海上管道铺设和管线废置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海上管道铺设领域，其中从海上管道铺设船将管线铺设至海底。特别地，本发明涉及通常由于恶劣气候而造成的管线废置。
【背景技术】
[0002]—般而言，海上管道铺设船装配有A&R系统，A&R系统为“废置和回收系统”的简称。
[0003]装配有A&R系统的海上管道铺设船的一个示例公开于W02007/108673。这种已知的船包括管线入水塔架。管线转向器被支撑在塔架上的较高位置处。管线转向器的下方是由所述塔架支撑的可收回张紧装置。当从被张紧装置保持的管线部段切断入海管线时，悬垂夹具允许保持入海管线。这种已知的船也具有用于管线的废置和回收的A&R系统。A&R系统包括A&R绞盘和A&R缆绳，以及用于该缆绳的滑轮布置，所述滑轮布置包括A&R缆绳悬挂滑轮，所述A&R缆绳悬挂滑轮可移动地安装在塔架上并且允许将A&R缆绳悬挂在作业线中。
[0004]虽然在W02007/108673中未具体公开，通常的实践是提供具有启动系统的船用于启动管道铺设过程。已知的启动系统包括启动绞盘和启动缆绳。在启动程序中，启动缆绳通过通常设置在最低的张紧装置的下方的启动缆绳滑轮而向上经过张紧装置然后越过管道铺设转向器，使得该缆绳可以连接至待铺设的管线。该管线例如缠绕在水平轴线储存卷筒上或者进行竖直轴线转盘储存。通过启动绞盘(所述启动绞盘具有比A&R绞盘明显更低的牵引能力)的操作，管线沿着管线转向器而被拉动并且进入张紧装置。然后使张紧装置接合在管线上并且将启动缆绳脱离。
[0005]例如W02007/108673的船可能使用的通常的A&R程序包括如下步骤:
[0006]-停止管道铺设并且在一个或多个张紧装置下方的位置处将悬垂夹具与管线接入
η ?
[0007]-将入海管线的重量转移至悬垂夹具，
[0008]-切断在悬垂夹具与一个或多个张紧装置之间的管线，
[0009]-将A&R缆绳连接至由悬垂夹具保持的入海管线的上端，
[0010]-释放悬垂夹具，
[0011 ]-操作A&R绞盘并从而将管线下降至海底。
[0012]由于进行管道铺设处的水深极大，深度无一例外地超过1000米，并且深度在2000米和3000米范围的情况越来越常见，因而对A&R系统和相应的A&R程序的要求也日益增加。
[0013]例如，主要的是水深导致需要A&R系统在较大深度处的巨大负载能力。
[0014]另一个因素是可以进行废置程序的速度和容易度，例如鉴于恶劣的气候条件而进行废置所涉及的人员要求和所需时间。
[0015]另一个因素是A&R程序可能对留在管线装置中的管线部段产生的作用。例如，在一些已知的A&R程序中预见到的是，在废置程序的过程中将在停止管道铺设之时保持在张紧装置中的管线部段丢弃。
[0016]已经发现现有的A&R程序和系统不完全令人满意。
【发明内容】
[0017]因此，本发明的目的是提供特别是在管线废置方面(例如鉴于恶劣气候条件)改进的方法和管道铺设装置.
[0018]本发明提出根据权利要求1的前序部分的方法，所述方法的特征在于管线废置包括:
[0019]-停止管道铺设并且在一个或多个张紧装置下方的位置处将悬垂夹具与管线接入
η ?
[0020]-将入海管线的重量转移至悬垂夹具并且通过悬垂夹具将入海管线保持在作业线中，
[0021]-在悬垂夹具与一个或多个张紧装置之间切断管线，
[0022]-将辅助张紧设备连接至被一个或多个张紧装置保持的管线的下端，
[0023]-将管线张力从一个或多个张紧装置转移至辅助张紧设备，
[0024]-将一个或多个张紧装置从管线释放，使得在管线转向器与辅助张紧设备之间的管线部段被保持在作业线中，
[0025]-通过至少使管线转向器和辅助张紧设备两者移动并且因此使所述管线部段移动离开作业线从而腾出作业线，
[0026]-将A&R缆绳设置在通过所述管线部段腾出来的作业线中，
[0027]-将A&R缆绳连接至被悬垂夹具保持在作业线中的入海管线的上端，
[0028]-将入海管线的重量从悬垂夹具转移至A&R缆绳，
[0029]-将悬垂夹具从入海管线释放，
[0030]-操作A&R绞盘并且因此将管线降低至海底。
[0031]本发明的方法因此设想的是，在从通过悬垂夹具而保持在作业线中的入海管线将部段切断之后，通过使最初由一个或多个张紧装置保持在作业线中的管线部段转移离开作业线从而腾出或清空作业线。进行管线部段的该转移(例如更靠近塔架)同时通过辅助张紧设备将所述管线部段保持在张力下，所述辅助张紧设备不同于用于管道铺设过程所使用的一个或多个张紧装置并且在至少一个张紧装置的导轨的下方，优选在最低的张紧装置的下方接合至该管线部段。
[0032]优选地，辅助张紧设备适配成提供施加至该管线部段的张力的控制，例如从而允许该管线部段在恒定张力下维持张紧。例如，辅助张紧设备包括绞盘和/或一个或多个致动器(例如液压缸)，所述致动器适配成提供施加至管线部段的张力的控制。
[0033]在一个实施方案中，辅助张紧设备包括辅助绞盘、辅助张紧缆绳，和辅助张紧缆绳滑轮，其中所述方法包括使所述辅助张紧缆绳滑轮在起作用的位置与收回位置之间移动，所述起作用的位置与作业线对齐，所述收回位置远离作业线从而腾出作业线。
[0034]在一个实际的实施方案中，辅助张紧设备为用于启动管道铺设的启动系统，所述启动系统包括启动绞盘、启动缆绳，和启动缆绳滑轮，其中所述方法包括使所述启动缆绳滑轮在起作用的位置与收回位置之间移动，所述起作用的位置与作业线对齐，所述收回位置远离作业线从而腾出作业线。在该实施方案中，废置程序可以包括:
[0035]-停止管道铺设并且在一个或多个张紧装置下方的位置处将悬垂夹具与管线接
[0036]-将入海管线的重量转移至悬垂夹具并且通过悬垂夹具将入海管线保持在作业线中，
[0037]-在悬垂夹具与一个或多个张紧装置之间切断管线，
[0038]-将启动缆绳连接至被一个或多个张紧装置保持的管线的下端，
[0039]-将管线张力从一个或多个张紧装置转移至启动缆绳，
[0040]-将一个或多个张紧装置从管线释放，使得在管线转向器与启动缆绳之间的管线部段被保持在作业线中，
[0041]-通过至少使管线转向器和启动缆绳滑轮两者移动并因此使所述管线部段移动离开作业线从而腾出作业线，
[0042]-将A&R缆绳设置在通过所述管线部段腾出来的作业线中，
[0043]-将A&R缆绳连接至被悬垂夹具保持在作业线中的入海管线的上端，
[0044]-将入海管线的重量从悬垂夹具转移至A&R缆绳，
[0045]-将悬垂夹具从入海管线释放，
[0046]-操作A&R绞盘并且因此将管线降低至海底。
[0047]作业线的腾出可以优选包括管线转向器和辅助张紧设备(例如启动缆绳滑轮)同时移动离开作业线。一旦已经腾出作业线，则A&R缆绳设置在作业线中并且连接至通过悬垂夹具保持就位的入海管线的上端。
[0048]转移该管线部段从而腾出作业线优选使得该管线部段与作业线隔开至少0.2米，例如至少0.5米，能够为至少I米，从而避免与A&R缆绳(和位于其上的通常具有较大体积的任何A&R缆绳连接器)的任何后续干扰。在塔架具有一个或多个扶正器的实施方案中，设想一旦A&R连接器朝向入海管线端部穿过扶正器，则扶正器围绕A&R缆绳关闭用以为所述缆绳提供引导。
[0049]如果塔架设置有一个或多个可收回的张紧装置，则腾出作业线的步骤可以包括使所述一个或多个可收回张紧装置收回。所述张紧装置的示例及其收回公开于W02007/108673，所述公开以引用的方式并入本文。在实施方案中，每个张紧装置的收回可以基本上包括使张紧装置例如平移进入实施入水作用的塔架的两个竖直支腿构件之间的空间。在其它实施方案中，收回可以包括使张紧装置例如围绕竖直枢转轴线枢转至收回位置。
[0050]在例如在一个或多个张紧装置具有固定地装配至塔架的张紧装置框架的情况下进行的本发明的方法的其它实施方案中，设想张紧装置的一个或多个导轨移动至张紧装置框架内的收回位置中，一个或多个导轨的该内部收回提供足够的空隙使该管线部段进行侧向转移从而腾出作业线。在其它实施方案中，张紧装置的框架可以折叠打开从而实现相对于作业线的收回。
[0051]在实际的实施方案中，在将辅助张紧设备连接至被一个或多个张紧装置保持的管线的下端的步骤之前进行在悬垂夹具与一个或多个张紧装置之间切断管线的步骤。在一个实施方案中，特别当在两个隔开的位置处切断管线时，形成空间从而允许将辅助张紧设备(例如滑轮)的一部分设置在被一个或多个张紧装置保持的管线的下方。
[0052]然而，还可设想辅助张紧设备可以在切断管线之前连接至管线。例如，在切断步骤之前所述管线可以已经装配有位于一个或多个张紧装置下方的连接器本体，所述连接器本体连接至辅助张紧设备并且仅在装配至管线的连接器本体的下方切断管线。例如管线装配有(例如通过焊接)具有两个完全相反的轭状件端部的轭状件，每个轭状件端部连接至辅助张紧设备的缆绳。
[0053]在一个实施方案中，塔架设置有一个或多个扶正器，每个扶正器形成可以打开和关闭并且适配成将缆绳或管线集中在作业线中的孔。例如，至少一个下方扶正器位于最低的张紧装置的下方。在一个实施方案中，如果需要的话，通过打开一个或多个扶正器的孔来进行腾出作业线的步骤，从而在所述腾出步骤中允许管线部段的移动。在一个实施方案中，在A&R缆绳已经沿着作业线朝向入海管线的上端被向下拉动之后，一个或多个扶正器的孔关闭，一个或多个关闭的扶正器将A&R缆绳维持在作业线中。
[0054]在实施方案中，待铺设管线可以缠绕在水平轴线储存卷筒上或者对于船上的管线进行竖直轴线转盘储存，例如船甲板下方的转盘。
[0055]在本发明的方法特别有利的另一个实施方案中，海上管道铺设船进一步包括具有一个或多个焊接站的水平管线组装线，其中管道铺设包括将管首尾焊接从而形成待铺设管线。经组装的管线经由管线给送轨道而直接到达塔架上的管线转向器。所述管道铺设船的示例公开于US5975802。
[0056]在一个实施方案中，管线组装线具有指向为远离塔架的管线组装方向，并且海上管道铺设船进一步包括组装线转向器(例如转向器轮)，所述组装线转向器使管线向上转向并且到达塔架上的管线转向器。
[0057]在一个实施方案中，腾出作业线的步骤进一步包括以一定方式使组装线转向器移动并且使任何位于组装线中的管线移动从而维持组装线转向器与塔架上的管线转向器之间的恒定距离。例如，管线组装线的一个或多个焊接站可移动地安装在船上从而允许它们与组装线转向