近垂直的形态下放到海床上的管线铺设方法，所需的管线张力小、铺设过程中管线悬挂长度小、铺设后管线残余应力小，因此被认为是深水管线铺设的最适用方法。
[0003]目前国际上J型铺管船大部分都是通过改装得到的，但根据铺管船J型铺设系统、起重吊运和铺管能力等的不同，大体将其分为轻型双节点管道和重型两类。虽然重型J型铺管船的管径范围、铺设水深、起重吊运能力和铺设能力有一定增加。但其铺设形式一般比较单一，而且目前这些比较大型J型铺管船和J型铺管先进技术都主要集中在荷兰的Heerema，意大利的Saipem和美国的McDermott等少数大公司手中，其铺设系统也并非完美。
[0004]轻型双节点管道J型铺管船一般其铺管塔架都不高，大多采用2X2节点(有两段2节点管同时处于J型塔上进行铺设作业，2节点管道长24.4m)或者1X4节点(只有单根4节点管道处于J型塔上进行铺设作业，4节点管道长48.8m)的铺设形式，大部分都是针对2000m以内水深小管径柔性管道进行铺设。但是这类铺管船的费用相对较低，而且在其能力范围内铺设效率也不逊于重型铺管船，相比较而言，综合能力比较强。意大利Saipem公司的SaiBOSFDS是一艘具备动态定位的深水多功能起重铺管船，塔架52m高，可以完成1X4节点(单根4节点管段处于J型塔上进行铺设作业，4节点管段长48.8m)的铺设形式，铺设水深为2000m，其铺设倾角范围可以达到45°至96°，并且可以通过铺管船进行其他操作而不需要使用其他辅助船，这是J型铺管船里唯一的一艘能达到如此大倾角的铺管船。
[0005]经检索发现编号为US 20030231931A1的专利“FLEX J-LAY TOWER”设计了一个固定的塔架，结构简单，主要为桁架结构，通过其内部卡夹的控制，使塔架上待铺设管段的下端产生一定的弯曲，完成与铺设入水管道的对接。由于管段弯曲程度的限制，其可适应的角度范围也相对较小，且铺设管段的弯曲，有可能对管道造成损伤。而且其塔架上没有相关的上管装置，需借助船体上的其他起重设备进行管道的传送，使管段的传送复杂化。
[0006]综上所述，综合考虑现有各种铺设系统的优缺点，本实用新型提供一种新的深水轻型双节点管道J型铺设系统，对结构和设备都进行了优化处理，具有较高的铺设能力，同时可以完成一些关键设备的安装，提高J型铺设的可行性。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是为了提高铺设效率、降低相应的铺设成本而提供一种可行的轻型双节点管道J型铺设系统。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的:包括J型塔、J型塔角度调节部分、管道传送部分和管道铺设部分，所述J型塔铰接安装在船体甲板上，J型塔中间位置的两侧分别设置有角度调节器连接轴，所述J型塔角度调节部分有两套且每套都包括安装在船体甲板上的A字架、与A字架上端铰接的液压缸主体结构、对称安装在液压缸主体结构两端的两个液压调节机构、同时与两个液压调节机构输出端连接的中间板、均匀设置在中间板上的两个液压卡夹以及铰接安装在对应的角度调节器连接轴上的角度调节器，所述角度调节器的端部设置有一列与液压卡夹配合的卡孔；
[0009]所述管道传送部分包括水平传送机构、装载臂和垂向滚轮，所述水平传送机构设置在船体甲板上，装载臂铰接安装在船体甲板上，装载臂上部均匀设置有至少三个夹具，每个夹具通过链接转轴与装载臂连接，装载臂上还设置有吊耳，所述垂向滚轮至少有三个且均匀设置在垂向滚轮支撑板上，垂向滚轮支撑板安装在J型塔上部；
[0010]所述管道铺设部分包括张紧器、外部对中器、焊接站和移动平台，所述外部对中器包括对中器框架、设置在对中器框架上的竖直轨道、设置J型塔中间位置的水平轨道、安装在竖直轨道上的两个对中液压缸和分别设置在对中液压缸输出端的外部对中器的夹具，且所述对中器框架安装在水平轨道上，所述焊接站安装在J型塔上且位于外部对中器的下方，所述焊接站的下方设置有张紧器，移动平台包括设置在船体月池中的第一移动平台轨道、垂直安装在第一移动平台轨道上的第二移动平台轨道和安装在第二移动平台轨道上的移动平台夹具。
[0011]本实用新型还包括这样一些结构特征:
[0012]1.每个垂向滚轮包括支座、对称安装在支座两侧的两个滚轮液压缸和分别与两个滚轮液压缸的输出端连接的带有滚轮的夹具。
[0013]2.所述液压卡夹与卡孔的截面形状均为方形。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型综合考虑国外各J型铺设系统的优缺点以及J型铺设系统的铺设成本、效率和操作性，对J型铺设系统结构和设备进行优化设计，可以完成2X2节点的铺设方式，即完成有两段2节点管同时处于J型塔上进行铺设作业，每段2节点管道长24.4m，焊接设备与无损检测设备布置在一起，这样在检测结果不合格的情况下，可以进行及时的处理，减少不必要的工序，同时通过焊接站与涂层站位置的布置，实现焊接作业与涂层作业同时进行，节省了管道的铺设时间，增加了铺设效率；对角度调节系统的优化，实现J型塔角度在70°到110°之间平稳的调节，可以满足不同水深和管径的铺设要求，减小管段顶端的受力，保证铺管作业的顺利进行，J型塔底端增设移动平台，实现PLET、PLEM等关键设备的安装。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的总体结构示意图一(正视方向);
[0016]图2是本实用新型的总体结构示意图二(侧视方向)；
[0017]图3是本实用新型的A字架的结构示意图；
[0018]图4是本实用新型的角度调节器的正视图；
[0019]图5是本实用新型的角度调节器的俯视图；
[0020]图6是本实用新型的J型塔角度调节部分的液压调节机构的正视图；
[0021]图7是本实用新型的J型塔角度调节部分的液压调节机构的俯视图；
[0022]图8是本实用新型的装载臂的端部的夹具的结构示意图；
[0023]图9是本实用新型的垂向滚轮的正视图；
[0024]图10是本实用新型的垂向滚轮的侧视图；
[0025]图11是本实用新型的外部对中器的结构示意图；
[0026]图12是本实用新型的移动平台的俯视图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0028]本实用新型包括J型塔、J型塔角度调节部分、管道传送部分和管道铺设部分。J型塔是整个铺管系统里的核心部分，用来支撑、固定和连接J型铺设的其他结构和关键设备；J型塔角度调节部分包括角度调节器、A型架和液压缸，连接在船体和J型塔之间，可以实现J型塔在一定角度范围内的自由调节；管道传送部分包括水平传送系统、装载臂、转动臂和垂向滚轮，用于管段在铺管船和J型塔上的传送；管道铺设部分包括外部对中器、张紧器、焊接站和涂层站，在铺设过程中分别起到传送、对中和固定作用，通过焊接站和涂层站可以对管道进行焊接以及焊缝的后处理工作，为管段铺设入水做好准备。本实用新型中的J型铺设系统可以实现2X2节点的铺设方式(有两段2节点管同时处于J型塔上进行铺设作业，每段2节点管