涉及管敷設(shè)的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】一種用于將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)以用于級(jí)聯(lián)布置中元件的海底敷設(shè)的對(duì)準(zhǔn)工具，包括：支撐結(jié)構(gòu)，其被布置成包圍主元件，所述支撐結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口，所述開(kāi)口用于容納主元件以使主元件能夠沿下放方向縱向地移動(dòng)通過(guò)開(kāi)口；以及附接點(diǎn)，其用于支撐所述工具以在主元件移動(dòng)通過(guò)開(kāi)口時(shí)維持或控制其相對(duì)于主元件的縱向和/或角位置。
【專利說(shuō)明】涉及管敷設(shè)的改進(jìn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在離岸操作期間，例如在管敷設(shè)期間的‘級(jí)聯(lián)’布置中，將兩個(gè)以上的平行管、電纜或其它細(xì)長(zhǎng)元件對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常期望的是沿著相同的海底路線來(lái)安裝兩個(gè)以上的細(xì)長(zhǎng)元件，諸如用于承載碳?xì)浠衔锏拇笾睆降闹鞴芤约坝糜诔休d用于生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏乃?、氣體或化學(xué)物質(zhì)的小直徑的輔管。
[0003]雖然在本說(shuō)明書(shū)中管用作實(shí)施例，但是元件無(wú)需為用于承載流體的管，而是可以為用于運(yùn)載電力或數(shù)據(jù)的電纜。輔元件經(jīng)常具有比主元件小得多的直徑(典型地<20cm)，但是在廣義上元件之間的尺寸差對(duì)于本發(fā)明不是至關(guān)重要的。
[0004]在諸如管或電纜的元件沿著相同路線的情況下，同時(shí)安裝元件是有益的。這通常是通過(guò)級(jí)聯(lián)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即，一個(gè)或多個(gè)輔助元件通過(guò)一系列夾子附接到管敷設(shè)用船上的主要元件上，并且隨后元件一起平行地朝向海底下水。
[0005]級(jí)聯(lián)管道的安裝涉及到將輔管放卷到管敷設(shè)用船上。主管也可以卷軸-敷設(shè)布置放卷，但是其可制造在管敷設(shè)用船上，例如在S敷設(shè)操作中。
[0006]圖1中示意性示出的典型的卷軸-敷設(shè)船10裝配有用于展開(kāi)主管14的存儲(chǔ)和展開(kāi)卷軸12，并且具有能夠以各種敷設(shè)角展開(kāi)一系列產(chǎn)品的可調(diào)節(jié)敷設(shè)坡道16，敷設(shè)角可從大約20°至90°至水平。敷設(shè)坡道16的傾斜是通過(guò)在其中敷設(shè)管道的水的深度以及通過(guò)管道的特性諸如其直徑和硬度來(lái)確定的。
[0007]在卷軸12的下游接連處，敷設(shè)坡道16承載了:用于引導(dǎo)主管14的引導(dǎo)斜槽18 ；用于拉直主管14的管拉直器20 ;用于將主管14夾持在鉸接軌道之間的軌道式張緊器22 ；以及無(wú)論何時(shí)張緊器22釋放主管14都夾緊主管14的定位夾子24?？梢允褂每蓜?dòng)夾子替代軌道式張緊器22 ;除非上下文要求，否則本說(shuō)明書(shū)中提到的張緊器應(yīng)當(dāng)視為包括可動(dòng)夾子。
[0008]如圖2所示，當(dāng)以級(jí)聯(lián)模式操作時(shí)，級(jí)聯(lián)卷軸26能夠裝配到船10上，用于借助主管14展開(kāi)諸如輔管28的輔元件。在該模式下，級(jí)聯(lián)斜槽30引導(dǎo)輔管28，并且輔管28與主管14對(duì)準(zhǔn)，使得輔管28與張緊器22下游的主管14平行。輔管28隨后位于主管14的縱向中心線的正上方，或者當(dāng)主管14垂直時(shí)在主管14的縱向中心線的正后方。輔管28隨后準(zhǔn)備好在張緊器22和定位夾子24之間的敷設(shè)坡道15上被夾緊到庇護(hù)所32中的工作平臺(tái)處的主管14上。
[0009]實(shí)際上，附加的拉直器可用于級(jí)聯(lián)斜槽30下游的輔管28，但是為清晰起見(jiàn)從圖2中省略了該附加的拉直器。而且，輔管28可經(jīng)過(guò)附加的張緊器，但是該張緊器不是必需的并且同樣為清晰起見(jiàn)省略了該張緊器。
[0010]在現(xiàn)有技術(shù)的級(jí)聯(lián)布置中，已知的是輔管28在與主管對(duì)準(zhǔn)之前完全圍繞張緊器22轉(zhuǎn)向。這使得在不使輔管過(guò)度彎曲的情況下很難對(duì)準(zhǔn)輔管28或者需要附加的拉直，除非在張緊器22的下方存在大的且不利的間隙。沉重的張緊器22應(yīng)當(dāng)盡可能低地安裝到敷設(shè)坡道16上以輔助船10的穩(wěn)定性。
[0011]授予Willis (受讓人:Stolt Comex Seaway Ltd.)的美國(guó)專利5975802具體地公開(kāi)了一種已知的級(jí)聯(lián)布置，包括在主管和輔管經(jīng)過(guò)其相應(yīng)的斜槽且使其到一起用于夾緊時(shí)主管和輔管的路徑之間的關(guān)系。在美國(guó)專利5975802中所示的實(shí)施例中，主管在管敷設(shè)船上被制造并且輔管從卷軸放卷，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，可通過(guò)增加用于主管的存儲(chǔ)和展開(kāi)卷軸來(lái)卷繞兩個(gè)管，如圖2所示。美國(guó)專利5975802的內(nèi)容通過(guò)引用合并于本文中，作為本發(fā)明的技術(shù)背景。
[0012]針對(duì)該背景，設(shè)計(jì)了本發(fā)明。
[0013]發(fā)明概述
[0014]本發(fā)明涉及用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)工具，其中所述工具包括:
[0015]支撐結(jié)構(gòu)，其被布置成包圍所述主元件，所述支撐結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口，所述開(kāi)口用于容納所述主元件以使所述主元件能夠沿下放方向縱向地移動(dòng)通過(guò)所述開(kāi)口 ；以及
[0016]以及附接點(diǎn)，其用于支撐所述工具以在主元件移動(dòng)通過(guò)開(kāi)口時(shí)維持或控制其相對(duì)于主元件的縱向和/或角位置。
[0017]優(yōu)選地，所述工具被布置成使得在所述主元件沿所述下放方向移動(dòng)通過(guò)所述支撐結(jié)構(gòu)中的所述開(kāi)口時(shí)所述主元件支撐所述工具。例如，所述工具適當(dāng)?shù)鼐哂袊@所述支撐結(jié)構(gòu)的所述開(kāi)口以在使用時(shí)支承所述主元件的滾子。
[0018]有益地，所述工具被布置成在所述附接點(diǎn)處通過(guò)鏈輪、線纜等懸接。
[0019]所述支撐結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)貫橛糜诃h(huán)繞所述主元件的環(huán)，所述環(huán)優(yōu)選地為可以圍繞所述主元件組裝的分離部分。
[0020]所述支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)選地大致位于與所述主元件的所述下放方向基本正交的平面中。
[0021]本發(fā)明的工具可進(jìn)一步包括在所述支撐結(jié)構(gòu)上的引導(dǎo)裝置，所述引導(dǎo)裝置用于將所述輔元件相對(duì)于所述主元件從第一角位置變更路徑到第二角位置。所述引導(dǎo)裝置優(yōu)選地能夠相對(duì)于所述支撐結(jié)構(gòu)徑向地移動(dòng)；例如，所述引導(dǎo)裝置可包括管，所述管具有能夠沿所述支撐結(jié)構(gòu)中的徑向延伸的狹槽移動(dòng)的基部，所述基部用于容納所述輔元件。
[0022]本發(fā)明延伸至用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括安裝到船的敷設(shè)坡道上的張緊器下游的任一前述權(quán)利要求所述的對(duì)準(zhǔn)工具。在該系統(tǒng)中，所述工具方便地從所述張緊器的支撐結(jié)構(gòu)懸接并且可以安裝到工作區(qū)域的上游，在所述工作區(qū)域中所述輔元件附接到所述主元件。
[0023]在所述張緊器包括與所述主元件大致對(duì)準(zhǔn)且圍繞所述主元件間隔開(kāi)的多個(gè)軌道的情況下，至少一個(gè)所述軌道位于所述主元件上方，并且所述輔元件有益地沿所述張緊器的鄰近軌道之間的空間被饋送到所述工具并且通過(guò)所述工具引導(dǎo)到所述主元件上方的位置。
[0024]本發(fā)明還包含用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的方法，包括:沿著張緊器的鄰近軌道之間的空間來(lái)饋送在相對(duì)于所述主元件的第一角位置處的所述輔元件；以及然后將所述輔元件引導(dǎo)到相對(duì)于所述主元件的第二角位置以便附接到所述主元件?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為描述技術(shù)現(xiàn)狀，已經(jīng)參考附圖的圖1和圖2，其中:
[0026]圖1是典型的卷軸-敷設(shè)船的示意性側(cè)視圖；以及
[0027]圖2是適于級(jí)聯(lián)管敷設(shè)的卷軸-敷設(shè)船的示意性側(cè)視圖。
[0028]為易于理解本發(fā)明，現(xiàn)在通過(guò)實(shí)施例的方式參考其余附圖，其中:
[0029]圖3是示出在管敷設(shè)船上用于將輔管與主管對(duì)準(zhǔn)以?shī)A緊的依照本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)工具的示意性側(cè)視圖；
[0030]圖4是在使用時(shí)圖3的對(duì)準(zhǔn)工具的示意性立體圖；以及
[0031]圖5是在使用時(shí)圖3的對(duì)準(zhǔn)工具的示意性剖視圖。
[0032]發(fā)明詳述
[0033]附圖的圖3至圖5示出了依照本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)工具166，其用于使輔管28或其它元件與主管14或其它元件對(duì)準(zhǔn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)主管14傾斜時(shí)，輔管28需要在主管14的縱向中心線正上方的位置處與張緊器22下游的主管14平行。當(dāng)主管14垂直時(shí)，輔管28需要位于主管14的縱向中心線的正后方。
[0034]一旦以此方式對(duì)準(zhǔn)，則在級(jí)聯(lián)管被下放到海中之前輔管28準(zhǔn)備被夾緊到敷設(shè)坡道16上的庇護(hù)所32中的主管14上?？赏ㄟ^(guò)手動(dòng)夾緊技術(shù)來(lái)使用對(duì)準(zhǔn)工具166，或者庇護(hù)所32可包含用于自動(dòng)夾緊的裝置。
[0035]本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)工具166旨在簡(jiǎn)化、緊湊和高效。簡(jiǎn)化確?？煽啃?、低成本和易于安裝到敷設(shè)坡道16上的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上，而無(wú)需進(jìn)行大的改動(dòng)。緊湊使得敷設(shè)坡道16上的空間利用率最大化并且尤其在允許沉重的張緊器22盡可能低地安裝到敷設(shè)坡道16上以降低管敷設(shè)用船的重心以獲得穩(wěn)定性的同時(shí)為庇護(hù)所32中的夾緊裝置留出充裕的空間。高效確保輔管28被高效地定路徑并且不會(huì)過(guò)度彎曲或超過(guò)輔管28的最小彎曲半徑。
[0036]特別參考圖3，對(duì)準(zhǔn)工具166包括與主管14沿著敷設(shè)坡道16的移動(dòng)方向基本正交的平面中的圍繞主管14的大致平坦的環(huán)168。對(duì)準(zhǔn)工具166緊湊地位于張緊器22和安裝到敷設(shè)坡道上的庇護(hù)所32之間，在敷設(shè)坡道上主管14和輔管28被夾緊在一起。繞著環(huán)168等距間隔的四個(gè)鏈輪170從張緊器22的支撐結(jié)構(gòu)懸掛環(huán)168。在該側(cè)視圖中僅兩個(gè)鏈輪170可見(jiàn)。
[0037]圖3所示的張緊器22是四軌道式張緊器，其中四個(gè)鉸接的軌道172圍繞主管14:上方的上軌道172A ;下方的下軌道172B ;以及兩個(gè)側(cè)軌道172C，一個(gè)各一個(gè)。在該側(cè)視圖中僅一個(gè)側(cè)軌道172C可見(jiàn)。
[0038]在現(xiàn)有技術(shù)的級(jí)聯(lián)布置中，已知的是輔管28在與主管14對(duì)準(zhǔn)之前完全繞著張緊器22轉(zhuǎn)向。使得在不過(guò)度彎曲的情況下很難對(duì)準(zhǔn)輔管28，或者需要附加的拉直。想法那，圖3所示的布置使輔管28沿著張緊器22的上軌道172A和一個(gè)側(cè)軌道172C之間的狹窄間隙延伸。因此，對(duì)準(zhǔn)工具166無(wú)需將輔管28從其位于張緊器22的緊下游的位置繞著主管14移動(dòng)大約45°而到達(dá)其位于主管14的正上方或正后方的位置，準(zhǔn)備夾緊到庇護(hù)所32中的主管14上。
[0039]輔管28的該最小偏轉(zhuǎn)是有益的，因?yàn)楸苊饬藢⑦^(guò)度的彎曲應(yīng)力傳遞給輔管28 ;其還實(shí)現(xiàn)了在與敷設(shè)坡道16平行的短長(zhǎng)度內(nèi)輔管28的必要對(duì)準(zhǔn)，獲得了緊湊性的益處。[0040]輔管28在附接至對(duì)準(zhǔn)工具166的環(huán)168的鉸接引導(dǎo)管174中延伸。引導(dǎo)管174的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)從當(dāng)前具體參考的圖4和圖5中的對(duì)準(zhǔn)工具166的詳細(xì)視圖中顯而易見(jiàn)。
[0041]圖4和圖5示出了對(duì)準(zhǔn)工具166的環(huán)168為兩個(gè)主要為半圓形的C形部分168A、168B,這兩個(gè)部分通過(guò)完全相對(duì)的螺栓176繞著主管14彼此耦合。每個(gè)部分168A、168B具有彼此成90°徑向延伸的凸耳178，每個(gè)凸耳178支撐用于附接上述鏈輪170中的一個(gè)的鉤環(huán)180。
[0042]在每個(gè)凸耳178的內(nèi)側(cè)，一對(duì)滾子182安裝到支撐件184上以與環(huán)168的內(nèi)邊緣186重疊。四對(duì)滾子182通過(guò)滾動(dòng)接觸支承主管14以在使用時(shí)支撐對(duì)準(zhǔn)工具166。
[0043]一個(gè)部分168A具有U形徑向延伸部188，其具有開(kāi)口到環(huán)168的中央孔隙192中的徑向延伸的狹槽190。狹槽190圍繞且容納輔管28，輔管28在從延伸部188豎立的鉸接引導(dǎo)管174中延伸。具體地，延伸部188具有布置在狹槽190的各側(cè)上的平行橫桿194，在平行橫桿194之間，引導(dǎo)管174的T截面基部196能夠徑向地移動(dòng)以調(diào)節(jié)輔管28相對(duì)于主管14的徑向位置。通過(guò)與橫桿194平行且在橫桿194之間的與基部196的相應(yīng)T截面臂件嚙合的螺釘198來(lái)調(diào)節(jié)引導(dǎo)管174的基部196的徑向位置。橫桿194具有上凸緣200，上凸緣200與基部196的T截面臂件重疊以將引導(dǎo)管174保持在徑向延伸部188上。
[0044]鉸接的引導(dǎo)管174包括段202以及位于段202之間的一系列接合軸環(huán)204。最下方的段包括T截面基部196。段202可由例如鑄鐵、鋼或塑料制成。段可以為剛性的或柔性的，并且可被涂層或不被涂層，取決于輔管28或其它輔元件的性質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)工具，其中所述工具包括: 支撐結(jié)構(gòu)，其被布置成包圍所述主元件，所述支撐結(jié)構(gòu)具有開(kāi)口，所述開(kāi)口用于容納所述主元件以使所述主元件能夠沿下放方向縱向地移動(dòng)通過(guò)所述開(kāi)口 ；以及 以及附接點(diǎn)，其用于支撐所述工具以在主元件移動(dòng)通過(guò)開(kāi)口時(shí)維持或控制其相對(duì)于主元件的縱向和/或角位置。
2.如權(quán)利要求1所述的工具，并且被布置成使得在所述主元件沿所述下放方向移動(dòng)通過(guò)所述支撐結(jié)構(gòu)中的所述開(kāi)口時(shí)所述主元件支撐所述工具。
3.如權(quán)利要求2所述的工具并且具有圍繞所述支撐結(jié)構(gòu)的所述開(kāi)口以在使用時(shí)支承所述主元件的滾子。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的工具，并且被布置成在所述附接點(diǎn)處通過(guò)鏈輪、線纜等懸接。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的工具，其中所述支撐結(jié)構(gòu)是用于環(huán)繞所述主元件的環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的工具，其中所述環(huán)為可以圍繞所述主元件組裝的分離部分。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的工具，其中所述支撐結(jié)構(gòu)大致位于與所述主元件的所述下放方向基本正交的平面中。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的工具，還包括在所述支撐結(jié)構(gòu)上的引導(dǎo)裝置，所述引導(dǎo)裝置用于將所述輔元件相對(duì)于所述主元件從第一角位置變更路徑到第二角位置。
9.如權(quán)利要求8所述的工具，其中所述引導(dǎo)裝置能夠相對(duì)于所述支撐結(jié)構(gòu)徑向地移動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的工具，其中所述引導(dǎo)裝置包括管，所述管具有能夠沿所述支撐結(jié)構(gòu)中的徑向延伸的狹槽移動(dòng)的基部，所述基部用于容納所述輔元件。
11.用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括安裝到船的敷設(shè)坡道上的張緊器下游的任一前述權(quán)利要求所述的對(duì)準(zhǔn)工具。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述工具從所述張緊器的支撐結(jié)構(gòu)懸接。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述工具安裝到工作區(qū)域的上游，在所述工作區(qū)域中所述輔元件附接到所述主元件。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述張緊器包括與所述主元件大致對(duì)準(zhǔn)且圍繞所述主元件間隔開(kāi)的多個(gè)軌道，至少一個(gè)所述軌道位于所述主元件上方，并且所述輔元件沿所述張緊器的鄰近軌道之間的空間被饋送到所述工具并且通過(guò)所述工具引導(dǎo)到所述主元件上方的位置。
15.用于在級(jí)聯(lián)布置中管的海底敷設(shè)的將細(xì)長(zhǎng)的輔元件與細(xì)長(zhǎng)的主元件對(duì)準(zhǔn)的方法，包括:沿著張緊器的鄰近軌道之間的空間來(lái)饋送在相對(duì)于所述主元件的第一角位置處的所述輔元件；以及然后將所述輔元件引導(dǎo)到相對(duì)于所述主元件的第二角位置以便附接到所述主元件。
16.裝配有如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所限定的工具的敷設(shè)船，具有如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所限定的系統(tǒng)的敷設(shè)船，或者操作如權(quán)利要求15所限定的方法的敷設(shè)船。
【文檔編號(hào)】F16L1/20GK103890471SQ201280034999
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月14日
【發(fā)明者】L·K·羅爾夫, H·W·希姆斯沃思, L·索布查克 申請(qǐng)人:薩博賽7有限公司