海底管道安裝船及方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將管道鋪設(shè)于海底的海底管道安裝船及鋪設(shè)管道的方法，該船至少適用于實(shí)施卷筒鋪設(shè)方法，其中該船包括:
[0002].用于儲存要鋪設(shè)的管道的至少第一儲存卷筒和第二儲存卷筒，所述卷筒設(shè)置于船內(nèi)或者船上。
[0003].管道投放塔，其安裝到所述船，該管道投放塔適用于沿著所述塔在作業(yè)線中投放管道；
[0004].管道引導(dǎo)裝置，其在相對于所述塔的主要管道鋪設(shè)位置安裝至所述管道投放塔的高處位置處，所述管道引導(dǎo)裝置具有基本為圓形或者半圓形的管道引導(dǎo)裝置表面，所述管道引導(dǎo)裝置適用于在主要管道鋪設(shè)位置引導(dǎo)管道從第一儲存卷筒沿著管道引導(dǎo)裝置進(jìn)入作業(yè)線上，其中所述管道在作業(yè)線的第一接觸點(diǎn)的前方與管道引導(dǎo)裝置表面接觸且在作業(yè)線上的第一分離點(diǎn)處與所述表面分開。
[0005]在將管道從儲存卷筒鋪設(shè)到水體中的時候這種船及方法是公知的，其中管道從儲存卷筒經(jīng)由管道引導(dǎo)裝置朝向水體而被行進(jìn)到投放塔的作業(yè)線之中。為了使管道投放過程的中斷最小化，可以設(shè)置有多個卷筒，從而使得當(dāng)一個卷筒放空時，能夠使用另一個已裝載的卷筒來繼續(xù)管道鋪設(shè)。同時，可以將已空載的卷筒來裝載管道或者可以用一個已裝載的卷筒來替換空載的卷筒。
[0006]其一個示例公開于美國專利公開US 2003/0091395 Al中，其中兩個儲存卷筒彼此相鄰的配置，并且投放塔可在船只的橫向方向上移動從而與兩個儲存卷筒中的一個對齊。然而，該專利的缺點(diǎn)是使包括裝置的整個投放塔的移動。
[0007]另一個示例公開于英國專利公開GB2.439.295 A中，其中兩個卷筒設(shè)置在彼此后方，從而使得它們兩個能夠同時與投放塔對齊。然而，該專利的缺點(diǎn)是在船的縱向方向上需要很大空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的具有增強(qiáng)的通用性的海底管道安裝船以及海底管道安裝的方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種海底管道安裝船及海底管道安裝的方法，其中設(shè)置有管道引導(dǎo)裝置的移動驅(qū)動裝置，該移動驅(qū)動裝置適用于在主要管道鋪設(shè)位置與第二管道鋪設(shè)位置之間相對于管道投放塔移動管道引導(dǎo)裝置，管道引導(dǎo)裝置適用于在第二管道鋪設(shè)位置上從第二儲存卷筒引導(dǎo)管道沿著管道引導(dǎo)裝置進(jìn)入到作業(yè)線中，其中所述管道在作業(yè)線后方的第二接觸點(diǎn)處與管道引導(dǎo)裝置表面接觸，并且在第二分離點(diǎn)處離開所述表面并進(jìn)入到作業(yè)線中，其中第一分離點(diǎn)和第二分離點(diǎn)都在作業(yè)線中，并且其中第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)分別設(shè)置在作業(yè)線的前方和后方。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于，對要被鋪設(shè)的管道的引導(dǎo)能夠經(jīng)由同一管道引導(dǎo)裝置而從作業(yè)線的前方或從作業(yè)線的后側(cè)來進(jìn)行。
[0011]在可能的實(shí)施方案中，設(shè)置有儲存卷筒，它們設(shè)置在船上的管道投放塔的相對側(cè)處，位于作業(yè)線和管道投放塔的前方和后方。特別地，第一儲存卷筒設(shè)置在作業(yè)線的前方，而第二儲存卷筒設(shè)置在作業(yè)線的后方。可能地，管道引導(dǎo)裝置的第一接觸點(diǎn)朝向兩個儲存卷筒中的一個，相對的第二接觸點(diǎn)朝向兩個儲存卷筒中的另一個。在投放塔的兩側(cè)都布置儲存卷筒能夠?qū)⑼斗潘O(shè)置在船的中間處或者靠近船的中間，并且通過儲存卷筒的適當(dāng)設(shè)置來優(yōu)化在船上的重量分布。因此，提供了更靈活的設(shè)計(jì)，比現(xiàn)有技術(shù)的船允許更多或者更好的選擇。
[0012]可替換地，儲存卷筒可以設(shè)置在作業(yè)線的同一側(cè)，但是來自至少一個儲存卷筒的管道經(jīng)由附加的引導(dǎo)裝置而被引導(dǎo)到作業(yè)線的另一側(cè)。
[0013]應(yīng)當(dāng)注意到，主要管道鋪設(shè)位置和第二管道鋪設(shè)位置在不同的管道鋪設(shè)位置中限定了不同的管道與管道引導(dǎo)裝置的相互作用點(diǎn)。在平視圖中，這些相互作用點(diǎn)特別處在遠(yuǎn)離的不同位置處。這允許位于相對于管道引導(dǎo)裝置不同位置處的管道從不同的卷筒進(jìn)入。換言之，管道引導(dǎo)裝置的位置適用于從儲存卷筒延伸的管道的接觸點(diǎn)并將分離點(diǎn)保持在作業(yè)線中。還應(yīng)當(dāng)注意到，由于接觸點(diǎn)和分離點(diǎn)取決于儲存卷筒、管道引導(dǎo)裝置和作業(yè)線的相關(guān)構(gòu)造，因而這些點(diǎn)不與管道引導(dǎo)裝置的特定的結(jié)構(gòu)部件或者特定的部分相關(guān)。此外，在一個實(shí)施方案中，儲存卷筒圍繞水平管道引導(dǎo)裝置軸線而可樞轉(zhuǎn)地安裝至管道投放塔，允許管道引導(dǎo)裝置樞轉(zhuǎn)，因此，在引導(dǎo)裝置上的這些點(diǎn)是可變的。
[0014]通過使管道引導(dǎo)裝置相對于管道投放塔從主要管道鋪設(shè)位置移動到第二管道鋪設(shè)位置，主要管道鋪設(shè)位置的接觸點(diǎn)和分離點(diǎn)可被轉(zhuǎn)移。
[0015]在一個實(shí)施方案中，第一接觸點(diǎn)和第二接觸點(diǎn)為幾何相對的，管道引導(dǎo)裝置在主要管道鋪設(shè)位置中的第一接觸點(diǎn)所處的部分將會在第二管道鋪設(shè)位置中包括第二分離點(diǎn)，相似地，管道引導(dǎo)裝置的在主要管道鋪設(shè)位置中的第一分離點(diǎn)所處的部分將會在第二管道鋪設(shè)位置包括第二接觸點(diǎn)。換句話說，“進(jìn)入”變?yōu)椤半x開”，反之亦然。
[0016]在一個實(shí)施方案中，管道矯直組件安裝于管道引導(dǎo)裝置，且能與管道引導(dǎo)裝置一同移動。對于剛性的卷筒鋪設(shè)，矯直組件是不可缺少的。矯直組件可以包括一個或者更多的矯直軌道，其為用于解除管道的塑性變形的常用部件。矯直組件優(yōu)選地包括兩個矯直軌道，每個都由管道引導(dǎo)裝置支撐框架單獨(dú)支撐。使用包括三個軌道的構(gòu)造也是常見的。
[0017]優(yōu)選地，在主要管道鋪設(shè)位置或者在第二管道鋪設(shè)位置時，管道矯直組件鄰近分離點(diǎn)和作業(yè)線設(shè)置在管道引導(dǎo)裝置的下游以矯直管道，在主要管道鋪設(shè)位置或者第二管道鋪設(shè)位置中的另一者中時，管道矯直組件被移動到遠(yuǎn)離所述作業(yè)線的非操作位置。
[0018]由于該實(shí)施方案允許在剛性的卷筒鋪設(shè)和鋪設(shè)柔性件之間轉(zhuǎn)換(其中利用同一個管道引導(dǎo)裝置)，因而其尤其有利。矯直器的非操作位置的優(yōu)點(diǎn)在于使得大型物體沿著管道引導(dǎo)裝置通過，和/或允許管道引導(dǎo)裝置用于鋪設(shè)柔性管道。在一個實(shí)施方案中，非操作位置在管道引導(dǎo)裝置表面下方，和/或在管道引導(dǎo)裝置的下方部分處。一般來說，在管道鋪設(shè)過程中出現(xiàn)的最大困難發(fā)生在管道鋪設(shè)過程的開始、變換或者結(jié)束的時候。特別是在鋪設(shè)柔性件(柔性管道)時，可能會將較長的端部配件置于管道的起始部和/或結(jié)尾部從而能夠?qū)⒏鱾€管道連接在一起。為了處理這種端部配件，矯直組件的存在通常造成阻礙。根據(jù)本發(fā)明的船的矯直組件能夠與管道引導(dǎo)裝置一同移動，利用這種船有利地解決所述問題。在主要管道鋪設(shè)位置時，可以實(shí)施剛性卷筒鋪設(shè)，其中矯直組件設(shè)置在管道引導(dǎo)裝置的鄰近在作業(yè)線中的第一分離點(diǎn)的下游以矯直管道。在管道引導(dǎo)裝置和矯直組件移動到第二管道鋪設(shè)位置(在該位置上矯直組件移動到非操作位置，優(yōu)選為在管道引導(dǎo)裝置的下方部分處或在其下方)后，可以繼續(xù)進(jìn)行彈性管道鋪設(shè)，且具有允許大型物體通過的無阻礙的作業(yè)線。應(yīng)當(dāng)注意，可以在主要管道鋪設(shè)位置上實(shí)施類似地彈性管道鋪設(shè)，并且可以允許在第二管道鋪設(shè)位置上鋪設(shè)剛性管道。
[0019]因此，根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的構(gòu)造提供包括管道投放塔及兩個或者多個儲存卷筒的船的多種構(gòu)造，且能夠包括具有不同類型的管(尤其是剛性管和柔性管)的儲存卷筒。有利地，不必移動投放塔以與儲存卷筒對準(zhǔn)。該構(gòu)造還在船的強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面更為有利。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，該船包括用于儲存要被鋪設(shè)的管道的至少第一儲存卷筒和第二儲存卷筒，這兩個卷筒設(shè)置于船內(nèi)或者船上。儲存卷筒可以例如設(shè)置在甲板上或者在船體內(nèi)部。儲存卷筒可以按照需要具有旋轉(zhuǎn)用的豎直軸線和水平軸線，其中旋轉(zhuǎn)用的豎直軸線能夠與水平管道引導(dǎo)裝置的軸線平行延伸。豎直指向的旋轉(zhuǎn)軸線(即在豎直方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線)允許儲存卷筒放置于甲板下方。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于增加設(shè)計(jì)靈活性，允許多種卷筒和投放塔構(gòu)造，其可用于針對其它用途或者其他任何可想到的設(shè)計(jì)考量而對船或駁船的質(zhì)量分布或者甲板上的設(shè)計(jì)靈活性進(jìn)行優(yōu)化。所述卷筒可以適用于儲存剛性管道和/或柔性管道。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，管道投放塔安裝于船上，該管道投放塔適用于在沿著所述塔的作業(yè)線中投放管道。根據(jù)本發(fā)明的船可以是有單體船、半潛船或者任何其它類型的管道鋪設(shè)駁船?？赡艿?，該管道投放塔繞基本水平的塔樞轉(zhuǎn)軸線而可樞轉(zhuǎn)地安裝至船以調(diào)整塔的傾斜度。這使得船適用于例如由管道鋪設(shè)深度導(dǎo)致的不同的管道鋪設(shè)條件。優(yōu)選地，作業(yè)線基本豎直地或者相對于豎直方向最多成60°的角度延伸。管道投放塔可以是封閉的或者開放的結(jié)構(gòu)，并且考慮到根據(jù)本發(fā)明的增加的操作選擇，該塔還可優(yōu)選為多鋪設(shè)式塔(multilaytower)ο
[0022]作業(yè)線沿著管道投放塔布置。優(yōu)選地，管道投放塔和作業(yè)線在船的縱向平面內(nèi)彼此相鄰地設(shè)置。可以想到該塔相對于作業(yè)線而位于船的前側(cè)，又可以為作業(yè)線相對于管道投放塔而位于船的前側(cè)。
[0023]該船還可以設(shè)置有一個或者多個張緊器，在操作位置中其優(yōu)選由所述塔支撐并且位于作業(yè)線內(nèi)，并承載已經(jīng)鋪設(shè)的管道的重量。張緊器在海底管道鋪設(shè)領(lǐng)域中是公知的。通常，這種張緊器包括張緊器框架和多個(例如，四個)以移動方式支撐的循環(huán)的軌道，以使得在各個軌道之間的間隙變化至少適應(yīng)各種管道的直徑。所述軌道適用于接合管道并且支撐至少部分的投放的管道的重量，張緊器框架通過相關(guān)聯(lián)的張緊器支撐組件由所述塔支撐?；旧先魏芜m合的張緊器都可以與本發(fā)明的管道鋪設(shè)船及管道鋪設(shè)方法接合使用。優(yōu)選地，張緊器框架(以及設(shè)置在其中的軌道)可以在操作位置與收回位置之間相對于所述塔移動，在所述操作位置上作業(yè)線在軌道之間延伸通過張緊器框架從而使得軌道能夠接合在管道上，在所述收回位置上作業(yè)線在張緊器的框架的外部延伸從而允許大型附件通過。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有管道引導(dǎo)裝置，其在主要管道鋪設(shè)位置時相對于所述塔安裝在管道投放投放塔的高處位置，用以在儲存卷筒與管道作業(yè)線之間引導(dǎo)管道。根據(jù)本發(fā)明，管道引導(dǎo)裝置具有基本為圓形的或者半圓形的管道引導(dǎo)裝置表面。優(yōu)選地，管道引導(dǎo)裝置表面圍繞基本上水平的中心沿徑向設(shè)置。在一個實(shí)施方案中，管道引導(dǎo)裝置包括半圓形的彎曲的臂或者圓形的輪，例如管道對準(zhǔn)輪。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的管道引導(dǎo)裝置配置為，在主要管道鋪設(shè)位置時引導(dǎo)管道從第一儲存卷筒沿著管道引導(dǎo)裝置進(jìn)入到作業(yè)線中，其中所述管道在作業(yè)線的前方在第一接觸點(diǎn)處與管道引導(dǎo)裝置表面接觸，并且在第一分離點(diǎn)處離開所述表面并進(jìn)入到作業(yè)線中，并且配置為在第二管道鋪設(shè)位置時引導(dǎo)管道從第