專利名稱：管件搬運(yùn)系統(tǒng)和用于搬運(yùn)管件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管件搬運(yùn)系統(tǒng)，包括
-塔，包括用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置，
-支座，用于支撐管件安放塔，
-管件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在支座上，用于將管件供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位
置，
-管件搬運(yùn)設(shè)備，用于在基本水平供應(yīng)位置和塔的管件提升裝置之間輸送管件，其中管件搬運(yùn)設(shè)備包括
-適于抓取管件的抓取器，
-基部，
-臂，一個或多個抓取器附接于臂，臂能夠相對于基部沿臂樞轉(zhuǎn)方向繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線在用于抓取處于所述基本水平供應(yīng)位置的管件的降下位置和用于將管件傳送至塔的管件提升裝置的升起位置之間樞轉(zhuǎn)，并且可以沿相反方向樞轉(zhuǎn)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于在基本水平供應(yīng)位置和用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置之間搬運(yùn)管件的方法，其中該方法使用上述管件搬運(yùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域已廣泛知道和應(yīng)用這種管件搬運(yùn)系統(tǒng)和方法。已知系統(tǒng)和方法的一個缺陷在于，管件安放塔越高，臂的尺寸需要越大。這可能導(dǎo)致極其長的臂，例如在本申請人的EP2005050中所示的那樣。Saipem7000船上提供了這種極其長的臂的替代物，其中管件直立定位在甲板上，之后通過專用的臺車將其轉(zhuǎn)移至作業(yè)線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種替代性管件搬運(yùn)系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過帶有豎直延伸的框架的管件搬運(yùn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其中基部由所述框架引導(dǎo)，并能夠以豎直平移運(yùn)動相對于框架移動。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的用于搬運(yùn)管件的方法的特征在于，使基部以豎直平移運(yùn)動相對于豎直延伸的框架移動。豎直延伸的框架的效果在于，基部能夠以豎直平移運(yùn)動移動，其結(jié)果是，臂的升起位置可在降下和更升高的位置之間移動。因而，通過附接于臂的抓取器保持的管件可移動至更高的位置。當(dāng)管件要定位在升高的位置時，這尤其有利。這例如是當(dāng)諸如PLET的大體積配件需要被輸送和定位至塔上的管件下方時。管件可連接在配件的頂部?；蛘撸?dāng)管件要設(shè)置在塔上設(shè)置的一個或多個張緊器上方時，這是有利的。在優(yōu)選實(shí)施例中，塔進(jìn)一步包括用于降下和/或升起配件的配件提升裝置，尤其是大體積配件例如PLET。管件搬運(yùn)系統(tǒng)可附加地設(shè)置配件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為將其設(shè)置在支座上，用于將配件供應(yīng)至塔的配件提升裝置。在配件位于塔中的位置上方，可設(shè)置焊接裝置，以將管件焊接在配件的頂部。管件提升裝置優(yōu)選地具體化成使得在焊接站管件可降至配件頂部。在這種實(shí)施例中，焊接站不需要設(shè)置門。因此，根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)設(shè)備實(shí)際上為組合的管件裝載機(jī)和管件升降機(jī)，結(jié)果形成非常緊湊的管件搬運(yùn)設(shè)備和管件搬運(yùn)系統(tǒng)。此外，組合的結(jié)果是，用于搬運(yùn)管件的方法可更加有效。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一優(yōu)勢在于安全性增加，與使用單獨(dú)設(shè)備相比，所述設(shè)備需要更少的交接。根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，塔可為例如鉆探設(shè)備結(jié)構(gòu)或管安放塔。管安放塔優(yōu)選為適用于J型管安放操作。塔設(shè)置有用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置。這種提升裝置可為例如包括絞車和起重纜索的起重裝置?；蛘?，在J型安放塔中，可設(shè)置懸吊夾具，用于控制管件的降下和升起。待升起和/或降下的管件可為單個管件或多個連接的管件，例如一串互連的管件。在J型管安放操作中，管件為管區(qū)段。經(jīng)常搬運(yùn)兩個，三個或甚至四個長度的管區(qū)段，即 兩個，三個或四個通常40英尺(12米)長度的焊接在一起的管(例如在船上或更早之前)。根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)和方法的優(yōu)勢在于，系統(tǒng)是緊湊的并且占據(jù)僅小體積的支撐表面。當(dāng)管件搬運(yùn)系統(tǒng)要設(shè)置在船上時，這尤其有利，其中用于支撐塔的支座，也可能管件供應(yīng)系統(tǒng)，通過船的甲板形成。船可能為單體設(shè)計(jì)，但也可能為其它設(shè)計(jì)(例如半潛水船、改裝的鉆探設(shè)備等)。或者，塔由平臺、碼頭或陸地支撐。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)置有用于將管件供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位置的管件供應(yīng)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可例如輸送來自管件儲存裝置的管件，在管件儲存裝置中管件可沿水平或豎直朝向儲存。供應(yīng)系統(tǒng)可例如包括提升裝置，用于旋轉(zhuǎn)管件的旋轉(zhuǎn)裝置，用于輸送管件的臺車和(如可能)用于臺車的軌或一組軌。管件供應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)選為設(shè)置在用于支撐塔的支座上，但也可構(gòu)思出替代性位置，例如管件供應(yīng)船。通常，管件搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)置有用于在基本水平供應(yīng)位置和塔的管件提升裝置之間輸送管件的管件搬運(yùn)設(shè)備。已知的管件搬運(yùn)設(shè)備包括適于抓取管件的抓取器，基部和臂。可設(shè)置一個或多個抓取器，其附接于臂。在優(yōu)選實(shí)施例中，抓取器繞抓取器旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地附接于臂。這樣，通過抓取器保持的管件的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)也成為可能。在替代實(shí)施例中，可設(shè)置抓取器組件，其包括例如在適合的液壓促動器作用下，可繞平行于臂結(jié)構(gòu)的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的抓取器臂結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，在抓取器臂結(jié)構(gòu)的端部，配置可抓取管件的多個管抓取器。臂可在用于抓取處于基本水平供應(yīng)位置的管件的降下位置和用于將管件傳送至塔的管件提升裝置的升起位置之間沿臂樞轉(zhuǎn)方向繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線相對于基部樞轉(zhuǎn)，反之亦可。優(yōu)選的是，設(shè)置用于旋轉(zhuǎn)臂的臂旋轉(zhuǎn)裝置，其可例如包括一個或多個液壓促動缸。根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)設(shè)備設(shè)置有豎直延伸的框架，其中所述基部通過所述框架引導(dǎo)，并能夠以豎直平移運(yùn)動相對于框架移動。豎直延伸的框架可為通過支座支撐的構(gòu)造，或在替代實(shí)施例中為塔的一部分。豎直延伸的框架可包括一個或多個軌，基部可沿該一個或多個軌移動。豎直運(yùn)動可通過液壓、氣動或電氣裝置實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，臂包括通過水平臂樞轉(zhuǎn)軸線連接于基部的不可旋轉(zhuǎn)的臂部和包括一個或多個抓取器的可旋轉(zhuǎn)的臂部?？尚D(zhuǎn)的臂部可相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部繞臂的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，在臂的升起位置，臂的旋轉(zhuǎn)軸線基本平行于塔延伸。該實(shí)施例允許通過抓取器保持的管件的更加精確的定位。在優(yōu)選實(shí)施例中，臂為長形的臂，且臂的旋轉(zhuǎn)軸線平行于長形的臂的縱向軸線。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的目的通過提供臂實(shí)現(xiàn)，所述臂具有通過水平臂樞轉(zhuǎn)軸線連接于基部的不可旋轉(zhuǎn)的臂部和包括一個或多個抓取器的可旋轉(zhuǎn)的臂部，可旋轉(zhuǎn)的臂部可相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部繞臂的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，在臂的升起位置，臂的旋轉(zhuǎn)軸線基本平行于塔延伸。這種搬運(yùn)系統(tǒng)尤其有利于管安放系統(tǒng)。


下面參照附圖中顯示的優(yōu)選實(shí)施例，更詳細(xì)地揭示本發(fā)明。在附圖中
圖I以透視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的舉例，其在使用中處于第一位置； 圖2顯示了圖I的系統(tǒng)，其在使用中處于第二位置；
圖3顯示了圖I的系統(tǒng)，其在使用中處于第三位置；
圖4顯示了圖I的系統(tǒng)，其在使用中處于第四位置；
圖5顯示了圖I的系統(tǒng)，其在使用中處于第五位置；
圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的替代性實(shí)施例，其處于第一位置；
圖7顯示了圖6的系統(tǒng)，其在使用中處于第二位置；
圖8以放大圖顯示了圖6的管件搬運(yùn)設(shè)備在第一位置的細(xì)節(jié)；
圖9以放大圖顯示了圖6的管件搬運(yùn)設(shè)備在第二位置的細(xì)節(jié)；
圖IOa-IOe以透視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的替代性舉例，其處于使用中的各個位置；
圖Ila-Ile以透視圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的另一替代性舉例，其處于使用中的各個位置。
具體實(shí)施例方式在圖I中，顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)I。管件搬運(yùn)系統(tǒng)I包括用于支撐塔10的支座20。塔10在該實(shí)施例中為管線投放塔10，以下將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。塔10允許通過月池(未顯示)或在支座20旁投放管線(和將解釋的其它物體)。此處，塔定位在支座20的端側(cè)，例如可能在船的尾側(cè)。在替代性布局中，塔10可例如配置在船的左舷側(cè)或船的右舷側(cè)，或船的中央部分。在另一未顯示的實(shí)施例中，塔可具有在月池上延伸的井架(例如格子狀框架)的形式，其中作業(yè)線或管件投放軌道在井架結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)過。塔10的下端通過具有水平樞轉(zhuǎn)軸線的樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)21支撐在支座20上，此處，樞轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)21的水平樞轉(zhuǎn)軸線垂直于支座20的中線。根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)設(shè)備適合在基本水平供應(yīng)位置和塔的管件提升裝置甚至塔的傾斜位置的管件提升裝置之間輸送管件。至少一個(此處兩個)伸縮構(gòu)件22配置在支座20和塔10之間，以允許調(diào)整塔10的傾斜度。在該舉例中，塔10的傾斜度可在相對于鉛垂線O度至20度的范圍內(nèi)變化。需要時，可設(shè)想較小或較寬范圍的塔的傾斜度(或甚至不可傾斜的塔)。當(dāng)執(zhí)行J型安放操作時，有時希望將塔10配置成本領(lǐng)域公知的傾斜度。在該舉例中，塔10包括通過多個水平橫梁24、25互連的兩個隔開的主要豎直梁13。在顯示的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備設(shè)置在也適用于卷筒式安放的船上。根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備也適用于具有僅適用于J型安放管的塔的船。在顯示的實(shí)施例中，適用于管線的卷筒式安放，在塔10的上端配置有管線引導(dǎo)件，此處具體化為圓形管線引導(dǎo)構(gòu)件27，在其上可引導(dǎo)待安放的管線?；蛘撸稍O(shè)置具有輥的半圓形引導(dǎo)構(gòu)件。這樣，引導(dǎo)構(gòu)件27將來自卷筒的管線轉(zhuǎn)移至設(shè)想的管件投放軌道30，此處管件投放軌道30沿塔10的面向月池的一側(cè)延伸。軌道30此處基本平行于塔10，并且即使塔10發(fā)生傾斜時也保持這樣。管線引導(dǎo)構(gòu)件27借助可樞轉(zhuǎn)地連接在塔10上的梁26可縮回地安裝在塔上。管 線引導(dǎo)構(gòu)件27在圖2中顯示為處于縮回位置。在塔為所述月池上方的井架的實(shí)施例中，軌道將在所述井架內(nèi)延伸。在該舉例(優(yōu)選情況)中，塔10裝設(shè)有兩個管線張緊器，上張緊器40和下張緊器50。兩個張緊器40，50的這種配置允許執(zhí)行大量的操作(多于單個張緊器的情況)，然而，較多數(shù)量的張緊器(盡管本發(fā)明中也可能)被認(rèn)為將不理想地增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。張緊器在海上管安放的領(lǐng)域內(nèi)公知。通常，這種張緊器包括張緊器框架和多個例如四個無端軌道，無端軌道以移動方式支撐在框架中，以允許張緊器之間間距的變化，從而至少容納各種管線直徑。此處，張緊器40和50的設(shè)計(jì)相似。在此處顯示的舉例中，各張緊器包括張緊器框架41，51。各張緊器40，50的框架由塔10借助相關(guān)的支撐組件支撐。在該優(yōu)選實(shí)施例中，張緊器40，50均通過由兩組平行支撐桿45、55組成的平行桿連桿機(jī)構(gòu)支撐，各組平行支撐桿45、55位于框架的一側(cè)。如通常那樣，桿45，55的兩端分別樞轉(zhuǎn)連接在塔10和框架上。桿55在圖2中清楚可見。從圖I和圖2中容易看出，各張緊器框架(和配置其中的軌道單元)可在活動位置(圖2)和縮回且不可操作位置(圖I)之間位移，在活動位置，管線投放軌道30延伸通過軌道之間的張緊器框架，使得軌道可接合到管件上，在縮回且不可操作位置，管線投放軌道30延伸至張緊器框架之外。在該舉例中，在縮回位置，各張緊器40，50容納在通過縮回的張緊器上方和下方的豎直梁和水平梁形成的塔10中的開口之間。這提供了各張緊器在縮回位置的停靠站。塔10優(yōu)選為設(shè)置有一個或多個平臺，以便船員可接近在縮回和甚至活動位置的張緊器。除塔10中的兩個張緊器之外，管安放系統(tǒng)可進(jìn)一步包括固定或靜止的管線支撐裝置，其配置在張緊器40，50下方，并適于靠自身支撐向海底懸置的投放管線的整體重量。在附圖中，工作站28定位在管線支撐裝置上方。管線支撐裝置可為固定摩擦夾具，其具有接合到管線上的一個或多個夾持元件，所述夾持元件在支撐管線時固定，且不是軌道的一部分(如張緊器中那樣)，使得不可沿管線軸線方向利用所述固定摩擦夾具移動管線。工作站28，例如用于在例如位于焊接或其它連接的區(qū)域中涂覆管線，此處設(shè)置在下張緊器50下方。站28也可在所述位置(需要時以可拆卸方式)安裝在塔10上。該系統(tǒng)可在一個或多個所述站或單獨(dú)站設(shè)置有無損測試或NDT設(shè)備?？梢赃@樣固定管線支撐裝置允許基本在垂直于支撐管線的平面上的位移，在支撐管線的負(fù)載時也可能。在這方面，“固定”基本意味“在管線的方向上固定”。優(yōu)選的是，支撐裝置具體化為可接合到管線上的固定懸吊夾具，其例如具有一個或多個支撐元件，該一個或多個支撐元件在軸環(huán)下方接合到管線上，并以固定方式支撐管線。這些懸吊夾具通常包括多個移動夾持部分，多個移動夾持部分允許夾具打開以便釋放管線和使管線通行，并允許夾具關(guān)閉以便支撐管線。配置在張緊器40、50下方的所述固定或靜止管線支撐裝置，優(yōu)選為不通過塔10支撐，而支撐在船體上，其例如借助月池上方的艙口或其它方式，例如安裝在船體上的滑動靜止管線支撐裝置(優(yōu)選為支座20的水平)。應(yīng)注意，需要時，支撐裝置可通過塔支撐。在優(yōu)選實(shí)施例中，管線支撐裝置集成于艙口組件或由其支撐，且當(dāng)通過管線支撐裝置保持時，一個或多個艙口面板適于支撐投放的管線的重量。如對于海上管安放船所常見的那樣，系統(tǒng)I包括A&R系統(tǒng)，其用于管線的拋投和回收，和用于降下配件，例如PLET。A&R系統(tǒng)大體上包括用于主要A&R線81的主要A&R絞車。該線81在多個絞輪上被弓丨導(dǎo)，包括A&R絞輪82，其可配置成使得A&R線的端部在塔10的上端與軌道30對齊。A&R線可能因此沿所述管線投放軌道30向下延伸。優(yōu)選的是，如在該實(shí)施例中那樣，絞輪82配置為顯著地在上張緊器40上方，優(yōu)選為在其上方至少4米?？蛇x的是，將所述絞輪提供在下張緊器上方且上張緊器下方。這會存在當(dāng)使用A&R系統(tǒng)時降低由系統(tǒng)搬運(yùn)的配件的高度的缺陷。管件搬運(yùn)系統(tǒng)I進(jìn)一步包括配件供應(yīng)系統(tǒng)70，其適于使配件(此處舉例為PLET71)處于與管線投放軌道30對齊和/或與管線支撐裝置保持的投放管件對齊的位置，使得所述配件71可與所述(投放的)管線連接。配件供應(yīng)系統(tǒng)70包括在支座20上方延伸的軌結(jié)構(gòu)。在該舉例中，軌結(jié)構(gòu)包括軌的第一伸長部72和與軌的第一伸長部72垂直的第二伸長部73，第二伸長部73 “跨”月池延伸，且在該舉例中進(jìn)入工作站28。工作站28設(shè)置有門29，其允許PLET 71的進(jìn)入。PLET搬運(yùn)裝置75也設(shè)置在軌73上，以將PLET從儲存位置移動到塔中。工作站28可在PLET的頂部進(jìn)行管件的焊接。此處，在上張緊器40的高度，塔10還設(shè)置有J型安放設(shè)備90，其可在活動和縮回位置之間位移。此處，在顯示在圖I中的縮回位置，該J型安放設(shè)備90配置在塔10的橫向側(cè)。在顯示在圖2中的活動位置，J型安放設(shè)備90配置成允許關(guān)于配置在軌道30內(nèi)的管線的操作。J型安放設(shè)備90此處包括外部管區(qū)段對齊裝置91，其可包括一個或多個管夾具92以及用于實(shí)現(xiàn)這些夾具的對齊運(yùn)動的相關(guān)促動器，以便使新進(jìn)管件的下端部與由下張緊器50保持的管件的上端部精確對齊。在優(yōu)選實(shí)施例中，這種管區(qū)段對齊裝置91可稱為校直工具。在顯示的實(shí)施例中，還設(shè)有內(nèi)部校直夾具(ILUC)95，在管區(qū)段焊接的期間使用。在該舉例中，設(shè)備90進(jìn)一步包括管區(qū)段工作站，例如焊接站35，設(shè)置在下張緊器50上方，與上張緊器4 O相同水平。當(dāng)上張緊器40縮回時，如圖I和2所示，焊接裝置35可定位在下張緊器50上方的作業(yè)線30中。焊接站35優(yōu)選包括焊接腔室。焊接設(shè)備可配置在所述焊接站中以將管線端部焊接在一起。在顯示的實(shí)施例中，張緊器40、50，管線支撐裝置例如懸吊夾具和/或A&R系統(tǒng)可用作以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置。
管件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在支座上，用于將管件供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位置，在附圖未顯示。管件搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)置有管件搬運(yùn)設(shè)備2，其用于在基本水平供應(yīng)位置(顯示在圖I中)和塔的管件提升裝置(顯示在圖5中)之間輸送管件3。管件搬運(yùn)設(shè)備2包括適于抓取管件3的兩個抓取器4a，4b。抓取器4a，4b連接至可旋轉(zhuǎn)的臂部5a?？尚D(zhuǎn)的臂部5a可繞臂的縱向旋轉(zhuǎn)軸線相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部5b旋轉(zhuǎn)。比較圖4和5后，可見到該旋轉(zhuǎn)。不可旋轉(zhuǎn)的臂部5b通過水平臂旋轉(zhuǎn)軸線6’可樞轉(zhuǎn)地連接于基部6。結(jié)果，臂5可沿臂樞轉(zhuǎn)方向B相對于基部6在用于抓取處于基本水平供應(yīng)位置(顯示在圖I中)的管件的降下位置和用于將管件傳送至塔的管件提升裝置(顯示在圖4中)的升起位置之間樞轉(zhuǎn)，反之亦可。在該實(shí)施例中顯示的臂5可在液壓促動缸6a的幫助下相對于基部6旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，豎直延伸框架7沿塔10設(shè)置，其中所述基部6通過所述框架7引導(dǎo)，并可相對于框架7以豎直平移運(yùn)動來移動。接下來通過遵循圖1-5中顯示的步驟，顯示了用于在基本水平供應(yīng)位置和用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置之間搬運(yùn)管件的方法，其中該方法使用根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)。在圖I中，通過抓取器4a，4b顯示管件3的抓取。張緊器40，50均定位在縮回位置。J型安放設(shè)備90顯示為在其非活動位置。塔10在豎直、非傾斜位置。管線引導(dǎo)構(gòu)件27位于安放柔性管線的活動位置。在圖2中，下張緊器50不再縮回，且定位在作業(yè)線30中。管線引導(dǎo)構(gòu)件27縮回，且J型安放設(shè)備90 (包括工作站35)移動至活動位置。在圖3中，管件搬運(yùn)設(shè)備的基部6已經(jīng)相對于豎直延伸框架7和塔10以豎直平移運(yùn)動移動至升高的位置，在該實(shí)施例中，處于上張緊器40的水平。在圖4中可見，臂5已經(jīng)相對于基部6從降下位置(顯示在圖3中)旋轉(zhuǎn)至升起位置(顯示在圖4中)，在降下位置管件3位于水平位置，在升起位置管件4位于豎直位置。從圖4和5之間可見相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部5b旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)的臂部5a的步驟。通過該旋轉(zhuǎn)，管件3旋轉(zhuǎn)進(jìn)入校直工具91。在圖6和7中，顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的替代實(shí)施例100。管件搬運(yùn)系統(tǒng)100包括塔110，其支撐在船121的甲板120上。塔110由甲板120繞樞轉(zhuǎn)軸線IlOa可樞轉(zhuǎn)地支撐。塔110設(shè)置在船130的尾側(cè)。塔110包括通過水平梁112互連的兩個長形的豎直梁111。水平梁112支撐管件夾具113，其可支撐或引導(dǎo)作業(yè)線130中的管件(在圖6中的作業(yè)線130中設(shè)有管件131)。為了引導(dǎo)管件，夾具113設(shè)置有輥113a。塔110在上側(cè)設(shè)置有校直工具190，該校直工具190包括用于將塔110中的管件精確定位在作業(yè)線130中的夾具191。塔110在升高位置且在校直工具190下方設(shè)置有工作站135。定位在校直工具190中并通過校直工具對齊的管件可借助在工作站135中的焊接與之前投放的管件連接。塔包括用于以基本豎直朝向降下管件的懸吊夾具。懸吊夾具可集成到定位在位于月池105上方的月池艙口 104或定位在該艙口 104的下方，作業(yè)線130延伸通過該艙口104。僅示意地顯示了管件供應(yīng)系統(tǒng)140。管件供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置在甲板120上，并將管件132供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位置，如在圖6中可見的。根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)設(shè)備150以放大圖顯示在圖8和9中。管件搬運(yùn)設(shè)備150適用于在顯示于圖6中的基本水平供應(yīng)位置和顯示于圖7中的塔的管件提升裝置之間輸送管件132。管件搬運(yùn)設(shè)備150包括適于抓取管件的兩個抓取器154a和154b。抓取器可通過液壓促動器153促動。抓取器154a，154b安裝到臂155，臂155包括可旋轉(zhuǎn)的部分155a和不可旋轉(zhuǎn)的部分155b。抓取器安裝于可旋轉(zhuǎn)的部分155a?？尚D(zhuǎn)的部分155a可繞臂155的縱向旋轉(zhuǎn)軸線相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部155b旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)的臂部155a可借助通過電機(jī)157b促動的嚙合齒輪和小齒輪組件157a旋轉(zhuǎn)。與顯示在圖6和8中的情況相比，在圖7和9中，可旋轉(zhuǎn)的臂部155a已經(jīng)相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部155b旋轉(zhuǎn)?？稍O(shè)置在圖8和9中詳細(xì)顯示的管止擋件170，在顯示的實(shí)施例中，其連接于不可旋轉(zhuǎn)的臂部155b。例如當(dāng)向管件搬運(yùn)設(shè)備供應(yīng)管時這是有利的，以限定管相對于抓取器的位置。此外，當(dāng)管件搬運(yùn)設(shè)備在升起位置時這是有利的，以提供用于升起的管區(qū)段的止擋件。不可旋轉(zhuǎn)的臂部155b通過樞轉(zhuǎn)軸線156a連接于基部156。液壓促動器167設(shè)置成使臂155能夠相對于基部156旋轉(zhuǎn)，直到設(shè)置在不可旋轉(zhuǎn)的臂部155b上的止擋件145和設(shè)置在基部156上的止擋件146彼此接觸。與顯示在圖6和8中的情況相比，在圖7和9中，臂155已經(jīng)相對于基部156旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，基部156可以豎直平移運(yùn)動相對于塔110的豎直梁111移動。此處，豎直梁111設(shè)置有軌160，在該舉例中設(shè)置有轉(zhuǎn)向架161的基部156可沿軌160移動。為了能夠進(jìn)行豎直平移，基部156設(shè)置有滑輪165，繞滑輪165引導(dǎo)有起重纜索166。起重纜索通過絞車(未顯示)操作，其允許起重纜索在滑輪165和168上運(yùn)動。在圖7中，基部156已經(jīng)相對于顯示在圖6中的基部156的位置有所提升。圖IOa-IOe以透視圖非常示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的替代性舉例200。管件搬運(yùn)系統(tǒng)200包括塔201，具有用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件202的管件提升裝置(未顯示)。塔201支撐在用于支撐管件安放塔的未顯示的支座上，還設(shè)置有支座所支撐的管件供應(yīng)系統(tǒng)(也未顯示)。管件供應(yīng)系統(tǒng)適于將管件供應(yīng)至塔201附近的基本水平供應(yīng)位置。在圖IOa中，管件203已經(jīng)被供應(yīng)至基本水平供應(yīng)位置。管件搬運(yùn)設(shè)備205設(shè)置成用于在顯示于圖IOa中的基本水平供應(yīng)位置和塔201的(未顯示的)管件提升裝置之間輸送管件203。管件搬運(yùn)設(shè)備205包括適于抓取管件203 的兩個抓取器206、以及基部209。抓取器206附接于臂208，臂208可在顯示的實(shí)施例中在缸211的幫助下，沿臂樞轉(zhuǎn)方向B繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線210相對于基部209樞轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)B可見于圖IOb和IOc :在圖IOb中，臂208在水平位置，而在圖IOc中，抓取管件203的臂208已經(jīng)繞樞轉(zhuǎn)軸線210樞轉(zhuǎn)至基本豎直位置。管件搬運(yùn)設(shè)備205進(jìn)一步包括豎直延伸框架，此處由塔201形成，其中所述基部209由所述框架引導(dǎo)，并且能夠以豎直平移運(yùn)動相對于框架201移動。該豎直平移運(yùn)動T在圖IOa和IOb中可見在圖IOa中，基部209定位在塔201的下端部，而在圖IOb中，基部定位在塔201的上端部。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，顯示在圖10中的臂208包括通過水平臂樞轉(zhuǎn)軸線210連接于基部209的不可旋轉(zhuǎn)的臂部208a和包括抓取器206的可旋轉(zhuǎn)的臂部208b。可旋轉(zhuǎn)的臂部208b可繞臂208的旋轉(zhuǎn)軸線215相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部208a旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線215在臂208的升起位置基本平行于塔201延伸。這可見于圖10c、IOd和10e，其中，不可旋轉(zhuǎn)的臂部208a保持在相同的升起位置，而可旋轉(zhuǎn)的臂部208b沿方向R繞旋轉(zhuǎn)軸線215向顯示在圖IOe中的傳送位置旋轉(zhuǎn)，在傳送位置，管件203被傳送至塔201的管件提升裝置(未顯示)，位于已經(jīng)在塔中的管件202之上。盡管未顯示，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可構(gòu)思出，管件搬運(yùn)系統(tǒng)例如圖10示意性所示的 管件搬運(yùn)系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā)明的兩個管件搬運(yùn)設(shè)備。例如，管件搬運(yùn)系統(tǒng)可包括單個塔，該單個塔包括兩個平行的豎直延伸的框架，兩個管件搬運(yùn)設(shè)備的基部可沿豎直延伸的框架移動。例如，兩個管件搬運(yùn)設(shè)備可以交替的頻率操作。在圖Ila-Ile中顯示了根據(jù)本發(fā)明的管件搬運(yùn)系統(tǒng)的另一替代性舉例300。管件搬運(yùn)系統(tǒng)300包括塔301，該塔301具有用于以基本豎直朝向降下和/或升起塔中的管件303的管件提升裝置(未顯示)。在該實(shí)施例中，塔301稍微傾斜，且因此，管件303的降下/升起優(yōu)選為也發(fā)生在相同稍微傾斜的角度。塔301設(shè)置在支座302上，在其上也設(shè)置有管件供應(yīng)系統(tǒng)(未顯示)，管件供應(yīng)系統(tǒng)將管件304供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位置。管件搬運(yùn)設(shè)備310設(shè)置成用于在顯示于圖Ila中的基本水平供應(yīng)位置和顯示于圖Ild中的塔的管件提升裝置之間輸送管件304。管件搬運(yùn)設(shè)備310包括適于抓取管件304的抓取器311、以及基部312。管件搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)一步包括豎直延伸的框架，在顯示的實(shí)施例中為塔301的一部分?；?12由塔301引導(dǎo)，并能夠以豎直平移運(yùn)動T相對于塔301移動，其可見于圖11a，Ilb和11c。管件搬運(yùn)設(shè)備310進(jìn)一步包括臂315，抓取器311附接于臂315。臂315可在缸314的幫助下，沿臂樞轉(zhuǎn)方向B繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線313相對于基部312樞轉(zhuǎn)。臂315可在顯示于圖Ila中的用于抓取處于基本水平供應(yīng)位置的管件304的降下位置和顯示于圖Ilc中的用于將管件傳送至塔的管件提升裝置的升起位置之間樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，臂315包括通過水平臂樞轉(zhuǎn)軸線313連接于基部312的不可旋轉(zhuǎn)的臂部315a，和包括抓取器311的可旋轉(zhuǎn)的臂部315b。可旋轉(zhuǎn)的臂部315b可相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部315a繞臂的旋轉(zhuǎn)軸線320旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線320在臂315的升起位置基本平行于塔301延伸。在圖Ilb中，臂的旋轉(zhuǎn)軸線320顯示為在臂的降下位置基本垂直于塔301延伸。在將管件304傳送至管件提升裝置(未顯示)之后，在已經(jīng)設(shè)置在塔301中的管件303上方的位置，允許管件搬運(yùn)設(shè)備310移動回到用于抓取處于基本水平供應(yīng)位置的新進(jìn)管件的降下位置。當(dāng)管件搬運(yùn)設(shè)備310的基部312在升高位置時，可在任意時間將這種新進(jìn)管件330供應(yīng)至供應(yīng)位置。在管件搬運(yùn)設(shè)備310的向后運(yùn)動期間，基部312由框架(此處為塔301)引導(dǎo)，相對于框架進(jìn)行豎直平移下降運(yùn)動T’。而且，可旋轉(zhuǎn)的臂部315b沿方向R’繞臂的旋轉(zhuǎn)軸線320相對于不可旋轉(zhuǎn)的臂部315a向后旋轉(zhuǎn)。最后 ，臂315整體沿方向B’相對于基部312向后樞轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.ー種管件搬運(yùn)系統(tǒng)，包括 -塔，所述塔包括用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置， -支座，用于支撐管件安放塔， -管件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在所述支座上，用于將管件供應(yīng)至所述塔附近的基本水平供應(yīng)位置， -管件搬運(yùn)設(shè)備，用于在所述基本水平供應(yīng)位置和所述塔的管件提升裝置之間輸送管件，其中所述管件搬運(yùn)設(shè)備包括-適于抓取所述管件的抓取器， -基部，-臂，一個或多個抓取器附接于所述臂，所述臂能夠相對于所述基部沿臂樞轉(zhuǎn)方向繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線在用于抓取處于所述基本水平供應(yīng)位置的管件的降下位置和用于將管件傳送至所述塔的管件提升裝置的升起位置之間樞轉(zhuǎn)，并且可以沿相反方向樞轉(zhuǎn)， 其特征在干，所述管件搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)一歩包括豎直延伸的框架，其中所述基部由所述框架引導(dǎo)，井能夠以豎直平移運(yùn)動相對于所述框架移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述臂包括通過所述水平臂樞轉(zhuǎn)軸線連接于所述基部的不可旋轉(zhuǎn)的臂部、以及包括所述ー個或多個抓取器的可旋轉(zhuǎn)的臂部，所述可旋轉(zhuǎn)的臂部能夠相對于所述不可旋轉(zhuǎn)的臂部繞所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線在所述臂的升起位置基本平行于所述塔延伸。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述抓取器繞抓取器旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地附接于所述臂。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述臂在一個或多個液壓促動缸的作用下能夠相對于所述基部樞轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述塔進(jìn)一歩包括用于降下和/或升起配件的配件提升裝置，所述配件尤其是諸如PLET的大體積配件，且其中進(jìn)ー步設(shè)置有配件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在所述支座上，用于將配件供應(yīng)至所述塔的配件提升裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述管件供應(yīng)系統(tǒng)和所述配件供應(yīng)系統(tǒng)位于所述塔的相同側(cè)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述塔能夠傾斜，且其中所述管件搬運(yùn)設(shè)備適合于在基本水平供應(yīng)位置和用于將所述管件傳送至傾斜的塔的管件提升裝置的升起位置之間輸送管件。
8.ー種鉆探設(shè)備，包括前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述塔包括鉆探設(shè)備結(jié)構(gòu)，且其中所述管件提升裝置包括用于升起和降下一串互連的管件的起重裝置。
9.ー種海上管安放系統(tǒng)，包括前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，其中所述塔為管安放塔。
10.一種用于在基本水平供應(yīng)位置和用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置之間搬運(yùn)管件的方法，其中所述方法使用前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的管件搬運(yùn)系統(tǒng)，所述方法包括-通過所述抓取器抓取所述管件， -使所述臂繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線相對于所述基部在降下位置和升起位置之間旋轉(zhuǎn)， -使所述基部以豎直平移運(yùn)動相對于所述豎直延伸的框架移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述臂包括通過所述水平臂樞轉(zhuǎn)軸線連接于所述基部的不可旋轉(zhuǎn)的臂部、以及包括所述ー個或多個抓取器的可旋轉(zhuǎn)的臂部，所述可旋轉(zhuǎn)的臂部能夠繞所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線相對于所述不可旋轉(zhuǎn)的臂部旋轉(zhuǎn)，所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線在所述臂的升起位置基本平行于所述塔延伸，其中所述方法進(jìn)ー步包括使所述可旋轉(zhuǎn)的臂部相對于所述不可旋轉(zhuǎn)的臂部旋轉(zhuǎn)的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述抓取器繞抓取器旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)地附接于所述臂，并且其中所述方法進(jìn)ー步包括使所述抓取器旋轉(zhuǎn)的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述方法為鉆探操作的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，所述方法為管安放操作的一部分。
15.ー種管件搬運(yùn)系統(tǒng)，尤其是ー種管安放系統(tǒng)，包括 -塔，所述塔包括用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置， -支座，用于支撐管件安放塔， -管件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在所述支座上，用于將管件供應(yīng)至所述塔附近的基本水平供應(yīng)位置， -管件搬運(yùn)設(shè)備，用于在所述基本水平供應(yīng)位置和所述塔的管件提升裝置之間輸送管件，其中所述管件搬運(yùn)設(shè)備包括-適于抓取所述管件的抓取器， -基部，-臂，一個或多個抓取器附接于所述臂，所述臂能夠相對于所述基部沿臂樞轉(zhuǎn)方向繞水平臂樞轉(zhuǎn)軸線在用于抓取處于所述基本水平供應(yīng)位置的管件的降下位置和用于將管件傳送至所述塔的管件提升裝置的升起位置之間樞轉(zhuǎn)，并且可以沿相反方向樞轉(zhuǎn)， 其特征在于，所述臂包括通過所述水平臂樞轉(zhuǎn)軸線連接于所述基部的不可旋轉(zhuǎn)的臂部、以及包括所述ー個或多個抓取器的可旋轉(zhuǎn)的臂部，所述可旋轉(zhuǎn)的臂部能夠相對于所述不可旋轉(zhuǎn)的臂部繞所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，所述臂的旋轉(zhuǎn)軸線在所述臂的升起位置基本平行于所述塔延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管件搬運(yùn)系統(tǒng)(1)，包括塔(10)，包括用于以基本豎直朝向降下和/或升起管件的管件提升裝置；支座(20)，用于支撐管件安放塔；管件供應(yīng)系統(tǒng)，優(yōu)選為設(shè)置在支座上，用于將管件供應(yīng)至塔附近的基本水平供應(yīng)位置；管件搬運(yùn)設(shè)備(2)，用于在基本水平供應(yīng)位置和塔的管件提升裝置之間輸送管件，其中管件搬運(yùn)設(shè)備包括適于抓取管件的抓取器(4a，4b)，基部(6)，和臂(5)，一個或多個抓取器附接于該臂，臂可相對于臂中的基部樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，管件搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)一步包括豎直延伸的框架(7)，其中所述基部由豎直延伸的框架引導(dǎo)，并能夠以豎直平移運(yùn)動相對于框架移動。
文檔編號F16L1/19GK102686925SQ201080043961
公開日2012年9月19日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者J.魯?shù)潜? R.L.W.諾文斯, T.W.A.維梅杰 申請人:伊特雷科公司