[实用新型]卷筒自安装深水海底管道铺设作业船

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在海床上铺设水下管道的海底管道铺设作业船。

背景技术

海底管道是海上油气田开发工程建设的一个重要组成部分，需采用海底管道铺设作业船及船载铺管设备进行铺设及安装。管道是以钢管生产长度供应的，这些钢管在水面上连接起来以后再以连续的管道从作业船上铺放到海底下面去。

在连接和铺设连续管道方面一般有两种方法。一种方法是管道海上焊接，即先将铺管船驶抵指定作业海域，然后利用铺管船上的焊接站把定长的钢管焊接起来，同时将焊接好的管道放入水中。根据管道下水方式不同又可分为S型铺设和J型铺设。S型铺设因在铺设过程中管道从铺管船到海底面形成“S”型的曲线而得名。J型铺设是由于在铺设过程中管道从铺管船到海底面形成“J”型的曲线而得名。第二种方法是管道岸上焊接，即利用岸上环境可控的焊接作业站将一定数量的钢管焊接起来，并卷到一个大卷筒上，然后把卷筒移到铺管船上，将铺管船驶抵指定海域后打开管卷将连续的管道铺设到海底，这种方法即是卷筒铺设法。

与S型和J型铺管方式相比，卷筒铺管作业方式具有很多优点：(1)铺管效率高——由于管道在岸上完成焊接等工作，卷筒铺设的速度较快，可高达1千米/小时；(2)管道焊缝质量高——因为在岸上可控环境中完成管道的焊接、探伤等工作，管道的焊接质量可以获得很好的保证；(3)铺管成本低——管道的焊接和探伤等工作都在岸上完成，且缩短了海上施工作业时间，这都降低了铺管作业成本。尽管卷筒铺管方式具有很多优点，但由于现有技术及船体结构限制，目前卷筒铺管船仍仅限于铺设柔性管(如电缆、控制缆等)和小直径钢管，而不能用于铺设目前使用越来越多的大直径薄壁钢管，因此大大限制了卷筒铺管船的应用。其主要原因是钢管缠绕在卷筒上后会产生弯曲应变。对于一定直径的卷筒，缠绕钢管的直径越大，钢管内产生的应变越大，而壁厚越薄，容许的应变越小，因此管道越容易产生塑性变形而破坏，或影响铺设管道的质量，埋下安全隐患。

为了发挥卷筒铺管方式的优势，提升卷筒铺管船铺设大直径薄壁钢管的能力，最有效的方法是增加卷筒的直径，即增加缠绕钢管的弯曲半径，从而降低钢管的弯曲变形。但增加卷筒直径将会导致卷筒重量急剧增加，使得在码头进行卷筒装船作业以及铺管船在海上铺管作业过程中进行的卷筒更换作业都必须使用大型吊装机械。而这类大型吊装机械，尤其是海上大型吊装船只租赁困难，且费用高昂，给卷筒的码头装船作业及卷筒的海上更换作业带来极大不便。另一方面，随着卷筒直径的增加，铺管船重心随之升高，稳性下降，降低了抗风浪能力，增大了海上铺管作业的危险性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种卷筒自安装深水海底管道铺设作业船，其在不需要大型吊装设备的条件下能够顺利完成大直径卷筒的码头装船作业及卷筒的更换作业。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种卷筒自安装深水海底管道铺设作业船，与一码头配合使用，该作业船包括船体、卷筒、卷筒支承机构、用于驱动该卷筒转动的卷筒驱动机构、绕设于卷筒上的管道和管道张紧矫直机构，船体包括甲板和底壳，卷筒支承于卷筒支承机构上，其特点是，船体设有一容置卷筒的U形槽，该U形槽开口于船体的尾部；在船体的甲板上还设有两条延伸到船体的尾部的轨道，该两条轨道分别位于U形槽两侧；卷筒支承机构设于两条轨道上，卷筒设置在U形槽中，并可随卷筒支承机构沿着两条轨道移动；码头设有分别与作业船的U形槽和轨道相匹配的U形槽和轨道。

上述的作业船，其中，卷筒支承机构包括一对支撑架以及分别设置在该两个支撑架上的两个电机；该一对支撑架分别设置在卷筒的两侧，用于支承该卷筒的卷筒轴；各支撑架的底部设有多个滚轮，滚轮安装在船体甲板的轨道上，在电机的驱动下沿轨道滚动。

本实用新型的优点是：

1.在无大型吊装机械的条件下，可以实现大直径、大重量卷筒的装船以及海上更换，降低了海上铺管作业费用；

2.U型槽设计使船体重心下降，增加了船体稳定性；

3.管道从船体中部下水，继承了J型铺设方法的优点；

4.增大了可铺设管道管径范围，扩大了铺管船可作业海域，并特别适合于深水大直径薄壁钢管的铺设。

附图说明

图1为本实用新型卷筒自安装深水海底管道铺设作业船的立体示意图；

图2为本实用新型卷筒自安装深水海底管道铺设作业船的主视示意图；

图3为本实用新型卷筒自安装深水海底管道铺设作业船的后视示意图；

图4为本实用新型卷筒自安装深水海底管道铺设作业船的卷筒支承机构的结构示意图；