专利名称：具有曲率限制器的安装柔性缆的装置的制作方法
技术领域：
本发明的主题是一种将柔性缆装设于一种结构上的装置，包括一个形成部份所述结构或固定于所述结构上的中空刚性件，当借助固定于所述柔性缆一端，具体来说，固定于所述柔性缆端部连接件上的牵引钢缆进行牵拉后，柔性缆穿过中空刚性件，以便将其连接于上述结构。
本发明尤其适用于近海石油勘探。
本发明意义上的柔性缆应理解为柔性管，尤其是用于输送液体如碳氢化合物的柔性管复合束，操作缆或电缆。结构则指任意的用于近海区域的固定的或移动的结构，例如固定的刚性套结构，刚性地连接于海底的游移结构或诸如舰面支承半潜平台的漂浮结构，与用于贮藏/分馏的油箱相锚固并连接的漂浮垂直筒、漂浮等。
更准确地说，本发明涉及一种装置，其中包括一个与所述柔性缆相接合并安装于固定装置上的曲率限制器，该限制器能与固定于所述中空刚性件上的固定装置相互作用，以便将其固定于所述结构之上。
曲率限制器指任意种类的装置，这种装置能够在柔性缆承受弯曲，尤其是反复弯曲的区域中把一个大于最小曲率半径的半径强加于柔性缆。
曲率限制器可以是任意的已知类型，如由所谓的脊椎骨的铰接刚性元件组成，或最好是刚性件的形式。
公知的刚性体通常为由塑料如聚氨酯制成的模铸件，且至少部分为截头圆锥形，安装于柔性缆上并固定在一个安装在柔性缆上和/或围绕着柔性缆的紧固支承上。
本发明意义上的紧固是指一种至少在弯曲和相应的横向移动中，在曲率限制器和其紧固支承之间的刚性机械连接，也就是说，这种连接使得紧固支承块的角位移(相对于任何与柔性缆轴线相垂直的轴线的弯曲)和曲率限制器以及柔性缆的横向位移，弯曲力矩和支承力的值完全由紧固支承所承受。作为一种变形，所述紧固可以是一种整体的紧固，也可保证阻止轴向位移以及相对柔性管纵轴的扭转力。
中空刚性件是这种结构的一部分或是一个牢固地固定在这种结构上的构件，如一个平台，柔性管的一端便连接于其上，所述中空刚性件包括一个用于使柔性缆穿过的中心孔，且该孔构成柔性缆在支承平台上的最后支承点，类似一个锚链管。构成曲率限制器的紧固支承的中空刚性件通常是导向管的端段，柔性管便装在上述导向管中，在导向管端段下部开口区域中形成紧固。
在本发明意义上的导向是指与累积偏差管件(J管)相等的垂直管件(I管)。作为一种变形，导向管的作用可以由一种格栅，或任何其它形式的具有为柔性缆导向的内部通道的框架来完成。
利用柔性缆的一端穿过固定于结构之上的导向管而牵拉柔性缆的技术被称之为拉入技术，这是一种在近海油田中广泛使用的技术。
这种技术可以用于海底油田开发系统的各种结构中，例如用于一个生产平台，该平台包括一条或多条管子或管道，这些管子或管道将各种海底井口或布置于海底的其它设备连接于如上所述的构成海面支承的结构或者设置于海面或海底之间的中间水平上的水下结构，所述结构包括各种设备，尤其包括必须通过柔性管与布置于海底的设备相连接的管道工程。另外，生产平台可以包括代替设置于海底的设备的第二海面支承或水下支承，柔性管的第二端连接于其上，所述柔性管象链那样整个悬挂在两个支承之间或者是部分地置于海底之上。
在这种类型的平台的第一实施过程中，将一条柔性管从一只敷设船上放开，利用拉入技术牵引管子的第一端，以便使柔性管的第一端能够与对着敷设船设置的海面支承的底板相接触。
然后，使这条柔性管如一条链子那样悬挂于敷设船和海面支承之间。接着使敷设船驶离并开始在海底上展放柔性管。
在第二实施过程中，在实际上已由敷设船将柔性管的全长敷设于海底上之后，便利用牵引钢缆将柔性管的第二端与海面支承相连接，然后将其拖上船并连固。
在柔性管端接头和设置于由构成支承的结构上的管道工程的网路之间的连接通常是在水面之上完成，例如在工作桥上完成。这样一种装置具有易于在平台上连接柔性管的优点。尽管有绕着柔性管的上端设置一个曲率限制器的可能性，这种曲率限制器是相对于支承结构牢固固定的刚性体形式，由于缺乏保护的柔性管必须通过溅洒区，而使得这种装置仍表现出比较严重的危险。
另外，尤其是由于在牵拉其锚具时，柔性管要相对垂直地从其理论静止位置移开，因此当支承结构是漂浮锚固时，柔性管就要承受结构的偏差影响，柔性管是固定在该结构上的。
根据另一种公知的装置，尤其是当这种结构是一种锚固的浮动平台时，柔性管和平台之间的连接是在水下，最好是在龙骨附近的平台底部完成的。这种装置的优点是将柔性管置于相对掩蔽处，从而使其离开由于浪涛而在海面上产生的最大紊流区。但人们普遍认为按照柔性管与结构的这种连接，有必要在固定于这种结构上的导向管的下端装设一个曲率限制器，这种限制器为刚性体的形式，牢固地固定，其作用是分配弯曲应力并防止作用于柔性缆的曲率半径达到临界下限，低于该下限时柔性缆会迅速损坏。这种装置具有明显的缺陷，即为了形成海底连接，依赖气侯条件，要求复杂、费力的操作。
另外，美国US-A-4808034中公开了一种用于将柔性管与漂浮结构相连接的装置，其中在刚性体上连接一块环形导向板，刚性体带间隙地绕装在柔性管上。导向板具有从其前端向外凸起的固定件与相应的凹陷件相互作用，凹陷件形成于固定在结构上的垂直导向管的下端。
在该实施例中，利用各种提升钢缆主要实施两个牵拉步骤。
首先，将钢缆固定在于导向板的周边上向外凸出设置的固定件上，向上提拉由固定于刚性体上的导向板和带接头的管子所组成的组件，所述的接头支承于由导向板的内缘所形成的台肩上。另一条轴向设置并固定于接头上的提升钢缆也被同时提起。
当已经将导向板固定在导向管的端部上之后，所述的另一条固定于接头上的提升钢缆便用于牵引接头和柔性缆，使其穿过导向管，然后将接头以公知的方式在导向管的上端上或上端以上连接在结构上。
这种公知的装置在各步骤中要使用许多牵引钢缆。
在安装这种设备的第一步操作中，需要一次拖拉若干钢缆，以便为了牵引带接头和柔性管的导向板而平衡其各自的长度和拉力;此外，还要同时以刚好足够的最小拉力带动轴向提升钢缆，以防止其出现任何松弛现象。
这种装置在实施方面是非常困难的，尤其是为了完成对这种又长又重的柔性缆的牵拉，而柔性缆又有一定的长度搁置于海底上的情况下更是如此，所述重量中还要加上接头、刚性体和导向板的重量。另外，在兼顾到为了相对定位并固定导向板和导向管的端部而设置的装置的形状方面，这种在现有技术文献中所描述的装置由带有垂直管子导向件的工具所限制。另外，这种装置还有严重的缺陷，即对于由将导向板固定于导向管端部上所形成的刚性体的紧固缺乏安全保障。
本发明的目的在于提供一种装置，这种装置使曲率限制器能够有效和可靠地紧固的同时，尤其是在水下且最好无潜水员干预的条件下，在实施方面比现有技术的装置更容易，且在实施中并不局限于垂直导向管。
本发明的主题主要是一种用于将柔性缆安装在一种结构上的装置，其中包括一个形成部份所述结构或固定于所述结构的中空刚性件，借助固定所述柔性缆一端，最好是固定于装在所述柔性缆端部接头上的牵引钢缆进行牵拉之后，柔性缆穿过中空刚性件，以便将其连接于所述结构，一个与所述柔性缆相连接并固定在固定装置上的曲率限制器能够与安装在所述中空刚性件上的固定装置相作用，以便将曲率限制器固定在所述结构之上，其特征在于具有一个固定装置在牵引柔性缆的第一步中，在第一步结束时曲率限制器被拖至所述中空刚性件口部区域的高度上，该固定装置用于将曲率限制器在距柔性缆的所述一端一段距离处固定在柔性缆上，所述中空刚性件至少在所述第一牵引步骤中包括一个喇叭状套管。
用于安装柔性管和根据本发明的连接装置的操作包括利用拉入来牵引柔性管的两个步骤，这两个步骤由一个中间步骤分开，在中间步骤中曲率限制器被固定在结构上。应当注意到，根据本发明，在两个相继的牵引步骤中的任一个中，均由牵拉同一条固定于柔性管端接头上的牵引钢缆来完成对柔性管的牵拉。因此，与US-A-4808034中所述的装置相比，根据本发明的装置具有容易安装的优点。在上述美国专利中的装置要求一组辅助钢缆，这些钢缆沿周向固定于装在曲率限制器上的导向板的外凸端件上，这样做的目的是为了在将导向板固定于导向管下端之前实施第一牵拉步骤。
根据本发明装置的另一个优点是，在安装柔性管的整个操作期间，以及接下来的设备使用期间，在与柔性管的自由部份的上部区域相对应的一个临界点上，可以保证弯曲应力的平均分布以及对柔性缆曲率半径最小许用值的限制。所述上部区域刚好位于用作锚管的中空刚性件口部区域之下。在牵引操作的第一步骤中，利用设置于中空刚性件口部区域中的喇叭状套管，例如导向管的端段，来取得上述效果。在牵引操作的第二步骤中，并以一种永久方式在设备的使用期间，由已固定在结构上的曲率限制器来完成对柔性管的曲率控制功能。
根据本发明的装置可以确保曲率限制器的紧固，而且另一个优点是，可以很容易地完成安装操作。尤其是在一种便利的实施例中，可不用潜水员而利用从海面上遥控的零件完成本装置的安装。
在第一实施例中，在所述第一牵引步骤中将曲率限制器固定在柔性缆上的固定装置可以在将曲率限制器固定之后从所述的曲率限制器上松开。在这种情况下，曲率限制器带径向间隙地安装在柔性缆上，在从曲率限制器上松开固定装置后，装置仍保持轴向锁在柔性缆上，从而允许柔性缆相对曲率限制器有一个滑动。
因此，在完成紧固之后，利用同一条牵引钢缆可以执行第二牵引步骤，这一步骤利用在中空刚性件中的滑动直到端部接头连接于结构为止来实现柔性缆的永久装设。
在第一实施例中，喇叭状套管可以是永久性地安装在中空刚性件上，或是可分离的，以便允许完成紧固的机械零件的工作。
曲率限制器可由任何适宜的装置予以紧固，尤其是利用带固定件的曲率限制器和中空刚性件的相对的法兰盘组件，或利用两个相对互补的曲率限制器和中空刚性件或喇叭状套管的支承面的相应形状的接合，这些支承面可为截头圆锥形。最好是利用夹紧装置以足够的轴向力来使互补的支承面相互作用，例如利用螺纹螺母组件或最好是利用具有楔合作用的夹紧卡圈。
在本发明的第二实施例中，用于将曲率限制器固定于柔性缆上的装置将曲率限制器永久性地固定在柔性缆上，这种固定是由固定在曲率限制器上的和固定于中空刚性件上的相对的圆柱形支承面的滑动互锁所完成的。
在这种情况下，在曲率限制器固定于柔性缆上的位置和连接于结构的柔性缆端之间的距离必须预先确定，以便在曲率限制器的紧固位置上使柔性缆的端部处于其与结构相连的平面上。
参考相应的附图，通过以下对各个实施例的描述将使本发明的其它优点和特征显露无遗，所述实施例均以非限定的形式给出。其中
图1示意地表示一座近海石油平台，其中可装设根据本发明的装置;
图2至4表示根据本发明的装置的第一实施例的各种实施步骤，图2中包括两个放大表示的区域;
图5至8示意地表示根据本发明装置的第二实施例的各种实施步骤，图5中包括两个放大表示的区域，图9和10示意表示第二实施例的一种变形;
图11是沿图10中Ⅺ-Ⅺ线的剖视图;
图12和13根据两个实施步骤示意地表示根据本发明装置的一种实施例，图12中包括两个放大表示的区域;
图14和15仍示意地表示根据本发明装置的另一个实施例及其实施过程。
首先参见图1，从中可以看到一个近海碳氢化合物生产平台，其中设有一根漂浮的垂直筒1，筒上装有锚固于海底的锚链2。
沿着由漂浮筒1所构成的结构，固定有刚性导向管3，其中设有用于提取碳氢化合物的柔性管4，所述柔性管4可以是由本申请公司所生产和销售的种类，具有不同的长度及各种直径。
以公知的方式在柔性管4上设置一组浮子5，从而形成带有与指向海底的方向相反的凹状区域。
在将每一柔性管4连接于相应的导向管3的下端的连接区域中，均设有一个曲率限制元件6，以后将对其予以更详尽的描述。
图1还示意地表示了一条用于敷设柔性管4的船7。
现在参看图2至4，其中表示了根据本发明装置的第一实施例及其装设步骤。
本实施例中的曲率限制件6呈刚性体的形式，尤其是以聚氨酯制成，在将端接头8装在柔性管4上之前，先将限制件6带径向间隙地装在柔性管上。在将刚性件紧固之后，上述径向间隙使刚性和柔性管之间可以相对滑动，这一点下文将详细描述。
刚性体可以采取任一种已知的形式，且尤其是可以为本申请公司的PCT/FR91/01073专利申请中所描述的那些形式中的一种。
在导向管3的下口端装设有一个呈喇叭状的套管9，该套管包括一个法兰盘10，用法兰盘10将套管9固定在位于导向管3口端的法兰盘11上。
在刚性体6的前端设有一个法兰盘12。
于刚性体6之后，在柔性管4上安装并固定一个固定装置，如固定卡圈13，以便在将柔性管提起的第一步中使刚性体6在柔性管上的位置保持不变。正如下面所描述的那样，在固定已经完成之后，还可以将所述卡圈13与刚性体6分开。
为了通过牵拉而将柔性管提起，将接头8连接在附设提升设备的牵引钢缆14的末端，所述提升设备可以是装在上述结构上的卷扬机，这种结构可以是连接柔性管的筒1。
为了实施根据本发明的装置，要在钢缆14上施加一个向上的拉力，这将形成由卡圈13所支承，对于由接头8、柔性管部分4和刚性体6所组成的组件的提升，直至接头8在穿过处于导向管3的下端呈喇叭状的喇叭形套管9之后，接头8进入套管9拖拽管4为止。
在图3所示的这一中间步骤中，喇叭状套管9以一个确定的曲率提供一种连续的支承作用以便将柔性管支承于其临界区域内，从而使柔性管的曲率半径保持大于其最小许用值以防止其损坏。
通过继续地牵引钢缆14，使刚性体到达喇叭状套管9的附近。
然后通过拆开法兰盘10和11来拆下套管，这样便可将刚性体6的法兰盘12装在处于导向管3下端的法兰盘11上。
利用固定法兰盘形成将刚性体在导向管下端的可靠紧固。
在紧固之后，卡圈13可留在管4上。
最好是预先将卡圈13固定在柔性管4上的一个位置上，使卡圈和接头8之间的柔性缆足够长，从而使在牵引操作完成之后，当接头8永久性地与支承平台的连接件如法兰盘38(图8)相连接时，卡圈相对刚性体的后端离开一定的距离。当由于使用条件的因素，如由于管中的内压，通过在刚性体6中的滑动而使得柔性管4的长度稍有变化时，如图4所示的布置可以防止卡圈13撞入刚性体6。
为了完成在这种条件下的装配，例如可以采取如下步骤尽可能地提起柔性管4，使卡圈13推着刚性体6使法兰盘12抵靠着法兰盘11，利用诸如螺栓来将两个相对的法兰盘固定在一起而将刚性体6固定，从而使接头8处于一个相对于法兰盘38稍稍升起以与之连接。
然后，通过再稍稍降低柔性管4使其滑过刚性体6而可以将卡圈13相对刚性体脱开，来完成接头8和法兰盘38之间的连接。
作为一种变化，利用可以断裂的机械连接件，便可将卡圈13以可分离的方式固定于刚性体6，且卡圈13最好固定在刚性体6的前面。在紧固完成之后上述断裂使刚性体和柔性管之间可作相对滑动。
为此目的，可采用各种方法。
这样，便可用诸如可被切断、尤其是可由潜水员切断的钢缆来将卡圈连接到刚性体上。
作为一种变形，可以设置用于完成这种分离的可遥控装置，或甚至于是在卡圈和刚性体之间形成一种在紧固之后，在作用于柔性管的拉力影响下可分离的连接，下面将参考图5至11的实施例来描述这种连接。
研究附图可看出，在图示实施例中所采用的导向管3是J管型，也就是说是一种累积偏差管。因此，本发明显然并不局限于在实施中使用I形管的垂直导向管。
下面参看由图5至8，其中表示了根据本发明装置的第二实施例。
在这个实施例中，与前一个实施例相比，其喇叭状的套管15永久性地装在导向管3的下端。
刚性体16带有一个固定法兰盘17，该盘可压在设置于套管15端部的一个端部法兰盘18上。
在本实施例中，刚性体16和法兰盘17固定在一个外凸的截头圆锥部份19上，该部份由刚性结构如钢板组成，且具有间隙地包围着柔性管4，其连续的或不连续的外表面构成截头圆锥整个形状的固定支承表面，上述形状与套管15的凹形截头圆锥的凹座20的形状相对应。分别为凸出和凹陷的截头圆锥部份的相对表面最好形成轴对称且有规则的几何表面。这些表面最好是同样回转角度的圆锥形。
套管15包括许多由弹簧22推压的棘爪21，这些棘爪能够滑入壳体23中，该壳体径向地且在与零件15中的中心圆柱形通道的轴垂直的同一个平面中布置，所述中心通道中包含有柔性管4。
为了棘爪21的啮合，设置一道槽24，该槽处于由凸形截头圆锥部份19延伸出的前部的外表面中，该前部构成了固定于该凸形截头圆锥部份19上的刚性结构。该前部具有一条中心通道，例如一条圆住形通道，将柔性管4设置于其中;该前部还具有一个外表面，例如为完整的圆柱形，从而使其可以接在套管15上部之内。
固定于凸形截头圆锥部份19的上述前部的前端包括一个零件39，该件被制成可以固定的方式被夹在柔性管4上。在夹紧零件39和槽24之间，固定于凸形截头圆锥部份19上的前部包括一个断裂区25，该区对于轴向拉力具有一个有限的预定阻力。这样，当钢缆14所施加拉力大于该预定阻力时，上述区域便断裂。这种断裂区25可按照任一种已知原理制成，例如使用一个减少厚度的圆柱形套筒，一个带有许多一定直径的孔或一道槽的圆柱形套筒，或者甚至是具有许多形成圆住形笼的纵向壁骨的圆柱形套筒。
为了形成由刚性体16、法兰盘17和凸形截头圆锥部份19所构成的组件在套管15中的连接及固定，如下所述的那样，如图5和6所示，利用末端接头8在牵引钢缆14上施加一个向上的拉力以便将柔性管4提起，这样，借助固定在柔性管4上的夹紧零件39将同时带动所述组件。
在位移的一个瞬时，在端接头8已经穿入套管15中的情况下，便将柔性管4导入与前述实施例中套管9相类似的凹形截头圆锥支承表面中，因而可将其曲率半径保持在最小允许值之上。
在位移的其余过程中，在刚性体16前面的截头圆锥部份19到达套管15的凹形截头圆锥部份20的高度上。棘爪21同时接合在槽24中，阻止刚性体相对导向管的运动。棘爪可以具有非对称形状，与槽24的形状相配合，可以在向上拉的方向自动接合，在相反的方向上锁紧本装置。在图5至8所示的实施例中，在将刚性体16固定之前，棘爪21以一种临时的形式使刚性体静止，从而使紧固工作更容易。槽24在柔性管的轴线方向上的宽度最好稍大于棘爪21的宽度，由此而形成的纵向间隙使得紧固工作的完成更简单、更牢靠。所以，法兰盘17和18是在接触的开始或以很小的距离对着，但未被夹住。
通过继续牵引柔性管的末端，便如图7所示的那样将断裂区撕裂，使柔性管4可在导向管3内滑至其最终位置，从而与支承平台连接，端部接头8与固定于平台上的连接件如法兰盘38相连接(图8)。
为了形成紧固，根据本发明，在图5至8所示的变形的情况中，设置一个夹紧卡圈26，卡圈26具有两个绕套管15铰接的夹爪，该卡圈能够包覆相对的法兰盘17和18，这些夹爪的周边形状与这些法兰盘的周边形状相匹配。这样，当将该卡圈套在法兰盘上时，楔合作用将导致这些法兰盘沿轴向相向移动，从而使分别固定于刚性体和套管上的截头圆锥部份19和20被夹紧接触。最好是至少一个法兰盘和卡圈26的与其相应的部份具有倾斜的周边形状，以便在施以较低的卡圈夹持力时在凸形和凹形截头圆锥部份19和20之间形成足够的轴向压力，从而实现固定连接。卡圈26可以是独立于本装置其它元件的一个零件，或者是由刚性体16和凸形截头圆锥部份19所组成的组件所带着，或者甚至于如图5的先进的变形所示，可由套管15所支承。
利用在互补的截头圆锥支承面19和20之间的圆锥联锁作用，在刚性体和在导向管的下端的套管所构成的紧固支承之间形成一种非常有效的紧固。
应该注意到，由卡圈26所完成的从外侧的夹紧作用主要具有保证承受轴向力(该轴向力较小)的效果而并不对由柔性管所产生的、通过刚性体16传递的弯矩形成阻力。这些实际上非常显著的弯矩是由在圆锥联锁的支承面19和20附近的相应形状的相互作用而承受的。
关闭夹紧卡圈26的夹爪的工作可以在棘爪21一进入槽24便完成，或者做为替代，当装好柔性管4并将接头8连在平台上之后便完成。如上所述，这种工作完成夹持和锁紧，实现紧固支承表面19和20的永久性紧固。
在图9至11所示的变型实施例中，为了从外部夹紧，在固定于刚性件的截头圆锥部份19上设置了一道槽27，该槽可以容纳夹持栓28，所述栓能够在装在套管15上的导向卡圈29中径向滑动。各夹持栓28均能径向滑动，以便在装在斜面31上的旋转环30的作用下与槽27相接合，旋转环绕截头圆锥部份20的轴线的旋转径向地夹带推块32，从而带动夹持栓。
可以利用任何适宜的装置，特别是利用拉杆、推力缸、直齿齿轮或切向螺旋，或者甚至于利用由海面遥控的装置使环旋转。这样确定夹持栓在凹形截头圆锥部份中的位置，即如前述实施例那样，通过楔合作用，由槽27的斜面与作为夹持键的栓28的相互作用来形成分别固定在刚性体和套管之上的两个相对截头圆锥面相互靠拢的最终轴向位移，以便对具有相应形状的相应件形成一个精确的、紧固的连接。
与槽24相互作用的棘爪(未示出)以与前述实施例相同的方式保证预先固定的作用。
在图12和13所示的实施例，套管33永久性地固定在构成导向管3下部的圆柱管40上。刚性体6利用其端法兰12固定在圆柱件35的末端法兰盘34上，圆柱件35的外径以较小的间隙与管40的内径相对应，从而靠管40内部相应的形状而形成固定。
圆柱形套筒形式的件35具有一圆锥形端部36，且最好制成两个刚性的半壳，其上具有用于夹紧在柔性管4上的装置37。
如此将件35牢固地固定在管子4上，并以一种不可解脱的方式保证刚性体以相距接头8确定的距离固定在柔性管4上。
刚才提到的那样，作为施加于柔性管上的拉力的结果，固定于刚性体上的套管35与构成导向管3下端的圆柱管40相对应的形状实现紧固。
但应当注意，考虑到柔性管制造直径的公差和用于将套筒35的两个半壳夹持于柔性管上的装置的性质，拼合套筒不大可能具有完美的环形截面和一个可精确预见的直径。
另外，构成导向管3端部的管子40具有其自身的制造公差，尤其是由于焊接或各种类型的处理作用可能已经具有局部变形。
为此，实际上在套筒35的外径与导向管的下部的管子40的内径之间允许有一定的间隙。因此，固定于柔性管4上的刚性件6和套筒35所组成的组件和由带喇叭状套管33的圆柱管40所形成的紧固支承之间形成的紧固不是整体的而是局部的，是如前所述的那种使用圆柱形互锁的紧固类型。这样一种紧固妨碍弯曲效果和径向支承效果，但允许两个组件之间的相对轴向滑动，由此带来的优点是，由于管内压力变化的作用而引起的柔性管长度的变化被大量吸收。
在本装置可能受到永久的有害锤击作用的影响的情况下，可以在套筒35和管40的环状空间中插入能够减缓冲击的减振材料中间层。
下面参考图14和15。
象图9至11所示的实施例一样，刚性体16构成一个组件的后部，该组件具有用于使柔性管4穿过的轴向中心通道并包括一个刚性凸形截头圆锥部份19，而组件前部的前端具有一个元件39，该件可以类似卡圈的固定方式夹在管4上并由此而构成一种使固定于刚性体16上的所述组件固定不动的装置。在截头圆锥部份19和夹持件39之间，上述前部包括一个如前所述的断裂区25。在图14和15的实施例中，截头圆锥部份19的外表面包括一个中空的环形部份41，环形部份41在其前部的轮廓为一个圆锥形支承表面42。
通过从平台支架牵拉牵引钢缆14，将钢缆的端部与柔性管4的端接头8相连接，并穿过设置于固定在平台上的套管15下部附近的中心孔，因为刚性体16仍固定在柔性管上，可以固定在刚性件16上的组件通过夹持件39在牵拉操作的第一步中被提升。
可构成导向管3下部的套管15包括一个凹形截头圆锥部份20，该部份形成与凸形截头圆锥部份19的外表面形状相对应的圆锥形内表面。将许多个(例如三个)卡子或挡块43设置于壳44中，并由其引导而使这些卡子能够沿着相对于截头圆锥部份20的纵轴线为径向的轴线平移。弹簧45将卡子43推向中心。指向卡子轴线的前部在穿过本装置所述纵轴线的子午面内具有一个楔形轮廓46。
在静止状态，由弹簧45推压，卡子43部分地脱离壳44，且其前端伸入凹形截头圆锥部份20的内表面之中，如图15A左侧一半所示。
随着继续牵拉，凸形截头圆锥部份19插入凹形截头圆锥部份20之中，并在凸形截头圆锥部份19的锥支承面47的范围内与卡子43的前部份46相接触，支承面47刚好处于中空部份41之前，前部46的上述区域(图15A中右侧的一半虚线)具有凸轮的形状，这样在压缩弹簧45的情况下将卡子43从壳44中推回，从而释放凹形截头圆锥部份20的内表面(图15A中右侧一半的实线)。在牵拉操作第一步骤的结尾处，当凸形和凹形截头圆锥部份19和20相互支承时，卡子43便对着其在弹簧45的作用下插入的中空部份41，以再次进入如图15A左侧一半所示的推出位置。卡子43的前部46的作用区，即圆锥形19和20的尖侧上的前区，具有凸轮状形状，这样，通过插入中空部份41而使卡子43支承在圆锥支承表面42上。卡子43的径向插入其作用象夹持键一样，因而形成一轴向夹紧力，使固定于刚性件16的凸形截头圆锥部份19牢牢地紧固于凹形截头圆锥部份20之中。
应该理解，在本实施例中，通过与中空部份41和圆锥支承表面42的相互作用，卡子43同时且连续地起到两个作用，即一方面在图5至8的变形情况中，或在图9至11的变形情况中通过接合于槽24中的棘爪21来保证暂时夹持刚性体的作用;另一方面，在图5至8中变形的情况下利用带法兰盘17和18的卡圈26，而在图9至11中的变形的情况下利用插入槽27中的挡块28来完成对紧固件的夹持作用。
然后将本装置永久地锁在由此形成的紧固位置上。为此目的，可以采用各种已知的机械装置，从而能够与弹簧45的作用无关地将卡子43不可逆地夹在相对的圆锥支承表面42上。在图15所示的情况下，沿着与卡子43相同的壳44的径向轴线设置螺栓48，通过旋入固定在壳44中的螺母49而使其压在卡子43的后端面上。可以利用遥控的海底机器人，如一部ROV(遥控车)来旋转螺栓48。作为一种变形，也可以利用销来锁定卡子43，这种销与图10和11中所示的挡块28类似，可利用转环的旋转作用来推压这种销，所述转环具有与环30的斜面31相同的斜面。另外，可以使用一种转环，该环具有斜面，这种斜面构成围绕截头圆锥部份20的纵轴线的一个圆柱形或圆锥形表面，且这种斜面并不与径向平面内切，在这种情况下，仍然是利用楔合作用，可使斜面作用在卡子后部的横向面上，所述卡子具有适宜角度的倾角。也可以制成这样的装置，这种装置完全由海面上遥控，例如使用液压机械化元件。
当连接装置已经紧固并锁定时，即可进行第二步牵拉操作。再继续牵拉钢缆14，首先使区域25断裂，这样便使柔性管4与固定于刚性体6上的组件脱离，刚性体16仍旧永久性地固定在紧固支承15上，夹持件39仍固定在管子上。然后便可完成提升柔性管的操作，直至接头8与平台上的元件38如法兰盘连接为止。
可以在海平面之上而不是像上述的那样于平台的底部附近的浸淹位置上设置用于将刚性体紧固于支承平台上部的装置，将柔性管连接于平台上，这并不超出本发明的范围。在这种情况下，在柔性管端部连接件和用于固定刚性体的装置之间的柔性管端段长度较小，但端部连接件保持与固定区分离。
虽然已结合具体实施例对本发明进行了描述，但是显然决不限于上述实施例，而且对其可作任何需要的改进，而并不超出本发明的范围。
权利要求
1.用于将柔性缆安装于一种结构上的装置，包括一个形成部份所述结构或固定于所述结构的中空刚性件，当借助固定于所述柔性缆一端，具体来说固定于柔性缆端部连接件上的牵引钢缆进行牵引后，柔性缆穿过中空刚性件，以便将其连接于所述结构，一个与所述柔性缆接合并固定在固定装置上的曲率限制器能够与安装在所述中空刚性件上的固定装置相作用，以便将曲率限制器固定在所述结构上，其特征在于，包括一个固定装置(13，35，39)，在牵引柔性缆的第一步中，在第一步结束时曲率限制器被拖至所述中空刚性件(3，40)口部区域的高度上，该固定装置用于将曲率限制器(6，16)在距柔性缆(4)的所述一端一段距离处固定于柔性缆(4)上，所述中空刚性件至少在所述第一牵引步骤中包括一个喇叭状套管(9，15，33)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用于在所述第一牵引步骤中将曲率限制件固定于柔性缆上的固定装置(13，39)轴向地固定于柔性缆上，且在曲率限制器固定之后可从限制器上脱开。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所说的可脱离的固定装置包括一个在曲率限制器(6)之后轴向固定于柔性缆上的零件如卡圈(13)，在所述第一牵引步骤中，所述曲率限制器支承在所述卡圈上。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述第一牵引步骤中，所述可脱离的固定装置(39)固定在曲率限制器(16)上，且利用一断裂区(25)与之相连，该断裂区对于轴向拉力具有有限的预定抵抗力。
5.如权利要求2至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述曲率限制器设在柔性缆上，以便在从曲率限制器上脱开固定装置(13，39)之后柔性缆可相对该曲率限制器滑动。
6.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，喇叭状套管(9)在固定之后是可拆开的。
7.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，喇叭状套管(15，33)永久性地固定在中空刚性件上。
8.如权利要求6和7中任一项所述的装置，其特征在于，利用与分别固定在曲率限制器和所述中空刚性件上的相应形状的相对支承表面(19，47，35;20，40)相接合而固定曲率限制器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括使所述支承表面相互支承的夹紧装置(26;27，28，43，41)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，包括在使用夹紧装置(26，27，28)之前，用于使曲率限制器(16)相对中空刚性件固定的固位装置(21，24)。
11.如权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述支承面(19，47;20)是截头圆锥形的，且分别形成于曲率限制器和喇叭状套管上。
12.如权利要求9至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述支承面是圆柱形的。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述支承表面(35，40)是圆柱形的且具有允许相互轴向滑动的径向间隙。
全文摘要
用于将柔性缆安装于一种结构上的装置，包括一个形成部分结构或固定于结构的中空刚性件，当借助固定于柔性缆一端的牵引钢缆进行牵引后，柔性缆穿过中空刚性件，一个与柔性缆接合并固定在固定装置上的曲率限制器能与安装在中空刚性件上的固定装置相作用，其特征在于，包括一个固定装置，在牵引柔性缆的第一步结束时曲率限制器被拖至中空刚性件口部区域的高度上，该固定装置用于将曲率限制器固定于柔性缆上。
文档编号E21B43/01GK1083193SQ9310406
公开日1994年3月2日 申请日期1993年4月7日 优先权日1992年4月7日
发明者马罗伯缔雷纳, 库塔尔阿兰 申请人:科夫莱克希普公司