一種輕型雙節(jié)點(diǎn)管道j型鋪設(shè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管道鋪設(shè)設(shè)備，尤其涉及一種輕型雙節(jié)點(diǎn)管道J型鋪設(shè)系統(tǒng)，主要用于深水海底管道及立管的鋪設(shè)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著油氣資源需求量的不斷增加，海洋油氣的開(kāi)發(fā)不斷向深海邁進(jìn)。目前，適用于深水海底管道鋪設(shè)的方法主要為S-Lay和J-Lay。由于S-Lay鋪設(shè)方法中管道彎曲變形大，需要托管架和較大的張緊器能力，限制了其適用。而J型海底管線(xiàn)鋪設(shè)法是一種將管線(xiàn)接近垂直的形態(tài)下放到海床上的管線(xiàn)鋪設(shè)方法，所需的管線(xiàn)張力小、鋪設(shè)過(guò)程中管線(xiàn)懸掛長(zhǎng)度小、鋪設(shè)后管線(xiàn)殘余應(yīng)力小，因此被認(rèn)為是深水管線(xiàn)鋪設(shè)的最適用方法。
[0003]目前國(guó)際上J型鋪管船大部分都是通過(guò)改裝得到的，但根據(jù)鋪管船J型鋪設(shè)系統(tǒng)、起重吊運(yùn)和鋪管能力等的不同，大體將其分為輕型雙節(jié)點(diǎn)管道和重型兩類(lèi)。雖然重型J型鋪管船的管徑范圍、鋪設(shè)水深、起重吊運(yùn)能力和鋪設(shè)能力有一定增加。但其鋪設(shè)形式一般比較單一，而且目前這些比較大型J型鋪管船和J型鋪管先進(jìn)技術(shù)都主要集中在荷蘭的Heerema，意大利的Saipem和美國(guó)的McDermott等少數(shù)大公司手中，其鋪設(shè)系統(tǒng)也并非完美。
[0004]輕型雙節(jié)點(diǎn)管道J型鋪管船一般其鋪管塔架都不高，大多采用2X2節(jié)點(diǎn)(有兩段2節(jié)點(diǎn)管同時(shí)處于J型塔上進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，2節(jié)點(diǎn)管道長(zhǎng)24.4m)或者1X4節(jié)點(diǎn)(只有單根4節(jié)點(diǎn)管道處于J型塔上進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，4節(jié)點(diǎn)管道長(zhǎng)48.Sm)的鋪設(shè)形式，大部分都是針對(duì)2000m以?xún)?nèi)水深小管徑柔性管道進(jìn)行鋪設(shè)。但是這類(lèi)鋪管船的費(fèi)用相對(duì)較低，而且在其能力范圍內(nèi)鋪設(shè)效率也不遜于重型鋪管船，相比較而言，綜合能力比較強(qiáng)。意大利Saipem公司的SaiBOS FDS是一艘具備動(dòng)態(tài)定位的深水多功能起重鋪管船，塔架52m高，可以完成1X4節(jié)點(diǎn)(單根4節(jié)點(diǎn)管段處于J型塔上進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，4節(jié)點(diǎn)管段長(zhǎng)48.Sm)的鋪設(shè)形式，鋪設(shè)水深為2000m，其鋪設(shè)傾角范圍可以達(dá)到45°至96°，并且可以通過(guò)鋪管船進(jìn)行其他操作而不需要使用其他輔助船，這是J型鋪管船里唯一的一艘能達(dá)到如此大傾角的鋪管船。
[0005]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)編號(hào)為US 20030231931A1的專(zhuān)利“FLEX J-LAY TOWER”設(shè)計(jì)了一個(gè)固定的塔架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要為桁架結(jié)構(gòu)，通過(guò)其內(nèi)部卡夾的控制，使塔架上待鋪設(shè)管段的下端產(chǎn)生一定的彎曲，完成與鋪設(shè)入水管道的對(duì)接。由于管段彎曲程度的限制，其可適應(yīng)的角度范圍也相對(duì)較小，且鋪設(shè)管段的彎曲，有可能對(duì)管道造成損傷。而且其塔架上沒(méi)有相關(guān)的上管裝置，需借助船體上的其他起重設(shè)備進(jìn)行管道的傳送，使管段的傳送復(fù)雜化。
[0006]綜上所述，綜合考慮現(xiàn)有各種鋪設(shè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新的深水輕型雙節(jié)點(diǎn)管道J型鋪設(shè)系統(tǒng)，對(duì)結(jié)構(gòu)和設(shè)備都進(jìn)行了優(yōu)化處理，具有較高的鋪設(shè)能力，同時(shí)可以完成一些關(guān)鍵設(shè)備的安裝，提高J型鋪設(shè)的可行性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了提高鋪設(shè)效率、降低相應(yīng)的鋪設(shè)成本而提供一種可行的輕型雙節(jié)點(diǎn)管道J型鋪設(shè)系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括J型塔、J型塔角度調(diào)節(jié)部分、管道傳送部分和管道鋪設(shè)部分，所述J型塔鉸接安裝在船體甲板上，J型塔中間位置的兩側(cè)分別設(shè)置有角度調(diào)節(jié)器連接軸，所述J型塔角度調(diào)節(jié)部分有兩套且每套都包括安裝在船體甲板上的A字架、與A字架上端鉸接的液壓缸主體結(jié)構(gòu)、對(duì)稱(chēng)安裝在液壓缸主體結(jié)構(gòu)兩端的兩個(gè)液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、同時(shí)與兩個(gè)液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)輸出端連接的中間板、均勻設(shè)置在中間板上的兩個(gè)液壓卡夾以及鉸接安裝在對(duì)應(yīng)的角度調(diào)節(jié)器連接軸上的角度調(diào)節(jié)器，所述角度調(diào)節(jié)器的端部設(shè)置有一列與液壓卡夾配合的卡孔；
[0009]所述管道傳送部分包括水平傳送機(jī)構(gòu)、裝載臂和垂向滾輪，所述水平傳送機(jī)構(gòu)設(shè)置在船體甲板上，裝載臂鉸接安裝在船體甲板上，裝載臂上部均勻設(shè)置有至少三個(gè)夾具，每個(gè)夾具通過(guò)鏈接轉(zhuǎn)軸與裝載臂連接，裝載臂上還設(shè)置有吊耳，所述垂向滾輪至少有三個(gè)且均勻設(shè)置在垂向滾輪支撐板上，垂向滾輪支撐板安裝在J型塔上部；
[0010]所述管道鋪設(shè)部分包括張緊器、外部對(duì)中器、焊接站和移動(dòng)平臺(tái)，所述外部對(duì)中器包括對(duì)中器框架、設(shè)置在對(duì)中器框架上的豎直軌道、設(shè)置J型塔中間位置的水平軌道、安裝在豎直軌道上的兩個(gè)對(duì)中液壓缸和分別設(shè)置在對(duì)中液壓缸輸出端的外部對(duì)中器的夾具，且所述對(duì)中器框架安裝在水平軌道上，所述焊接站安裝在J型塔上且位于外部對(duì)中器的下方，所述焊接站的下方設(shè)置有張緊器，移動(dòng)平臺(tái)包括設(shè)置在船體月池中的第一移動(dòng)平臺(tái)軌道、垂直安裝在第一移動(dòng)平臺(tái)軌道上的第二移動(dòng)平臺(tái)軌道和安裝在第二移動(dòng)平臺(tái)軌道上的移動(dòng)平臺(tái)夾具。
[0011]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0012]1.每個(gè)垂向滾輪包括支座、對(duì)稱(chēng)安裝在支座兩側(cè)的兩個(gè)滾輪液壓缸和分別與兩個(gè)滾輪液壓缸的輸出端連接的帶有滾輪的夾具。
[0013]2.所述液壓卡夾與卡孔的截面形狀均為方形。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明綜合考慮國(guó)外各J型鋪設(shè)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及J型鋪設(shè)系統(tǒng)的鋪設(shè)成本、效率和操作性，對(duì)J型鋪設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以完成2X2節(jié)點(diǎn)的鋪設(shè)方式，即完成有兩段2節(jié)點(diǎn)管同時(shí)處于J型塔上進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，每段2節(jié)點(diǎn)管道長(zhǎng)24.4m，焊接設(shè)備與無(wú)損檢測(cè)設(shè)備布置在一起，這樣在檢測(cè)結(jié)果不合格的情況下，可以進(jìn)行及時(shí)的處理，減少不必要的工序，同時(shí)通過(guò)焊接站與涂層站位置的布置，實(shí)現(xiàn)焊接作業(yè)與涂層作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省了管道的鋪設(shè)時(shí)間，增加了鋪設(shè)效率；對(duì)角度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)J型塔角度在70°到110°之間平穩(wěn)的調(diào)節(jié)，可以滿(mǎn)足不同水深和管徑的鋪設(shè)要求，減小管段頂端的受力，保證鋪管作業(yè)的順利進(jìn)行，J型塔底端增設(shè)移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)PLET、PLEM等關(guān)鍵設(shè)備的安裝。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖一(正視方向);
[0016]圖2是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖二(側(cè)視方向)；
[0017]圖3是本發(fā)明的A字架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明的角度調(diào)節(jié)器的正視圖；
[0019]圖5是本發(fā)明的角度調(diào)節(jié)器的俯視圖；
[0020]圖6是本發(fā)明的J型塔角度調(diào)節(jié)部分的液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正視圖；
[0021]圖7是本發(fā)明的J型塔角度調(diào)節(jié)部分的液壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的俯視圖；
[0022]圖8是本發(fā)明的裝載臂的端部的夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖9是本發(fā)明的垂向滾輪的正視圖；
[0024]圖10是本發(fā)明的垂向滾輪的側(cè)視圖；
[0025]圖11是本發(fā)明的外部對(duì)中器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖12是本發(fā)明的移動(dòng)平臺(tái)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028]本發(fā)明包括J型塔、J型塔角度調(diào)節(jié)部分、管道傳送部分和管道鋪設(shè)部分。J型塔是整個(gè)鋪管系統(tǒng)里的核心部分，用來(lái)支撐、固定和連接J型鋪設(shè)的其他結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵設(shè)備；J型塔角度調(diào)節(jié)部分包括角度調(diào)節(jié)器、A型架和液壓缸，連接在船體和J型塔之間，可以實(shí)現(xiàn)J型塔在一定角度范圍內(nèi)的自由調(diào)節(jié)；管道傳送部分包括水平傳送系統(tǒng)、裝載臂、轉(zhuǎn)動(dòng)臂和垂向滾輪，用于管段在鋪管船和J型塔上的傳送；管道鋪設(shè)部分包括外部對(duì)中器、張緊器、焊接站和涂層站，在鋪設(shè)過(guò)程中分別起到傳送、對(duì)中和固定作用，通過(guò)焊接站和涂層站可以對(duì)管道進(jìn)行焊接以及焊縫的后處理工作，為管段鋪設(shè)入水做好準(zhǔn)備。本發(fā)明中的J型鋪設(shè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)2X2節(jié)點(diǎn)的鋪設(shè)方式(有兩段2節(jié)點(diǎn)管同時(shí)處于J型塔上進(jìn)行鋪設(shè)作業(yè)，每段2節(jié)點(diǎn)管道長(zhǎng)24.4m)，通過(guò)相關(guān)的設(shè)備的選擇、布置及優(yōu)化設(shè)計(jì)