海上管道铺设和管线废置方法_3

文档序号:9925120阅读:来源:国知局
代性实施方案中,船具有包括一个或多个浮筒和立柱的半潜式船体,所述立柱在距离一个或多个浮筒上方的一定距离处来支撑甲板箱。管道铺设装置在甲板箱上安装有例如穿过甲板箱的船井。
[0107]例如,正如此处所示,船桥和舱室舷侧设置在船体3上的船井4的前部。
[0108]优选地,塔架10在其下端处围绕水平轴线枢转地连接至船体3,使得塔架10可以设置成各种倾斜度,优选包括竖直位置和倾斜位置(这里为向后朝向船尾倾斜)。所述倾斜允许塔架10与沿着塔架10延伸的作业线11的所期望的倾斜对齐。管线2沿着该作业线并经由船井4而进入海中。在一个替代形式中,塔架10不可枢转,例如以固定的竖直定向设置。
[0109]塔架10设置有一个或多个管线张紧装置15、16,这里为沿着塔架10的高度彼此上下设置的两个张紧装置。正如本领域已知并且优选地,每个张紧装置包括多个导轨单元,每个导轨单元包括导轨,所述导轨接合至管线2并且具体用于支撑进入海中或入海的管线2的重量。
[0110]在该示例中,优选地,每个张紧装置15、16包括张紧装置框架和多个被张紧装置框架支撑的导轨,所述导轨在管道铺设的过程中接合至管线。
[0111]在一个或多个张紧装置15、16上方的升高的位置处,塔架10设置有管线转向器17。这里,转向器17具体实施为可围绕水平轴线旋转的轮。待铺设的管线2从来源(将在下文更详细地讨论)沿轮17进入作业线11。
[0112]每个张紧装置15、16可以具体实施为支撑至少100吨,例如在150吨至450吨之间的管线重量。例如,张紧装置15具体实施为支撑400公吨,而张紧装置16具体实施为支撑170公吨。
[0113]轮17通过塔架10的主结构上的中间可移动支撑结构18支撑,使得轮17这里可以在船的纵向方向上在操作位置与收回位置之间移动,在所述操作位置上管线在作业线11处或在作业线11附近离开轮17,在所述收回位置上轮17与作业线间隔或远离作业线。设置有管线转向器的位移致动器,这里所述位移致动器包括一个或多个液压致动器19,所述液压致动器19位于中间可移动支撑结构18与塔架10的主结构之间从而使轮7移动。
[0114]在该示例中,优选地,每个张紧装置框架在这里通过平行的联接臂而可移动地安装在塔架10上,从而可以在起作用的位置与非操作的收回位置之间移动(在所述起作用的位置上在用作业线11中的管线管道铺设的过程中导轨可以接合至管线2,而在所述非操作的收回位置上所述张紧装置框架远离作业线U),从而存在围绕作业线的例如至少一米的空隙围绕部。例如,正如本领域已知的,每个张紧装置15、16可以收回至塔架10的竖直支腿部之间的空间中。
[0115]正如此处所示,塔架在下方张紧装置15的下方设置有下方扶正器20并且在上方张紧装置16的下方设置有上方扶正器21。这些扶正器20、21是本领域已知的并且各自形成可以根据需要而打开和关闭的孔。这些扶正器20、21允许保持集中在作业线11中的缆绳或管线,特别是当一个或多个张紧装置15、16未接合至缆绳或管线时。在一个实施方案中,每个扶正器也可以收回,这允许使整个扶正器20、21处于远离作业线11的远离位置。
[0116]在一个实施方案中,扶正器20、21设置有两个孔,一个孔靠近塔架而另一个孔远离塔架,这允许将收回的管线部段保持在靠近塔架的孔中并且在扶正器的关闭条件下使用另一个孔来用于引导A&R缆绳。
[0117]下方张紧装置15在甲板5上方的一定距离的位置处设置在塔架10上,例如在甲板5上方至少5米,例如至少10米。
[0118]塔架设置有工作平台25,所述工作平台25可以沿着塔架的下部在一个或多个张紧装置15、16的下方竖直移动,参与废置程序的人员可以进入所述工作平台,这将在下文进行描述。
[0119]这里,塔架10还设置有辅助起重设备27,所述辅助起重设备27具有在下方张紧装置15的下方区域中的工作范围,例如伸缩臂起重设备或具有顶梁和移动绞盘单元的起重设备,其中所述梁可以在水平平面中相对于塔架枢转。该起重设备27还可以直接设置在船体上或者具体实施为在船的甲板上移动并且在需要时进入该区域中的位置的可移动起重设备。
[0120]所述船设置有悬垂夹具30,这里优选设置在船井4内,所述悬垂夹具30适配成支撑入海管线的整个重量。夹具30可以例如为摩擦夹具和/或轴环夹具。
[0121]正如此处所示,悬垂夹具30以可移动方式设置在悬垂夹具承载部31上从而可以在作业线11中的起作用的位置与远离作业线11的收回位置之间移动。在通过张紧装置15、16进行管道铺设的过程中,悬垂夹具处于其远离位置。在此处所示的实施方案中,承载部31具体实施为滑动船井舱口盖,所述滑动船井舱口盖允许盖住船井的一部分并且当设置在船井上时同时为人员提供工作地板。
[0122]悬垂夹具30枢转地支撑在承载部31上从而允许夹具30与实际作业线11对齐。
[0123]所述船进一步包括启动系统用于启动管道铺设。该启动系统包括启动绞盘40,这里,所述启动绞盘40设置在甲板下方。绞盘40控制启动缆绳41,所述启动缆绳41通过一个或多个中间滑轮而延伸至启动缆绳滑轮42,所述启动缆绳滑轮42以可移动方式安装在塔架10上。绞盘40可以具有多于40吨,这里(作为一个示例)为125吨的负载能力。
[0124]在此处所示的示例中,滑轮42安装在枢转臂43上,所述枢转臂43枢转地连接至塔架10。这里所述臂43通过枢转臂致动器(这里为液压致动器44)而围绕水平轴线枢转从而在收回位置与作业线位置之间移动,所述收回位置通常靠近塔架10的主结构,而在所述作业线位置上缆绳41沿向上方向离开作业线11中的滑轮42。
[0125]所述船进一步设置有A&R系统用于管线2的废置和回收。该A&R系统包括A&R绞盘50和A&R缆绳51。在该示例中,绞盘50包括牵引绞盘(所述牵引绞盘设置在塔架10上),而储存绞盘设置在船体中的甲板下方。在替代性的实施方案中,整个A&R绞盘50设置在船的船体上或船体内。在废置程序中,缆绳51从绞盘50通过一个或多个中间滑轮而到达A&R缆绳悬挂滑轮52,A&R缆绳51离开所述A&R缆绳悬挂滑轮52而进入作业线11。
[0126]正如此处所示,A&R滑轮52安装在最高的张紧装置16上方的位置处,这里优选地,设置在管线转向器7的顶部的水平处。正如此处所示,A&R滑轮52可以被A&R悬臂梁54支撑,所述A&R悬臂梁54从塔架主结构的顶端延伸。
[0127]A&R缆绳51设置有连接器53,在管道铺设的过程中所述连接器53例如通过具有用于所述连接器53的捕获器的梁而被保持在A&R缆绳悬挂滑轮52的附近。
[0128]由于该示例中的待安装的管线为刚性管线2并且其在越过管线转向器7时经受塑性变形,因此塔架10进一步设置有矫直机组件,这里所述矫直机组件包括第一矫直机导轨60和第二矫直机导轨61。
[0129]船进一步包括拖拉装置系统,以本领域通常已知的方式,所述拖拉装置系统适配成通过靠近滑轮52的连接器53而从其非操作模式拉动A&R缆绳51使其向下到达被夹具30保持的入海管线2的上端。该拖拉装置系统包括拖拉装置绞盘70和拖拉装置缆绳71。拖拉装置缆绳滑轮72设置为,拖拉装置缆绳71向上朝向A&R缆绳滑轮经过所述拖拉装置缆绳滑轮72。为了清楚起见,仅当讨论其操作时才在图中显示该拖拉装置系统的部件。
[0130]正如引文部分中所述,本发明与不同的管道铺设技术和不同的待铺设管来源相容。在此处所示的示例中,在船上在水平管线组装线中制造管线2,所述水平管线组装线具有一个或多个焊接站80,以及可能的用于焊接的一个或多个涂布站、NDT检查站等。管线组装则包括将管首尾焊接从而形成待铺设的管线2。在该示例中,该管线2不储存在储存卷筒上而是经过管线供应轨道直接到达塔架上的管线转向器17。
[0131]正如可见的,管线组装线具有远离塔架10指向的管线2的组装方向。所述船进一步包括组装线转向器85,所述组装线转向器85使经组装的管线向上并且朝向塔架10上的管线转向器转向。在该示例中,管线从组装线向上然后向前穿过由转向器轮85形成的半圆路径,所述转向器轮85具有围绕转向器支撑框架86的水平旋转轴线,所述转向器支撑框架86在该示例中邻近船I的船尾安装。转向器还可以具体实施为与轮不同,例如具有设置有辊子的半圆结构等。
[0132]转向器85安装在框架86上,所述框架86在管线2的组装方向上可滑动地安装在船上。例如,框架86可以通过组装线转向器致动器88而在船上的一个或多个纵向轨道87上滑动从而允许组装线转向器移动。
[0133]组装线进一步包括组装线张紧装置90,所述组装线张紧装置90在转向器85之前接合至靠近组装线端部的管线。在管道铺设的过程中,该张紧装置90允许对在组装线张紧装置90与塔架10上的一个或多个张紧装置15、16之间的管线2进行张紧。
[0134]优选地,组装线的一个或多个站80可以在组装线的方向上移动,例如,这里每个站80在船的纵向方向上设置在一个或多个轨道上。该站(例如焊接站)的可移动设置在本领域中通过S型管道铺设船已知。其允许所述站80在管线移动的过程中的连续操作,这是因为所述站可以保持为相对于组成管线的管之间的连接(通常为焊接连接)而定位。
[0135]组装线可以精确水平,但是所述线也可以倾斜设置,例如相对于水平至多10度的角度。
[0136]在组装线处待组装成管线的管优选储存在船的船体的船舱8、9中,例如板条箱中。所储存的管可能已经由预先组装的管部段组成从而减少船上的组装活动。可以设置升降机系统从而将管升高至组装线的水平。组装线可以设置在船的甲板5上的建筑物(未显示)中,或者可以设置在甲板5下方。
[0137]在塔架10的顶部处,这里在结构18上安装维修起重设备100。
[0138]既然已经解释了船的主要部分和管道铺设装置,现在将讨论从船I将管线2安装至海底的方法的示例。该方法包括启动管道铺设,实际管道铺设,和例如由于恶劣气候造成的管线废置。
[0139]在组装线上开始管线2的组装。启动缆绳41通过滑轮42沿着塔架10向上越过转向器17、转向器85,并且连接至组装线中的管线2的端部。在管线的连续组装中,使用启动绞盘40来拉动管线越过转向器85直至转向器17并且越过转向器17,并且沿着塔架10向下使得张紧装置16、15可以与管线2接合。然后启动缆绳41与管线2脱离并且支撑滑轮42的臂43进入其收回位置使得滑轮42远离作业线U。使用张紧装置90维持该张紧装置90与张紧装置15、16之间的管线2的反张力从而避免悬挂在转向器85与转向器17之间的冗长并且因此沉重的管线2部段的过度下垂。
[0140]—旦完成启动就进行管道铺设。管线2穿过船井4进入大海并且朝向海底前进。塔架10的角度被选择成对应于作业线11的希望的角度定向。在一些情况中塔架10是竖直的,而在其它情况中塔架是倾斜的(例如如图1中所示)。正如本领域已知的,在管道铺设的过程中张紧装置15、16支撑入海管线2的重量。在管道铺设的过程中在组装线处持续进行管线2的组装
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