專利名稱：安裝具有一或多個附件的離岸管線的海上布管系統和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水下布置離岸管線。更具體地說，本發(fā)明的主題涉及一種用 于安裝具有 一個或多個附件的離岸管線的海上布管系統和方法。
背景技術：
海底管線大多數通常通過連接或焊接在船舶曱板上、降低船舶后部然后 布置在洋底上而布置在洋底。離岸管線工業(yè)使用多種布管概念。通常公知的技術稱為s布置技術。在s布置技術中，管道區(qū)段添加至組 裝線中先前已經投放水中的管線，通常包括一個或多個焊接站，該組裝線布置在布管船只諸如布線船(lay barge)上的水平或接近水平位置。然后，管 線借助斜坡或導向架在船尾部上彎曲，角度向下朝向海底，并且彎曲回水平 并且擱置在海底。管線的投放由一個或多個管線拉伸器控制，這些拉伸器通 常布置在組裝線的端部和導向架的上游。這些拉伸器能夠保持先前投放的管 線。管線的從布管船只到海底的形狀采用長"S"形。S布置技術大多數使 用在相對淺的水深中。可選擇地，垂直或接近垂直的布置技術已經進行研制，主要用于深水離 岸布管，尤其是J布置技術。J布置技術通過采用其上安裝有塔架的船只執(zhí) 行。在公知的布置中，單個管道區(qū)段載入具有管道承載器的塔架并且定位在 先前投放的管線的上端上方。焊接站通常用于執(zhí)行焊接操作從而將管道區(qū)段 (或者管道區(qū)段的子組件)連接至先前投放的管線。在塔架中，夾具通常位 于焊接站下方，該夾具設置用于保持并且支承先前投放的管道的重量。在焊 接管線之后，其新增加的(各)管線區(qū)段通過該夾具降低，然后夾具再次在 其上端附近與管線接合。這些步驟隨著船只的向前移動而重復，由此將管線 布置在海底。投放的管線采用"J"形狀的跡線，"J"的頂部正常情況下不是 垂直的，而是具有一角度，水平分量能夠隨著其觸碰海底而控制管線中的彎 折力。
同樣公知采用"管道存放線軸"或"線軸布置"方法布置離岸管線。在 該方法中，待布置的管線以連續(xù)的長度在布管船只的甲板上或者釆用岸邊裝 置制造，然后繞到大型巻軸上。在布管過程中，管線通常^皮拉直并且跨過(傾 斜)斜坡或塔架。拉伸器和/或夾具用于保持先前已經投放的管線。這一方法 大部分用在具有有限直徑的管線中。在大多數待布置在海岸上的離岸管線中，需要將模塊(附件)安裝到管 線的端部和/或沿著管線的 一個或多個間隔的中間位置。這些模塊通常相當大 且重并且通常設計成焊接至管線。這些模塊的實例為初始裝置、管線終端(PLET)、分支、內線SLED組件、內線歧管、管道閥、T形組件以及它們 的支承結構和泥墊。這種管線附件通常應當焊接在管線內部。通常，附件的相對端具有管線 連接部分以將管線連接至那些管線連接部分。但是，公知大部分通過采用焊 接或者使用螺栓安裝到管線外部的管線附件。公知的各種現有技術方案將附件安裝到管線的端部或者管線的中間位置。在WO 03/067019中，記載一種用于將內線附件導引入管線的系統。該 系統包括巻軸、拉伸器和夾具，通常稱為"懸掛，，夾具。該夾具適于支承從 所述夾具懸垂的投放管線的重量。此外，該公知系統包括斜坡，這里采用可變的傾斜度，具有管線饋送位置和附件連接位置，它們相互緊靠地布置。拉 伸器與夾具之間的區(qū)域可用于將附件安裝至管線中。該夾具能夠在所投放管 線懸垂的同時從管線饋送位置水平移動到附件連接位置。設置將所連接的管 線和附件降低通過該夾具的裝置。在US 2002/0159839中，記載一種布管方法和設備，用于幾乎垂直地布 置離岸管線。該設備包括用于懸垂所投放管線的塔架和懸掛夾具。在附件已 經焊接至塔架中的管線之后，具有投放管線的夾具仍然從該夾具懸垂并且焊 接在管線上方的附件通常水平移動至塔架外部的位置。附件和投放的管線然后連接至安裝在船只上的升降設備的升降線纜。所投放管線和附件的重量然 后轉移到升降設備，之后，夾具從管線釋放。然后，夾具移回塔架，升降機 然后降低附件和與其連接的投放管線到預定的高度，基本上低于塔架。借助 升降設備和升降線纜，附件和與其連接的投放管線然后返回至它們在塔架中 的初始位置，在該位置處，夾具可再次接合附件上方的管線。
這些公知的在布置離岸管線的同時將附件插入管線的一端或者布置在 該端部的技術無法令人滿意。發(fā)明內容發(fā)明的目的是提供一種用于布置離岸管線的改善的技術和相關系統，包 括進入和/或處于管線端部的一個或多個管線。這 一 目的通過安裝包括根據本發(fā)明的 一 個或多個附件的離岸管線的方 法來實現，該方法包括下述步驟-設置船只，-在海底方向上從船只沿觸發(fā)線投放管線，-將管線與夾持裝置接合，該夾持裝置連接至船只并且適于支承先前投放管線的重量，-將附件移動進入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置，_將附件連接至夾持裝置上方的管線，同時管線由夾持裝置保持，-可釋放地將附件和與其連接的投放管線固緊至受控的負載升降裝置，-將附件和與其連接的投放管線的重量從夾持裝置轉移到受控載荷升降裝置，同時附件和與其連接的投放管線保持在觸發(fā)線中， -將夾持裝置從管線脫離， -使夾持裝置移動離開觸發(fā)線，-通過受控載荷升降裝置沿著觸發(fā)線降低附件和與其連接的投放管線。 使用這種方法，投放管線保持在其觸發(fā)線中并且不會如現有技術方法那 樣側向移動。這基本上通過移動夾持裝置離開觸發(fā)線來實現，使得附件可隨 著管線和與其連接的附件沿著所述觸發(fā)線降低而通過夾持裝置。采用觸發(fā)線，可清楚地示出從船只到海底的管線的軌跡。與現有技術相比，優(yōu)勢在于在這些步驟期間不需要將無益的張力引入投 放的管線中。本發(fā)明的目的也通過根據本發(fā)明的系統實現，該系統包括 -船只-用于沿海底方向從船只在觸發(fā)線上投放管線的管線投放裝置， -夾持裝置，該裝置連接至船只并且適于支承先前投放的管線的重量， 該夾持裝置接合管線，-附件移位裝置，用于將附件移動入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置，-附件連接裝置，用于在管線處于夾持裝置的同時將附件連接至管線， _受控載荷升降裝置，該裝置可釋放地固緊至附件和與其連接的投放管 線，并且降低附件和與其連接的投放管線。下面將更詳細地說明，本發(fā)明的技術可與所有的離岸布管技術諸如J布 置、巻軸布置和S布置結合使用。作為浮動船只，可使用例如任何類型的布置船，都是適用于J布置、S 布置或巻軸-布置的布管技術。優(yōu)選地，船只是動態(tài)定位的船只，能夠在布 管過程期間進行移動。船只隨著管線設置在海底而向前移動。適于將投放管線的重量保持和支承的夾持裝置實現為使得夾持裝置可 移動離開觸發(fā)線，使得所述夾持裝置或其部件移動到遠端或不活動的位置， 這樣允許管線和附件的下降。然后，附件可通過所述移開的夾持裝置?？衫斫?，整個夾持裝置移位至所述遠端或不活動位置。也可理解，只有 接合管線的夾具的可移動部件移動至遠端位置，反而夾具的基部結構保持固 定。當然可使用其中夾具的基部結構與可移動管線接合夾具可進行移動的夾 持裝置。例如，夾持裝置的不活動位置或其部件為，設置使附件通過的有效開口 ，具有至少1 x 1米的尺寸，優(yōu)選為至少1.5 x 1。 5米，更優(yōu)選為至少1.5 x 3米。夾持裝置可采用各種設計。該設計可基于用于支承先前投放管線的重量 的現有夾具設計，該夾具目前制造為如上所述可進行移動。其可采用接合如 J布置的管線上的形狀下方，諸如套筒或端部裝配。其也可采用通過摩擦接 合在管線上的類型。夾具的摩擦表面可以是固定設計，但是可采用可移動設 計，通常稱為具有采用摩擦墊的連續(xù)帶的拉伸器，接合在管線上。用于沿海底方向從船只降低處于觸發(fā)線上的管線和與其連接的附件的 受控載荷升降裝置可具有多種實施例，其實例將在下文進行詳細討論。例如， 可使用現有的包括在用于J布置、S布置和巻軸-布置的系統中的受控載荷 升降裝置，如下文所示。垂直或接近垂直的管線布置系統，尤其是J布置系統，通常包括安裝在 船只上的塔架。該塔架可具有固定的取向，但是也可設置具有不同傾斜度的 塔架，例如圍繞一個水平軸線或甚至圍繞兩個垂直水平軸。甚至可采用(自 由的)萬向接頭塔架。該塔架具有沿觸發(fā)線的方向延伸的細長結構，尤其沿觸發(fā)線的上端方 向。觸發(fā)線可延伸通過塔架的結構，但是塔架結構也可基本上鄰近并且平行 觸發(fā)線。J布置系統通常采用懸掛夾具，以保持并且支承先前投放的朝向海底向 下延伸的管線的重量。懸掛夾具連接至船只，或者直接連接或者經由塔架結 構，并且接合管線。通常地，懸掛夾具布置在塔架的下部。優(yōu)選地，夾持裝 置可液壓致動。導向架可設置在塔架的下端，例如延伸到水面下方。這種導 向架通常設置用于導引管線。通常，管線區(qū)段并排地裝載在塔架中并且通過焊接或通過其他(機械) 連接布置固緊至投放管線的上端。通常，S布置系統包括管道區(qū)段供給所至的(各)水平焊接站，從而形成可被投放的管線。此外，s布置系統優(yōu)選地包括一個或多個拉伸器和導向 架。拉伸器保持管線并且支承沿著導向架朝向海底通過的先前投放的管線的 重量。巻軸-布置系統包括斜坡或塔架，懸掛夾具和可能的一個或多個拉伸器 連接于此。通常，連續(xù)的、可能先前已經焊接的管線設置在巻軸上。當使用J布置或s布置技術時，投放管線可制成在懸掛夾具上方的上端或者上一拉伸器的上游具有上端。附件然后可與觸發(fā)線接觸并且裝配至所述 上端，同時管線從上一拉伸器的所述懸掛夾具懸垂。然后，重量傳遞至受控 負載升降裝置，夾具、拉伸器或其相關部件，移動離開從而允許附件通過。僅從外部裝配至管線。例如，泥墊設置在管線的具體位置的外部。根據本發(fā) 明的技術也有利于這些情況。該情況可容易地想象為采用巻軸-布置系統，其中的待投放管線基本上是連續(xù)的。但是，在J布置和S布置技術中，管線也可延伸在懸掛夾具或上一拉伸器的上方或上游，例如，新管道區(qū)段已經焊 接至投放管線。在接合管線之后，可將附件移動入觸發(fā)線到達夾持裝置上方 或上游的位置，根據本發(fā)明其附件然后連接至管線，基本上不會中斷管線。 可選擇地，本發(fā)明技術的實施例可理解為，夾持裝置上方的位置通過中 斷管線而清除，例如采用巻軸布置技術。夾持機構可用于接合管線并且對其 進行保持使得管線可在夾持裝置上方切割，將其分為兩個部分。這使得夾具
能夠保持管線的下部區(qū)段(即，切割下方以及船只與海底之間的區(qū)段)同時， 附件可加入至管線。附件通過附接移位裝置優(yōu)選地移動入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置。 附件移位裝置可以例如是升降架，例如船只的安裝在曱板上的升降架或者安 裝在管道投放裝置中的升降架，例如在塔架中。可選擇地，移位裝置包括用 于附件的軌道安裝承載件，例如用于在存放位置與觸發(fā)線之間大概水平地移 動附件。在觸發(fā)線位于塔架結構的情況下，可理解，附件導入塔架結構，例如側 向，從而將附件連接至塔架中的管線。另一選擇，例如對于大型附件，將以 特定的樞轉使塔架離開觸發(fā)線，同時具有由此保持的投放管線的夾具保持基 本上固定，使得管線將其位置保持在觸發(fā)線中。采用移動離開觸發(fā)線的塔架， 可通過例如升降架將大型附件導入觸發(fā)線，其將附件從上方下降至管線上 端，其現在不再被塔架結構"覆蓋"。在上述實例中，以及其他實施例，使夾持裝置移動至其不活動或者遠端 位置可能不足以將附件供給至其連接位置和/或降低其上裝配有附件的管線。需要從觸發(fā)線卸下管線系統的其他元件，諸如焊接站，NDT站、涂布站、調節(jié)工具、工作站等。優(yōu)選地，附件通過焊接連接至管線?？蛇x擇地，可使用機械連接裝置， 例如螺紋連接。在本發(fā)明的技術中，附件和與其連接的投放管線可釋放地固緊至受控負 載升降裝置。該受控負載升降裝置包括降低機構以降低附件和與其連接的投 放管線。布管船通常設置有用于管線的放棄和恢復線(A&R)系統，包括A&R 絞盤和A&R纜線。該系統可用作受控載荷升降裝置?？蛇x擇地，安裝在船 只上的升降架，例如安裝在曱板或塔架中或斜坡中，可用作受控升降裝置。 作為附件移位裝置的相同升降架也可作為負載升降裝置。在設置有塔架的系統中，該塔架可設置有從塔架懸垂的管線升降纜線。 該管線升降纜線可釋放地固緊至附件并且用作根據本發(fā)明的受控負載升降 裝置。尤其，巻軸-布置和S布置系統可設置有管線拉伸器，定位在夾持裝置上方的觸發(fā)線，沿管線供給的方向看，以及用于將附件安裝至管線的位置上 方。該拉伸器也可作為受控載荷升降裝置。在該實施例中，夾持裝置可采用 拉伸器的方式設計。采用連接至投放管線的附件和固定于其的受控載荷升降裝置，附件和與 其連接的投放管線的重量從夾持裝置傳遞至受控載荷升降裝置。在下文中， 夾持裝置從管線脫離并且移動離開觸發(fā)線。優(yōu)選地，夾持裝置設計成提供用 于從管線側向卸下的開口并且然后從管線卸下。在優(yōu)選實施例中，夾持裝置 從基本上垂直于觸發(fā)線的管線卸下。在備選優(yōu)選實施例中，夾持裝置在觸發(fā) 線與遠端位置之間水平移動，例如跨過軌道。可選擇地，夾持裝置旋轉離開 觸發(fā)線。隨后，受控載荷升降裝置沿著觸發(fā)線降低附件和與其連接的投放管線。 當使用放棄和恢復系統作為受控載荷升降系統時，A&R纜線的長度足以將附件和投放管線降低至海底。當附件是管線終端(PLET)時，尤其有利。如果在導入附件之后需要管線繼續(xù)，那么附件的上部可優(yōu)選地由夾持裝 置接合。在這種情況下，受控升降裝置降低附件和與其連接的投放管線，直 到附件的上部可由夾持裝置接合，之后，夾持裝置向后移動到觸發(fā)線并且夾 持附件的上部。附件和投放管線的重量可向后傳遞至夾持裝置，同時附件和 與其連接的投放管線保持處于觸發(fā)線。在后文，受控載荷升降裝置可從附件 的上部斷開?？蛇x擇地，附件的上部不能由夾持裝置接合。在這種情況下，管道區(qū)段 可在降低之前連接至附件。該管道區(qū)段可在將附件導入觸發(fā)線之前設置或者 可選擇地，管道區(qū)段連接至附件同時附件處于觸發(fā)線。也可為管線設置套筒。 在這種情況下，夾持裝置接合連接至管線的套筒。


本發(fā)明將參照附圖進行更詳細的說明，其中圖la-lg示出巻軸-布置管線裝置，其中的附件通過根據本發(fā)明的方 法借助放棄(abandonment)和恢復纜線進行導引，圖2a和2b示出J布置管線裝置，其中的附件借助從塔架頂部懸掛的管 線升降纜線導引和降低，圖3示出巻軸-布置管線裝置的部分，其中的附件借助拉伸器和管線導
引和降4氐，圖4示出J布置管線裝置，其中的附件借助升降設備導引和降低，圖5a和5b示出可從觸發(fā)線(firing line)卸下的夾持裝置的實例，圖6a、 6b和7示出可從觸發(fā)線卸下的夾持裝置的備選實例，圖8、 9和IO示出S布置管線裝置，其中的附件借助升降裝置導引和降低，圖11、 12和13示出本發(fā)明的管道招j文裝置的優(yōu)選實施例。
具體實施方式
選海上布管方法。在這些圖中，la-g示出浮動船只2的船尾。船只2設置有塔架6,該 塔架6通過鉸接部件8樞轉連接至船只2,該鉸接部件限定基本上水平的樞 轉軸。塔架6的傾斜度可調整并且可由連接臂7保持。在塔架6的頂部附件，安裝有管線導引輪3或者其他導引結構，用于從 存放巻軸(這里未示出)導引管線到達沿著塔架6延伸的觸發(fā)線4。附圖標 記lc表示來自于存放巻軸并且越過導引輪3的管線部分。在正常的布管期間，連續(xù)的管線從所述觸發(fā)線4中的導引輪3沿方向A 延伸到海底(未示出)。所投放的管線在圖中標示為lb。在塔架6上，拉伸器5設置在導引輪3的下游。可理解，管線拉伸器和 可能使用的管線對中器安裝在所述導引輪3與拉伸器5之間。在該實施例中，懸掛夾具5b安裝在塔架6的下端?？衫斫?，所述懸掛 夾具5b直接由船身支承。該懸桂夾具5b適于支承先前投放的管線lb的重 量。焊接站11位于懸掛夾具5b的上方并且也連接至塔架6。 一個或多個放 棄和恢復(A&R)絞盤9b安裝在塔架上或者船只2上(如本實例所述)。 A&R線纜9a可由絞盤9b致動并且延伸跨越一個或多個滑輪，它們將A&R 纜線端部基本上定位在觸發(fā)線4中，正好在懸掛夾具5b上方?？蛇x擇地， A&R絞盤可連接至塔架6。在圖la中，已經從巻軸投放的管線如圖所示被中斷，使得所投放的管 線lb目前具有上端la。該端la位于觸發(fā)線4中。 同樣在圖la中，附件10示意性地示出，其目前在觸發(fā)線4之外。在該 實例中，附件IO的上端具有管狀延伸部件10a,這里其尺寸基本上符合管線 的尺寸。在圖lb中，放棄和恢復纜線9a連接至該上管道端部la,該纜線9a能 夠降低管線1直到上管道端部la正好位于懸掛夾具5b上方，如圖lc所示。 隨后，放棄和恢復纜線9a從上管道端部la卸下，附件10導入觸發(fā)線4，正 好位于懸掛夾具5b上方?？蛇x擇地，管線直接地穩(wěn)固在懸掛夾具5b的正上方從而獲得圖ld的情況?？蛇x擇將管線lc從塔架6和輪3卸下和/或拉伸器5從觸發(fā)線4卸下以 提供用于纜線9a的通道。附件10焊接至焊接站11中的上管道端部la。懸掛夾具5b現在支承所 投放的管線lb。放棄和恢復線纜9a可釋放地固緊至附件10的上端10a。這一情況如圖 ld所示。附件10和與其連接的投放線纜lb的重量從懸掛夾具5b傳送至A&R 線纜9a,同時附件10和與其連接的投放線纜lb仍然處于觸發(fā)線4。在圖le中，示出下述步驟懸掛夾具5b從管線l脫離并且從觸發(fā)線4 卸下，這里與焊接站11共同地。在該實施例中，夾具5b和焊接站11移動 進入塔架6。隨著夾具5b的這一移動的進行，夾具沒有載入管線lb的重量， 其允許夾具移位裝置具有非常簡單的結構。這些可包括一個或多個軌道，支 承夾具5的承載件可在其上移動，例如通過滑動或者承載件上的輥。也可使 用其他布置。在圖lf中，示出A&R纜線9a已經沿著觸發(fā)線4降低附件IO和與其連 接的投放線纜lb。當懸掛夾具5b將處于觸發(fā)線4時，附件10和與其連接的 投放線纜lb被降低直到附件的上端10a處于懸掛夾具5b的高度。實際上， 上管道端部la現在也是所投放管線的一部分。但是，為了簡潔的原因，管 線1的這一部分繼續(xù)以附圖標記la標示。A&R纜線9a也可將附件10和與 其連接的投放管線lb降低至海底。在圖lg中，懸掛夾具5b和焊接站11向后移動進入觸發(fā)線4。懸掛夾具 5b可與附件10的上端10a接合。附件10和與其連接的投放線纜lb的重量 隨后從A&R纜線9a轉移到懸掛夾具5b,同時附件10和與其連接的投放線
纜lb仍然處于觸發(fā)線4。 A&R線纜9a可從附件10的上端10a斷開，可將 來自巻軸的管線焊接至附件10的上端10a。圖2a示出船只20上的J布置塔架21。管線22沿海底的方向(未示出) 從船只20沿觸發(fā)線24投放。管線22通過塔架21、懸掛夾具27和塔架下端 的導向架沿觸發(fā)線24導引至海底。導向架25這里通過連接裝置26可拆卸 地連接至塔架21。塔架可布置在船只側部，但是可選擇地，J布置塔架處于 船井附近，該船井的大小足以使附件通過。夾具27安裝在塔架21中并且可從觸發(fā)線24移動到圖2b所示的遠端或 非活動位置?？蛇x擇地，夾具27直接地連接至船身。在圖2a所示的情況下，懸掛夾具27接合管線22a的上部并且支承先前 投放的管線22的重量。在該實例中，塔架21圍繞由鉸鏈30限定的基本水平軸線樞轉連接至船 只20。 一個或多個可伸縮支桿29保持塔架21的所需傾斜度。在懸掛夾具27上方，定位有焊接站28，其也可通過例如滑動其側面而 從觸發(fā)線24卸下。管線升降線纜31a連接至管線22a的上部。與管線升降線纜31a關聯的 絞盤31b安裝在塔架21上。管線升降纜線31a通過滑輪31c從絞盤31b導 引至管線22 a上部，同時纜線31 a沿觸發(fā)線24的方向延伸。圖2b示出相同的J布置塔架21，但是附件32導引入管線22。附件32 已經移入塔架21、進入觸發(fā)線24、達到懸掛夾具27上方的位置，先前投放 的管線的上端由此支承。附件32通過在焊接站28中進行的焊接連接至懸掛 夾具27上方的管線22a的上端，同時，管線22由懸掛夾具27保持。在圖2b所示的情況下，管線22和附件從線纜31a垂下。然后，懸掛夾 具27已經從管線22脫離，焊接站28和懸掛夾具27已經移動離開觸發(fā)線24。 附件32和與其連接的投放管線22可釋放地固定至塔架21中的管線升降線 纜31a并且處于觸發(fā)線24。在卸下或移位之后，例如樞轉之后，導向架25 離開觸發(fā)線24,可降低附件32和與其連接的投放管線22直到附件的上端 32a可通過懸掛夾具27再次夾住，此時該夾具27向回移動至觸發(fā)線24。應該指出，在該結構中，塔架可在懸掛夾具上方設置有管道對齊工具。 可理解，該管道對齊工具也采用可移動的方式安裝，使得該工具可產生位移 從而為附件IO騰出空間。
圖3示出巻軸-布置管線裝置的投放部件。在船40的尾部上，設置有斜坡41,管線43在海底的方向上(未示出)沿著該斜坡在觸發(fā)線42上投放。 夾具44和拉伸器45連接至該斜坡，在該實例中分別接近下端和上端。管線 43通常在拉伸器45的控制下從斜坡41投放。在本發(fā)明方法中，管線43由 夾具44夾住，然后在夾具上方切割中斷，由此產生上管道端部43a。其他管道端部46b向上移動，或者管道區(qū)段共同移除，從而在拉伸器45 的正下方放置管道端部46b。附件46然后導引入管道端部43a與46b之間的觸發(fā)線42，然后一側連 接至上管道端部43a,而另一端，附件46連接至管道端部46b。因此，具有 中間附件的管線形成在夾具44與拉伸器45之間。管線43和附件46的重量 現在可傳送至拉伸器45,之后，夾具44從管線脫離。在該無載荷狀態(tài)下， 夾具44可從觸發(fā)線42移動足夠遠，從而產生通道借助拉伸器45和管線43b 降低附件46。這是圖3所示的情況。在已經降低附件46足夠遠之后，夾具 44可移動至觸發(fā)線以輔助投放剩余的管線，尤其是所述夾具44有效地理解 為具有多個連續(xù)帶的拉伸器，摩擦墊接合該管線，帶的速度由適當的速度控 制裝置控制。圖4示出包括船只50、塔架51、管線52和升降架53的J布置管線裝 置。升降架53安裝在船只50上，其位置遠離塔架51，例如采用可相對于垂 直軸線旋轉的梁。在備選實施例中，升降架53可以是船只50的曱板上的移 動導向架或者輔助船只的導向架，例如沿著船只50固定。管線52沿著觸發(fā)線54投放至海底，其在正常的布管操作下延伸穿過塔 架51的結構(未示出，但是可與圖2a所示的情況相比)。管線52的上部52a 通過懸掛夾具55接合。塔架51可圍繞樞轉布置結構57相對于船只50樞轉。塔架51與船身之 間的一個或多個可伸縮支架或類似的支承件允許塔架51的樞轉和支承。在圖4所示的情況下，塔架51圍繞由布置結構57提供的基本水平樞轉 軸線樞轉離開觸發(fā)線54。應該指出，懸掛夾具55這里不沿著塔架51樞轉， 但是仍然保持處于其位置，由此將所投放管線52保持并支承在初始觸發(fā)線。 塔架51樞轉的傾斜度使得管線52的上端52a可從上方容易地操作，從而使 用升降架53降低所述上端上方的附件。在塔架的非樞轉離開位置處，塔架 將阻擋到達相應于附件61的上端52a的這一垂直操作路徑。 在樞轉塔架的同時保持懸掛夾具55的初始位置和取向可通過設置用于懸掛夾具55的適當支承件來實現。管線升降纜線58從塔架51的頂部懸垂并且用于降低線纜直到管線52 的上部52a與懸掛夾具55接合，但是處于不相關的情況。導向架59這里通過連接裝置60樞轉連接至塔架51。導向架59已經在 所示情況下樞轉離開觸發(fā)線54。附件61通過升降架53導引入觸發(fā)線54,該升降架具有位于懸掛夾具 55上方的升降架鉤部。附件61現在可連接至上管道端部52a并且在將懸掛 夾具55從觸發(fā)線卸下之后，升降架可降低附件61以及與其連接的投放管線 52。當附件61處于導向架59和夾具55下方的位置時，夾具55可移動回到 觸發(fā)線54并且接合在附件61的上部。然后，升降架53可與附件61斷開并 且移動離開觸發(fā)線54。隨后，導向架59和升降架53可沿觸發(fā)線54向回移 動，從而例如繼續(xù)以J布置方式布管。在圖5中示出J布置塔架的示意部分，包括塔架70、管線71和懸掛夾 具72。圖5a示出由塔架70中的懸掛夾具72接合的管線71。圖5b示出沿觸發(fā) 線74的管線71和與其連接的附件73，懸掛夾具72從管線71脫離并且移動 離開觸發(fā)線74。在圖5a所示實施例中，夾具72在三點上連接至塔架70。塔架包括連接 有連接桿72a的連接點70a。為了將夾具72從觸發(fā)線74卸下，如圖5b所示， 有必要將該連接桿72a從連接點70a斷開。塔架進一步包括連接部分70b, 夾具72樞轉連接至該連接部分70b。夾具72的夾具連接部分72b可在液壓 作用下拉長。最后，塔架包括樞轉點70c，夾具72通過夾具72的樞轉部分 72c樞轉地連4妄至該樞轉點。因此，為了將夾具從觸發(fā)線卸下，將其樞轉至遠端或不活動的位置，如 圖5b所示，這樣允許無障礙地降低附件通過夾具72。如圖所示，附件具有 管狀上部延伸部件73a,其尺寸類似于管線并且長度足夠使附件的沉重部分 下降，優(yōu)選地到達導向架位置下方(該導向架同樣移動離開觸發(fā)線)。然后， 夾具72可返回至圖5a中的位置并且接合裝配在所述延伸部分73a上的套筒。圖6a、 6b和7示出夾持裝置80的備選實例，用于支承先前投放的離岸 管線的重量。該夾持裝置80可移動離開關聯管線投放裝置的觸發(fā)線。
在圖7中，夾持裝置80示出為從上方觀看的平面圖，處于兩個位置。 在圖6a的透視圖中，示出的夾具處于圖7上方的位置，圖7的下部位置示 出圖6b的透^L圖。在圖7的上部位置，夾持裝置80定位，同時夾持并且支承沿觸發(fā)線81 延伸的未示出管線的重量。在圖7的下部位置，夾持裝置80的位置從管線82脫離并且從觸發(fā)線81 偏移到遠端、不活動的位置。夾持裝置80包括基部結構，這里基本上為U形，并且為多個，這里是 三個，安裝在所述基部結構上的可移動夾持爪80a、 80b和80c,這些爪處于 圖7下部位置的開口位置。夾持裝置80的基部結構具有例如液壓操作的門83，其允許橋接U形基 部的開啟側并且這樣得到用于管線的入口/出口 ，由此夾持裝置80與管線接 合或者卸下從而容納管線，如圖6b和圖7的下部所示。夾持裝置80安裝在一組細長桿84上，該桿84采用水平移動在兩個位 置之間平移該夾持裝置80:圖6a、 6b和7所示的位置。優(yōu)選地，細長桿84 是液壓操作缸。圖8和9示出關聯船只90上的S布置管線安裝。管線91在海底100的 方向上沿觸發(fā)線92投放。在將管線焊接在一個或多個焊接站96之后，管線 通過拉伸器95a和95b并且然后通過夾具94到達導向架93,管線91從該導 向架招j史入海?？衫斫?，拉伸器下游的夾具94用于夾持該投放管線91并且支承其重量， 從正常情況下支承所述重量的拉伸器釋放所述重量。然后，將管線91固緊在夾具94與鄰近拉伸器95b之間并且使由拉伸器段。然后，附件101被導引入觸發(fā)線92的夾具94與上一拉伸器95b之間， 如圖9所示。這里，附件通過升降架移動入觸發(fā)線92,例如船只曱板上的升降架102。 其可以是固定安裝的升降架，設置在船尾處的高升降架，也可以是輔助船只 升降架曱板上的移動升降架。在夾具94的上游，附件101連接至管線91。附件的適當定位可通過布 置在船只中的升降架或專用定位工具實現。附件101也連接在管線的仍然保持在拉伸器中的另一端。現在，投放管線的重量可回傳至拉伸器并且夾具94可以從管線91脫離。夾具94然后優(yōu)選地移開，例如側向，從而為附件的通過提供空間。 如果所述附件是待裝配到管線上的終端，那么需要使用A&R絞盤104和關聯的A&R纜線連接至裝配到管線端上的附件，然后使用A&R絞盤將管線和附件降低至海底。圖11-13詳細示出參照圖la-g討論的巻軸布置塔架6的優(yōu)選實施例。 在圖ll中，示出附件導引裝置，這里包括水平軌道Xx， Xxl設置在塔架6上從而在存放位置(離開觸發(fā)線4)與觸發(fā)線4中的連接位置之間使附件10滑動。實際上，附件定位裝置同樣設置用于相對于上管線端部la保持并且^r確地定位附件10。在該實例中，子框架500由軌道Xx、 Xxl支承。第二子框架501可移動地安裝在所述第一子框架500上。致動器，這里是液壓缸Zz允許沿所需的方向導向第二子框架。例如，用于多個移動度的致動器Zz,例如六條軸向，以獲得附件IO位置的完整空間控制。附件10可釋放地安裝在子框架501上，例如通過具有支架Zzl的附件10,其與設置在子框架502上的鉤部接合。圖13示出致動器提供附件10的精確定位。在更簡單的結構中，可理解附件定位裝置僅包括鉤部，例如固緊在塔架 上，以及具有配合支架的附件，使得這些支架降低至鉤部，然后附件被旋轉 至所需位置。在所有結構中，可理解可采用專用裝置處理和定位附件10,這樣可防止 事故的發(fā)生，增加效率，并且改善附件與管線之間的連接的質量。應該指出，這種專用裝置也可與這里所述的J布置和S布置技術結合使用。本發(fā)明同樣涉及這里公開的夾持裝置，適于支承投放離岸管線。同樣， 本發(fā)明涉及投放裝置，例如J布置塔架或者巻軸布置塔架或者S布置裝置， 這里已經公開。
權利要求
1、用于安裝包括一個或多個附件的離岸管線的海上布管方法，包括下述步驟-設置船只，-在海底方向上從船只沿觸發(fā)線投放管線，-將管線與夾持裝置接合，該夾持裝置連接至船只并且適于支承先前投放管線的重量，-將附件移動進入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置，-將附件連接至夾持裝置上方的管線，同時管線由夾持裝置保持，-可釋放地將附件和與其連接的投放管線固緊至受控的負載升降裝置，-將附件和與其連接的投放管線的重量從夾持裝置轉移到受控載荷升降裝置，同時附件和與其連接的投放管線保持在觸發(fā)線中，-將夾持裝置從管線脫離，-使夾持裝置移動離開觸發(fā)線，-通過受控載荷升降裝置沿著觸發(fā)線降低附件和與其連接的投放管線。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，受控載荷升降裝置包括放棄和 恢復(A&R)系統，該系統具有A&R絞盤和A&R纜線。
3、 根據權利要求1所述的方法，其中，受控載荷升降裝置包括升降架， 例如安裝在船只上。
4、 根據前述權利要求1 - 3任一項所述的方法，包括下述步驟 -借助塔架沿基本上垂直的取向投放該管線，-在夾持裝置保持處于觸發(fā)線的同時使塔架樞轉離開觸發(fā)線，從而能夠 將附件移動入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置。
5、 根據前述權利要求1-4任一項所述的方法，其中，借助塔架沿基本 上垂直的取向投放該管線，受控載荷升降裝置包括具有從塔架懸垂的管線升 降線纜的升降系統。
6、 根據前述權利要求1-5任一項所述的方法，其中，受控載荷升降裝 置包括拉伸器，其定位在夾持裝置上方的觸發(fā)線中。
7、 根據前述權利要求1-6任一項所述的方法，其中，附件的上部由夾 持裝置接合，該方法包括下述步驟 -通過受控載荷升降裝置降低附件和與其連接的投放管線，直到附件的 上部由夾持裝置接合，-將夾持裝置移動入觸發(fā)線，_將夾持裝置接合至附件的上部，-將附件和與其連接的投放管線的重量從受控載荷升降裝置轉移到夾 持裝置，同時附件和與其連接的投放管線保持在觸發(fā)線中， _將受控載荷升降裝置從附件上部斷開。
8、 根據前述權利要求1-6任一項所述的方法，該方法包括下述步驟 -將管道區(qū)段連接至附件頂端，同時附件處于觸發(fā)線，-通過受控載荷升降裝置降低管道區(qū)段、附件和與其連接的投放管線， 直到管道區(qū)段由夾持裝置接合， _將夾持裝置移動入觸發(fā)線， -將夾持裝置接合至管道區(qū)段，-將管道區(qū)段、附件和與其連接的投放管線的重量從受控載荷升降裝置 轉移到夾持裝置，同時附件和與其連接的投放管線保持在觸發(fā)線中， -將受控載荷升降裝置從管道區(qū)段斷開。
9、 根據前述權利要求1-8任一項所迷的方法，其中，A&R纜線將附 件和與其連接的投放管線降低到海底。
10、 根據前述權利要求1 - 9任一項所述的方法，其中，附件通過焊接 連接至管線。
11、 根據前述權利要求1 - IO任一項所述的方法，其中，在將管線與夾 持裝置接合之后，夾持裝置上方的位置通過中斷管線和移除管線在夾具上方 的部分而清除。
12、 用于安裝包括一個或多個附件的離岸管線的海上布管系統，該系統 包括-船只-用于沿海底方向從船只在觸發(fā)線上投放管線的管線投放裝置， -夾持裝置，該裝置連接至船只并且適于支承先前投放的管線的重量， 該夾持裝置接合管線，-附件移位裝置，用于將附件移動入觸發(fā)線到達夾持裝置上方的位置， -附件連接裝置，用于在管線處于夾持裝置的同時將附件連接至管線，_受控載荷升降裝置，該裝置可釋放地固緊至附件和與其連接的投放管 線，并且降低附件和與其連接的投放管線。
13、 根據權利要求12所述的系統，其中，管線投放裝置包括S布置系統。
14、 根據權利要求12所述的系統，其中，管線投放裝置包括J布置系統。
15、 根據權利要求12所述的系統，其中，管線投放裝置包括巻軸-布 置系統。
16、 根據前述權利要求12-15任一項所述的系統，其中，受控載荷升 降裝置包括放棄和恢復(A&R)系統，該系統具有A&R絞盤和A&R纜線。
17、 根據前述權利要求12-16任一項所述的系統，其中，受控載荷升 降裝置包括安裝在船只上的升降架。
18、 根據前述權利要求12-17任一項所述的系統，其中，管線投放裝 置包括安裝在船只上的塔架。
19、 根據權利要求18所述的系統，該塔架可樞轉離開觸發(fā)線，同時將 夾持裝置保持在觸發(fā)線，從而將附件導入觸發(fā)線。
20、 根據權利要求18所述的系統，其中，受控載荷升降裝置包括從該 塔架懸垂的管線升降纜線。
21、 根據前述權利要求12-20任一項所述的系統，包括在夾持裝置上 方位于觸發(fā)線中的拉伸器，該拉伸器用作受控載荷升降裝置。
22、 根據前述權利要求12-21任一項所述的系統，其中定位的船只。
23、 根據前述權利要求12 括液壓裝置。
24、 根據前述權利要求12 括懸掛夾具。
25、 根據前述權利要求12 括拉伸器。
26、 根據前述權利要求12 置包括焊接裝置。
27、 根據前述權利要求1222任一項所述的系統，其中 23任一項所述的系統，其中 24任一項所述的系統，其中 25任一項所述的系統，其中 26任一項所述的系統，其中4船只是動態(tài) 夾持裝置包 夾持裝置包 夾持裝置包 附件連接裝"立裝置包括軌道，用于將附件大概水平地在存放位置與觸發(fā)線之間移動。
28、 根據前述權利要求12-27任一項所述的系統，其中，附件移位裝 置將附件基本上垂直于觸發(fā)線、在存放位置與觸發(fā)線之間移動。
29、 根據前述權利要求12-28任一項所述的系統，其中，附件移位裝 置包括升降架，該升降架也能夠作為受控載荷升降裝置進行操作。
30、 根據前述權利要求12-29任一項所述的系統 水平方向在觸發(fā)線與遠端位置之間移動。
31、 根據前述權利要求12-30任一項所述的系統 過軌道移動到觸發(fā)線以及離開觸發(fā)線。
32、 根據前述權利要求12-30任一項所述的系統 通過旋轉裝置旋轉至觸發(fā)線以及離開觸發(fā)線。,其中，夾持裝置沿 ,其中，夾持裝置^爭 ，其中，夾持裝置可
全文摘要
用于安裝包括一個或多個附件(10)的離岸管線(1)的海上布管方法和系統。該方法包括下述步驟設置船只(2)，在海底方向上從船只(2)沿觸發(fā)線投放管線(1)，將管線(1)與夾持裝置(56)接合，該夾持裝置連接至船只(2)并且適于支承先前投放管線(1)的重量，將附件(10)移動進入觸發(fā)線到達夾持裝置(5b)上方的位置。然后，將附件(10)連接至夾持裝置(5b)上方的管線(1)，同時管線(1)由夾持裝置(5b)保持。隨后，可釋放地將附件(10)和與其連接的投放管線(1)固緊至受控的負載升降裝置(5)，將附件(10)和與其連接的投放管線(1)的重量從夾持裝置(5b)轉移到受控載荷升降裝置(5)，同時附件(10)和與其連接的投放管線(1)保持在觸發(fā)線中。最后，將夾持裝置(5b)從管線(1)脫離并且使夾持裝置移動離開觸發(fā)線。然后，通過受控載荷升降裝置(5)沿著觸發(fā)線降低附件(10)和與其連接的投放管線(1)。
文檔編號F16L1/14GK101156013SQ200580049392
公開日2008年4月2日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權日2005年2月8日
發(fā)明者安妮·K·德格魯特, 朱普·盧登伯格, 迪德里克·B·威吉寧 申請人:伊特里克公司