本發(fā)明涉及在海下安裝和實(shí)施來(lái)自海面上的浮動(dòng)支撐裝置或船舶的剛性的鋼制管道并且將其下放至浸入水中(優(yōu)選為下至海底)的設(shè)備的領(lǐng)域。這種剛性管可被稱(chēng)為“維護(hù)”管，其被實(shí)施為(用于)從海面測(cè)試或保養(yǎng)所述海底設(shè)備，或者甚至用于將生產(chǎn)流體或維護(hù)流體(service fluid)傳輸?shù)竭@種設(shè)備的管道，特別是用于傳輸石油或相關(guān)流體、水源或設(shè)備的其它部分的海底管道。這些剛性管尤其被用于通過(guò)以不同的溫度和壓力將液體或氣體輸送到這種海底設(shè)備來(lái)從海面測(cè)試該海底設(shè)備。特別地，所實(shí)施的測(cè)試在于用液體(例如受壓的處理過(guò)的海水)充注生產(chǎn)海底管道來(lái)清洗管線，并且例如使刮板沿該管道穿過(guò)來(lái)對(duì)其進(jìn)行清理。隨后可通過(guò)將例如空氣之類(lèi)的氣體傳送到海底管道而對(duì)該管道進(jìn)行干燥。生產(chǎn)管道還可經(jīng)受使用單-乙醇-乙二醇(mono-ethanol-glycol)和/或氮的浸泡法。

背景技術(shù)：

維護(hù)管是由鋼或金屬或任何其它材料(特別是復(fù)合材料)制成的剛性管，其在海面處被纏繞在卷筒(drum)上并隨后以浸入水中的方式在海中使用以便連接到浸入或位于海底的設(shè)備，并隨后通過(guò)向下傳送液體或氣體來(lái)執(zhí)行所述測(cè)試或保養(yǎng)作業(yè)，最后通過(guò)纏繞而從船舶或浮動(dòng)支撐裝置上回收這些維護(hù)管。這樣的可纏繞式維護(hù)管還被稱(chēng)為“盤(pán)繞管(coiled tubing)”且可被多次解繞和重新纏繞。通常，它們的頂端保持部分纏繞在卷筒上，因此這樣的管不會(huì)被完全解繞。然而，在某些情況下，管的頂端可被完全解繞并固定在海面。

實(shí)際上，這種維護(hù)管與標(biāo)準(zhǔn)海底石油生產(chǎn)管道相比具有相對(duì)小的直徑尺寸，特別是它們可以是鋼制維護(hù)管，其直徑小于10英寸(”)、更特別地在1.5”至6”的范圍內(nèi)、更為特別地在1.75”至4.5”的范圍內(nèi)、更特別地為20毫米(mm)至100mm，用以在大于100米(m)或甚至大于2000m的深度處操作。

在被纏繞時(shí)，這種剛性的鋼制維護(hù)管經(jīng)受變形，該變形為機(jī)械術(shù)語(yǔ)意義中的“塑性”變形，即施加于管的應(yīng)力超過(guò)管的彈性極限且因此使其永久變形。此后，在管被解繞的同時(shí)，為了解繞該管而施加的張力起到在離開(kāi)卷筒時(shí)將其拉直(可能與拉直器結(jié)合)的作用。更特別地，前述類(lèi)型的剛性的鋼制維護(hù)管的彈性極限介于335兆帕(MPa)至750MPa范圍內(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)中、特別是在WO2012/051335中描述了這類(lèi)剛性維護(hù)管。

由于相繼的解繞和纏繞，且還由于在被部署(deploy，布設(shè))和工作的同時(shí)維護(hù)管的移動(dòng)，維護(hù)管在其懸置于海面的位置處經(jīng)受高水平的局部應(yīng)力。因此，浮動(dòng)支撐裝置或船舶的翻滾、傾斜和起伏，加之波浪、風(fēng)和/或洋流在維護(hù)管上和在浮動(dòng)支撐裝置或船舶上的作用，在管被懸置和/或緊固到浮動(dòng)支撐裝置或船舶的位置處引起高水平的彎曲，且當(dāng)維護(hù)管的長(zhǎng)度和重量以及被輸送到維護(hù)管中的流體的壓力均很大時(shí)，這種彎曲尤為嚴(yán)重。

為了改善此問(wèn)題，目前所用的實(shí)際解決方案在于定期解繞管的額外長(zhǎng)度(特別是數(shù)米的長(zhǎng)度)，以改變應(yīng)力作用在維護(hù)管上的區(qū)域。盡管如此，這種解決方案僅可應(yīng)用于小直徑(特別是直徑小于50mm)的維護(hù)管，并用于持續(xù)時(shí)間短于一天時(shí)間的維護(hù)管作業(yè)，其適合在局限于小于1000m的深度處操作時(shí)使用。對(duì)于較長(zhǎng)的時(shí)間段，特別是對(duì)于大于2000m的深度處操作，而且對(duì)于較大直徑的管，剛性管會(huì)過(guò)度疲勞且具有破裂的風(fēng)險(xiǎn)。更特別地，目前，多種作業(yè)持續(xù)數(shù)個(gè)小時(shí)且剛性管線可在每次作業(yè)之后被解繞數(shù)米，以便使剛性管的同一區(qū)域中產(chǎn)生的疲勞最小化，但大深度處的操作持續(xù)超過(guò)一天甚至超過(guò)一個(gè)月，管由于疲勞而斷裂的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)非常大，并且在管意外斷裂的情況下，對(duì)于設(shè)備、工作人員和海底的設(shè)備來(lái)說(shuō)都可能造成災(zāi)難性后果。

因此，該解決方案并不適合在大深度的情況下使用，在該情況下維護(hù)管被持續(xù)使用數(shù)周且所需的管徑大于50mm。

所面臨的另一問(wèn)題涉及將剛性管的終端連接到測(cè)試設(shè)備或者連接到被測(cè)試或操作的設(shè)備。剛性金屬管需在其端部設(shè)置連接元件、特別是自動(dòng)連接器類(lèi)型的元件，所述設(shè)備的直徑大于維護(hù)管的直徑，以使其端部能被連接到半剛性管道或者更通常地連接到中間柔性管道。不幸的是，一旦管的端部被浸入海底，則這不容易將這樣的連接元件組裝到所述管。一個(gè)目前已知的解決方案在于，在將維護(hù)管部署至海底之前，在海面將所述連接元件組裝到維護(hù)管的端部。

應(yīng)用于柔性管道端部的彎曲加固件(stiffener)類(lèi)型的裝置或彎曲約束件類(lèi)型的曲率限制器是已知的，如EP 2503093、FR 2952118和FR 2871511所描述的。用于柔性管道的彎曲限制器或彎曲加固件通常被制造為由合成材料(特別是聚氨酯類(lèi)彈性體材料)制成的圓錐狀部件的形式。由鋼制成的這類(lèi)部件也是已知的，且它們被應(yīng)用于剛性的“豎管(riser)”型鋼管道的端部，以使其埋入到用以提供已知為“錐形”接頭(joint)或“適配器”接頭類(lèi)型的截面二次矩(或“慣量”)的過(guò)渡(transition，轉(zhuǎn)變)的部分中，如WO 2009/13861所述。這類(lèi)部件延伸了已有的管道，且一般情況下，它們被焊接到管道或者借助凸緣而被組裝到管道。

圓錐形狀通過(guò)從受到最大機(jī)械應(yīng)力的點(diǎn)逐漸且連續(xù)地減小直徑而提供了截面二次矩的過(guò)渡。由于這樣的圓錐形部件被固定在管道的端部，所述管道端部所受的力被轉(zhuǎn)移到該圓錐形部件且其截面(section)的增大能夠使全部應(yīng)力傳播開(kāi)，從而提供較光滑的剛度過(guò)渡并因此局部應(yīng)力降低。隨著所述應(yīng)力的減小，圓錐形部件的截面逐漸減小，且該應(yīng)力在管道的端部被連接或懸置的點(diǎn)處處于其最大值。

如果需要使剛性管的頂端在其懸置于海面上的位置處被繞出和繞入，則應(yīng)用于上文所述的管的此類(lèi)解決方案并不合適。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)上述作用于從海面部署至(海中)大深度的剛性管上的應(yīng)力的解決方案，尤其是針對(duì)限制所述剛性管中的動(dòng)態(tài)疲勞從而增加剛性管的疲勞壽命，所述動(dòng)態(tài)疲勞是由于所述剛性管在長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)期中從海面上的浮動(dòng)支撐裝置或船舶懸置地使用而造成。

另一個(gè)目的是為了方便從海面部署所述剛性管、特別是維護(hù)管。

為此，本發(fā)明提供了一種將剛性管(下文中稱(chēng)為“主”管且優(yōu)選為鋼制主管)從海面上的浮動(dòng)支撐裝置或船舶實(shí)施至海平面以下的方法，以便優(yōu)選地將該主管連接到被浸沒(méi)到海下(優(yōu)選為下放到海底)的設(shè)備，在該方法中執(zhí)行以下步驟：

a)將所述主管的一端部從海面上的浮動(dòng)支撐裝置或船舶下放至海平面以下，以在此位置將主管連接到浸入水中的、優(yōu)選位于海底的海底設(shè)備；以及

b)以這種方式使所述主管保持浸入水中一指定時(shí)間段；

所述方法的特征在于，將所述主管穿過(guò)被稱(chēng)為滑動(dòng)加固件的應(yīng)力限制器中的圓形截面的、具有豎直軸線(ZZ’)的圓柱形孔，所述孔被稱(chēng)為是具有與所述主管接觸的光滑內(nèi)部涂層的“第一”孔，所述滑動(dòng)加固件被固定到支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)被固定到所述浮動(dòng)支撐裝置或船舶并在海平面上從所述浮動(dòng)支撐裝置或船舶伸出，所述主管的頂部保持懸置在所述滑動(dòng)加固件上方，因而在步驟a)和b)期間，主管適于滑動(dòng)接觸所述光滑涂層。

更具體而言，在步驟a)中，執(zhí)行以下步驟：

a.1)將纏繞于所述浮動(dòng)支撐裝置或所述船舶上的纏繞支撐部上的所述主管解繞；以及

a.2)通過(guò)使所述主管滑過(guò)所述滑動(dòng)加固件，將所述主管下放到海平面以下、優(yōu)選為下放到設(shè)備的所述浸入水中的水下部分。

應(yīng)理解的是，所述第一孔的直徑與所述主管大體相同，并具有使所述主管能夠被插入且沿所述孔滑動(dòng)的最小機(jī)械間隙，例如1mm至5mm范圍內(nèi)的間隙(依據(jù)維護(hù)管的直徑和長(zhǎng)度而定)。雖然需要有這樣的間隙以便能夠?qū)⑺鲋鞴懿迦爰庸碳?，但必須將其保持在?yán)格最小值，以確保所述加固件是起作用的。

可理解的是，當(dāng)海面平靜且浮動(dòng)支撐裝置或船舶靜止或相對(duì)于垂直方向略微傾斜小于30°、更通常小于10°時(shí)，加固件的所述圓柱形孔的軸向方向(該方向?yàn)樨Q直或稍微傾斜小于30°、更通常小于10°)沿垂直于海平面的理論水平面的方向延伸。

還可理解的是，使主管滑動(dòng)是為了能夠從浮動(dòng)支撐裝置或船舶被用于海底，另外，當(dāng)浮動(dòng)支撐裝置或船舶以及所述主管經(jīng)受與浪涌、波浪、海流和/或風(fēng)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，主管在被用于作業(yè)的同時(shí)仍能夠繼續(xù)在加固件中滑動(dòng)。

本發(fā)明的滑動(dòng)加固件的功能是將彎曲力傳遞到所述支撐結(jié)構(gòu)，在加固件與所述主管之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的情況下與加固件接觸的所述主管受到該彎曲力的作用，也就是說(shuō)，滑動(dòng)加固件的功能是傳遞所述主管受到的彎曲力矩，該力矩是所述主管的水平側(cè)向移動(dòng)及其彎曲的結(jié)果，只要加固件因其光滑性質(zhì)而并不承擔(dān)牽引力和壓縮力(如存在的話)。這種加固件的應(yīng)用因此被限制為承擔(dān)彎曲力，如同“彎曲加固件”。

這種具有最小間隙量的耐磨光滑涂層的作用是避免維護(hù)管在被部署時(shí)和使用中被損壞，在沒(méi)有光滑涂層的情況下，維護(hù)管與其海面處的引導(dǎo)和懸置點(diǎn)的接觸可能受到磨損，這種磨損與管上的鋸形部因多次反復(fù)的滑移運(yùn)動(dòng)而造成效果同樣有害。

因此，本發(fā)明的加固方法和裝置能夠通過(guò)所述加固件將所述主管從浮動(dòng)支撐裝置或船舶部署到較大的深度，同時(shí)使因所述主管上下移動(dòng)而造成的所述主管的磨損最小化，并且限制因所述主管從浮動(dòng)支撐裝置或船舶長(zhǎng)時(shí)間懸置在海中使用而在所述主管中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)疲勞，實(shí)際上，本發(fā)明的方法和裝置能夠使所述主管的疲勞壽命乘以通常大于10的安全系數(shù)。本發(fā)明還能夠使所述主管被用于更苛刻的海洋環(huán)境中，從而限制了對(duì)可接受的氣候窗的等待。

更特別地，加固件的尺寸被限定為使所述主管的應(yīng)力不超過(guò)主管的鋼的彈性極限的50％到80％。

在實(shí)踐中，并且作為例證，對(duì)于直徑在1.5″到8″的范圍內(nèi)(即，不超過(guò)100mm)的普通主管，其彈性極限介于350MPa到750MPa的范圍內(nèi)且浸入到1000m到3000m范圍內(nèi)的深度，加固件的長(zhǎng)度L1在1m到8m的范圍內(nèi)，并且其主要部分的最大外直徑D1在100mm到200mm的范圍內(nèi)，圓錐形的尖端處的半角介于0°到5°的范圍內(nèi)。

因?yàn)榧庸碳H承擔(dān)彎曲力，所以根據(jù)維護(hù)管可接受的最大彎曲，而不是根據(jù)其可接受的張力乃至浸入深度來(lái)確定加固件的尺寸。

特別地，所述主管還可沿徑向方向擴(kuò)張(基于所輸送流體的壓力和溫度)，但這種徑向擴(kuò)張決不能夠超過(guò)0.2％(可忽略)，例如100mm的直徑中的0.2mm，亦即小于所述間隙。另外，應(yīng)看到的是，將所述主管插入加固件中是在室溫且沒(méi)有壓力的情況下進(jìn)行的，因而不存在擴(kuò)張且具有最大間隙。此后，作業(yè)中的任何徑向擴(kuò)張均會(huì)趨于減小間隙并提高力承擔(dān)功能的質(zhì)量。

更特別地，所述滑動(dòng)加固件包括：實(shí)心剛性部件，其優(yōu)選由鋼制成，且具有沿著豎直軸線(ZZ’)穿過(guò)其材料的、被稱(chēng)為“第一”孔的所述圓柱形孔，所述剛性部件包括主部，該主部具有具有繞所述第一圓柱形孔(4)的軸線旋轉(zhuǎn)而成的外表面，所述主部的直徑優(yōu)選為沿著所述加固件向下至所述加固件的底端部逐漸而連續(xù)地減小。

因此，加固件的部分承擔(dān)所述主管所受的力和應(yīng)力，且(主管)在至多不超過(guò)最高水平位(即在加固件與支撐結(jié)構(gòu)之間的連接點(diǎn)或接觸點(diǎn)處)的應(yīng)力最大位置將力和應(yīng)力傳遞到加固件。

更進(jìn)一步具體而言，構(gòu)成所述加固件的剛性部件的所述主部具有呈截頭圓錐形外表面，該外表面從所述剛性部件的頂部向其下方延伸，其中所述剛性部件的頂部限定了環(huán)繞所述第一孔的頂端部的緊固凸緣。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述緊固凸緣形成緊固到所述主部的頂端部或與其一體形成的緊固板，所述緊固板靠置在且被緊固到所述支撐結(jié)構(gòu)的水平平臺(tái)(horizontal platform)，所述緊固板在所述平臺(tái)的頂部的平面上延伸，且所述平臺(tái)的尺寸(D2)大于所述主部的最大部分的尺寸(D1)，所述平板表面的圓形圓周優(yōu)選與所述第一孔的圓周同軸，優(yōu)選的是所述平板表面的最大尺寸(D2)是圓錐形部件的所述主部的所述最大段(D1)的最大尺寸的至少兩倍、且優(yōu)選為至少五倍。

當(dāng)所述緊固板或凸緣被緊固到圓錐形部件的主部的頂端部時(shí)，優(yōu)選通過(guò)焊接或螺栓連接的方式來(lái)將其緊固。當(dāng)其與主部為一體制成時(shí)，可通過(guò)模塑以及/或者以單個(gè)鋼鍛部件的形式鍛造而制成，或者在適當(dāng)情況下由鍛造部件機(jī)械加工的方式制成。

主管、加固件和連接管可由任何其它剛性材料(如復(fù)合材料)制成。

尺寸的增大、特別是緊固凸緣處的直徑的不連續(xù)增大(與加固件的主部相比)能夠使被傳遞到支撐結(jié)構(gòu)的平臺(tái)的應(yīng)力擴(kuò)散的表面積增大，從而使平臺(tái)上的應(yīng)力隨著從加固件的頂端(即，應(yīng)力為最大值處)被傳遞而局部地降低。因此，在實(shí)踐中，由于應(yīng)力的大幅度降低，所述緊固板可具有小的厚度(相比于剛性部件的主部的最大厚度而言)，并且可以通過(guò)螺栓連接被緊固到平臺(tái)。

應(yīng)特別被理解的是：

·主部穿過(guò)所述平臺(tái)，從所述緊固平臺(tái)且向下方延伸，且由此位于所述平臺(tái)下方，主部的底端部可能被浸入到海面下方；以及

·主部的截面為橫截面，即位于垂直于其豎直縱軸向的平面中的截面。

更進(jìn)一步具體而言，所述剛性加固部件的所述第一孔在其接觸所述主管的表面上覆蓋有由低摩擦耐磨材料構(gòu)成的光滑涂層，所述低摩擦耐磨材料選自以下材料：液態(tài)材料(如油)；粘性材料(如油脂)；以及固態(tài)材料，如內(nèi)襯型式塑料膜層形式的涂層，該涂層優(yōu)選為由聚乙烯(PE)類(lèi)、聚丙烯(PP)類(lèi)、聚胺(PA)類(lèi)或聚偏二氟乙烯(PVDF)類(lèi)的熱塑性材料制成或者由彈性體制成，所述塑料涂層還優(yōu)選地被涂覆在所述第一孔的與所述主管(10)接觸的表面上且由低摩擦耐磨材料構(gòu)成，該低摩擦耐磨材料選自液態(tài)材料(如油)和粘性材料(如油脂)。

更具體而言，所述主管涂覆有低摩擦耐磨材料，其選自液態(tài)材料(如油)和粘性材料(如油脂)，執(zhí)行此涂覆的處理過(guò)程優(yōu)選為在步驟a)之后以及將主管插入所述第一孔中之前進(jìn)行。

根據(jù)其使用溫度來(lái)限定用于內(nèi)襯的熱塑性材料的類(lèi)型。在大多數(shù)情況下，高密度聚乙烯(PEHD)就足夠，但在60℃以上時(shí)，可優(yōu)選使用PP。

這種具有一些有限間隙量的耐磨光滑涂層能夠避免所述主管在被部署時(shí)及使用期間退化，在沒(méi)有光滑涂層的情況下，通過(guò)其接觸和引導(dǎo)(的主管)及其在海面上的懸置點(diǎn)可能經(jīng)受磨損，這種磨損與鋸形部在所述管上的作用一樣有害。

還應(yīng)看到的是，所述主管與第一孔之間的間隙隨著所述主管的部署的數(shù)量的增加而增大。因此，該間隙應(yīng)該被減至最小。這就是將所述管引入加固件有利地需要油脂以此使其適當(dāng)滑動(dòng)的原因。供所述主管穿過(guò)且經(jīng)由其滑動(dòng)的油脂盒則被安置在加固件上方，以在所述主管部署和提升期間提供永久性潤(rùn)滑源。通過(guò)構(gòu)造，所述管是具有光滑表面而無(wú)毛邊的管，然而還可有利地將整理圈(trimming collar)安裝在加固件上方以消除或平復(fù)可能損壞內(nèi)襯的微缺陷。例如，襯圈可以是供所述主管貫穿并滑動(dòng)的一個(gè)或兩個(gè)部分中具有銳邊的小圓柱形塊體。襯圈可有利地與油脂盒接合。

根據(jù)另一有利特定特性，為執(zhí)行步驟a)，使所述主管穿過(guò)用于張緊并減小與纏繞有關(guān)的殘余曲率的裝置，然后在被插入加固件之前穿過(guò)油脂盒和整理圈，從而使所述管的外表面在所述第一孔中滑動(dòng)之前被涂覆油脂。

應(yīng)理解的是，這一特性用來(lái)提升所述管在所述第一孔內(nèi)的滑動(dòng)性能。

更具體而言，通過(guò)經(jīng)由所述主管傳送液體或氣體來(lái)檢查和/或保養(yǎng)海底管道和/或海底的井孔，所述主管的底端部?jī)?yōu)選借助柔性或半剛性管道而連接到所述海底管道和/或海底的井孔。

在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述加固件預(yù)裝設(shè)有以可逆方式被緊固和/或懸置到所述支撐結(jié)構(gòu)和/或所述加固件的、被稱(chēng)為連接管的管部，所述連接管優(yōu)選具有與所述主管相同的直徑且更優(yōu)選地具有與所述主管相同的材料構(gòu)成，所述連接管接合在所述第一孔中，并且所述連接管的底端部、所述加固件下方具有連接元件，該連接元件被連接到或適于連接到設(shè)備的一部分(其優(yōu)選為柔性或半剛性的管道)，并且在步驟a)之前，執(zhí)行以下步驟：

·將所述主管的端部連接到所述連接管的頂端部，所述連接優(yōu)選通過(guò)焊接并隨后打磨焊縫；

·將所述連接管從所述加固裝置分離；以及

·通過(guò)下放所述連接管而開(kāi)始沉降(descent)。

更優(yōu)選地，所述連接管包括可移除的夾圈(clamping collar)，該夾圈圍繞所述連接管的在所述第一孔上方伸出的部分。

因此可理解的是，所述連接管具有與所述主管大體相同的直徑，且比所述加固件更長(zhǎng)，更準(zhǔn)確而言比所述第一孔的長(zhǎng)度長(zhǎng)，以便能夠在所述加固件的上方和下方進(jìn)行連接。所述連接管執(zhí)行若干功能：

·所述連接管具體用于通過(guò)焊接而與主管連接，在海面上方的干燥的、且因此易于進(jìn)入的區(qū)域中，在所述支撐結(jié)構(gòu)上進(jìn)行焊接(特別是連接)，因?yàn)檫@種連接是在此表面進(jìn)行的，故而能通過(guò)重新纏繞主管來(lái)隨意進(jìn)行修復(fù)或重做，然而應(yīng)理解的是。因?yàn)檫@種連接(特別是焊接)在作業(yè)期間是位于海底的，故而它們不受主管在海面上的懸置點(diǎn)處所受的彈性疲勞的影響；

·在連接管的底端部裝設(shè)連接元件，連接元件本身預(yù)先焊接到連接管，這是由于該連接元件因尺寸和公差的原因而不能穿過(guò)加固元件的所述第一孔；以及

·隨后，可將所述連接管連接到用于與主管的端部連接的海底設(shè)備，如系泊砣(mooring sinker)、或者柔性或半剛性管道或設(shè)備的其它部分。

這一實(shí)施方式特別有利的是，它有助于將所述主管的端部連接到在海底使用的設(shè)備、特別是經(jīng)由預(yù)裝設(shè)到所述連接管底端部的所述連接元件而連接到所述主管道的端部的柔性管。

更具體而言，連接管的在加固件上方伸出的頂端可以焊接倒槽(weld chamfer)終止。

在被組裝(特別是通過(guò)焊接)到所述主管的端部之前，包括加固件及連接管的該組件可容易地被搬運(yùn)和安裝在浮動(dòng)支撐裝置或船舶的所述支撐結(jié)構(gòu)上，隨后可部署所述主管并同時(shí)裝設(shè)其終端連接元件，該終端連接元件的直徑大于加固件中的所述第一孔的直徑。

否則，在維護(hù)管被部署且穿過(guò)所述第一孔滑動(dòng)之后，需在維護(hù)管的端部安裝直徑大于第一孔且不能穿過(guò)第一孔的所述連接元件，這會(huì)讓使用主管的程序復(fù)雜化。

當(dāng)主管最終被提升并重新纏繞時(shí)，其包括加固件和連接管的端部可被切斷，而加固件和連接管的所述組件可以被儲(chǔ)存而為后續(xù)的使用作準(zhǔn)備。

總之，本發(fā)明的系統(tǒng)易于使用。其理論壽命可以為數(shù)年，且在任何情況下均與主管的壽命相容。

因此，更具體而言，在所述沉降和實(shí)施之后，在將其提升至海面之前并且/或者不解繞任何額外長(zhǎng)度，將從海面處的浮動(dòng)支撐裝置或船舶上解繞并穿過(guò)所述滑動(dòng)加固件下放至海底的鋼制的所述主管保持并穩(wěn)定至少24小時(shí)、優(yōu)選為至少一個(gè)月的時(shí)間。

本發(fā)明還提供一種適于實(shí)施本發(fā)明的方法的安裝裝置(installation)，其特征在于，所述安裝裝置包括固定到海面上的浮動(dòng)支撐裝置或船舶的支撐結(jié)構(gòu)，一加固件緊固到該支撐結(jié)構(gòu)，該加固件包括實(shí)心剛性部件，該實(shí)心剛性部件具有旋轉(zhuǎn)的外表面(其直徑沿著所述加固件向上至所述加固件的底端部逐漸而連續(xù)地減小)，該加固件優(yōu)選地由鋼制成，并具有被稱(chēng)為“第一”孔的軸向孔，其具有適用于使插入到與所述主管接觸的所述第一孔的主管能夠滑動(dòng)的光滑內(nèi)部涂層。

更具體而言，所述剛性加固部件的所述第一孔在其與主管的接觸表面上覆蓋有由低摩擦耐磨材料構(gòu)成的光滑涂層，所述低摩擦耐磨材料選自以下材料：液態(tài)材料(如油)；粘性材料(如油脂)；以及固態(tài)材料，如內(nèi)襯型式的塑料膜層的涂層，其優(yōu)選地由PE類(lèi)、PP類(lèi)、PA類(lèi)或PVDF類(lèi)熱塑性材料制成或者由彈性體制成。

更進(jìn)一步具體而言，所述加固件裝設(shè)有被稱(chēng)為“連接”管的管部，所述連接管以可逆的方式緊固到所述加固件，所述連接管具有與所述主管相同的直徑且優(yōu)選為具有與所述主管相同的材料構(gòu)成，所述連接管接合在所述第一孔中，并且在所述連接管的底端部、所述加固件下方具有連接元件，該連接元件被連接到或適合被連接到設(shè)備的一部分(優(yōu)選為柔性管道)。

更進(jìn)一步具體而言，所述連接管包括可移除的夾圈，該夾圈圍繞所述連接管的在所述第一孔上方伸出的部分。

附圖說(shuō)明

根據(jù)下文參照附圖的詳細(xì)描述展現(xiàn)了本發(fā)明的其它特性和優(yōu)勢(shì)，在附圖中：

·圖1A至圖1C是本發(fā)明的滑動(dòng)加固件1的側(cè)視圖(圖1A)和軸向豎直剖視圖(圖1B和圖1C)，該滑動(dòng)加固件1預(yù)裝設(shè)有連接管5(圖1B)以及不具有連接管(圖1C)；

·圖2是底對(duì)面連接安裝裝置的視圖，該安裝裝置設(shè)有在下文中被稱(chēng)為“滑動(dòng)加固件”的本發(fā)明的加固裝置；

·圖3示出該安裝裝置的位于船舶甲板上的部分；以及

·圖3A示出滑動(dòng)加固件1與船舶的支撐結(jié)構(gòu)或梁9之間的接合部處的細(xì)節(jié)圖。

具體實(shí)施方式

附圖中所示的滑動(dòng)加固件1由剛性實(shí)心材料(如鋼)制成的實(shí)心部件構(gòu)成，且可能被玻璃纖維或合成纖維加強(qiáng)并包括以下兩個(gè)部分：圓錐形主部2a和頂部緊固板2b。底部的主部2a具有截頭圓錐形旋轉(zhuǎn)面形式的外表面且延伸一長(zhǎng)度L1。該主部被所述第一圓柱形孔4穿過(guò)，該第一圓柱形孔4具有與截頭圓錐形外表面的軸線相同的軸線ZZ’上的圓軸線并且剛好穿過(guò)主部件。主部2a的截頭圓錐形外表面的直徑在最大值D1(在其頂端處)與最小值d1(在其底端處)之間變化。在附圖中，圓錐形部件被示出為具有直線性生成線(generator line，母線)和以線性方式變化的直徑。然而，在另一實(shí)施例中，這部分2a的旋轉(zhuǎn)表面的生成線可以為拋物線型，但在任何情況下，其直徑均以漸進(jìn)且連續(xù)的方式在最大值D1與其最小值d1之間變化。

截頭圓錐形主部2a頂部覆蓋一穿孔板，該穿孔板形成被所述第一圓柱形孔的頂端部穿通的、同軸的環(huán)形部件2b。環(huán)形的頂板2b呈圓柱形，其最大直徑D2大于D1且厚度為e1。環(huán)形板2b的最大直徑D2能夠使其正下方表面2b1靠置在、且通過(guò)螺栓連接和/或焊接緊固到支撐結(jié)構(gòu)9的平臺(tái)的頂面，所述支撐結(jié)構(gòu)9被固定到下文參照?qǐng)D2所述的浮動(dòng)支撐裝置或船舶。

在一實(shí)施例中，截頭圓錐形外表面的主部2a可通過(guò)對(duì)具有圓形截面的圓柱形外表面的管狀穿孔部件進(jìn)行機(jī)加工來(lái)制造，所述機(jī)加工使其厚度及其外徑以連續(xù)的方式沿著其整個(gè)長(zhǎng)度逐漸減小。

部件2還可以且優(yōu)選地被制成為具有與底部的主部2a一體制成的頂板2b的鍛件的形式，所述第一軸向圓柱形孔4連續(xù)地穿過(guò)所述部件2。

在另一實(shí)施例中，環(huán)形頂板2b被焊接到具有截頭圓錐形表面的主部2a的頂端。

部件2具有由塑性材料(優(yōu)選為熱塑性材料)構(gòu)成的內(nèi)護(hù)套形式的光滑涂層3，其用于所述第一孔并被稱(chēng)為“內(nèi)襯”。這樣的內(nèi)襯(lining)可以通過(guò)FR 2876773中所描述的“模鍛內(nèi)襯”來(lái)實(shí)施。為此，執(zhí)行以下步驟：

a)在所述第一孔內(nèi)制備柔性及彈性的熱塑性材料的襯管3-1，所述襯管的直徑略大于所述第一孔的直徑；

b)通過(guò)使所述襯管經(jīng)過(guò)加熱烘箱來(lái)加熱所述襯管，然后經(jīng)過(guò)一沖模(die)以使沖模保持朝向所述第一孔移動(dòng)，所述沖模的外徑略小于所述第一孔的內(nèi)徑；

c)將襯管的第一端部插入所述第一孔的第一端部。該襯管的所述第一端部裝設(shè)一牽引頭，該牽引頭被連接到所述第一孔外部且超越其第二端部的絞盤(pán)(winch)；

d)將牽引(力)從孔4的第二端施加到襯管。在此牽引期間，襯管的直徑因此減小而其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度增大。在準(zhǔn)備牽拉的階段期間，所述第一孔的內(nèi)壁被涂覆粘合劑，例如環(huán)氧基樹(shù)脂或雙組分聚氨酯類(lèi)的粘合劑；以及

e)在所述襯管在所述第一孔內(nèi)被拉至其第二端之后，一旦襯管穿過(guò)整個(gè)第一孔，則釋放(撤消)襯管上的牽引。因?yàn)槠涑跏季哂斜鹊谝豢椎闹睆酱蟮闹睆剑运霰会尫诺囊r管壓靠第一孔的內(nèi)表面的鋼并通過(guò)熔融而附接到其上(作為被加熱的結(jié)果)，這種附接可通過(guò)粘合劑而被加強(qiáng)。有利地，緊固凸緣2b在其頂表面上設(shè)有與所述第一孔4內(nèi)側(cè)的圓柱形涂層3a連續(xù)延伸的內(nèi)部涂層的部分3b。這一平面頂部3b用來(lái)保護(hù)緊固凸緣2b的頂面。

在另一實(shí)施例中，熱塑性?xún)?nèi)部涂層以過(guò)盈配合的方式被壓靠在所述第一孔的內(nèi)表面。

為了使用直徑為3.5"(89mm)、彈性極限為555MPa的鋼制維護(hù)管，該維護(hù)管在大于2km的長(zhǎng)度上被展開(kāi)以便裝設(shè)在大約2000m的深度處。

使用具有以下尺寸特性的滑動(dòng)加固件：

·L1＝2m至7m；

·e＝鋼制圓錐體的厚度，其剛度在：

·e max＝10mm至50mm(在頂部處)；與

·e min＝2mm至3mm(在底部處)之間變化；以及

·聚乙烯(PE)涂層的厚度＝5mm至25mm。

通過(guò)焊接連接到加固件2a頂部的凸緣2b具有比加固件的最大厚度e max大的厚度e1。

在圖1A和圖1B中，滑動(dòng)加固件1設(shè)有連接管5，連接管5具有與維護(hù)管相同的直徑和相同的厚度，連接管5在其倒角的頂端部5a處與維護(hù)管連接。連接管5的底端仍以過(guò)盈配合的方式或通過(guò)焊接而裝設(shè)有自動(dòng)連接器6-1的凸形或凹形元件。所述連接元件6-1的最大外徑D3大于所述第一孔的內(nèi)徑d2。連接管5的頂端部5a在頂部緊固板2b上方延伸。

在一實(shí)施例中，連接管5借助其頂端部5a保持懸置，頂端部5a借助夾具7在板2b上方延伸，該夾具7環(huán)繞連接管的外表面夾緊并靠置在板2b的頂面上。

連接管的主部的外直徑d3提供了相對(duì)于涂覆有所述內(nèi)襯3的第一孔的內(nèi)直徑d2的最小間隙，以便使管5經(jīng)由其頂端部5a(其插入到第一孔的底端部)而在圓錐形部件2中滑動(dòng)。

圖2和圖3示出完整的底對(duì)面連接安裝裝置，其示出了如何部署纏繞在浮動(dòng)支撐裝置或船舶13的甲板上的卷筒12上的剛性鋼制維護(hù)管10。將鋼制維護(hù)管10解繞并穿過(guò)拉直裝置11并且還穿過(guò)用于使其外表面潤(rùn)滑和光滑的裝置18。其后，將維護(hù)管10的端部焊接到連接管5的頂端5a，將連接管5固定到滑動(dòng)加固件1，其中滑動(dòng)加固件1具有頂部環(huán)形板2b，該環(huán)形板被緊固到支撐結(jié)構(gòu)9的平臺(tái)的頂板9a，滑動(dòng)加固件的截頭圓錐形主部2a穿過(guò)平臺(tái)9中的孔8(圖1C)。其后，將連接管5從加固件1分離，以使連接管5與維護(hù)管一起滑動(dòng)并被部署而向下浸入到海底。為此，將夾具或襯圈7脫離，該夾具或襯圈使連接管保持懸置在圖1A所示的滑動(dòng)加固件中。

圖2示出在解繞并將設(shè)有其連接管的鋼制維護(hù)管的端部浸入水中之后的維護(hù)管。

在圖2中，連接管5的端部處的連接元件6-1被連接到自動(dòng)連接器的互補(bǔ)連接元件6，該自動(dòng)連接器位于柔性管道15的端部處，柔性管道15的另一端部允許進(jìn)入且能夠在靠置在海底18的海底設(shè)備16(如井口裝置或海底石油生產(chǎn)管道)上執(zhí)行保養(yǎng)和/或測(cè)試。

在通過(guò)使用ROV型海底機(jī)器人將連接管5分離并相對(duì)于加固件下放而浸入水中之前或之后，可將設(shè)備15連接到連接管5的底端部。