专利名称：海洋张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海洋张紧器，其用于操作源自海上船只的细长物品，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，其中用于输送碳氢化合物(油、气等)的管道被铺设在海床上。所述张紧器也可以具体描述为和/或用于操作其它细长的物品，例如碳氢化合物提升管(hydrocarbon risers),以及例如源自船上的脐带缆操作装置的脐带缆(例如,用于海下装备、R0V、地球探测工具等)，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在张紧器上施加的负载。
背景技术：
张紧器在海洋管道铺设领域是公知的，经常具有支撑已下水管道的重量的任务。张紧器用于许多管道铺设技术，例如S型铺管法(S-Lay)、卷管式铺管法(Reel-Lay)、J型铺管法(J-Lay)，但也用于铺设电缆，光缆等等。具有较大“负载承载能力”的张紧器以及对于在数十吨或者甚至超过100吨能力的领域中的张紧器中并不罕见。在US6，394，445中公开了一种张紧器的实例(Itrec)。
在一种已知的实施方案中，海洋管道设备张紧器包括张紧器框架和多轨道单元，所述多轨道单元安装在所述框架内，限定了具有轴向延伸(并优选居中)通过张紧器框架的通道轴线的n个物品通道。轨道单元的数量通常与容量和/或管道类型相适应，并且常见的张紧器设计包括两个、三个或者四个轨道单元(或者可能是可变的轨道单元数量)。
每个轨道单元包括细长的底架，所述底架具有在其相对端处的端部部分，以及在所述端部部分之间的中央部分。每个轨道单元进一步包括环形轨道和轨道运动控制装置，所述环形轨道由所述底架支撑(例如借助于支撑辊子或者安装在底架上用于支撑环形轨道的其它承载部件)，所述轨道运动控制装置用于产生环形轨道的受控制的运动。通常因为环形轨道具有多个摩擦元件(通常为摩擦衬垫)，环形轨道适合于在细长物品上接合。
已知在相关联的框架内可移动地布置每个轨道单元，从而使得在轨道之间的“间隙”或者“管道通道”能够适应于不同的管道直径，并可以允许轨道单元的“较宽的开放”位置，其中较大的物件(例如装备在管道中或者管道上的配件，诸如管道连接件)能够穿过张紧器。在每个轨道单元的底架和张紧器框架之间，设置了连接结构，所述连接结构至少允许轨道单元相对于通道轴线的横向运动，从而适用轨道单元的位置。
从US 6，439，445已知，在张紧器的框架与轨道单元的底架之间设置了液压缸，以在轨道和细长物品外部之间产生“挤压压力”，需要“挤压压力”来保持细长物品并基于摩擦而吸收细长物品的负载，允许用于轨道单元的位移以适应管道直径。应该清楚的是，由于生成的摩擦力可能需要为数十吨，或者甚至超过一百吨，因而在细长物品与轨道之间所需的“挤压压力”非常巨大。需要非常巨大的张紧器细长物品重量支撑能力，例如源于开发深水中的油气田的需要，其中水深(并因而由张紧器或者串联的多个张紧器支撑的已入水的管道长度)可能超过500米，甚至超过1000米。
提供了油缸控制机构，其与所述挤压油缸相关联，并允许控制由轨道单元的环形轨道的摩擦元件在细长物品上所施加的挤压力。
待由装配有海洋管道铺设系统的管道铺设船投入水中的管道可能非常不同，SP，这是就管道特性(刚性管道或者柔性管道、涂覆或者非涂覆、卷管或者非卷管等)而言的，所述管道铺设系统包括一个或多个张紧器。因此，存在对于能够操作较宽范围不同管道的张紧器(能够装备具有比管道本身更大的横截面的配件)的需要。
在操作更大的管道，和/或具有较大配件的管道的时候，现有技术的张紧器的尺寸相应的增加。
例如，在较大的配件将通过张紧器的时候，张紧器框架的外尺寸已经增加，从而使得挤压油缸和轨道单元的底架能够充分收缩用于使配件通过。发明内容
本发明目的在于提出一种改进的海洋张紧器。
本发明通过提供一种根据权利要求1的前序部分的海洋张紧器而实现上述目的，其中张紧器进一步包括用于每个轨道单元的挤压油缸组的倾斜机构，每个液压挤压油缸(优选在其朝着张紧器框架的端部)被连接至所述倾斜机构，其中所述倾斜机构包括与挤压油缸截然不同的驱动电动机，并且所述倾斜机构适合于将轨道单元的液压挤压油缸在操作位置与超大尺寸物品通过位置之间倾斜，其中在所述操作位置中挤压油缸被操作以在张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品，在所述超大尺寸物品通过位置中允许超大尺寸物品通过张紧器，而不用以轨道单元施加挤压力，轨道单元朝着张紧器框架进行最大移动，从横向方向观看，倾斜挤压油缸的有效尺寸小于所述挤压油缸在其操作位置处于完全收缩状况的尺寸。
通过允许液压挤压油缸的倾斜，不仅通过挤压油缸的收缩而且通过挤压油缸的倾斜，实现了轨道单元的底架的收缩，以允许较大物件(例如配件)的通过。因而，轨道单元的底架能够显著收缩接近张紧器框架。总之，获得了更紧凑的张紧器。
例如，在操作细长物品的时候挤压油缸设置为与张紧器框架垂直。为了允许较大物件通过，挤压油缸完全收缩，以提供最大空间。利用根据本发明的倾斜机构，挤压油缸能够倾斜，例如，使得挤压油缸包括与张紧器框架成45°的角度。当油缸包括与张紧器框架形成更尖锐的角度的时候，甚至能够获得更大的收缩。因此，收缩可以增加将近100%。该较大收缩的原因是，在操作时，挤压油缸的截止长度通常非常大。这个截止长度现在也能够收缩。
优选地，倾斜机构包括由钢板构成的框架。这能够具有非常小的尺寸，进一步有助于张紧器的紧凑。可替代地，倾斜机构能够包括杆。
从横向方向观看，倾斜机构可基本完全设置在挤压致动器的框架侧与张紧器框架之间。可替代地，倾斜机构能够部分地位于挤压致动器附近，且部分地介于挤压致动器的框架侧与张紧器框架之间。同样，致动的副框架能够具有相对较大的尺寸，而并不导致张紧器的框架尺寸增加。
优选地，沿着底架长度在轨道单元底架与框架之间以间隔的位置设有多个挤压油缸。
在一个高度优选的实施方案中，中央挤压油缸或者更优选地一对平行操作的中央挤压油缸布置成在底架的中央部分上接合，并且进一步设置至少两个挤压油缸(或者挤压油缸对)，每个分别在底架端部部分上接合。
通过沿着底架长度的三个(对)挤压油缸，底架的有效刚度远大于仅有两个油缸作用在底架上的情况。
在张紧器操作期间，优选挤压油缸布置成在基本在与细长物品轴线正交的平面中导向，优选在相对于所述平面至多20度的范围内。
优选设置与挤压油缸相关联的油缸控制机构，并且允许控制由轨道单元的环形轨道的摩擦元件在细长物品上施加的挤压力。
优选油缸控制机构适合于补偿船只运动和/或海面状况引起的负载变化。应该知道海面状况引起的船只运动可能导致管道负载在张紧器上的周期性变化。优选对挤压力变化进行测量(直接地或间接地，例如通过监测船只运动)，然后控制油缸以抵消任何不期望的变化。这需要油缸和油缸控制机构对干扰后具有足够快的实时反应，例如允许油缸以至少IHz的频率致动，优选至少20Hz。
在实际中，计算机等将包括在油缸控制机构中，然后这种计算机包括程序或者例程(其与例如在液压油缸控制机构中的液压阀结合)，允许以相对较高的频率(例如至少IHz)操作致动器系统。
优选在底架上的每个挤压油缸的接合点处设置负载传感器，用于测量在所述位置处的实际施加的力，该负载传感器的力信号传递至油缸控制机构以控制挤压力。
一个挤压油缸的可替代设计能够例如为螺旋轴式致动器，其已经被用于管道张紧器。
在一个最优选的实施方案中，沿着底架长度在轨道单元底架与框架之间以间隔的位置至少设置三对挤压油缸。对于致动器所接合的底架的每个部分，这或多或少的允许对由张紧器轨道施加在管道等上的的实际的挤压压力进行独立控制。在使用三个油缸的时候，这允许例如在底架的中央区域设定与在两个端部区域(也可以设定不同的水平的挤压压力)不同水平的挤压压力。一方面考虑到期望的或者所需的“保持能力”，另一方面考虑到在管道(或者其外壳等)上的挤压压力的效果，这种在轨道之间保持的在管道的长度上施加的挤压压力控制是十分有利的。
进一步优选地，所述油缸为液压油缸，并且其中所述控制机构为液压控制机构，所述液压控制机构允许在每个油缸内独立地控制压力。
张紧器框架包括环形结构，从而吸收挤压油缸的挤压力。可能的张紧器具有环形框架，所述环形框架包括多个环状框架构件，所述多个环状框架构件沿着张紧器的轴线隔开并通过其它的(优选轴向延伸的)框架构件而相互连接。在一个优选实施方案中，张紧器框架的环形结构由相互连接的平板元件组成，从而形成单件的用壁围成的环形结构。这归因于非常紧凑的张紧器。
甚至更优选地，张紧器框架包括在张紧器框架的轴向端部的顶部平板和底部平板，所述平板具有在其中的开口，以允许用于细长物品通过。这归因于张紧器的刚度。
张紧器框架可以设计成使得张紧器能够打开。
在一个优选实施方案中，张紧器框架包括基座部件，例如横截面主要为U形基座部件，在基座部件上安装有一个或多个轨道单元，以及两个或者更多的其它框架部件，然后其相互连接以形成环状框架构件，其中框架部件的自由端经由连接构件(例如通过能够穿过在自由端中对齐的开口而装配的销)可相互连接/可拆卸。
在底架和框架之间的其它连接结构的设计(例如滑动结构)可以包括轮子，或者布置到(例如以直角)底架的伸缩结构，并且管道轨迹也是可能的。然而，这里公开的优选方案为单件的中心连杆组件。
在一个优选实施方案中，连接结构除了横向运动之外每个适合于允许用于每个轨道单元的枢转运动，以便获得轨道单元的轨道相对于细长物品通道轴线的非平行定向。
通过允许枢转运动，可以布置轨道，例如使得管道的锥形截面能够被支撑并且穿过张紧器，而不会使管道过载。另外，该枢转布置允许对挤压力的精确控制，并因而对管道上的挤压压力精确控制。
该方面在同一申请人的在审理中的申请WO 2009/088287中进行了更详细的阐述。
在一个优选实施方案中，每个轨道单元的连接结构由连杆组件组成，所述连杆组件在其底架端枢转连接至底架的上部，并且在其框架端枢转连接至框架。最优选地，每个连杆组件包括在轨道单元底架的相对的侧部上的两个连杆，这允许抵消底架绕其纵向轴线旋转的任何趋势。当需要时，所述连杆可以经由横向构件连接。通过提供滑垫并通过提供用于轨道单元的封闭结构而能够额外防止轴向旋转。
在一个优选实施方案中，连杆组件布置成在张紧器的操作期间大体平行于细长物品轴线而定向。这允许中央连杆组件在张紧器的操作期间受到拉伸应力。
在一个可能的实施方案中，中央连杆组件布置成在张紧器的操作期间相对于通道轴线倾斜，连杆(从其框架端到其底架端)大体反向于管道负载方向延伸。这导致轨道在管道等上的“自夹紧效果”。应注意到在实际中挤压力的主要部分由挤压油缸来提供，例如，大于10%的挤压力经由该中心连杆组件提供。
根据本发明的第二方面，上述提出一种改进的海洋张紧器的目的由可替代的方式来实现。
本发明的第二方面通过提供一种根据权利要求3的前序部分的海洋张紧器而实现上述目的，其中在每个轨道单元的底架与张紧器框架之间的连接结构包括用于每个轨道单元的底架的底架提升机构，其中所述底架提升机构包括与挤压油缸截然不同的驱动电动机，并且所述底架提升机构适合于在降下位置和升高位置之间升高底架，从而导致轨道单元的液压挤压油缸在位于底架提升机构的降下位置上的操作位置与在位于底架提升机构的升起位置上的超大尺寸物品通过位置之间倾斜，其中在所述操作位置中，挤压油缸被操作以在张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品，在所述超大尺寸物品通过位置中允许超大尺寸物品的通过张紧器，而不用以轨道单元施加挤压力，轨道单元朝着张紧器框架进行最大移动，从横向方向观看，倾斜挤压油缸的有效尺寸小于所述挤压油缸在其操作位置中处于完全收缩状况的尺寸。
通过允许底架的提升并引起液压挤压油缸的倾斜，用以允许较大物件(例如配件)通过的轨道单元的底架的收缩不仅通过挤压油缸的收缩来实现，还通过挤压油缸的倾斜来实现。因而，轨道单元的底架能够显著收缩而接近张紧器框架。总之，获得了更紧凑的张紧器。
优选地，包括底架提升机构的连接结构由基本竖直的油缸组成，所述油缸设置在每个轨道单元的底架与张紧器框架之间。优选在底架处于其降下位置并且挤压油缸处于其操作位置时，油缸处于其收缩位置，以支撑细长物品的轴向力。当油缸伸长时，底架提升机构将底架升高至升起位置，从而使设置在张紧器框架与底架之间的挤压油缸倾斜，并将张紧器带到超大尺寸物品通过位置中。可替代地，底架提升机构能够包括杆。底架提升机构可设置在每个轨道单元的底架的附近，并且部分地邻近挤压致动器。同样，底架提升机构不会导致张紧器框架的尺寸增加。优选地，沿着底架长度在轨道单元底架与框架之间以间隔的位置设有多个挤压油缸。根据本发明的第三方面，通过提供一种根据权利要求1的前序部分的海洋张紧器而获得一种改进的张紧器，其中张紧器框架通常为盒形并且具有基本封闭的圆周结构，所述张紧器框架由钢板组成，优选为焊接平板。通过使用钢板取代传统的管状框架结构，实现了张紧器框架尺寸的减小，并因此获得了张紧器尺寸的减小。在较大的通常为盒形的构造中使用钢板的另一个优点是，获得了刚度非常大的张紧器框架。因此，可以使用仅仅很少的可用的轨道单元(例如两个而不是四个轨道单元)来操作细长物品，而不必相互连接操作细长物品的轨道单元。相互连接通常对于获得所需的用于操作细长物品的刚度是必须的，但是根据本发明的第三方面，该刚度是通过刚性张紧器框架而获得。在一个优选实施方案中，张紧器框架包括基座部件，例如横截面主要为U形的基座部件，在所述基座部件上安装有一个或多个轨道单元，以及一个或者更多的其它框架部件，所述其它框架部件相互连接以形成通常为盒形的主要为封闭圆周结构的张紧器框架部件。其中框架部件的自由端经由连接构件(例如能够通过在自由端中穿过对齐的开口装配的销)可相互连接/可拆卸。同样，可以打开张紧器。张紧器的优选实施方案将参考附图进行详细阐述。本发明进一步涉及一种具有这种张紧器的海洋管道铺设船，以及管道铺设方法，其中采用了这种张紧器。
在附图中:图1a示出了一个海洋张紧器的实例的剖开立体图，其中张紧器处于用于操作相对较大直径的细长物品的操作位置；图1b示出了图1a的海洋张紧器的非剖开视图，处于用于操作相对较大直径的细长物品的操作位置；图1c从上方示出了图1a的海洋张紧器的剖开视图，处于用于操作相对较大直径的细长物品的操作位置；图2从上方示出了图1a的海洋张紧器的剖开视图，处于用于操作相对较小直径的细长物品的操作位置；图3a示出了图1a的海洋张紧器的剖开立体图，处于超大尺寸物品通过位置；
图3b从上方示出了图3a的海洋张紧器的剖开视图，处于超大尺寸物品通过位置；图4a示出了可替代的海洋张紧器的剖开立体图，其中张紧器处于用于操作相对较大直径的细长物品的操作位置；图4b示出了可替代的海洋张紧器的剖开立体图，其中张紧器处于超大尺寸物品通过位置；图5示出了另一个可替代的海洋张紧器的剖开立体图，其中张紧器处于用于操作相对较大直径的细长物品的操作位置；图6a至图6f示出了根据本发明的第二方面的海洋张紧器的两个实施方案。
具体实施例方式在图1a至图1c中，示意性地示出了一种海洋张紧器I。张紧器I适合于从海上船只操作细长物品(未示出)，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，或者用于操作来自船上的脐带缆操作装置的用于水下装备的脐带缆，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在张紧器上施加的负载。张紧器I包括张紧器框架11，例如适合于在管道铺设设备中被支撑，其在图1b中比在图1a中的剖开视图中更清晰可见。张紧器框架11包括环形结构10，该环形结构10吸收由细长物品(未示出)施加的负载。通常，所述环形结构10可包括一个或多个移动部件，所述移动部件在开放位置中允许物品横向引入张紧器框架11中，在封闭位置中以负载承受方式关闭环形结构10。在示出的实施方案中，环形结构10不包括任何移动部件，这有助于构造的刚度。在示出的实施方案中，张紧器框架11的环形结构10由相互连接的平板元件IOa至101组成，从而形成单件的用壁围成的环形结构。张紧器框架11通常为盒形，并且具有基本封闭的圆周结构。在示出的实施方案中，十二个平板元件IOa至101相互连接以形成八边形结构。在张紧器I中，物品通道25是可见的，其允许细长物品通过，具有轴向延伸(并优选居中)通过张紧器框架的通道轴线26。这在图1c中从上方的剖开视图中是特别明显可见的。在图2中，示出了现在适合于操作较小直径的细长物品的相同张紧器1，通过具有相同通道轴线26的现在为较小的通道25’。这里，张紧器框架11进一步包括顶部平板12(这里由四个相互连接的平板12a至12d组成)和底部平板(未示出)。顶部平板12和底部平板在张紧器框架11的轴向端连接至环形结构10。顶部平板12具有位于其中的开口 14，以允许细长物品(未示出)通过。开口 14优选被增强，例如通过在示出的实施方案中的突缘15来增强。类似地，底部平板也设有开口。这些开口为物品通道25的部分。根据本发明，平板元件优选为钢板元件，但是平板元件由纤维增强塑料制成也是可能的。张紧器I进一步包括多个轨道单元20。通常，设置四个轨道单元，如图1中所示，但是两个、三个、五个或者甚至更多的轨道单元也是十分常见的，并且也在本发明的范围内。多个轨道单元20安装在张紧器框架11内，限定了物品通道25。优选地，多个轨道单元20围绕物品通道25对称分布。每个轨道单元20包括细长底架30，所述底架具有位于其相对的端部的端部部分30a、30b，以及在所述端部部分之间的中央部分30c。每个轨道单元20进一步包括经由轴38由所述底架30支撑的环形轨道35。轨道单元20进一步包括轨道运动控制装置39用于产生环形轨道35的受控制的运动。通常，环形轨道35具有大量的摩擦元件(未示出)，适合于在细长物品上接合。按照常见做法，环形轨道35能够由对称设置的链张紧器38a张紧。在每个轨道单元20的底架30与张紧器框架11之间设有连接结构40，所述连接结构40至少允许轨道单元20相对于通道轴线26的横向移动，从而使轨道单元20的位置合适。在示出的实施方案中，连接结构40由两个平行的平板组成，每个具有回飞棒的形状，该平板的一端经由水平枢轴40a枢转连接至张紧器框架11，特别是顶部平板12d。回飞棒平板40的另一端经由水平枢轴40b枢转连接至轨道单元30的上端30a。同样，连接结构抵消了底架围绕其纵向轴线旋转的任何趋势。通过为轨道单元20提供滑垫70a、70b，额外防止了底架的轴向旋转。根据一个优选实施方案，连接结构40除了横向运动之外每个适合于允许每个轨道单元的枢转运动，从而获得了轨道单元的轨道相对于通道轴线的非平行定向。这在图1中是看不见的。对于每个轨道单元20，液压挤压油缸组(这里在图1c中可见为三对挤压油缸)设置在张紧器框架11与轨道单元的底架30之间。为了清晰起见，仅对于一个轨道单元，挤压油缸被标记为50a、50b、50c。这些挤压油缸50a、50b和50c分别连接至底架的上端部部分30a，底架的中央部分30c，以及底架的下端部部分30b。在示出的实施方案中，挤压油缸的端部分别经由枢转轴52和51枢转连接至张紧器框架11和底架30。环形结构10吸收这些挤压油缸的挤压力。其它轨道单元的挤压油缸以类似方式设置。提供油缸控制机构(未示出)，所述油缸控制机构与所述挤压油缸50a至50c相关联，并允许控制由轨道单元30的环形轨道35的摩擦元件(未示出)在细长物品(未示出)上施加的挤压力。根据本发明的第一方面，张紧器进一步I包括用于每个轨道单元30的所述挤压油缸组50a、50b、50c的倾斜机构60。每个液压挤压油缸50a至50c经由枢转轴52在其面向张紧器框架11的端部枢转连接至所述倾斜机构60。可替代地(未示出)，液压油缸的其它端部连接至倾斜机构60。所述倾斜机构60包括与液压油缸50截然不同的驱动器61。在示出的实施方案中，倾斜机构60的驱动电动机61包括油缸，该油缸以一端61a连接至倾斜机构60，并以另一端连接至张紧器框架11。根据本发明的第一方面，所述倾斜机构60适合于将轨道单元20的液压挤压油缸50a至50c在操作位置(如图1中可见)与超大尺寸物品通过位置(图3中可见)之间倾斜，其中在所述操作位置中，挤压油缸被操作以在张紧器I的使用中施加挤压力用于操作细长物品(未示出)，在所述超大尺寸物品通过位置中用以允许用于超大尺寸物品的通过张紧器1，而不用与轨道单元20 —起施加挤压力，轨道单元20朝着张紧器框架11进行最大移动，从横向方向观看，倾斜的挤压油缸50a至50c的有效尺寸小于所述挤压油缸50a至50c在其操作位置处于完全收缩状况的尺寸。所示出的倾斜机构60包括平板，优选为钢板。液压挤压油缸的倾斜因此导致了挤压油缸的一个端部的轴向运动。在超大尺寸物品通过位置中，用于产生环形轨道35的受控制的运动的轨道运动控制装置39朝着张紧器框架11收缩。在示出的实施方案中，在图3a中特别是在图3b中可见，轨道运动控制装置39收缩至如下程度:所述轨道运动控制装置39延伸到张紧器框架尺寸的外面。从而，开口 9设置在张紧器框架11上。在图4a和图4b中，示出了可替代的连接结构140。与图1的张紧器类似的其它张紧器部件用相同的数字表示。现在链张紧器38a设置在环形轨道35的上支撑轴线38处。在每个轨道单元20的底架30与张紧器框架11之间设置了连接结构140，所述连接结构140至少允许轨道单元20相对于通道轴线26的横向运动，从而使轨道单元20的位置合适。在示出的实施方案中，连接结构140由两个平行导轨141组成(在图4中仅一个其中的可见)，平行导轨141设置在邻近于下挤压油缸50c处。导轨141包括引导结构142。引导结构的一个端部经由水平枢转轴线142a枢转连接至张紧器框架11 (经过框架部件(未示出))。引导结构142的另一个端部经由水平枢转轴线142b枢转连接至挤压油缸50c的枢转轴51。引导结构142的操作特别在图4b中可见。同样，连接结构抵消了底架围绕其纵向轴线旋转的任何趋势。通过提供一个或多个用于轨道单元20的滑垫70a，额外阻止了底架的轴向旋转。在图5中，示出了一个与图4的张紧器非常类似的海洋张紧器组件。图5的实施方案与图4的实施方案区别在于:取代用于轨道单元20的滑垫70a，而设置了封闭结构170a、170b、170c、170d以防止轨道单元的轴向旋转。在图6a至图6f中，示出了根据本发明第二方面的海洋张紧器200、300的两个实
施方案。海洋张紧器200、300合适于从海上船只操作细长物品，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，或者用于操作来自船上的脐带缆操作装置的用于水下装备的脐带缆，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在张紧器上施加的负载。海洋张紧器200、300包括张紧器框架(未示出)和多个轨道单元231、331 (示出了其中两个)。张紧器框架未示出，但是张紧器框架的一部分用附图标记240、340表示。轨道单元231、331待安装在所述框架上，并且限定了具有通道轴线236、336的轴向延伸(在示出的实施方案中居中)通过张紧器框架的物品通道235、335。每个轨道单元包括细长的底架230、330 (未详细示出)，以及环形轨道(围绕示意性管道233、333)，所述环形轨道由所述底架和用于产生环形轨道的受控制运动的轨道运动控制装置(未示出)支撑，所述环形轨道具有大量摩擦元件(不可见)，所述摩擦元件适合于在细长物品上接合。在每个轨道单元231、331的底架230、330与张紧器框架240、340之间，设置了连接结构260、360以支撑细长物品的轴向力。连接结构260、360允许轨道单元相对于通道轴线235、335横向运动，从而使轨道单元的位置合适。当比较图6a和图6b或者比较图6d和图6e时,该横向运动是可见的。对于轨道单元231、331，液压挤压油缸组设置在张紧器框架240和轨道单元的底架230、330之间。在图6a至图6c中，每个轨道单元230包括两个挤压油缸250a、250b。在图6d至图6f中，每个轨道单元230设置有三个挤压油缸250c、250d、250e。挤压油缸的端部分别经由枢转轴线252、352和251、351枢转连接至张紧器框架240、340和底架231、331。提供油缸控制机构(未示出)，所述油缸控制机构与所述挤压油缸相关联，并允许控制由轨道单元的环形轨道的摩擦元件在细长物品上施加的挤压力。在图6a、图6b、图6d、图6e中，挤压油缸在操作位置中示出，其中挤压油缸被操作以在张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品。根据本发明的第二方面，在每个轨道单元的底架23、330与张紧器框架240、340之间的连接结构260、360包括用于每个轨道单元的底架的底架提升机构。在示出的实施方案中，实现了如下内容:连接结构包括液压油缸，所述液压油缸的一端经由枢转轴线261、361枢转连接至底架，另一端经由枢转轴线262、362枢转连接至张紧器框架240、340。应该清楚，在图6a和图6b中连接结构的枢转轴线262与挤压油缸的251似乎重叠，但是如从图6c中清楚所见并不是这种情况。所述底架提升机构适合于在降下位置(在图6a、图6b、图6d和图6e中所示)与升起位置(在图6c和图6e中所示)之间升高底架231、331。通过升高底架231、331，导致了轨道单元的液压挤压油缸250、350的倾斜。在图6c和图6e中，底架位于底架提升机构的升高位置中，挤压油缸250、350倾斜至且超大尺寸物品通过位置，其中在超大尺寸物品通过位置中以允许用于超大尺寸物品通过张紧器，而不用利用轨道单元施加挤压力，轨道单元231、331朝着张紧器框架进行最大移动，从横向方向观看，倾斜的挤压油缸的有效尺寸小于所述挤压油缸在其操作位置中处于完全收缩状况的尺寸。为了产生底架的倾斜，底架提升机构包括与挤压油缸截然不同的驱动电动机(未示出)。
权利要求
1.一种海洋张紧器，其用于从海上船只操作细长物品，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，或者用于操作来自所述船上的脐带缆操作装置的用于水下装备的脐带缆，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在所述张紧器上施加的负载，所述张紧器包括: -张紧器框架，例如适合于在管道铺设设备中被支撑； -多个轨道单元，所述多个轨道单元安装在所述张紧器框架内，限定了物品通道，所述物品通道具有轴向延伸并且优选居中而通过所述张紧器框架的通道轴线； 其中每个轨道单元包括细长底架，所述底架具有位于其相对的端部的端部部分，以及在所述端部部分之间的中央部分， 并且其中每个轨道单元进一步包括由所述底架支撑的环形轨道，以及用于产生所述环形轨道的受控制的运动的轨道运动控制装置，所述环形轨道具有适合于在所述细长物品上接合的大量的摩擦元件， 并且其中在每个轨道单元的所述底架与所述张紧器框架之间设有连接结构，所述连接结构至少允许所述轨道单元相对于所述通道轴线的横向移动，从而使所述轨道单元的位置合适，· 并且其中对于每个轨道单元，液压挤压油缸组设置在所述张紧器框架与所述轨道单元的所述底架之间， 并且其中提供油缸控制机构，所述油缸控制机构与所述挤压油缸相关联，并允许控制由所述轨道单元的所述环形轨道的所述摩擦元件在所述细长物品上施加的所述挤压力， 其中所述张紧器进一步包括用于每个轨道单元的所述挤压油缸组的倾斜机构， 每个液压挤压油缸连接至所述倾斜机构，优选在其面向所述张紧器框架的端部连接至所述倾斜机构， 所述倾斜机构包括与所述挤压油缸截然不同的驱动电动机， 并且所述倾斜机构适合于将轨道单元的所述液压挤压油缸在操作位置与超大尺寸物品通过位置之间倾斜，其中在所述操作位置中，所述挤压油缸被操作以在所述张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品，在所述超大尺寸物品通过位置中以允许用于超大尺寸物品通过所述张紧器，而不用以所述轨道单元施加挤压力，所述轨道单元朝着所述张紧器框架进行最大移动，从横向方向观看，倾斜的所述挤压油缸的有效尺寸小于所述挤压油缸在其操作位置处于完全收缩状况的尺寸。
2.根据权利要求1所述的海洋张紧器，其中所述连接结构除了横向运动之外每个都适合于允许每个轨道单元的枢转运动，从而获得了所述轨道单元的所述轨道相对于所述通道轴线的非平行定向。
3.一种海洋张紧器，其用于从海上船只操作细长物品，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，或者用于操作来自所述船上的脐带缆操作装置的用于水下装备的脐带缆，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在所述张紧器上施加的负载，所述张紧器包括: -张紧器框架，例如适合于在管道铺设设备中被支撑； -多个轨道单元，所述多个轨道单元安装在所述张紧器框架内，限定了物品通道，所述物品通道具有轴向延伸并且优选居中而通过所述张紧器框架的通道轴线； 其中每个轨道单元包括细长底架，所述底架具有位于其相对的端部的端部部分，以及在所述端部部分之间的中央部分，并且其中每个轨道单元进一步包括由所述底架支撑的环形轨道，以及用于产生所述环形轨道的受控制的运动的轨道运动控制装置，所述环形轨道具有适合于在所述细长物品上接合的大量的摩擦元件， 并且其中在每个轨道单元的所述底架与所述张紧器框架之间设有连接结构，所述连接结构至少允许所述轨道单元相对于所述通道轴线的横向移动，从而使所述轨道单元的位置合适， 并且其中对于每个轨道单元，液压挤压油缸组设置在所述张紧器框架与所述轨道单元的所述底架之间， 并且其中提供油缸控制机构，所述油缸控制机构与所述挤压油缸相关联，并允许控制由所述轨道单元的所述环形轨道的所述摩擦元件在所述细长物品上施加的所述挤压力，其中在每个轨道单元的所述底架与所述张紧器框架之间的连接结构包括用于每个轨道单元的所述底架的底架提升机构， 其中所述底架提升机构包括与所述挤压油缸截然不同的驱动电动机， 并且所述底架提升机构适合于在降下位置和升高位置之间升高所述底架，从而导致轨道单元的所述液压挤压油缸在位于所述底架提升机构的所述降下位置上的操作位置与在位于所述底架提升机构的所述升起位置上的超大尺寸物品通过位置之间倾斜，其中在所述操作位置中，所述挤压油缸被操作以在所述张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品，在所述超大尺寸物品通过位置中允许超大尺寸物品通过所述张紧器，而不用以所述轨道单元施加挤压力，所述轨道单元朝着所述张紧器框·架进行最大移动，从横向方向观看，所述倾斜挤压油缸的有效尺寸小于所述挤压油缸在其操作位置中处于完全收缩状况的尺寸。
4.根据权利要求3所述的海洋张紧器，其中所述连接结构包括作为底架提升机构操作的液压油缸。
5.一种海洋张紧器，其用于从海上船只操作细长物品，例如从船上的海洋管道设备铺设管道，或者用于操作来自所述船上的脐带缆操作装置的用于水下装备的脐带缆，优选根据权利要求1至4的一项或多项所述的海洋张紧器，所述张紧器适合于吸收由所述细长物品在所述张紧器上施加的负载，所述张紧器包括: -张紧器框架，例如适合于在管道铺设设备中被支撑； -多个轨道单元，所述多个轨道单元安装在所述张紧器框架内，限定了物品通道，所述物品通道具有轴向延伸并且优选居中而通过所述张紧器框架的通道轴线； 其中每个轨道单元包括细长底架，所述底架具有位于其相对的端部的端部部分，以及在所述端部部分之间的中央部分， 并且其中每个轨道单元进一步包括由所述底架支撑的环形轨道，以及用于产生所述环形轨道的受控制的运动的轨道运动控制装置，所述环形轨道具有适合于在所述细长物品上接合的大量的摩擦元件， 并且其中在每个轨道单元的所述底架与所述张紧器框架之间设有连接结构，所述连接结构至少允许所述轨道单元相对于所述通道轴线的横向移动，从而使所述轨道单元的位置合适， 并且其中对于每个轨道单元，液压挤压油缸组设置在所述张紧器框架与所述轨道单元的所述底架之间，并且其中提供油缸控制机构，所述油缸控制机构与所述挤压油缸相关联，并允许控制由所述轨道单元的所述环形轨道的所述摩擦元件在所述细长物品上施加的所述挤压力， 其中所述张紧器框架包括吸收所述挤压油缸的所述挤压力的环形结构， 所述张紧器框架的所述环形结构由相互连接的平板元件组成，从而以形成单件的用壁围成的环形结构。
6.根据权利要求5所述的海洋张紧器，其中所述张紧器框架包括在所述张紧器框架的所述轴向端部的顶部平板和底部平板，所述平·板具有在其中的开口，以允许用于细长物品通过。
全文摘要
本发明针对一种海洋张紧器(1)，其用于从海上船只操作细长物品。所述张紧器包括张紧器框架(11)，多个轨道单元(20)，其中每个轨道单元包括细长底架(30)和由所述底架支撑的环形轨道，其中在每个轨道单元的所述底架与所述张紧器框架之间设有连接结构(40、140)，所述连接结构至少允许所述轨道单元相对于通道轴线(26)的横向移动，从而适应所述轨道单元的位置。对于每个轨道单元，液压挤压油缸组(50a、50b、50c)设置在所述张紧器框架与所述轨道单元的所述底架之间。所述张紧器进一步包括用于每个轨道单元的所述挤压油缸组的倾斜机构(60)，所述倾斜机构适合于将轨道单元的所述液压挤压油缸在操作位置与超大尺寸物品通过位置之间倾斜，其中在所述操作位置中，所述挤压油缸被操作以在所述张紧器的使用中施加挤压力用于操作细长物品。
文档编号F16L1/23GK103201549SQ201180053728
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月8日 优先权日2010年11月10日
发明者J·卢登伯格, R·L·W·诺文斯 申请人:伊特里克公司