卷轴铺设系统的制作方法

卷轴铺设系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种卷轴铺设系统。所述系统用于在水体底层连续地铺设管道的系统，所述系统包括:-至少一个用于存储待铺设管道的相互可交换的卷轴；-管道铺设船只，以接收和支撑所述卷轴，并且将管道从所述卷轴处铺设在水体中；-组装和缠绕场所，以接收和支撑所述卷轴，从而组装待铺设管道，并且在所述卷轴上缠绕所述管道；以及-起重机，以从管道铺设船只转移相互可交换的卷轴，以及将相互可交换的卷轴转移至管道铺设船只。
【专利说明】卷轴铺设系统
[0001]本发明是中国专利申请号为201080064726.1，发明名称为“卷轴铺设系统”，国际申请日为2010年12月28日的进入中国的PCT专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及使用管道铺设系统在水体底层上连续铺设管道的技术。
【背景技术】
[0003]本 申请人:目前已经建立该管道铺设系统多年，并且该管道铺设系统通常包括管道铺设船只。管道铺设船只具有浮动本体和布置在浮动本体上的永久竖直的卷轴，以用于存储待铺设的管道，以及导向件(例如导向轮)，以用于朝着水体底层将待铺设的管道导向至水体中。
[0004]当卷轴为空的时，管道铺设船只通常移动至岸上的组装和缠绕场所，该组装和缠绕场所包括带有至少一个工作站的组装线以将管道节段首尾相连结。在组装待铺设管道之后，所述管道被旋绕(也就是缠绕)在管道铺设船只的永久卷轴上。在完全装填了卷轴之后，管道铺设船只可以回去继续进行铺设管道过程。
[0005]用于管道的卷轴至少重大约700公吨，并且根据管子直径而能够存储几千米的管道。例如，使用直径为25米的卷轴，该卷轴能够存储7.5km的管子直径为16英寸的管道，或者80km的管子直径为4英寸的管道。总的来说，已装填的卷轴(也就是包括待铺设管道的卷轴)可以重达2500至3000公吨。
[0006]现行的卷轴管道铺设系统的缺点在于铺设管道的过程消耗时间的并且效率低下。
【发明内容】

[0007]因此本发明的目的在于提供改良的卷轴管道铺设系统，特别是更加有效的、优选更加省时的管道铺设系统。
[0008]通过设置用于在水体底层连续地铺设管道的系统来实现该目的，其中所述系统包括:
[0009]-至少一个相互可交换的卷轴，其用于存储待铺设管道；
[0010]-管道铺设船只，该管道铺设船只被配置成接收和支撑所述卷轴，并且将管道从所述卷轴处铺设在水体中；
[0011]-组装和缠绕场所，该组装和缠绕场所被配置成组装待铺设的管道，接收和支撑所述卷轴，并且在所述卷轴上缠绕所述管道；以及
[0012]-起重机，用以从管道铺设船只处转移相互可交换的卷轴，以及将相互可交换的卷轴转移至管道铺设船只。
[0013]通过设置相互可交换的卷轴，不再需要将管道从组装和缠绕场所直接旋绕至永久地布置在管道铺设船只的船板上的卷轴上。因此，可以更加简单地设计组装和缠绕场所。另夕卜，可以在远离管道铺设船只的独立地点上轻易地装填卷轴，当组装和缠绕场所定位在岸上时，这是特别有利的。
[0014]可以设想到已装填管子的相互可交换的卷轴可以至少重达1000公吨，例如2000-3500公吨之间。
[0015]另一个优点可以为能够减少将已装填的卷轴提供至管道铺设船只的时间。这是通过在组装和缠绕场所处将空的卷轴进行在先装填并且用空的卷轴与在先装填的卷轴在管道铺设船只上进行相互交换而实现的。
[0016]该系统可以用于执行以下步骤，以在水体底层连续铺设管道:
[0017]a)通过将管道节段首尾相连结而组装待铺设管道，从而提供已装填的相互可交换的卷轴；并且在远离管道铺设船只的组装和缠绕场所处，将待铺设的管道缠绕在所述卷轴上;
[0018]b)将已装填的卷轴从组装和缠绕场所转移至管道铺设船只；
[0019]c)通过解绕所述卷轴并且朝着所述水体底层导向所述管道而将管道从管道铺设船只铺设到水体中，直到所述卷轴为空；
[0020]d)将空的卷轴从管道铺设船只转移至组装和缠绕场所。
[0021]可以重复上述步骤a) -d)，直到整个管道铺设完成。该方法特别适合于刚性管道。
[0022]在将卷轴转移至管道铺设船只之后，既可以通过船只甲板固定地支撑所述卷轴，也可以通过船只甲板可移动地支撑所述卷轴，从而该卷轴可以在水平方向上在甲板上移动。
[0023]优选地，通过支撑框架来竖直地支撑卷轴。
[0024]在卷轴被船只固定地支撑的情况下，相互可交换的卷轴优选地包括卷轴驱动装置以旋转至少一部分的卷轴。所述卷轴驱动装置因此永久地安装至所述卷轴，并且与所述卷轴一起进行相互交换。其优点在于，卷轴的相互交换并不会影响卷轴驱动装置和该卷轴可旋转部分之间的联接，并且在所述卷轴相互交换期间或之后并不需要对齐的过程。卷轴的支撑框架也可以永久地安装至所述卷轴，从而支撑框架也可以与卷轴一起进行相互交换。但是，还可以设想到，支撑框架并没有与卷轴一起进行相互交换，在这种情况下管道铺设船只以及组装和缠绕场所都设有各自的支撑框架，该支撑框架具有框架联接器以与各自的卷轴联接器在卷轴上可释放地联接。
[0025]在卷轴被船只进行可移动支撑的情况下，所述支撑框架优选地沿着甲板可以滑动。为了使得支撑框架沿着甲板滑动，可以设置滑动驱动单元。该滑动驱动单元可以与支撑框架整合在一起，在这种情况下，支撑框架优选不与卷轴一起进行相互交换，而是停留在船只后方以接收各自的卷轴，这是因为滑动支撑单元明显地增加了支撑框架的重量，这使得支撑框架的移动并不那么方便。并未使得滑动驱动单元进行相互交换的另一个优点在于滑动驱动单元之间的动力和连通连接会具有永久特性并且没有必要断开和随后重新连接，如果滑动驱动单元与卷轴一起来进行相互交换则会发生该断开和随后重新连接的情况。当支撑框架并不与卷轴一起进行相互交换的时候，支撑框架和相互可交换的卷轴都分别优选地设有支撑框架联接器以及卷轴联接器，该框架联接器以及卷轴联接器彼此相联接以将卷轴与支撑框架相联接。
[0026]滑动驱动单元也可以与支撑框架分开设置，因此允许支撑框架与卷轴一起进行相互交换，滑动驱动单元维持在船只上。卷轴驱动装置被配置成旋转卷轴的至少一部分以用于使得管道解绕，该卷轴驱动装置根据是否进行相互交换而可以永久地安装至卷轴和/或支撑框架，但也可以与支撑框架和卷轴分开设置。在实施方式中，滑动驱动单元和卷轴驱动装置可以结合在一个单元内。
[0027]当支撑框架并不与卷轴进行相互交换时，转移相互可交换的卷轴包括以下步骤:
[0028]-将卷轴从支撑框架处拆离；
[0029]-将卷轴移动至另一个支撑框架；
[0030]-将卷轴联接至所述另一个支撑框架。
[0031]可以通过针孔组装、锁定、螺接、夹紧等来完成该联接。
[0032]在实施方式中，相互可交换的卷轴包括:机轴本体，该机轴本体限定了旋转轴线，优选地限定了水平旋转轴线；以及圆柱形卷轴本体，以绕着所述旋转轴线而相对于机轴本体进行旋转，其中在卷轴联接器的情况下，所述卷轴联接器布置在机轴本体上。如果卷轴和支撑框架并未一起进行相互交换，那么在卷轴和支撑框架之间提供了更加简单的联接，这是因为对于机轴本体和支撑框架之间的联接作用来说，卷轴本体的定向已经不再重要。
[0033]卷轴驱动装置优选布置在机轴本体和卷轴本体之间，因而不需要支撑框架和卷轴之间对齐来驱动所述卷轴。在实施方式中，卷轴驱动装置包括布置在机轴本体上的至少一个致动器(例如齿轮)以及反应元件(例如齿条)，该反应元件布置在卷轴本体上以与所述致动器进行配合。
[0034]在实施方式中，从卷轴本体的轴向方向上观察的话，卷轴本体包括在卷轴本体每侧上的侧壁或法兰。这界定了卷轴的区域，在该卷轴的区域中可以将待铺设管道进行旋绕。
[0035]在实施方式中，组装和缠绕场所定位在供给船只的浮动本体上。这提高了系统的灵活性。不需要靠近铺设管道位置来建立岸上的组装和缠绕场所，这是因为带有组装和缠绕场所的供给船只的自身机动特性。现在甚至可以为了相互交换卷轴而将供给船只移动靠近管道铺设船只。卷轴铺设的管道铺设领域中的技术人员将会理解，与现有技术中的系统相比，其明显地减少了获得已装填卷轴所必须的时间量。
[0036]所述组装和缠绕场所优选地包括带有至少一个工作站的组装线，以将多个管道节段首尾相连结。取决于其是否进行相互交换，组装和缠绕场所可以具有永久的支撑框架以接收卷轴，或者支撑框架与卷轴一起进行相互交换，在这种情况下组装和缠绕场所允许接收包括支撑框架的卷轴。
[0037]所述支撑框架和组装线优选地彼此布置成直线对齐，以更加简单地将管道从组装线直接缠绕在卷轴上。
[0038]在实施方式中，在组装和缠绕场所上支撑卷轴的支撑框架可以在与组装线的纵向轴线相垂直的水平方向上相对于组装线移动。为了移动所述支撑框架，可以设置滑动驱动单元，取决于支撑框架的相互可交换性，该滑动驱动单元布置在支撑框架上或者从支撑框架上分离。支撑框架相对于组装线的可移动性减少了管道和相对应设备中的应力，是因为已旋绕在卷轴上的管道能够与组装线对齐，也就是说，缠绕在卷轴上的最后一段管道能够与组装线对齐。其也允许更好地控制如何将管道旋绕在卷轴上。
[0039]组装线可以在平行于卷轴的旋转轴线的方向上相对于卷轴是可移动的，如此可以是以下三种情况:(I)如上所述，包括卷轴的支撑框架是可移动的，并且组装线是固定的，
(2)包括卷轴的支撑框架是固定的而组装线是可移动的，或(3)包括卷轴的支撑框架和组装线都是可移动的。
[0040]在实施方式中，组装线包括框架和导向构件以用于支撑和导向管道节段，其中至少一个工作站和导向构件布置在所述框架上。由于框架的移动使得整条组装线移动，因此这允许了卷轴或支撑框架与组装线之间轻易的对齐。
[0041]在实施方式中，组装线包括在组装线端部处的张紧器，该张紧器最接近于支撑框架，以对缠绕在所述卷轴上的管道施加张力。其允许将管道牢固地缠绕在卷轴周围。在刚性管道的情况下，不得不通过管道的塑料变形而将管道缠绕在卷轴周围，这需要在管道上施加适当的力。张紧器，优选与驱动卷轴旋转的卷轴驱动装置相结合，能够施加该力。优选地，张紧器设置在组装线的框架上，以与所述框架一起移动，并且因此与待旋绕在卷轴上的管道一起移动。
[0042]在实施方式中，组装和缠绕场所包括多个组装线，如此能够同时装填多个卷轴。这使得该系统更加多用。
[0043]在实施方式中，组装和缠绕场所包括管道节段仓库，以用于储藏待连结的管道节段。特别是当组装和缠绕场所位于供给船只上时，需要在特定时间范围内组装管道，而当管道节段能够轻易得到时，其便可以完成。
[0044]在实施方式中，管道节段仓库定位在供给船只的浮动本体的另一个甲板上，然后定位在组装线和装配和缠绕场所的支撑框架上。其允许更加有效地利用了供给船只上的空间。
[0045]用于从管道铺设船只上转移卷轴以及将卷轴转移至管道铺设船只的起重机可以位于组装和缠绕场所上，例如如果供给船只可用的话，则定位在供给船只上。可选地，起重机可以布置在管道铺设船只上。管道铺设船只通常需要起重机以用于多种任务和多种操作。该起重机能够适用于转移卷轴，如此就不需要多余的起重机。
[0046]起重机可以进一步设有提升装置，该提升装置能够与相互可交换的卷轴相联接，因此允许转移卷轴，从而部分卷轴的定向(该部分卷轴不得不与管道铺设船只或组装和缠绕场所上的另一部分卷轴对齐)基本上保持一致，以允许两部分之间轻易地对齐。
[0047]起重机优选具有小的印迹(footprint)以将所占据的甲板空间最小化。起重机因此可以为桅杆起重机或者为安装在基座上的起重机的类型。为了进一步增加甲板空间的可用量，起重机可以安装在甲板的角落或者安装在甲板的一侧。
[0048]为了在相互交换期间辅助卷轴(该卷轴有可能包括支撑框架)的定位，所谓的拖拉绞盘可以设置在管道铺设船只和/或组装和缠绕场所上，以便连接到卷轴或支撑框架，该拖拉绞盘能够有助于小的定位变动，或者能够有助于在一个或多个方向上保持卷轴固定。
[0049]在实施方式中，在船只上支撑卷轴的支撑框架是可移动的，例如在与管道铺设船只的浮动本体的纵向轴线相垂直的水平方向上是可滑动的，例如平行于被支撑框架所支撑的卷轴的水平旋转轴线。其允许将存在于卷轴上的待铺设的并且将要从卷轴上解绕的那部分管道与导向件对齐，该导向件被配置成将待铺设至水体中的管道朝着水体底层导向。换句话说，在退绕期间卷轴可以从侧面掠过，从而保持住管道离开卷轴所处的与管道导向件对齐的那个平面上的实际点。其允许减少管道中的应力并减少了搬运所述管道的设备。
[0050]也可以通过将卷轴相对于支撑框架移动而实现该对齐。例如，卷轴本体可以相对于卷轴机轴本体在平行于机轴本体旋转轴线的方向上是可移动的(例如可滑动的)。滑动驱动单元可以影响卷轴的移动，但是可选地，起重机也可以用于移动卷轴(该卷轴有可能包括支撑框架)。
[0051]当卷轴是相互可交换的而支撑框架不是时，管道铺设船只和/或组装和缠绕场所可以永久地设有支撑组件以用于带有卷轴联接器的可相互交换的卷轴，其中所述支撑组件具有单独的卷轴支撑架以在卷轴的下部临时地支撑卷轴，并且具有支撑框架以竖直地支撑所述卷轴，所述支撑框架包括:
[0052]-基底构件；
[0053]-第一臂，该第一臂从基底构件竖直延伸，所述第一臂包括处在其或接近于其自由端部的框架联接器，以与所述卷轴各自的卷轴联接器相接合；
[0054]-第二臂，该第二臂从基底构件延伸，所述第二臂包括处在或接近于其自由端部的框架联接器，以与所述卷轴各自的卷轴联接器相接合，
[0055]其中第二臂可枢转地连接至基底构件，以在水平打开位置(用于接收所述卷轴)和竖直位置(用于与所述卷轴接合)之间移动，并且其中卷轴支撑架和支撑组件可以相对于彼此移动。
[0056]首先将已相互交换的卷轴设置在卷轴支撑架上，支撑框架的第二臂会定位在水平打开位置，之后支撑框架和卷轴支撑架相对于彼此移动，直到卷轴定位在基底构件上方并且第一臂的框架联接器与卷轴的各自的卷轴联接器对齐。然后第二臂定位在竖直位置，以便卷轴能够联接到支撑框架，随后，卷轴的重量可以从卷轴支撑架转移至支撑框架。
[0057]上述支撑组件以及相关的方法(将卷轴转移至该支撑组件的支撑框架)的优点在于:在联接支撑框架和卷轴期间其确保了卷轴的位置是已知的。当例如用起重机悬挂卷轴的同时，卷轴被直接被转移至支撑框架的时候，起重机或船只的动作可能会造成卷轴和支撑框架之间的碰撞，而损坏支撑框架或卷轴。首先通过将卷轴定位在单独的卷轴支撑架上(其中相对的运动所具有的影响较少并且不需要复杂的联接)，随后将卷轴转移至支撑框架而得到更加可靠的转移方法。
[0058]将卷轴联接至支撑框架通常需要在至少五个并且有可能是六个自由度下卷轴和支撑框架之间对齐。优选地,卷轴支撑架和卷轴之间的对齐可以在较少的自由度内完成,优选在三个自由度内，也就是两个平移和一个旋转，因此减少了在对齐期间联接的复杂性和/或损坏的机会。
[0059]可以将卷轴支撑架配置成两个、三个、四个或者更多的从甲板处向上延伸的支撑元件，并且优选地被配置成与卷轴的外下部相接合，例如侧壁或法兰的周缘。
[0060]为了实现支撑框架和卷轴支撑架的可移动性，支撑框架和卷轴支撑架中的其中一个可以是可移动的，而另一个是固定的。可选地，支撑框架和卷轴支撑架都可以是可移动的。
[0061 ] 在实施方式中，多个卷轴支撑架相对于彼此是可移动的，以处理不同的卷轴尺寸。
[0062]在实施方式中，卷轴支撑架被配置成对卷轴进行支撑，使得在卷轴支撑架和支撑框架相对于彼此运动期间，第二臂处在水平打开位置的同时经过了卷轴下方，其中该移动造成了将卷轴定位在基底构件上方，并且将第一臂的框架联接器与卷轴各自的卷轴联接器对齐。优选地，在平行于卷轴旋转轴线的水平方向上进行所述移动。
[0063]在实施方式中，第一和第二臂都设置各自的致动器(例如液压缸)以调整各自臂的长度，从而能够从单独的卷轴支撑架处提升卷轴。可以想到第二臂的致动器仅可以当第二臂在竖直位置上时才能进行致动。可选地或者附加地，第二臂的致动器可以被配置成使得第二臂一直在水平打开位置上收缩。驱动系统(例如电机)可以设置在基底构件上以驱动各自臂的致动器。
[0064]在实施方式中，多个卷轴支撑架可以在竖直方向上移动，从而它们移动到较低位置，因此将卷轴重量转移至支撑框架。优选地，卷轴支撑架可以在各自甲板上表面的下方移动，以便其他设备(例如滑动驱动单元、支撑框架等)可以轻易地移动越过卷轴支撑架。
[0065]将卷轴的重量从卷轴支撑架转移至支撑框架之后，例如通过将卷轴从卷轴支撑架处提升，卷轴支撑架优选地相对于支撑框架移动，以便在随后的卷轴搬运中它们不会发生干扰。在支撑框架和卷轴支撑架之间设置了合适的距离之后，卷轴可以降低至某位置，在该位置中能量消耗可以最小化并且/或者支撑框架和卷轴的稳定性最大化。至少由于重力产生的势能在较低位置处是较低的。
[0066]卷轴和框架联接器应该进行接合以确保将重量从卷轴适当地转移至支撑框架。在实施方式中，第一和第二臂的框架联接器被配置成以从下方与卷轴的卷轴联接器相接合。
[0067]在实施方式中，卷轴支撑架固定不动地安装在甲板或者任意其他类型基准结构上，并且支撑框架相对于甲板是可移动的，从而支撑框架的可移动性也可以用于将卷轴和其他设备(例如导向件、组装线等)对齐。可以通过滑动驱动单元(其能够使得支撑框架沿着轨道滑动)来设置支撑框架的可移动性，其中所述滑动驱动单元可以布置在支撑框架上，或者可以设置成与支撑框架处分离。
[0068]当支撑组件每次处理不多于一个卷轴时，可以通过卷轴支撑架来相互交换卷轴。为了能够使支撑组件一次处理超过一个卷轴，支撑组件可以设置另一套卷轴支撑架或者设置卷轴搬运机。优选地，卷轴搬运机被配置成从支撑框架处移动卷轴(例如空卷轴)，同时第二臂维持在竖直位置并且从卷轴处脱离。卷轴搬运机可以为起重机，但是优选地，将卷轴搬运机设置成推车形式以允许在卷轴下方移动、承受卷轴的重量并且通过在垂直于卷轴旋转轴线的水平方向上移动卷轴使其远离支撑框架。
[0069]在实施方式中，卷轴搬运机可以移动至支撑框架上(也就是说移动至基底构件上)以到达卷轴下方。因此基底构件可以设有导向元件，该导向元件可以与甲板上的导向元件对齐。
[0070]因此卷轴搬运机可以有利地用于通过执行下列步骤而从支撑框架处移除卷轴:
[0071]a)将卷轴搬运机在卷轴下方移动；
[0072]b)将卷轴的重量从支撑框架转移至卷轴搬运机；
[0073]c)将卷轴从支撑框架处脱离；
[0074]d)在垂直于卷轴的水平旋转轴线的水平方向上，移动卷轴搬运机远离支撑框架。
[0075]该方法的优点在于，在管道从卷轴解绕的管道铺设过程中，支撑框架可以支撑卷轴，其中在卷轴清空之后，卷轴搬运机能够非常快速地移除空的卷轴，因为第二臂没有必要一开始就枢转至水平打开位置。在移除卷轴之后，支撑框架准备好去“抓握”之前所述的新的(例如已填满的)卷轴。通过卷轴搬运机而保持的空的卷轴可以稍后通过例如起重机来移除，从而卷轴搬运机空下来而处理下一个卷轴。可以执行这些随后的操作而不用干扰和/或延迟管道铺设过程。[0076]在实施方式中，用支撑框架来提升卷轴的步骤是在将卷轴搬运机在空的卷轴下方移动之前进行的。通过这种方式，可以创建所需的空间并且/或者稍后通过降低卷轴而会更加轻易地将重量从支撑框架转移至卷轴搬运机。
[0077]在实施方式中，将卷轴的重量从支撑框架移动至卷轴搬运机包括用支撑框架将空的卷轴降低至卷轴搬运机之上的步骤。
[0078]在实施方式中,卷轴搬运机包括卷轴接合构件以与卷轴接合。优选地，所述卷轴接合构件被配置成与卷轴本体(优选从下方)接合，因此使卷轴搬运机特别地适合于处理空的卷轴。
[0079]在实施方式中，管道铺设船只被配置成使得多个相互可交换的卷轴可以存储在管道铺设船只上，其中设置了至少一个滑动驱动单元以允许每个卷轴从存储位置移动至操作位置，在该操作位置中存储在卷轴上的管道可以从卷轴解绕并且铺设到水体底层上。
[0080]在操作位置中，相对于管道导向件来定位所述卷轴，以允许在海底层铺设管道期间所述管道朝着导向件并且越过导向件进行退绕。
[0081]在管道铺设船只上存储(也就是支撑)一个以上的相互可交换的卷轴的能力所具有的优点在于可以用管道铺设船只同时承载至少两个已装填的卷轴，以便在一个清空之后，另一个可以用于继续铺设管道而不需要回到组装和缠绕场所。
[0082]如果可以将新的已装填的卷轴供应至管道铺设船只而不干扰管道铺设过程(例如因为将组装和缠绕场所设置在单独的供给船只上，该单独的供给船只能够接近管道铺设船只)，或者另外的供给船只能够将卷轴从组装和缠绕场所处移动至管道铺设船只，那么也有可能用已装填的卷轴与空的卷轴进行相互交换同时用另一个卷轴继续铺设管道。其缩短了铺设管道过程的停工期。
[0083]在实施方式中，所述系统包括比卷轴的接收位置更少的相互可交换卷轴，例如，如果支撑框架并不与卷轴一起相互交换，那么支撑框架少于卷轴。其优点在于这确保了在进行相互交换期间，总有至少一个空闲位置可以用于临时安置卷轴。
[0084]在实施方式中，所述船只设有滑动驱动单元以使得一个或多个支撑框架移动跨过船只的甲板，所述滑动驱动单元包括:
[0085]-滑动推车；
[0086]-连接装置，以将滑动推车连接至支撑框架；以及
[0087]-滑动装置，该滑动装置布置在滑动推车和至少一个滑动梁之间，以使滑动推车沿着至少一个滑动梁而滑动。
[0088]滑动驱动单元被设置成与支撑框架分离，因此允许支撑框架与卷轴进行相互交换，而滑动驱动单元仍然在船只上。即使支撑框架并不与卷轴进行相互交换的情况下，单独的滑动驱动单元所具有的优点在于其并不仅仅限于只移动一个支撑框架。连接装置允许滑动驱动单元与任意支撑框架相连接。
[0089]在实施方式中，滑动驱动单元也包括滑动推车上的卷轴驱动装置，以与卷轴相接合而用于旋转卷轴，例如用于管道的解绕和/或用于旋绕管道。随着重量的减少，其进一步使卷轴与支撑框架的相互交换更加容易。
[0090]为了有效地使用管道铺设船只的甲板空间，多个存储位置可以设置在毗邻于操作位置的管道铺设船只之上。[0091 ] 可以将操作位置设置成转向台的形式，其中将存储位置布置成以围绕所述转向台的圆形形式。通过使得所述转向台进行转向，设置在转向台上的滑动梁或导向件可以与相对应的滑动梁或导向件在存储位置处对齐，以允许将卷轴从存储位置传递至操作位置。本领域技术人员会理解，将存储位置布置成以围绕所述转向台的圆形形式并不会必然造成存储位置成为完全的圆形。多个存储位置一起也可以形成圆的一部分。
[0092]在实施方式中，卷轴从存储位置移动到操作位置的移动可能会涉及在平行于管道铺设船只的纵向轴线的水平方向上的移动和/或在垂直于管道铺设船只的纵向轴线的水平方向上移动。所有的存储位置和操作位置可以一起形成不同形状，例如L、T、U、H形构型或其组合，其中操作位置通常定位在该形状的中心附近或者在该中心处。
[0093]在实施方式中，管道铺设船只设有两个存储位置和一个操作位置，将两个存储位置和一个操作位置设置在同一条线上，该线垂直于管道铺设船只的纵向轴线而进行延伸。这使得至少两个卷轴安置在管道铺设船只之上，其中每个卷轴可以沿着所述线移动到操作位置之内或从操作位置移出。
[0094]在实施方式中，附加的存储位置设置在管道铺设船只之上，从管道铺设船只的纵向方向上观察的话，该附加的存储位置布置为毗邻于其他存储位置的其中一个，也就是说，该附加的存储位置并没有布置在垂直于管道铺设船只的纵向轴线而延伸的线上。
[0095]在实施方式中，例如使用从浮动本体延伸过来的悬臂，可以将存储位置安置在管道铺设船只浮动本体的主轮廓之外。
[0096]在实施方式中，存储位置和操作位置之间的路径由导向件或轨道(例如滑动梁或铁轨)所限定。
[0097]在实施方式中，由与管道铺设船只的纵向轴线相平行的水平方向上延伸的导向件或轨道所限定的路径和与在垂直于管道铺设船只的纵向轴线的水平方向上进行延伸的导向件或轨道所限定的路径彼此重叠，其中滑动驱动单元被配置成将卷轴在重叠区域处从一条路径转移至另一条路径。这可以用能够从一条路径移动至另一条路径的单一的滑动驱动单元来完成，但是每条路径也可以设有相关联的滑动驱动单元，以使得一个滑动驱动单元能够将卷轴安置在重叠区域处并且然后将其移走从而另一个滑动驱动单元能够拾起卷轴并且将卷轴定位在相应的路径上。
[0098]在实施方案中，管道铺设船只可以设有两种类型的滑动驱动单元。第一类型可以适合于并且用于将包括了卷轴的支撑框架从存储位置移动至存储位置。第二类型可以适合于并且用于将包括了卷轴的支撑框架在存储位置和操作位置之间的移动。第二类型优选设有卷轴驱动装置。所述第一类型并不优选设有卷轴驱动装置，因为该卷轴驱动装置大体上仅在操作位置上是必要的。优选地，第一类的滑动驱动单元用于将一个或多个卷轴在与管道铺设船只的纵向轴线相平行的水平方向上移动，然而第二类的滑动驱动单元用于将一个或多个卷轴在垂直于管道铺设船只的纵向轴线的水平方向上移动。
[0099]在实施方式中，多个可移动的支撑框架存在于管道铺设船只上，每个可移动的支撑框架沿着相应的路径(优选的为共同的路径)是可移动的。优选地，当支撑框架对卷轴进行支撑时，所述路径的一部分平行于卷轴的旋轴轴线。
[0100]在实施方式中，当卷轴被支撑框架支撑时，滑动推车可以滑动至卷轴下面的位置，因此允许滑动推车上的卷轴驱动装置从下方与卷轴相接合。[0101]优选地，滑动推车能够经过支撑框架，优选地在被所述支撑框架所支撑的卷轴下方，从而滑动推车能够在其被管道铺设船只所支撑的路径上到达每个支撑框架。
[0102]在实施方式中，所述卷轴驱动装置的至少一部分被配置成与卷轴的可旋转部分的径向可见的外部轮廓相接合，其中优选地，所述卷轴驱动装置的所述部分相对于滑动推车而在接合位置(在该位置下所述部分与所述卷轴接合)和脱离位置之间(在该位置下所述部分从卷轴脱离)是可移动的。这可以使得滑动推车经过所述卷轴。
[0103]卷轴的可旋转部分可以设有两个卷轴法兰和在两个卷轴法兰之间的中心部分，从而将管道存储在两个卷轴法兰之间中心部分上。卷轴驱动装置可以被配置成仅与两个卷轴法兰中的其中一个相接合。
[0104]卷轴法兰(例如卷轴法兰的外部轮廓)可以包括齿条，其中卷轴驱动装置可以包括齿轮以与所述齿条配合，并且包括马达来驱动所述齿轮。
[0105]在实施方式中，与卷轴驱动装置相接合的卷轴法兰包括位于卷轴法兰外部轮廓上的齿条法兰，其中所述齿条布置在齿条法兰上，并且其中卷轴驱动装置包括导向轮，当齿条与齿轮接合以用于驱动所述卷轴时，该导向轮被配置成在齿条法兰的两侧上行进。通过设置导向轮，齿条和齿轮彼此更好地相互联接，并且可以通过卷轴驱动装置更加容易地向卷轴施加力。
[0106]导向轮被配置为在齿条法兰的内表面上行进，该导向轮优选地安装在导向轮组件上，该导向轮组件在打开位置(在该位置下齿条法兰能够经过所述导向轮)和闭合位置(在该位置下导向轮能够与齿条法兰的内表面相接合)之间是可移动的。
[0107]使用滑动驱动单元以使得支撑框架移动越过管道铺设船只的甲板，可以通过以下步骤来完成管道铺设:
[0108]a)将已装填管道的相互可交换的卷轴设在支撑框架上并设在管道铺设船只的甲板上的存储位置中；
[0109]b)将滑动驱动单元的滑动推车连接至支撑框架；
[0110]c)将支撑框架和卷轴滑动至操作位置；
[0111]d)通过利用卷轴驱动装置来解绕卷轴，而将管道铺设在水体内；
[0112]e)从卷轴处拆离所述已铺设管道；
[0113]f)将支撑框架和卷轴移动至存储位置；
[0114]g)将滑动推车从支撑框架处断开。
[0115]在实施方式中，将卷轴驱动装置与卷轴相接合的步骤可以在步骤d)之前执行，其中从卷轴中分离卷轴驱动装置的步骤可以在步骤d)之后执行。
[0116]在实施方式中，在步骤d)期间，通过滑动推车，卷轴持续地与管道铺设船只上的导向件在与所述船只的纵向轴线相垂直的水平方向上对齐。
[0117]在实施方式中，管道铺设船只设有悬吊夹具和张紧器，这允许进行下列流程以用于在管道铺设船只上替换(也就是说相互交换)卷轴:
[0118]a)通过解绕第一卷轴而从相互可交换的第一卷轴处卷轴铺设第一管道，并且通过导向件将所述第一管道导向穿过张紧器以及悬吊夹具而导向至海中；
[0119]b)闭合所述悬吊夹具来支撑所述第一管道；
[0120]c)用带有第二管道的相互可交换的第二卷轴来替换第一卷轴；[0121]d)提供缆索，使其通过导向件来穿过张紧器并到达第二卷轴；
[0122]e)将第二管道连接至所述缆索；
[0123]f)将缆索拉动越过导向轮并穿过张紧器，以将第二管道从第二卷轴拉动越过导向件并且穿过张紧器；
[0124]g)将缆索从第二管道处断开；
[0125]h)通过例如焊接在张紧器和悬吊夹具之间将第一和第二管道首尾相连接；
[0126]i)打开悬吊夹具；
[0127]i)继续卷轴铺设所述第二管道。
[0128]在可选的实施方式中，管道铺设船只设有悬吊夹具和张紧器，其允许进行下列流程以用于在管道铺设船只上替换(也就是说相互交换)卷轴:
[0129]a)通过解绕所述第一卷轴而从相互可交换的第一卷轴处卷轴铺设第一管道，并且通过所述导向件将所述第一管道导向穿过张紧器以及悬吊夹具而导向至海中；
[0130]b)闭合所述悬吊夹具；
[0131]c)当所述已下水的第一管道由所述悬吊夹具进行支撑的时候，将所述第一管道的还未经过导向轮的那个端部部分在所述第一卷轴附近连接到保持系统；
[0132]d)用带有第二管道的相互可交换的第二卷轴来替换所述第一卷轴；
[0133]e)在所述第二管道的端部部分和所述第一管道的端部部分之间提供临时连接，同时用所述保持系统支撑所述第一管道；
[0134]f)将所述第一管道从所述保持系统上断开；
[0135]g)打开悬吊夹具；
[0136]h)通过解绕所述第二卷轴并使得第二管道穿过所述导向轮并且穿过张紧器而继续进行卷轴铺设；
[0137]i)闭合悬吊夹具来保持住该第一管道；
[0138]j)移除所述第一和第二管道之间的临时连接；
[0139]k)在所述张紧器和所述悬吊夹具之间将所述第一管道和第二管道首尾相连接。
[0140]在实施方式中，通过张紧器和悬吊夹具之间设置的焊接站而执行步骤k)。
[0141]在实施方式中，第一管道的端部部分可以连接至第一卷轴，从而所述流程优选地包括以下步骤:在用第二卷轴来替换第一卷轴之前，将第一管道的端部部分从第一卷轴处断开。
[0142]在实施方式中，所述保持系统包括保持缆索和保持绞盘，其中所述绞盘被配置成提供了所需的制止力从而保持住第一管道的端部部分。
[0143]在实施方式中，所述保持系统包括两个保持缆索以及两个各自的保持绞盘，其中两个保持缆索连接至第一管道的端部部分，并且绞盘放置在甲板上，该甲板通过卷轴支撑架来支撑卷轴，当保持系统连接至第一管道的端部部分(第一卷轴能够通过该端部部分而被第二卷轴替换)，该保持系统被布置成使得保持缆索形成V门或V型开口。
[0144]在实施方式中，保持系统的保持缆索连接至中间构件，该中间构件通过单一缆索而连接至第一管道的端部部分。
[0145]第一和第二管道之间的临时连接能够包括吊索，该吊索可以设置在中间构件和第二管道端部部分之间，在这种情况下，当保持系统断开时，中间构件仍然连接至第一和第二管道，但是所述吊索也可以直接设置在第一和第二管道之间，以使得断开保持系统也涉及移除该中间构件。
[0146]此处特别提醒的是，在说明书和/或条款/权利要求中所描述的本发明中的不同特征可以适当地结合。
【专利附图】

【附图说明】
[0147]现在以非限制方式参考附图来描述本发明，其中相同的部分具有相同的附图标记，并且其中:
[0148]图1描绘了根据本发明的实施方式的管道铺设船只；
[0149]图2更加详细地描绘了图1的管道铺设船只的支撑框架和相互可交换的卷轴；
[0150]图3描绘了根据本发明的实施方式的供给船只的侧视图；
[0151]图4描绘了图3的供给船只的俯视图；
[0152]图5描绘了图1的管道铺设船只的俯视图；
[0153]图6-图14示意性地描绘了在不同操作步骤中的根据本发明的实施方式的支撑组件；
[0154]图15-图18示意性地描绘了在不同操作步骤中的根据本发明的另一个实施方式的支撑组件；
[0155]图19-图23描绘了根据本发明的实施方式的铺设管道过程的示意图；
[0156]图24描绘了根据本发明的实施方式的保持系统，其用于铺设管道过程，例如用于图19-图23的铺设管道过程；
[0157]图25描绘了根据本发明的实施方式的管道铺设船只的后侧；
[0158]图26描绘了根据本发的明实施方式的包括卷轴和单独的滑动驱动单元的支撑框架；
[0159]图27-图28描绘了适合于图26的滑动驱动单元的卷轴驱动装置；
[0160]图29描绘了根据本发明的另一个实施方式的管道铺设船只的后侧；
[0161]图30描绘了本发明的实施方式。
【具体实施方式】
[0162]图1描绘了根据本发明的实施方式的管道铺设船只10。该管道铺设船只包括浮动本体12和布置在浮动本体12上的起重机14、导向件16、支撑框架18以及由所述支撑框架18竖直支撑的相互可交换的卷轴20。
[0163]图1显示了管道铺设塔2，正如优选的那样，塔2相对于船只10而围绕轴线3是可倾斜的。此处设置了伸缩式倾转设备5。在该实例中，船只10具有通海井32。塔2被布置成使得待铺设的管道如线30所示的那样沿着塔2延伸至通海井32内。
[0164]塔2设有一个或多个张紧器，此处为两个张紧器28a、28b。另外，船只可以设置一个或多个静态的管道夹具，例如悬吊夹具。
[0165]在一个或多个张紧器之上的抬升位置处，该塔2支撑着管道导向件16 (例如以相对于塔2的机动方式)。
[0166]所示的卷轴20为已装填状态，也就是说包括缠绕在卷轴20周围的管道22。待铺设的管道22在操作位置下从卷轴20处沿着路径24延伸至导向件16。
[0167]在该实施方式中，导向件16包括轮26,该轮26将管道导向成基本上竖直地或者轻微倾斜的定向(如线30所示)，从而管道朝着浮动本体12所漂浮的水体底层而被引导。在经过轮16之后，管道经过两个张紧器28a、28b，该两个张紧器28a、28b使得管道降低并且承担了已铺设的管道的重量。在经过张紧器之后，管道经过通海井32，也就是经过浮动本体12中的孔洞或开口，穿过该孔洞或开口可以降低管道。
[0168]此外，在导向件16和张紧器28a之间可以设置矫直装置以矫直管道。当铺设刚性管道(该管道通过塑性变形而缠绕在卷轴20上)时，所述矫直装置特别地合适。
[0169]能够在管道铺设船只上的各种操作中使用的起重机14也用于将相互可交换的卷轴20转移至管道铺设船只10以及从管道铺设船只10处转移相互可交换的卷轴20。因此起重机包括提升装置34以将卷轴20提升。在图1中，起重装置连接至卷轴20。
[0170]支撑框架18在垂直于浮动本体12的纵向轴线36的水平方向上是可移动的。在图2中更加详细地示出了支撑框架18和卷轴20。
[0171]此处注意到，包括有卷轴20的支撑框架18的定向可以绕着竖直轴线旋转90度，以使得卷轴的旋转轴线平行于浮动本体的纵向轴线36。
[0172]图2更加详细地示出了支撑框架18和卷轴20。管道22缠绕在卷轴20周围。卷轴包括卷轴本体54和机轴本体56 (卷轴本体可以绕机轴本体56旋转)以及多个卷轴联接器52，该卷轴联接器52与布置在支撑框架18上的各自的框架联接器50进行配合。将卷轴联接器52联接至框架联接器54能够可释放地将卷轴联接至支撑框架。在机轴本体和卷轴本体之间设有多个致动器58 (仅有两个用附图标记58进行了表示)，从而作为卷轴驱动装置以相对于机轴本体来旋转所述卷轴本体。
[0173]卷轴和框架联接器能够为任意类型的机械装置，该机械装置能够将支撑框架可释放地连接至卷轴。在简单的实施方式中，联接器可以包括带有孔洞的法兰，其可以螺接至另一个联接器的另一个法兰。还可行的是，联接器包括待插入的另一个联接器阴性部分的阳性部分，从而将支撑框架联接至卷轴。
[0174]支撑框架18可以沿着含有铁轨60的轨道移动。通过布置在支撑框架18和浮动本体12之间的支撑框架驱动装置62来完成将支撑框架相对于浮动本体12的定位，支撑框架驱动装置62例如布置在支撑框架18和铁轨60之间。
[0175]机轴本体56进一步包括附接元件59以将卷轴附接于起重机的提升装置34。
[0176]图3描绘了根据本发明的实施方式的供给船只90。该供给船只包括浮动本体100以及在浮动本体顶部的组装和缠绕场所。该组装和缠绕场所包括支撑框架118以及组装线110。在该实施方式中，组装线110包括框架113，在框架113上设置多个工作站112以优选通过焊接将管道节段一起首尾相连结。多个导向元件114也布置在框架113上，其中只有少数的导向元件用附图标记进行了表示。当已连接的管道节段旋绕在相互可交换的卷轴120上的时候，所述导向元件支撑管道节段并对管道节段进行导向。在图中，卷轴示出为被支撑的状态，在该状态下支撑框架正在支撑着卷轴120。卷轴和支撑框架具有各自的卷轴联接器和框架联接器，其类似于图2中示出的支撑框架和卷轴。
[0177]在图4中示出了图3的供给船只90的俯视图。在该图的底部，可以看到组装线110和支撑框架118承载着卷轴120。靠近组装线110和支撑框架118处显示了另一个组装线110’和另一个支撑框架118’，在这样的情形中，该另一个组装线110’和另一个支撑框架118’类似于组装线110和支撑框架118。支撑框架118’支撑各自的相互可交换的卷轴120’。支撑框架118和118’刚性连接至浮动本体100。组装线各自的框架113和113’可以在垂直于浮动本体100的纵向轴线140的水平方向上(如箭头116所示)移动。为了使得两条组装线进行平滑地移动，框架可以沿着包括铁轨130的轨道进行移动。
[0178]卷轴120和120’优选地如图2中所示出的那样进行设计。
[0179]在最接近于支撑框架的组装线的端部处设置各自的张紧器132和132’，以对缠绕在卷轴周围的管道施加张力。从图3和图4中也可以明确地推导出:支撑框架与他们各自的组装线直线对齐。
[0180]图3和图4的供给船只能够与图1的管道铺设船只进行配合。可以在供给船只上将空的卷轴120、120’进行装填并且将卷轴120、120’转移至管道铺设船只，在那里该卷轴120、120’用于铺设管道。在清空卷轴之后，它们能够回到供给船只以进行再次装填。
[0181]图5描述了图1的管道铺设船只的俯视图，其中卷轴20不再连接至起重机14的提升装置。靠近支撑框架18的是另一个支撑框架18’，所示出的另一个支撑框架18’也可以在与管道铺设船只的浮动本体12的纵向方向相垂直的水平方向上移动。事实上，在该实施方式中，该另一个支撑框架18’能够沿着与支撑框架18相同的轨道进行移动，因此可以在铁轨60上移动。支撑框架18’支撑了各自的相互可交换卷轴20’，其类似于支撑框架18和相对应的卷轴20。
[0182]如图5中清晰可见，如果有需要的话，两个支撑框架有足够的移动空间以将各自的卷轴与导向件16对齐。
[0183]图6描绘了根据本发明的实施方式的支撑组件。其显示了设置在基准结构RS上的(例如船只甲板)或设置在组装和缠绕场所上的支撑框架SF和单独的卷轴支撑架S。支撑框架SF可移动地布置在基准结构RS上，并且单独的卷轴支撑架S刚性地安装至基准结构RS，从而支撑框架SF可以相对于支撑架S移动。
[0184]支撑架S支撑着卷轴R (该卷轴R具有两个法兰F和在两个法兰之间的卷轴本体RB)，管道P缠绕在该卷轴R上。所述卷轴设有卷轴联接器RC。卷轴R是相互可交换的卷轴，并且已经例如通过起重机而从其他某个地方运输至单独的卷轴支撑架S。在该实施方式中，并且还如图7中所示的那样，单独的卷轴支撑架S在法兰F处支撑卷轴。其允许轻易地转移至支撑架。
[0185]图7清晰地示出了单独的卷轴支撑架S在卷轴R下面留下了空间SP，该空间SP未被占用以用于支撑框架SF，这在下面将会进行解释。总的来说，设置四个单独的卷轴支撑架来以稳定的方式支撑卷轴。
[0186]参考图6，支撑框架包括基底构件BM，第一臂FA和第二臂SA。第一和第二臂FA、SA的每一者在其自由端处都包括框架联接器SFC，以用于与卷轴R的各自的卷轴联接器RC相接合，在下面将会对其进行解释。第一臂在底部端固定至基底构件。第二臂通过铰链H而在底部端枢转地连接至基底构件。该铰链允许第二臂在水平打开位置(例如图8中所述)和竖直位置(例如图6中所述)之间绕水平轴线旋转。
[0187]通过两个轮W示意性地描绘了支撑框架SF在基底构件BM和基准结构之间的可移动性。可以通过铁轨(图未示)或其他导向元件来对轮进行导向。在可选的实施方式中，支撑框架SF可以相对于基准结构滑动。
[0188]在图6中，卷轴已经安置在单独的卷轴支撑架S上。在图8中，支撑框架SF的第二臂SA从图6的竖直位置旋转至水平打开位置。
[0189]随后，参见图9，支撑框架相对于支撑架S移动并且因此相对于卷轴R移动，直到卷轴定位在基底构件上方，从而第一臂的框架联接器与相对应的卷轴的卷轴联接器对齐。如图7所示，该实施方式中，第二臂在两对单独的卷轴支撑架S之间的卷轴R的下方在空间SP中移动，亦即，第二臂已经穿过了卷轴R。
[0190]图10示出在将支撑框架在卷轴下方移动之后，第二臂移动回到竖直位置，以便捕获卷轴，也就是说卷轴被接收在第一和第二臂之间。
[0191]第一和第二臂设有相对应的致动器(图未示)，以允许调整第一和第二臂的长度。操作这些致动器以增加第一和第二臂长度，直到支撑框架的框架联接器SFC与卷轴的卷轴联接器RC相接合，如图11所示。该联接取决于联接的类型(例如螺接或夹紧)而可能需要某些紧固操作。
[0192]为了将卷轴重量从单独的卷轴支撑架S转移至支撑框架SF，并且为了能够移动所述卷轴使其远离单独的卷轴支撑架S，在本实施方式中，通过如图12所示进一步延长第一和第二臂而从单独的卷轴支撑架处来抬升卷轴。
[0193]随着卷轴现在脱离了单独的卷轴支撑架S，卷轴可以通过相应地移动支撑框架而进行侧面移动，也就是在平行于卷轴旋转轴线的方向上移动。图13示出了侧面运动的结果。没有特别必要在该阶段中将卷轴保持在高空处，所以如图14所示，可以通过相应地缩短第一和第二臂来降低卷轴。该位置可以是第一和第二臂中致动器的静止位置，其中静止位置是指以最小的能量来支撑卷轴。降低卷轴可以进一步增加支撑框架和卷轴的稳定性。支撑框架的侧面运动也可以用于通过管道铺设设施或导向件而将待从卷轴上脱绕的管道进行对齐，该导向件可以是管道铺设设施的一部分。
[0194]图15描绘了根据本发明的另一个实施方式的支撑组件，其中用支撑框架SF来承载空的卷轴R。由于在侧视图中显示了卷轴和支撑框架，因此只示出了支撑框架的第一臂FA,该第一臂FA从基底构件BM竖直地延伸并且在其自由端处具有联接至卷轴的框架联接器 SFC。
[0195]靠近支撑框架的基底构件处设有卷轴搬运机基底RHB以及在卷轴搬运机基底的顶部的卷轴搬运机RH。卷轴搬运机基底可以固定至基准结构RS，但是也可以相对于基准结构移动。这同样应用于支撑框架，但是优选地，卷轴搬运机基底和支撑框架的至少一者可以相对于基准结构移动。
[0196]卷轴搬运机被配置成推车，并且该卷轴搬运机包括能够与空的卷轴相接合的卷轴接合构件REM。所述卷轴接合构件可以定位在延伸位置和缩回位置。在图15中，示出了卷轴接合构件位于缩回位置。
[0197]将第一导向元件GEl布置在卷轴搬运机基底上，其中卷轴搬运机能够沿着该第一导向元件GEl而相对于卷轴搬运机基底移动。第一导向元件(例如铁轨)可以与布置在支撑框架的基底构件的第二导向元件对齐，从而卷轴搬运机能够在空的卷轴R下方从卷轴搬运机基底处移动至支撑框架的基底构件上。这在图16中进行了显示。
[0198]图16还示出了卷轴接合构件延伸至延伸位置。随后，通过缩短第一和第二臂将空的卷轴的重量从支撑框架转移至卷轴搬运机，因此将空的卷轴降低至卷轴搬运机上。这在图17中进行了显示。现在，卷轴可以从支撑框架上的框架联接器处拆离(如果有必要的话)，并且通过将卷轴搬运机移动回到卷轴搬运机基底而可以使得卷轴在垂直于卷轴旋转轴线的方向上水平移动，其如图18所示。
[0199]现在支撑框架准备好接收下一个已装填的卷轴，例如参考图6-图14中所示的类似的形式。
[0200]图19示意性地描绘了根据本发明的实施方式的管道铺设船只V的一部分。布置在船只V上的是由支撑框架SFR承载的第一卷轴R1、导向轮G、张紧器T以及悬吊夹具HOC。矫直装置并没有示出但是可以设置在导向轮G和张紧器之间。
[0201]第一卷轴存储了一定长度的第一管道P1，并且通过从第一卷轴解绕第一管道、将第一管道P导向越过导向轮并且穿过张紧器和悬吊夹具，将可以朝着海底来铺设管道。悬吊夹具可以用于相对于船只来固定第一管道的位置并且支撑已下水的管道的重量。张紧器T可以用于以受控的方式将管道降低至水中。
[0202]在图20中，卷轴已经解绕直到第一管道的端部部分LP仍然连接至卷轴R。保持缆索RCA连接到第一管道Pl的端部部分LP，该保持缆索RCA与保持绞盘RW的另一端相连接。保持绞盘和缆索形成了保持系统的一部分并且能够保持住第一管道的端部部分。第一管道的重量可以通过张紧器和/或悬吊夹具来承载。优选地后者。因此保持系统仅仅需要控制第一管道端部部分的移动而不必承载整个第一管道。
[0203]由于第一管道的端部部分被保持绞盘和保持缆索进行了保持，因此该端部部分现在可以从第一卷轴Rl处安全地断开，从而第一卷轴Rl可以从船只处移除或安置在船只的其他某个地方。图21中示出了从船只处移除第一卷轴的情形。通过用保持系统来保持第一管道的端部部分，可以防止端部部分产生不希望的运动。
[0204]随后，可以将第二卷轴R2安置在支撑框架SFR上以替换第一卷轴R1。用吊索SL将第二卷轴上的第二管道P2的端部部分FP连接至最后部分LP。其在图22中示出。
[0205]通过进一步降低第一和第二管道P1、P2并且将第二管道从第二卷轴中解绕，端部部分FP被移动越过导向轮G并且穿过张紧器T直到吊索位于张紧器和悬吊夹具之间，如图23所示。在该状况发生之前，保持系统可以从最后部分断开，因为没有必要再保持第一管道的端部部分。在图23的状况下，张紧器保持住了第二管道的端部部分FP，并且悬吊夹具保持住了第一管道Pl的端部部分LP。然后可以在第一和第二管道的自由端部上执行多个操作，通过张紧器将第二管道在第一部分的方向移动，将吊索移除并且将第一管道连接(例如焊接)至第二管道，从而获得了图19的状况并且形成可以铺设的单一管道P。该循环可以重复直到铺设了全部管道。
[0206]图24描绘了根据本发明的实施方式的保持系统。其显示了带有第二管道P2的端部部分FP的第二卷轴R2。其还显示了从之前第一卷轴处解绕的第一管道Pl的端部部分。第一管道Pl的端部部分的自由端通过保持系统来进行保持，该保持系统包括具有三个缆索连接CC、CCU CC2的中间构件IM。一个缆索连接CC设置在所述中间构件和第一管道的端部部分之间，并且另两个缆索连接CCl、CC2设置在中间构件和各自的保持绞盘RWl、RW2之间。
[0207]中间构件和多个保持绞盘之间的缆索连接一起形成了 V型开口，如箭头A所示，卷轴可以通过该V型开口而被移除或者被安置。
[0208]待连接至第二管道P2端部部分的吊索SL也连接至最后部分。
[0209]图25示意性地描绘了船只V的上部甲板UD的后部的俯视图。起重机CR设置在上部甲板的角落处。这在图25中通过起重机CR的印迹(footprint)而示出。
[0210]多个导向件Gl在与船只V的纵向方向LD相垂直的方向上延伸。所述导向件Gl被配置成对包括卷轴(图未示)的支撑框架进行导向。虚线所示的是三个存储位置SPO和一个操作位置0P。所述操作位置是这样的位置，其中包括卷轴的支撑框架可以与管道铺设设施对齐，从而通过该管道铺设设施而从卷轴处将管道铺设至海中。由于卷轴与管道铺设设施的对齐可能需要在垂直于船只纵向方向的方向上调整支撑框架以及卷轴的位置，因此操作位置比存储位置更大。所述存储位置被配置成临时存储包括卷轴的支撑框架。
[0211]为了容纳所有的存储位置SPO和操作位置0P,上部甲板UD包括延伸部EX,该延伸部EX延伸超过船只V的外部轮廓。
[0212]包括卷轴(未示出)的支撑框架可以通过起重机CR而被定位在其中一个存储位置SPO中。随后可以通过滑动驱动单元SDU将支撑框架从存储位置移动至操作位置，在图25中该滑动驱动单元SDU描绘为处于操作位置。SDU被配置成沿着导向件G2移动，该导向件G2平行于导向件Gl进行延伸。
[0213]图26示意性地描绘了支撑框架SF的侧视图，该支撑框架SF包括卷轴R和设在图26的船只V上的滑动驱动单元SDU0用于支撑框架SF的导向件Gl和用于滑动驱动单元的导向件或滑动梁G2在此示出。
[0214]支撑框架SF支撑了卷轴R，从而卷轴R能够绕着旋转轴线RA进行旋转。支撑框架SF没有卷轴驱动装置和定位装置来移动支撑框架。由此，该支撑框架和卷轴的重量得到降低并且支撑框架和卷轴的组合是相互可交换的。
[0215]滑动驱动单元SDU包括滑动推车SC和布置在滑动推车上的连接装置CM，以将滑动推车SC连接至支撑框架SF。在图26中，连接装置被示意性地描绘为多个销，它们被接收在支撑框架的相应的孔洞内。通过在箭头C所示的方向上移动所述销，该销能够与支撑框架联接，从而将滑动推车SC连接至支撑框架SF，并且该销能够被拆除，因此将支撑框架与滑动推车断开联接。本领域技术人员将会理解，可以设想到连接装置用另外的方式将滑动推车连接至支撑框架。
[0216]滑动驱动单元进一步包括卷轴驱动装置RDM，该卷轴驱动装置RDM可以绕着各自的枢转轴线PAl枢转，从而卷轴驱动装置RDM能够在箭头D所示的方向上移动，以便接合卷轴R并且从卷轴R处脱离。在图26中，示出了卷轴驱动装置的脱离状态。该脱离状态允许滑动驱动单元经过卷轴下方(假设连接装置也从支撑框架处脱离)。因此，无论事实中其他支撑框架是否占据了中间存储位置或操作位置，滑动驱动单元能够到达存储位置和/或操作位置中的每个支撑框架。
[0217]如果滑动驱动单元连接至支撑框架，为了移动滑动驱动单元并且有可能移动包括卷轴的支撑框架，滑动驱动单元可以设有能够在滑动推车SC和导向件G2之间操作的滑动装置(图未示)，在那种情况下该滑动装置充当滑动梁。还可以设置单独的滑动梁。
[0218]图27更加详细地示意性地描绘了图26中在接合状态下的卷轴驱动装置RDM的一部分。[0219]其示出了卷轴R的卷轴法兰F和布置在卷轴法兰F外部轮廓的齿条法兰RFL，该齿条法兰RFL在面对齿条法兰表面的外侧具有齿条RAC。卷轴驱动装置包括导向轮GW1、GW2，该导向轮GW1、GW2绕着各自的旋转轴线RAl和RA2可以自由旋转。所述导向轮被配置成在齿条法兰的两侧上行进，如图27所描绘的那样。齿轮GE附接在旋转轴线RA2，该齿轮GE被配置成与齿条RAC进行配合从而驱动卷轴R。
[0220]导向轮GWl和旋转轴线RAl布置在梁BE上，该梁BE能够绕着枢转轴线PA2枢转。所述梁的枢转受到了设置在梁BE的相对一侧上的液压缸HC的影响。
[0221]在图28中，液压缸HC已经收缩，从而该梁BE移动至打开位置，在该打开位置下齿条法兰RFL能够经过导向轮GWl。通过延伸液压缸，该梁能够移动回到图27所示的闭合位置，在该闭合位置下所述导向轮GWl与齿条法兰的内表面接合。再次参考图28，通过将该梁移动至打开位置，卷轴驱动装置可以从卷轴处脱离，从而滑动驱动装置能够移动至另一个支撑框架并且与该支撑框架和卷轴相联接以对它们进行操作。
[0222]图29示意性地描绘了船只V，该船只V具有上部甲板UD和布置在上部甲板上的起重机CR。船只V进一步包括操作位置0P，其中，包含了卷轴的支撑框架可以被定位成从所述卷轴处铺设管道。在操作位置下，支撑框架和卷轴可以与管道铺设设施对齐。此处示出了在船只VE两侧毗邻操作位置的两个存储位置SP0’。在垂直于船只V的纵向方向LD的方向上延伸的是导向件Gl，从而对支撑框架在操作位置OP和毗邻的存储位置SP0’之间的移动进行导向。通过滑动驱动单元SDU执行所述移动，该滑动驱动单元SDU沿着平行于所述导向件Gl延伸的导向件G2进行移动。
[0223]当支撑框架定位在毗邻于操作位置的存储位置SP0’时，支撑框架可以取决于支撑框架在船只VE的哪一侧而通过滑动驱动单元SDUl或滑动驱动单元SDU2移动至其他的存储位置SP0，该其他的存储位置SPO设在平行于纵向方向而延伸的线上。因此船只包括相对应的导向件G1’和G2’，该相对应的导向件G1’和G2’平行于船只纵向方向而延伸。因此，存在比例如图25中所描绘的更多的存储位置，从而船只可以承载更多的包括卷轴的支撑框架，同时仍然能够将每个支撑框架定位在操作位置。在图25中可以用滑动驱动单元支撑和搬运两个卷轴而不用移除卷轴，而在图29中可以搬运四个卷轴而不用移除卷轴。
[0224]由于卷轴仅必须在操作位置旋转，因此滑动驱动单元SDU可以设有卷轴驱动装置，例如图27-28中所示出的卷轴驱动装置，但是其他的滑动驱动单元SDU1、SDU2并不需要这种卷轴驱动装置并且仅需要能够将包括卷轴的支撑框架沿着甲板移动。
[0225]图30以立体图的方式公开了本发明实施方式，其类似于图29的实施方式。
[0226]浮动本体12和布置在浮动本体12上的起重机14在此示出，该起重机14仅示出了下部。包括卷轴的支撑框架SF定位在存储位置，在该存储位置中支撑框架可以沿着相对应的导向件在浮动本体12的纵向方向上移动，或者沿着导向件Gl在垂直于浮动本体的纵向方向的方向上移动，以移动至操作位置。
[0227]滑动驱动单元SDU被描绘在操作位置下。该滑动驱动单元包括滑动推车SC以及布置在滑动推车上的连接装置CM，此处该连接装置CM被描绘为销，其能够接收在支撑框架SF的相对应的孔洞SFl内，从而将滑动推车SC连接至支撑框架。卷轴驱动装置RDM (例如图27-28的卷轴驱动装置)进一步布置在滑动推车SC上。所述卷轴驱动装置能够绕枢转轴线枢转，从而卷轴驱动装置能够在方向D上移动以联接卷轴的法兰。通过接合卷轴的法兰，卷轴驱动装置能够旋转卷轴。
[0228]为了在梁G2上移动滑动推车SC而设置了多个液压缸HSC，在滑动梁夹具SKC和滑动推车SC之间的每个液压缸HSC都是本领域所熟知的。
[0229]本发明可以通过以下条款来概括:
[0230]1.一种用于在水体底层上连续地铺设管道的系统，所述系统包括:
[0231]-至少一个用于存储所述待铺设管道的相互可交换的卷轴，所述卷轴包括卷轴联接器；
[0232]-管道铺设船只，该管道铺设船只具有浮动本体并且在浮动本体上布置了支撑框架和导向件，所述支撑框架被配置成竖直地支撑所述卷轴并且包括多个框架联接器以能够释放地与所述卷轴各自的卷轴联接器相联接，并且所述导向件被配置成将待铺设的管道朝着水体底层而导向至水体中；
[0233]-组装和缠绕场所，该组装和缠绕场所用于组装所述待铺设的管道并且在所述卷轴上缠绕所述管道，所述组装和缠绕场所包括:带有至少一个工作站的组装线，以将管道节段首尾相连结，和支撑框架，以竖直地支撑所述卷轴，所述支撑框架包括多个框架联接器，以可释放地与所述卷轴各自的卷轴联接器相联接；以及
[0234]-起重机，该起重机在所述管道铺设船只的支撑框架和所述组装和缠绕场所的支撑框架之间转移所述卷轴。
[0235]2.根据条款I所述的系统，其中所述相互可交换的卷轴包括卷轴驱动装置，从而旋转所述卷轴。
[0236]3.根据条款I或2所述的系统，其中所述相互可交换的卷轴包括机轴本体和圆柱形的卷轴本体，所述卷轴联接器被布置在所述机轴本体上，并且所述圆柱形卷轴本体能够相对于所述机轴本体旋转。
[0237]4.根据条款2和3所述系统，其中所述卷轴驱动装置被布置在所述机轴本体和所述圆柱形的卷轴本体之间。
[0238]5.根据条款4所述系统，其中所述卷轴驱动装置包括至少一个布置在所述机轴本体上的致动器以及与所述致动器进行配合的反应元件，其中所述反应元件被布置在所述卷轴本体上。
[0239]6.根据条款5所述的系统，其中所述反应元件是齿条，并且其中所述至少一个致动器包括与所述齿条相配合的齿轮。
[0240]7.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述管道铺设船只的支撑框架能够在与所述管道铺设船只浮动本体的纵向轴线相垂直的水平方向上滑动。
[0241]8.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述管道铺设船只包括另一个支撑框架，所述另一个支撑框架被配置成支撑所述卷轴并且所述另一个支撑框架包括多个框架联接器，以与所述卷轴各自的卷轴联接器可释放地相联接。
[0242]9.根据条款8所述的系统，其中所述管道铺设船只的支撑框架和另一个支撑框架都能够在与所述管道铺设船只的浮动本体的纵向轴线相垂直的水平方向上滑动。
[0243]10.根据条款8或9所述的系统，其中所述管道铺设船只的所述支撑框架和所述另一个支撑框架在垂直于所述管道铺设船只浮动本体的纵向轴线的水平方向上观察的话是相互靠近布置的。[0244]11.根据条款9和10所述的系统，其中所述管道铺设船只的支撑框架和另一个支撑框架能够沿着共同的轨道滑动。
[0245]12.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述相互可交换的卷轴的数量少于所述管道铺设船只和所述组装和缠绕场所上的支撑框架的总和。
[0246]13.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装和缠绕场所定位在供给船只的浮动本体上。
[0247]14.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装和缠绕场所的支撑框架与所述组装线直线对齐。
[0248]15.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装和缠绕场所的支撑框架和所述组装线在垂直于所述组装线的纵向轴线的水平方向上相对于彼此是可移动的。
[0249]16.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装线包括框架和导向构件以用于支撑和导向多个管道节段，并且其中所述至少一个工作站和导向构件布置在所述框架上。
[0250]17.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装线包括在组装线端部的张紧器，该张紧器最接近于所述支撑框架，以对缠绕在所述卷轴上的管道施加张力。
[0251]18.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装和缠绕场所包括带有至少一个工作站的另一个组装线，以将管道节段首尾相连结；并包括另一个支撑框架，该另一个支撑框架包括多个框架联接器以与所述卷轴的各自的卷轴联接器可释放地联接。
[0252]19.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述组装和缠绕场所包括管道节段仓库以用于储藏待连结的管道节段。
[0253]20.根据条款13和19所述的系统，其中所述管道节段仓库定位在所述供给船只的浮动本体的另一个甲板上，接着定位在所述组装线和所述组装和缠绕场所的支撑框架上。
[0254]21.根据之前任意一项条款所述的系统，其中所述起重机布置在管道铺设船只上。
[0255]22.一种用在根据之前任意一项条款所述的系统中的相互可交换的卷轴，该相互可交换的卷轴包括圆柱形的卷轴本体以及卷轴联接器，以可释放地将所述卷轴联接至支撑框架。
[0256]23.根据条款22所述的卷轴，其包括卷轴驱动装置以旋转所述卷轴本体。
[0257]24.根据条款22或23所述的卷轴，其包括机轴本体，其中所述卷轴本体能够相对于所述机轴本体旋转。
[0258]25.根据条款23和24所述的卷轴，其中所述卷轴驱动装置被布置在所述机轴本体和所述卷轴本体之间。
[0259]26.根据条款25所述的系统，其中所述卷轴驱动装置包括至少一个布置在所述机轴本体上的致动器以及与所述致动器相配合的反应元件，所述反应元件被布置在所述卷轴本体上。
[0260]27.根据条款26所述的系统，其中所述反应元件是齿条，并且其中所述至少一个致动器包括与所述齿条相配合的齿轮。
[0261]28.根据条款22-27中任意一项所述的卷轴，其中在所述卷轴本体的轴向方向上观察的话，所述卷轴本体包括在所述卷轴本体每个侧面上的侧壁。
[0262]29.一种用于在水体底层上连续地铺设管道的管道铺设船只，所述船只包括:[0263]-浮动本体；
[0264]-支撑框架，该支撑框架布置在浮动本体上以用于竖直地支撑相互可交换的卷轴，所述支撑框架包括多个框架联接器，以与所述卷轴上的各自的卷轴联接器可释放地联接。
[0265]30.根据条款29所述的管道铺设船只，其中所述管道铺设船只的支撑框架能够在与所述管道铺设船只浮动本体的纵向轴线相垂直的水平方向上滑动。
[0266]31.根据条款29或30所述的管道铺设船只，其包括另一个支撑框架，所述另一个支撑框架配置为竖直地支撑所述卷轴，并且包括多个框架联接器，以与所述卷轴的各自的卷轴联接器可释放地联接。
[0267]32.根据条款31所述的管道铺设船只，其中所述管道铺设船只的支撑框架和另一个支撑框架都能够在与所述管道铺设船只的浮动本体的纵向轴线相垂直的水平方向上滑动。
[0268]33.根据条款31或32所述的管道铺设船只，其中所述管道铺设船只的所述支撑框架和所述另一个支撑框架在垂直于所述管道铺设船只浮动本体的纵向轴线的水平方向上观察的话是相互靠近布置的。
[0269]34.根据条款32和33所述的管道铺设船只，其中所述管道铺设船只的支撑框架和另一个支撑框架能够沿着共同的轨道滑动。
[0270]35.根据条款29-34中任意一项所述的管道铺设船只，其包括导向件以用于将所述待铺设的管道朝着所述水体底层而导向至所述水体中。
[0271]36.根据条款29-35中任意一项所述的管道铺设船只，其包括起重机以将卷轴转移至所述管道铺设船只，以及从所述管道铺设船只处转移卷轴。
[0272]37.一种供给船只，其用于组装待铺设管道并且将所述管道缠绕在相互可交换的卷轴上，该供给船只包括:
[0273]-浮动本体；
[0274]-带有组装线的组装和缠绕场所，该组装和缠绕场所具有至少一个工作站以将管道节段首尾相连结，以及具有支撑框架，以竖直地支撑所述卷轴，所述支撑框架包括多个框架联接器以与所述卷轴各自的卷轴联接器可释放地相联接。
[0275]38.根据条款37所述的供给船只，其中所述组装和缠绕场所的支撑框架布置成与所述组装线直线对齐。
[0276]39.根据条款37或38所述的供给船只，其中所述组装和缠绕场所的支撑框架和所述组装线在垂直于所述组装线的纵向轴线的水平方向上相对于彼此是可移动的。
[0277]40.根据条款37-39的任意一项所述的供给船只，其中所述组装线包括框架和导向构件以用于支撑和导向多个管道节段，并且其中所述至少一个工作站和导向构件布置在所述框架上。
[0278]41.根据条款37-40的任意一项所述的供给船只，其中所述组装线包括在组装线端部的张紧器，该张紧器最接近于所述支撑框架，以对缠绕在所述卷轴上的管道施加张力。
[0279]42.根据条款37-41中任意一项所述供给船只，其中所述组装和缠绕场所包括带有至少一个工作站的另一个组装线，以将管道节段首尾相连结；并包括另一个支撑框架，以竖直地支撑所述卷轴，所述支撑框架包括多个框架联接器以与所述卷轴的各自的卷轴联接器可释放地联接。[0280]43.根据之前任意一项条款所述供给船只，其包括用于存储待连结的管道节段的管道节段仓库。
[0281]44.根据条款43所述的系统，其中所述管道节段仓库定位在所述供给船只的浮动本体的另一个甲板上，并接着定位在所述组装线和所述组装和缠绕场所的支撑框架上。
[0282]45.一种在水体底层上连续地铺设管道的方法:所述方法包括以下步骤:
[0283]a)通过将多个管道节段首尾相连结而组装待铺设管道，从而提供已装填的相互可交换的卷轴；并且在远离管道铺设船只的组装和缠绕场所处将待铺设的管道缠绕在所述卷轴上；
[0284]b)将已装填的卷轴从所述组装和缠绕场所转移至所述管道铺设船只；
[0285]c)通过解绕所述卷轴并且朝着水体底层导向管道而将管道从管道铺设船只铺设到水体内，直到所述卷轴为空；
[0286]d)将空的卷轴从所述管道铺设船只转移至组装和缠绕场所。
[0287]46.根据条款45所述方法，其中所述组装和缠绕场所位于单独的供给船只上。
[0288]47.根据条款45或46所述的方法，其中在步骤b)和d)中的所述卷轴的转移是通过定位在管道铺设船只上的起重机来进行的。
[0289]48.根据条款45-47中任意一项所述方法，其中步骤a)包括以下步骤:
[0290]al)通过将管道节段首尾相连结而在组装线中组装待铺设的管道的一部分；
[0291]a2)将所述管道的所述一部分缠绕在所述卷轴上直到组装线空闲以组装所述待铺设管道的下一部分；
[0292]其中步骤al)和a2)重复多次，直到全部的待铺设管道缠绕在所述卷轴上。
[0293]49.根据条款48所述方法，其中在步骤al)和a2)期间，所述组装线与缠绕在所述卷轴上的最后一段管道对齐。
[0294]50.根据条款45-49中任意一项所述方法，其中在步骤c)期间，存在于所述卷轴上的将要从所述卷轴上解绕的那一部分管道与导向件对齐，该导向件将管道朝着水体底层导向到所述水体中。
[0295]51.根据条款45-50中任意一项所述方法，其中步骤b)和d)中的所述卷轴的转移包括将与所述卷轴相关联的卷轴驱动装置进行转移。
[0296]52.根据条款46中所述方法，其中所述供给船只被移动到管道铺设船只，从而将所述卷轴从所述管道铺设船只处转移或者转移至所述管道铺设船只。
[0297]53.根据条款45-52中任意一项所述方法，其中所述相互可交换的卷轴的转移包括以下步骤:
[0298]-从支撑框架处拆离所述卷轴；
[0299]-将所述卷轴移动至另一个支撑框架；
[0300]-将所述卷轴联接至所述另一个支撑框架。
[0301]54.一种支撑组件，其用于带有卷轴联接器的相互可交换的卷轴，该支撑组件包括支撑框架，从而竖直地支撑所述卷轴，该支撑框架具有:
[0302]-基底构件；
[0303]-第一臂，该第一臂从基底构件竖直地延伸，所述第一臂包括处在或接近于该第一臂的自由端部的框架联接器，从而与所述卷轴的各自的卷轴联接器相接合；[0304]-第二臂，该第二臂从基底构件延伸，所述第二臂包括处在或接近于该第二臂的自由端部的框架联接器，从而与所述卷轴的各自的卷轴联接器相接合，
[0305]其中所述第二臂可枢转地连接至所述基底构件，以在水平打开位置(用于接收所述卷轴)和竖直位置(用于与所述卷轴接合)之间移动。
[0306]55.根据条款54所述的支撑组件，其中所述支撑组件进一步包括多个单独的卷轴支撑架以暂时地支撑所述卷轴。
[0307]56.根据条款55所述的支撑组件，其中所述支撑框架和所述单独的卷轴支撑架相对彼此是可移动的。
[0308]57.根据条款54-56中一项或多项条款中所述的支撑组件，其中所述第一和第二臂中的每一者都设有各自的致动器，以调整相对应的臂的长度。
[0309]58.根据条款54-57中一个或多个条款所述的支撑组件，其中所述支撑组件进一步包括卷轴搬运机以从所述支撑框架移除卷轴，同时所述第二臂在竖直位置。
[0310]60.一种用于将相互可交换的竖直卷轴转移至支撑框架的方法，该支撑框架包括:
[0311]-基底构件；
[0312]-从所述基底构件竖直地延伸的第一臂；
[0313]-从所述基底构件延伸的第二臂；
[0314]其中所述第二臂可枢转地连接至所述基底构件，以在水平打开位置(用于接收所述卷轴)和竖直位置(用于与所述卷轴接合)之间移动，所述方法包括下列步骤:
[0315]a)通过单独的卷轴支撑架支撑所述卷轴；
[0316]b)将所述第二臂定位在水平打开位置上；
[0317]c)使得所述支撑框架和所述单独的卷轴支撑架相对于彼此移动，直到所述卷轴定位所述基底构件的上方，并且所述第一臂的框架联接器与所述卷轴的各自的卷轴联接器对齐；
[0318]d)将所述第二臂定位在竖直位置上。
[0319]e)将所述卷轴联接至所述支撑框架；
[0320]f)将所述卷轴的重量从所述单独的卷轴支撑架转移至所述支撑框架。
[0321]61.一种用于将竖直卷轴，例如空的卷轴，从支撑框架转移的方法，所述支撑框架包括:
[0322]-基底构件；
[0323]-从所述基底构件竖直地延伸的第一臂；
[0324]-从所述基底构件延伸的第二臂；
[0325]其中所述第二臂可枢转地连接至所述基底构件，以在水平打开位置(用于接收所述卷轴)和竖直位置(用于与所述卷轴接合)之间移动，所述方法包括下列步骤:
[0326]a)在空的卷轴的下方移动卷轴搬运机；
[0327]b)将所述空的卷轴的重量从所述支撑框架转移至所述卷轴搬运机；
[0328]c)将所述卷轴从所述支撑框架上脱离；
[0329]d)在垂直于所述卷轴的旋转轴线的水平方向上，将所述卷轴搬运机从所述支撑框架移开。[0330]62.一种用于从船只上进行卷轴铺设管道的方法，该船只包括卷轴支撑架、导向轮、张紧器以及悬吊夹具，其中由卷轴支撑架所支撑的带有第一管道的第一卷轴被带有第二管道的第二卷轴所替换，所述方法包括以下步骤:
[0331]a)通过解绕所述第一卷轴而卷轴铺设所述第一管道，并且通过所述导向轮将所述管道导向穿过张紧器以及悬吊夹具而导向至海中；
[0332]b)闭合所述悬吊夹具；
[0333]c)当已下水的第一管道由所述悬吊夹具所支撑的时候，将所述第一管道的还未经过导向轮的那个端部部分在所述卷轴附近连接到保持系统；
[0334]d)用所述第二卷轴替换所述第一卷轴；
[0335]e)在所述第二管道的端部部分和所述第一管道的端部部分之间提供临时连接，同时用所述保持系统支撑所述第一管道；
[0336]f)将所述第一管道从所述保持系统上断开；
[0337]g)打开悬吊夹具；
[0338]h)通过解绕所述第二卷轴并使得第二管道穿过所述导向轮并穿过张紧器而继续进行卷轴铺设；
[0339]i)闭合悬吊夹具；
[0340]j)移除所述第一和第二管道之间的临时连接；
[0341]在所述张紧器和所述悬吊夹具之间将所述第一管道和第二管道首尾相连接。
[0342]63.一种卷轴和用于支撑所述卷轴的卷轴支撑组件，所述卷轴支撑组件包括:
[0343]-至少两个支撑框架，每个支撑框架被配置成支撑所述卷轴的重量，并且每个支撑框架能够沿着相对应的路径移动；
[0344]-滑动推车，该滑动推车能够沿着至少一条滑动梁滑动，其中被所述至少一个滑动梁所限定的滑动路径与所述至少两个支撑框架的相应的路径相重叠，
[0345]其中所述滑动推车包括:
[0346]-滑动框架；
[0347]-连接装置，以将所述滑动框架连接至所述至少两个支撑框架中的一个；
[0348]-滑动驱动单元，该滑动驱动单元布置在所述至少一个滑动梁和所述滑动框架之间，以将所述滑动框架沿着至少一个滑动梁滑动；以及
[0349]-卷轴驱动单元，该卷轴驱动单元布置在所述滑动框架上以接合所述卷轴，从而用于旋转所述卷轴。
[0350]64.根据条款63所述的卷轴和卷轴支撑组件，其中当被各自的支撑框架支撑的时候，所述支撑框架的相对应的路径平行于所述卷轴的旋转轴线。
[0351]65.根据条款63所述的卷轴和卷轴支撑组件，其中所述支撑框架支撑所述滑动推车的时候，该滑动推车能够滑动至所述卷轴下方的位置，因而使得所述卷轴驱动单元从下方与所述卷轴接合。
[0352]66.根据条款63所述的卷轴和卷轴支撑组件，其中所述至少两个支撑框架能够沿着共同路径移动。
[0353]67.根据条款63所述的卷轴和卷轴支撑组件，其中所述滑动推车能够经过支撑框架，优选在所述支撑框架所支撑的卷轴下方经过支撑框架。[0354]68.根据条款63所述的卷轴和卷轴支撑组件，其中所述卷轴包括旋转轴线以及能够绕所述旋转轴线进行旋转的卷轴本体，并且其中所述卷轴驱动单元被配置成与卷轴本体接合，以使得所述卷轴本体相对于所述旋转轴线进行旋转。
[0355]69.根据条款63所述的支撑组件，其中卷轴驱动单元的至少一部分在接合位置(在所述位置上所述部分与所述卷轴接合)和脱离位置(在所述位置上所述部分从卷轴脱离，以便允许滑动推车独立于卷轴和支撑框架滑动)之间是可移动的，该卷轴驱动单元配置成与卷轴的圆柱形本体的径向可见的外部轮廓相接合。
[0356]70.根据条款63所述的支撑组件，其中所述支撑框架能够沿着第二轨道滑动。
[0357]71.根据条款70所述的支撑组件，其中所述第一和第二轨道彼此平行。
[0358]72.根据条款70所述的支撑组件，其中所述支撑框架包括第一锁定装置，以锁定所述支撑框架相对于第二轨道的位置。
[0359]73.根据条款63所述的支撑组件，其中所述滑动推车包括第二锁定装置以接合支撑框架，从而锁定所述滑动推车相对于所述支撑框架的位置。
[0360]74.根据条款70和73所述的支撑组件，其中在所述滑动推车锁定到支撑框架的情况下，该滑动推车能够使滑动推车和支撑框架都沿着它们各自的轨道滑动。
[0361]75.根据条款71所述的支撑组件，其中所述第一和第二轨道包括铁轨，并且其中第一轨道的铁轨布置在第二轨道的铁轨之间。
[0362]76.根据条款63所述的支撑组件，其中所述卷轴的圆柱形本体包括两个卷轴法兰以及在两个法兰之间的中间部分，并且其中所述卷轴驱动单元被配置成接合其中一个卷轴法兰的径向可见的外部轮廓。
[0363]77.根据条款76所述的支撑组件，其中所述卷轴法兰的外部轮廓包括齿条，并且其中所述卷轴驱动单元包括齿轮以与所述齿条和电机进行配合而驱动所述齿轮。
[0364]78.根据条款77所述的支撑组件，其中所述齿条设置在齿条法兰的外侧，并且其中所述齿条法兰被配置成允许导向轮(该导向轮为卷轴驱动单元的一部分)在齿条法兰的两侧行进，从而至少部分地约束着带有导向轮的卷轴。
[0365]79.根据条款78所述的支撑组件，其中被配置成在卷轴的齿条法兰的内表面上行进的所述导向轮被安装在导向轮组件上，该导向轮组件能够在打开位置和闭合位置之间移动，在该打开位置下齿条法兰能够经过导向轮，在所述闭合位置下所述导向轮能够接合齿条法兰的内表面。
[0366]80.根据条款63所述的支撑组件，其中所述卷轴是包括多个卷轴联接器的相互可交换的卷轴，该多个卷轴联接器配置为在所述支撑框架上接合各自的框架联接器。
[0367]81.一种用于对管道进行卷轴铺设的船只，其包括根据条款63-80中一项或多项所述的支撑组件。
[0368]82.根据条款81所述的船只，其中所述船只具有工作甲板和纵向方向，并且其中支撑组件设在所述工作甲板上以便第一轨道垂直于船只的纵向方向而延伸。
[0369]83.根据条款81所述的船只，其包括起重机以搬运卷轴。
[0370]84.一种在水体底层上连续地铺设管道的方法，所述方法包括以下步骤:
[0371]a)设置根据条款63-80中一项或多项的支撑组件；
[0372]b)将装填了管道的卷轴设置在支撑框架上；[0373]c)将滑动推车定位在已装填的卷轴的下方；
[0374]d)将卷轴驱动装置与卷轴的径向可见的外部轮廓相接合；
[0375]e)通过用所述卷轴驱动装置来解绕卷轴，而将管道铺设在水体内；
[0376]f)将卷轴驱动装置从卷轴上脱离；
[0377]g)将滑动推车移动远离所述支撑框架。
[0378]85.根据条款84所述的方法，其中在步骤e)期间，待从卷轴中解绕的管道的那部分与导向件对齐，该导向件将待铺设的管道朝着水体底层导向，所述对齐是通过使用滑动推车使支撑框架沿着第二轨道滑动而执行的。
【权利要求】
1.一种用于从船只上进行卷轴铺设管道的方法，该船只包括卷轴支撑架、导向轮、张紧器以及悬吊夹具，其中由卷轴支撑架所支撑的带有第一管道的第一卷轴被带有第二管道的第二卷轴所替换，所述方法包括以下步骤: a)通过解绕所述第一卷轴而卷轴铺设所述第一管道，并且通过所述导向轮将所述管道导向穿过张紧器以及悬吊夹具而导向至海中； b)闭合所述悬吊夹具； c)当已下水的第一管道由所述悬吊夹具所支撑的时候，将所述第一管道的还未经过导向轮的那个端部部分在所述卷轴附近连接到保持系统； d)用所述第二卷轴替换所述第一卷轴； e)在所述第二管道的端部部分和所述第一管道的端部部分之间提供临时连接，同时用所述保持系统支撑所述第一管道； f)将所述第一管道从所述保持系统上断开； g)打开悬吊夹具； h)通过解绕所述第二卷轴并使得第二管道穿过所述导向轮并穿过张紧器而继续进行卷轴铺设； i)闭合悬吊夹具； j)移除所述第一和第二管道之间的临时连接； k)在所述张紧器和所述悬吊夹具之间将所述第一管道和第二管道首尾相连接。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过张紧器和悬吊夹具之间设置的焊接站而执行步骤k)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中第一管道连接至第一卷轴，并且所述方法包括以下步骤:在用第二卷轴来替换第一卷轴之前，将第一管道的端部部分从第一卷轴处断开。
4.如权利要求1-3中的一项或者多项所述的方法，其中所述保持系统包括保持缆索和保持绞盘，其中所述保持绞盘被配置成提供了所需的制止力从而保持住第一管道的端部部分。
5.如权利要求1-3中的一项或者多项所述的方法，其中所述保持系统包括两个保持缆索以及两个各自的保持绞盘，其中两个保持缆索连接至第一管道的端部部分，并且所述保持绞盘放置在甲板上，该甲板通过卷轴支撑架来支撑卷轴，当保持系统连接至第一管道的端部部分，该保持系统被布置成使得保持缆索形成V门或V型开口，第一卷轴能够通过该端部部分而被第二卷轴替换。
6.如权利要求5所述的方法，其中保持系统的保持缆索连接至中间构件，该中间构件通过单一缆索而连接至第一管道的端部部分。
7.如权利要求6所述的方法，其中第一和第二管道之间的临时连接包括吊索，该吊索可以设置在中间构件和第二管道端部部分之间，在这种情况下，当保持系统断开时，中间构件仍然连接至第一和第二管道。
8.如权利要求6所述的方法，其中第一和第二管道之间的临时连接包括吊索，其中所述吊索直接设置在第一和第二管道之间，以使得断开保持系统也涉及移除该中间构件。
【文档编号】F16L1/20GK103822020SQ201410044811
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2010年12月28日 优先权日:2010年2月25日
【发明者】J·勒登伯格, T·W·A·维梅耶尔, W·J·斯洛布 申请人:伊特里克公司