海洋管線的安裝系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明涉及一種海洋管線的安裝系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]這種系統(tǒng)從例如同一申請(qǐng)人的W02012/091556可獲知。同一申請(qǐng)人的W02009/134116和W02007/108673描述了可替代的包括權(quán)利要求1前序部分的一些特征的管線安裝系統(tǒng)。在已知的所述系統(tǒng)中，一個(gè)或者多個(gè)張緊器框架的支撐組件適配為允許張緊器框架相對(duì)于塔在作用位置(其中管線下水軌跡穿過張緊器框架在軌道之間延伸，從而使得軌道能夠在管線上接合)和縮回的非工作位置之間的位移，從而使得輔助小車能夠在管線下水軌跡上上下移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的海洋鋪管系統(tǒng)，或者至少是一種可替代的系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步的目的為提供一種改進(jìn)的管線安裝方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還在于提供一種改進(jìn)的起升裝置的安裝系統(tǒng)和方法。
[0004]該目的通過根據(jù)本發(fā)明的輔助小車實(shí)現(xiàn)，其包括:
[0005]-A&R連接器，其允許A&R線纜在最上面張緊器之上的位置連接至輔助小車，并從而允許輔助小車與從輔助小車懸掛下來的下水的管線一起降低；
[0006]-A&R線纜引導(dǎo)部，其在連接至A&R線纜的下水的管線的A&R過程中，至少是在最低張緊器下面的位置，允許A&R線纜通過輔助小車來引導(dǎo)且穿過輔助小車。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的海洋管線安裝系統(tǒng)是用于鋪設(shè)離岸管線和/或安裝海底起升裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)至少適配為實(shí)行卷筒鋪設(shè)方法。該系統(tǒng)適合于鋪設(shè)柔性管線，以及剛性管線。本發(fā)明還涉及以海底起升裝置形式的管線的安裝，例如在船、鉆井/生產(chǎn)設(shè)備等與井口(wellhead)之間的管線的安裝。如在后文中將進(jìn)行闡述的，所述系統(tǒng)也可以適用于以J鋪設(shè)模式來鋪設(shè)管道段。此外，該系統(tǒng)還可以適用于在管線內(nèi)或在管線上安裝附件，且用于將下水的管線從根據(jù)本發(fā)明的第一海洋管線安裝系統(tǒng)傳遞(轉(zhuǎn)移)到包括絞車和線纜的第二海洋系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括船，但是可替換地，該系統(tǒng)還可以設(shè)置在平臺(tái)上。船例如為單體船、雙體船、半潛船。
[0009]該系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)用于儲(chǔ)存待安裝的管線的儲(chǔ)存卷筒，所述儲(chǔ)存卷筒可以設(shè)置在船上。這些可以是具有豎直軸線的儲(chǔ)存卷筒，例如圓盤傳送帶(carousel)，或者是具有水平軸線的儲(chǔ)存卷筒?？梢栽O(shè)想將卷筒安置在船的甲板上，并且也可以將一個(gè)或者多個(gè)卷筒安置在船的船體中?？梢栽诟鶕?jù)本發(fā)明的船的附近提供卷筒供應(yīng)船，用以將具有新管線的卷筒供應(yīng)給船，來替代線纜已經(jīng)下水完畢的空卷筒。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的海洋管線安裝系統(tǒng)還設(shè)置有管線下水塔，所述管線下水塔適配為用于在海床的方向上、以管線下水軌跡將管線下水到海中。管線下水軌跡與塔平行延伸，優(yōu)選為挨著塔延伸。還可以設(shè)想，特別是在塔為井架型構(gòu)造時(shí)，管線下水軌跡在塔內(nèi)延伸。在海洋管線安裝系統(tǒng)包括具有通海阱(moonpool)的船的實(shí)施方案中，這種塔通常(但不必須)是挨著或者跨過船的通海阱設(shè)置，且海洋鋪管系統(tǒng)適配為穿過所述通海阱鋪設(shè)管線。在另一個(gè)合適的位置設(shè)置塔也是可能的，例如在船的船尾處。術(shù)語塔在這里一般指在船上升高的結(jié)構(gòu)。在一種可能的實(shí)施方案中，管線下水塔可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述船上，以調(diào)整塔的傾斜。
[0011]在較高位置設(shè)置管線引導(dǎo)部用來沿著所述塔將所述管線引導(dǎo)到管線下水軌跡。優(yōu)選地，管線引導(dǎo)部設(shè)置在塔上的較高位置。管線引導(dǎo)部提供引導(dǎo)管線的彎曲的路徑。已知的管線引導(dǎo)部包括大直徑的管線引導(dǎo)輪或者半圓形的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，例如設(shè)置有輥?zhàn)踊蛘哝湕l?？赡艿?，管線引導(dǎo)部設(shè)置為可移動(dòng)的，例如在W02012/091556中描述為可縮回的。
[0012]對(duì)卷筒鋪設(shè)的鋪管系統(tǒng)來說，為下水管線，一個(gè)或者多個(gè)管線張緊器以不同的高度設(shè)置在管線引導(dǎo)部下面是常見的。通常設(shè)置兩個(gè)張緊器，但是具有一個(gè)或者三個(gè)張緊器的情形也是已知的。實(shí)踐中，單個(gè)張緊器能夠設(shè)計(jì)為支撐超過50噸重量的管線，并且能支撐超過100噸的張緊器也并不是不常見。
[0013]每個(gè)張緊器包括張緊器框架和由所述張緊器框架支撐的多個(gè)軌道(也稱為履帶)。軌道(通常是三個(gè)或者四個(gè)軌道)適配為用于接合管線并且支撐下水的管線的至少部分重量。如在本領(lǐng)域中已知的，張緊器框架優(yōu)選為在正常運(yùn)行中形成“環(huán)形框架結(jié)構(gòu)”且圍繞管線下水軌跡延伸的框架，軌道安裝在該框架結(jié)構(gòu)之中。張緊器框架通過相關(guān)的支撐組件(優(yōu)選地通過管線下水塔)得以支撐?？商鎿Q地，可以設(shè)置獨(dú)立的張緊器支撐結(jié)構(gòu)。在一種實(shí)施方案中，張緊器框架由在塔上的平行的連桿機(jī)構(gòu)支撐。
[0014]為了調(diào)整軌道之間的間隙來適應(yīng)各種管道直徑，軌道以可移動(dòng)的方式安裝在所述張緊器框架內(nèi)。
[0015]從現(xiàn)有技術(shù)中還已知，將張緊器框架設(shè)計(jì)為相對(duì)于常規(guī)管線直徑“超尺寸”，使得軌道之間的間隙增加至允許安裝在管線(的端部)上或者安裝在管線內(nèi)的附件(例如在柔性管線內(nèi)或其端部上的連接器)通過的較大尺寸。這種連接器龐大并且其直徑大于管線的直徑。
[0016]用于鋪設(shè)剛性管道的管線下水塔的優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)一步具有用于將剛性管道限制于一個(gè)或者多個(gè)張緊器的上游位置處的半徑控制器和/或一個(gè)或者多個(gè)矯直軌道。
[0017]優(yōu)選具有安裝在船的甲板上的吊車(優(yōu)選為離岸桅桿式吊車)，用于執(zhí)行在甲板上的，以及從船上的和到船上的各種操作。這種吊車的能力可以為數(shù)百噸。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，起重機(jī)用于將大型物體移動(dòng)至管線下水軌跡。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的海洋管線系統(tǒng)還設(shè)置有拋投和回收(A&R)系統(tǒng)，該拋棄復(fù)原系統(tǒng)包括至少一個(gè)A&R線纜和相關(guān)的A&R絞車，以及具有一個(gè)或者多個(gè)滑輪的滑輪組成，所述滑輪由管線下水塔支撐在其上面的位置。將A&R滑輪組成的一個(gè)或者多個(gè)滑輪設(shè)置在管線下水塔的上面的位置的話，可以將附件放置在滑輪組成下從而能夠操縱在甲板上的大型物體。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)或者多個(gè)張緊器框架的支撐組件適配為允許張緊器框架相對(duì)于塔在作用位置和縮回的非工作位置之間的位移，從而使得輔助小車能夠在管線下水軌跡上上下移動(dòng)，在所述作用位置管線下水軌跡在軌道之間穿過張緊器框架延伸，從而使得軌道能夠在管線上接合。
[0020]由同一申請(qǐng)人可知輔助小車適配為支撐下水的管線的重量。在同一申請(qǐng)人的W02012091556中，描述了(這里體現(xiàn)為移動(dòng)的夾緊件)輔助小車，其適配為支撐下水的管線的重量，并且當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)張緊器框架處于縮回的非工作位置時(shí)(能夠從最高的張緊器之上的位置沿著在管線下水軌跡上的軌道移動(dòng)到最低的張緊器之下的位置，所述軌道由管線下水塔支撐)，沿著在管線下水軌跡中的軌道移動(dòng)。
[0021]將張緊器框架和安裝在其內(nèi)的軌道的整個(gè)組件縮回至縮回位置，這形成較大的“空置空間(clear envelope) ”，該“空置空間”圍繞管線下水軌跡形成。該“空置空間”或者“區(qū)域”允許輔助小車在管線下水軌跡上通過?？赡艿?，在張緊器框架的縮回位置，出現(xiàn)圍繞管線下水軌跡的這樣的空置空間，具有到所述張緊器的最小距離至少為I米，優(yōu)選地至少為2米。
[0022]可能地，設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器(例如液壓缸)來使張緊器框架在作用位置和縮回位置之間移動(dòng)。
[0023]張緊器框架的位移可以例如通過位移張緊器框架的整體來實(shí)現(xiàn)，例如將其縮回到管線下水塔的方向內(nèi)。從而，在縮回位置的張緊器保持為與相應(yīng)于作用位置張緊的形狀。在縮回位置，則管線下水軌跡向外延伸，且與縮回的張緊器框架隔開。在一種可能的實(shí)施方案中，塔包括兩個(gè)間隔開的且通過多個(gè)橫梁互相連接的主梁，其中在縮回位置，一個(gè)或者多個(gè)張緊器至少部分位于所述主梁之間，且優(yōu)選地橫梁位于每個(gè)張緊器之下和之上。
[0024]另一方面，還可以設(shè)想支撐組件允許張緊器框架的各個(gè)部分的相對(duì)位移，從而允許框架“打開”。例如，支撐組件可以允許包括一個(gè)或兩個(gè)軌道的張緊器框架的一部分的位移而離開包括剩余的軌道的張緊器框架的另一個(gè)部分。這可以視為“兩個(gè)臂部的打開”。在一種可能的實(shí)施方案中，環(huán)形框架結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)可以在“閉合位置”和“打開位置”之間移動(dòng)的形成空置空間的鉸鏈框架部分，在所述“閉合位置”環(huán)形框架結(jié)構(gòu)形成閉合的環(huán)，在所述“打開位置” 一個(gè)或者多個(gè)鉸鏈部分在框架結(jié)構(gòu)超過其高度處形成側(cè)開口。根據(jù)本發(fā)明，張緊器框架的位移的最重要的影響是應(yīng)該使張緊器框架和軌道縮回到這樣一種程度，即輔助小車能夠在管線下水軌跡上上下移動(dòng)。
[0025]還想到的是，因?yàn)榫哂锌纱蜷_的框架結(jié)構(gòu)的張緊器其中確實(shí)具有側(cè)開口，所以“空置空間”由框架結(jié)構(gòu)的縮回和框架結(jié)構(gòu)的“打開”的組合來實(shí)現(xiàn)。這意味著，張緊器框架在縮回位置保持為“打開的”以形成“空置空間”。
[0026]更進(jìn)一步地，在同一申請(qǐng)人的W02009/134116中，也描述了輔助小車，其在此處具有A&R滑輪組成的其它滑輪。然而，此處描述的海洋管線安裝系統(tǒng)不設(shè)置有可縮回的張緊器。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是輔助小車輔助A&R作用，并且將A&R線限制在管線下水塔的下部位置處而不是上部位置處，明顯增加了船的穩(wěn)定性。此外，盡可能地防止了會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞A&R線纜的A&R線纜與船的船體的相互作用。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，輔助小車包括A&R連接器和A&R線纜引導(dǎo)部；所述A&R連接器允許A&R線纜在最高張緊器之上的位置處連接到輔助小車，并從而允許輔助小車與從其懸掛的下水的管線一同降低；在連接至A&R線纜的下水的管線的A&R過程中，至少是在最低張緊器下面的位置，所述A&R線纜引導(dǎo)部允許A&R線纜通過輔助小車來引導(dǎo)且穿過輔助小車。
[0029]A&R線纜引導(dǎo)部(例如包括A&R滑輪、線纜引導(dǎo)孔、所謂的托座儲(chǔ)存部(socketstorage)等)被設(shè)置為引導(dǎo)部允許A&R線纜由輔助小車引導(dǎo)且穿過輔助小車。優(yōu)選地，A&R線纜保持為與輔助小車接合。可以設(shè)想A&R線纜能夠從小車釋放。還可以設(shè)想A&R線纜引導(dǎo)部包括滑輪和孔的組合的配置。
[0030]A&R系統(tǒng)包括至少一個(gè)A&R線纜和相關(guān)的A&R絞車。在一種可能的實(shí)施方案中，A&R系統(tǒng)包括多個(gè)A&R線纜和相關(guān)的