[发明专利]用于提升的管卷轴的着陆机构

说明书

优先权声明

本申请要求2010年3月5日提交的临时申请系列号61/310,798的优先权。

背景技术

本发明总地涉及离岸管线的安装，更具体地涉及这种安装中使用的卷轴结构。

通过将钢管卷绕到卷轴上的海底管线的安装、将负载卷轴运输到管线安装地以及将管从离岸海船展开是已有的技术。相比于海底管线安装的其它方式，卷绕的管线安装的成本优势包括减少离岸工作所需的工作量、减少支持安装操作所需的海上装备和船的数量、以及减少将安装暴露于离岸天气原因延期的更快的管线安装速度。

卷绕的管线安装方法的重点是通过将正常制造长度的钢管焊接接合成连续的管线的接合工艺，管线可然后卷绕(“卷在线轴上”)到管卷轴上。由于钢管因卷绕而导致的应力，焊接质量必须优于通常用于非卷绕管线安装的管焊接。这要求大量的岸上设施(以存储长管线)和高度熟练的工人。已知这种设施称为“管卷绕基地”。较长线是较佳地，因为这减少了卷绕过程中必须停止以焊接上另一管线的次数。

除非管线足够短使得其实际上可运送并装载到船上，卷绕管搁置船必须运送到/从管卷绕基地，从而使得管卷绕到安装在船上的卷轴上。

一旦在管卷绕基地处，当初始管配合到卷轴上、卷绕起来、将随后的线焊接到先前卷绕到卷轴上的线的端部、并重复焊接和卷绕过程直到卷轴完全负载有管线时，然后管搁置船必须在旁边。一旦负载好，管搁置船必须然后运送到管线安装地。

为了便于在管搁置船上卷绕管，管卷绕基地设施必须提供长管，从而使管线焊接上花费的时间最少。

将卷绕管搁置船运送到远处的管卷绕基地的需要、建立这种具有长管线存储能力的设施的高固定成本、以及在管的卷绕期间船的准备是用于较大卷绕管线的卷绕管搁置安装的初始经济成本驱动。为了减少卷绕管搁置船到/从管卷绕基地的行进成本量，必须产生附加的固定操作成本以建造更接近管线安装地的更多管卷绕基地。

对于较小尺寸管(包括可用在管线服务中的成盘钢管系统)，可在中心卷绕设施处用岸上管负载较小卷轴，较小卷轴提升并传送到合适的位置，在该位置其可置于合适的管搁置船上。

在使用较小卷轴的情况中，使用用于从卷轴的缘边或从用于将卷轴轴配合到卷轴架上的机器来支承和转动卷轴的下辊(under-roller)机器。用于搬运小的管卷轴的机器可安装在可能的任何合适大小的船上以允许船作为卷绕管搁置船。使用这种小卷轴的卷轴搬运机器是在油井下孔管系统操作和柔性管线搁置过程中用于分配成盘管系统的典型机器。上述使得较小管线可在远离最终装载有小卷轴的安装船的位置(诸如单一中心位置)卷绕。这去除了需要将安装船带到管卷绕的地方或建立和运行多个卷绕基地的不经济性。

对于通过卷绕管搁置方法安装的较大管线，大卷轴通常永久安装到用于卷绕管搁置安装的船。卷轴在这些船上的安装基本上是永久的，因为卷轴支承结构必须非常牢固以容忍由于船在海上航道移动而作用在卷轴上的动力载荷。这些专用的船必须运送到远处的卷绕基地并从远处的卷绕基地运送以卷绕管，或必须建立昂贵的卷绕设施以最小化卷绕管搁置船航行的运输距离。

大卷轴必须使用坚固的轴承和驱动系统安装在卷绕管搁置船上，以确保系统在卷绕操作中的牢固机械性能。这些系统必须精确地与卷轴配合以可靠地运行。当将大负载管卷轴提升到船上时，这些系统由于意外接触和撞击负载而有损坏的风险。负载有管的大卷轴通常重2500吨。本发明涉及一种能够负载3000吨重的卷轴。轴承和驱动系统的撞击损坏将致使机械问题和对应于巨大财务风险的卷绕运行终止。

由于涉及将大负载卷轴提升并装载到卷绕管搁置船上的技术挑战，对于卷绕管线安装，大提升卷轴很少有实际使用。

这样，现在服役的所有专业卷绕管搁置船具有卷轴，该卷轴永久地安装在船上且船必须通过将管从卷绕设施卷绕而装载管，这些专用卷绕管搁置船的操作者以在世界范围建立了多个管卷绕基地以支持船并减少船运行成本/时间。专用于大管的船的另一不利之处是大刚性管所需的大滚筒通过限制可能放置在具有较大滚筒的卷轴上的柔性管或管系统的能力限制了这些船的通用性，即使柔性管或管系统比刚性管具有较大弯曲能力且不需要较大圆筒。

从上所述，容易理解有这样的需要，即将卷绕管供应到卷轴搁置船上的能力，卷轴搁置船比使船多次航行到管焊接和卷绕基地和/或在世界范围内具有多个昂贵的管卷绕基地更有时间和成本效率。

发明内容