專利名稱：管道輔設(shè)船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將管線從管道鋪設(shè)船連續(xù)鋪設(shè)至水體基底上的設(shè)備。設(shè)備包
括巻軸，要鋪設(shè)的管線纏繞在該巻軸上。設(shè)備還包括布置在船的船尾處的船尾托管架或其它彎曲通路管線引導(dǎo)裝置(例如彎曲軌道、輪或斜槽)，用于引導(dǎo)降低的管線。設(shè)備還包括下水裝置，用于控制管線越過所述船的船尾托架管降低至水體中。
背景技術(shù)：
這樣的船例如由US3965713已知。它提供了具有基本豎直軸線的巻軸，且在該實(shí)施例中的下水裝置由拉伸裝置而形成。在管道鋪設(shè)過程中，重要的是將管線拉伸力控制在預(yù)定拉伸范圍內(nèi)。在離開巻軸但還沒有到達(dá)水體基底的管線部分中有過大應(yīng)力(管中的拉伸力太大)或彎曲(拉伸力太小)的危險(xiǎn)。特別是，在水體基底附近和在水體表面附近的管線部分可能受到不可接受的應(yīng)力。 為了使船相對于降低的管線保持在合適位置，通常使用錨。這樣，需要多個(gè)錨和一個(gè)或多個(gè)錨處理船來進(jìn)行管道鋪設(shè)操作和準(zhǔn)確控制船的位置。管道鋪設(shè)操作不希望較大偏移，因?yàn)檫@將導(dǎo)致管線拉伸力超出預(yù)定允許拉伸力范圍。因此，需要準(zhǔn)確錨固來控制管線拉伸力。 這種定位系統(tǒng)的缺點(diǎn)是錨固處理耗費(fèi)時(shí)間且復(fù)雜。 因此，也可選擇，管道鋪設(shè)船通過動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)來保持就位，該動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)控制例如具有多個(gè)推進(jìn)器的船的合適推進(jìn)系統(tǒng)，例如在US6328502中所述。不過，這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是準(zhǔn)確性有限。船的實(shí)際位置可能變化至偏離合適位置幾米，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這將在管道鋪設(shè)中產(chǎn)生問題，特別是當(dāng)在相對較淺的水中鋪設(shè)管道時(shí)，例如在北海。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在管道鋪設(shè)過程中控制管線拉伸力的可選方案。
該目的通過如權(quán)利要求1的前序部分所述的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其特征在于包括支承巻軸和下水裝置的框架，用于可相對于船沿管線的縱向方向運(yùn)動(dòng)；以及拉伸裝置，用于安裝在框架和船之間，用于在管道鋪設(shè)過程中將管線拉伸力控制在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。
本發(fā)明的設(shè)備優(yōu)選是包括巻軸，該巻軸有豎直延伸的軸線，或者也可選擇有水平延伸的軸線。在可選實(shí)施例中或與巻軸組合，管線儲(chǔ)存在回轉(zhuǎn)車中的巻軸纏繞結(jié)構(gòu)內(nèi)，如本領(lǐng)域已知。然后，回轉(zhuǎn)車也支承在公共框架上。 用于使管線受控地降低的下水裝置可以包括管線拉伸器，但是也可選擇由控制巻軸操作和因此控制管道下水速度的控制裝置而形成。 通過將巻軸和下水裝置支承在活動(dòng)框架上，它們的組合的位置可以變化或相對于船變化。如下面所述，這能夠控制管線的拉伸力。 框架可以通過提供輪、軸承(例如滑動(dòng)軸承)等而相對于船運(yùn)動(dòng)?？蚣軕?yīng)當(dāng)至少支承巻軸和下水裝置，但是也可以支承其它設(shè)備，例如矯直機(jī)。
3
管線拉伸力可以在管道鋪設(shè)過程中通過拉伸裝置來主動(dòng)控制，該拉伸裝置則安裝在框架和船之間。該拉伸裝置例如可以包括缸(例如在起伏補(bǔ)償裝置中)或絞車。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是與通常的DP控制管道鋪設(shè)船相比，船的推進(jìn)可以更簡單和/或使用強(qiáng)度降低。
本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是它很容易安裝和拆卸。支承巻軸、下水裝置和可能的其它設(shè)備的框架可以在任意合適類型的船上布置為"模塊式單元"，并可以只通過拉伸裝置而與船連接。 拉伸裝置可以很容易(被動(dòng)或主動(dòng))控制框架相對于降低的管線的位置，以便保持大致恒定的管線拉伸。 特別是，本發(fā)明的設(shè)備用于非專用的管道鋪設(shè)船，最重要的是用于近海供應(yīng)船(0SV)。在近海工業(yè)中，這些OSV船通常用于近海石油平臺(tái)。大部分這種船的主要功能是運(yùn)輸貨物和人員進(jìn)出近海石油平臺(tái)。通常，大部分這種船具有在船的后部的較大開口細(xì)長甲板。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備與已知的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)組合使用，拉伸裝置只是不得不補(bǔ)償動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)的不準(zhǔn)確性。在該實(shí)施例中，拉伸裝置的有效沖程(因此公共框架的縱向運(yùn)動(dòng)范圍)可能受到限制。 盡管所附權(quán)利要求涉及用于在水體的基底上連續(xù)鋪設(shè)管線的設(shè)備，但是本發(fā)明的設(shè)備也適用于使管線從水體中升高至可運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)管道鋪設(shè)船上。管通過船尾托管架等而升高，并纏繞在巻軸上，同時(shí)根據(jù)本發(fā)明，拉伸裝置在管道鋪設(shè)過程中將管線拉伸力控制在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。


下面將參考附圖進(jìn)一步解釋本發(fā)明，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明用于將管線連續(xù)鋪設(shè)在水體基底上的設(shè)備的第一實(shí)施例的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明用于將管線連續(xù)鋪設(shè)在水體基底上的設(shè)備的第二實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中表示了本發(fā)明的設(shè)備l，用于將管線2從管道鋪設(shè)船3連續(xù)鋪設(shè)至水體12中。 應(yīng)當(dāng)知道，船3不需要是專用管道鋪設(shè)船。實(shí)際上，可以設(shè)想，船3可以是近海供應(yīng)船(OSV)，如這里所述，具有在船的后部的開口甲板15。 在本實(shí)例中，設(shè)備1包括柱形巻軸4，該柱形巻軸4有水平延伸的軸線5，該軸線5垂直于要鋪設(shè)的管線2的縱向方向。要鋪設(shè)的管線2纏繞在巻軸4上。
船尾托管架6安裝在船3的船尾部分3a處，并在管線2降低至水體12中至水體基底13上的過程中沿彎曲路徑引導(dǎo)管線。 在所示實(shí)施例中，船尾托管架6包括輥6a(圖中進(jìn)行夸大)，用于支承和引導(dǎo)管線2，如本領(lǐng)域已知。 設(shè)備1還包括管線接合拉伸器7(可能是串聯(lián)的多個(gè)拉伸器)，從而形成下水裝置，用于控制管線2越過船3的船尾托管架6降低至水體12中。管線拉伸器7基本上能夠支 承在船3和水體基底13之間的降低管線2的重量。如本領(lǐng)域已知，拉伸器7包括多個(gè)具有 管線接合摩擦元件的軌道。軌道布置成在管線外部摩擦接合。還有，每個(gè)軌道有相連的軌 道驅(qū)動(dòng)裝置，該軌道驅(qū)動(dòng)裝置能夠控制管線的運(yùn)動(dòng)。 在所示實(shí)施例中，矯直機(jī)10設(shè)置在巻軸4和拉伸器7之間，用于矯直彎曲的管線 2。特別是，當(dāng)剛性管纏繞在巻軸4上時(shí)使用矯直機(jī)10。本發(fā)明的設(shè)備可以實(shí)施為適用于鋪 設(shè)纏繞在巻軸上的剛性管線和/或柔性管線。 巻軸4、矯直機(jī)10和拉伸器7由公共框架8支承?？蚣?可沿管線2的縱向方向 相對于船3運(yùn)動(dòng)。 在該實(shí)例中，框架8提供有輪11，該輪11在船的開口甲板15上運(yùn)行。在可選方式 中，甲板可以提供有沿縱向方向的(可拆卸)導(dǎo)軌，框架ll可以例如通過輥或其它軸承結(jié) 構(gòu)(例如滑動(dòng)軸承)而在該導(dǎo)軌上面運(yùn)動(dòng)。 框架8通過拉伸裝置9而與船3連接，該拉伸裝置9使得框架8能夠在管道鋪設(shè) 過程中相對于船的甲板縱向移動(dòng)，以便在管道鋪設(shè)過程中控制或者至少幫助控制管線拉伸 力，并在管道鋪設(shè)過程中使得管線拉伸力保持在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。 這里，拉伸裝置9以與用于例如近海吊車、鉆井系統(tǒng)等中的起伏補(bǔ)償裝置類似的 方式來實(shí)施。裝置9包括布置在船3和框架8之間的缸9a，缸9a具有充滿液體的可變?nèi)?積腔室。該腔室通過單獨(dú)的缸(未示出)而與一排壓縮空氣缸14相互連接，從而使可變?nèi)?積腔室內(nèi)保持恒定壓力，而與所述腔室的容積無關(guān)，因此與所述缸9a的相關(guān)活塞的位置無 關(guān)，并因此與框架8的位置無關(guān)。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以使用多種可選的恒定壓力結(jié)構(gòu)(被動(dòng)或主動(dòng)控 制)。 在圖2中表示了本發(fā)明的可選設(shè)備20。相同部件以相同附圖標(biāo)記表示。管線2從 管道鋪設(shè)船3鋪設(shè)至水體12中。設(shè)備20包括具有水平延伸軸線5的巻軸4。船尾托管架 6設(shè)置在船3的船尾3a處，用于引導(dǎo)降低的管線2。 巻軸4由驅(qū)動(dòng)裝置(未示出，例如一個(gè)或多個(gè)電馬達(dá))來驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)裝置由相關(guān) 巻軸運(yùn)動(dòng)控制裝置24來控制。通常，巻軸驅(qū)動(dòng)成方便管線2的纏繞和退繞。在該實(shí)施例中， 控制裝置24能夠準(zhǔn)確控制巻軸4的旋轉(zhuǎn)，這樣，巻軸4自身用作下水裝置，用于支承在船和 基底13(海底)之間的管線的重量，并用于使管線2受控制地降低。因此，控制裝置24控 制管道下水速度，在該實(shí)施例中不需要管線拉伸器(圖1中的拉伸器7)。巻軸4以及它的 驅(qū)動(dòng)和控制裝置24由框架8支承。 框架8可通過軸承21而相對于船3運(yùn)動(dòng)?；瑒?dòng)軸承可以使用例如流體靜力軸承 或者合適結(jié)構(gòu)的其它軸承。 拉伸裝置22、23安裝在框架8和船3之間，用于在管道鋪設(shè)過程中將管線拉伸力 控制在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。在圖2所示的實(shí)施例中，拉伸裝置22、23包括安裝在船上的絞 車22以及在絞車22和框架8之間延伸的索纜23。絞車22有相關(guān)驅(qū)動(dòng)和控制裝置，例如具 有相關(guān)控制器的電馬達(dá)，能夠控制索纜23中的拉伸力，從而控制框架8的位置，并因此控制 巻軸4的位置。因此，在從巻軸向水體降低的管線中的拉伸力也可控制。
在可選方案(未示出)中，框架8通過齒條和小齒輪結(jié)構(gòu)而支承在甲板15上，例如甲板提供有沿縱向方向的細(xì)長齒條，框架提供有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)小齒輪，例如由電驅(qū)動(dòng)。通過控 制小齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以控制框架相對于船3的位置，這樣，管線拉伸力保持在預(yù)定范圍內(nèi)。 優(yōu)選是，框架8提供有提升部件，從而能夠在單次升高中升高具有巻軸4和下水裝 置的框架8，以便將所述框架布置在船上，或者將它從船上拆卸。
權(quán)利要求
一種用于通過從管道鋪設(shè)船(3)降低管線而將所述管線(2)連續(xù)鋪設(shè)至水體(12)的基底(13)上的設(shè)備(1；20)，所述設(shè)備包括卷軸(4)或回轉(zhuǎn)車，用于以纏繞結(jié)構(gòu)接收要鋪設(shè)的管線；彎曲路徑管線引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選是船尾托管架(6)，安裝在船(3)的船尾(3a)處，用于引導(dǎo)管線(2)進(jìn)入水體；下水裝置(7、10；24)，用于控制管線(2)越過所述船(3)的船尾托架管(6)降低并進(jìn)入到水體(12)中，其特征在于包括支承卷軸(4)和下水裝置(7、10；24)的框架(8)，所述框架(8)用于可相對于船(3)沿管線(2)的縱向方向運(yùn)動(dòng)；以及拉伸裝置(9、14；22、23)，用于安裝在框架(8)和船(3)之間，所述拉伸裝置用于在管道鋪設(shè)過程中將管線拉伸力控制在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中下水裝置包括一個(gè)或多個(gè)管線拉伸器(7)，該管線拉伸器接合在管線上，以便支承降低的管線的重量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中下水裝置包括巻軸運(yùn)動(dòng)控制裝置(24)，該巻軸運(yùn)動(dòng)控制裝置控制巻軸(4)的操作，因此控制管線下水速度。
4. 根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中框架(8)設(shè)置有輪(11)，以便可相對于船運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選是，輪(11)在船的甲板(15)上運(yùn)行。
5. 根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中框架(8)設(shè)置有軸承(21)，以便可相對于船運(yùn)動(dòng)。
6. 根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，還包括巻軸驅(qū)動(dòng)裝置，用于使所述巻軸旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中拉伸裝置可用于與動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)例如船的動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)一起操作。
8. 根據(jù)前述任意一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中框架(8)設(shè)置有提升部件，從而能夠在單次升高中提升帶有巻軸(4)或回轉(zhuǎn)車以及下水裝置(7、 10 ;24)的框架(8)，以便將所述框架布置在船上或?qū)⑺隹蚣軓拇喜鹦丁?br> 9. 一種船，具有如前述一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的設(shè)備，可以是近海供給船。
10. —種用于通過從管道鋪設(shè)船(3)降低管線而將所述管線(2)連續(xù)鋪設(shè)在水體(12)的基底(13)上的方法，其中，使用裝備有如一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的設(shè)備的船只。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中設(shè)備從所述船上拆卸，以便能夠?qū)⒋糜谄渌康摹?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將管線從管道鋪設(shè)船連續(xù)鋪設(shè)至水體基底上的設(shè)備，所述設(shè)備包括大致柱形的卷軸，該卷軸有軸線，管線纏繞在該卷軸上；設(shè)置在船的船尾處的船尾托管架，用于引導(dǎo)降低的管線；下水裝置，用于控制管線越過所述船的船尾托架管降低至水體中。該設(shè)備還包括框架，該框架支承卷軸和下水裝置，用于可沿管線的縱向方向相對于船運(yùn)動(dòng)；以及拉伸裝置，它安裝在框架和船之間，用于在管道鋪設(shè)過程中將管線的拉伸力控制在預(yù)定拉伸力范圍內(nèi)。
文檔編號B63B35/03GK101715408SQ200780053393
公開日2010年5月26日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者A·別列茲尼茨基, J·羅登伯格 申請人:Itrec有限責(zé)任公司