[发明专利]海底管道敷设

说明书

技术领域

本发明涉及用于在海上敷设管道的船舶，以及涉及敷设管道的方法。本发明特别地、但是非排他性地涉及管道敷设路径上的滑道设置，其中，沿着所述管道敷设路径引导管道。

背景技术

当在海上敷设管道时，通常使用两种方法中的一种：“S型”敷设方法或“J型”敷设方法。所述两种方法是根据敷设期间管道采用的大体形状而命名的。在“S型”敷设中，管道以稍微倾斜于水平面或不倾斜于水平面的状态离开船舶，在水中采取较陡的倾斜度，并且随后在海床上恢复到基本上水平的设置。在“J型”敷设中，管道以陡的或竖向的倾斜度离开船舶，并且倾斜度稳定地减小直到管道在海床上处于基本上水平的设置。因为对在深水中敷设管道的兴趣增长，因此“J型”敷设变得更有吸引力，这是因为管道自然地采取远离海底的竖向的或近似竖向的定向。然而，“J型”敷设在浅水中不是优选的，在浅水中，当管道穿行到海底时，管道的自然路径只能一直是以小角度倾斜，因此，“S型”敷设是有利的。

如果正在被敷设的管道能够由船舶支承直到所述管道达到相对于水平面相对较陡的倾斜度，则能够在深水中采用“S型”敷设。然而，这需要相当可观的支承长度，这是因为管道能够承受的弯曲半径是有限的，特别在大直径管道的情况下。

用来提供“S型”敷设的船舶的一种方法包括提供具有双龙骨的半潜式船舶。例如，US 4,257,718示出了这种装置。用来提供“S型”敷设的船舶的另外一种方法包括提供例如在US 5,823,712中示出的单体式船舶。双龙骨半潜式船舶的优点是其能够为管道敷设提供相对较不横摇的环境，并且还能够提供相对于船舶上中央管道敷设路径的任一侧的相当大量的空间（也被本领域的技术人员公知为“作业线”）。然而，与单体式船舶相比，这种船舶的附加宽度以及其相对较大的吃水是不利的。

当敷设小直径管道时，有时优选的是，在卷轴上设置一长段预制管道，并且通过松开所述卷轴来敷设管道，但是特别对于大直径管道，通常由各自通常为大约12m长的分离的管段来形成管道。在这种情况下需要将单独的管段焊接为预制的管段（在此也称作“经连接的管部段”），所述预制的管段例如包括两个、三个或四个单独的管段，并且随后在敷设管道时将预制的管段焊接到管道的末端。相比于在敷设管道时将每一个单独的管段顺序地焊接到管道的末端所应用的程序，这种程序能够使敷设速度提高。因此，需要船舶容纳焊接站和用于准备预制的管段的其他设备。这种工作站需要以与一个预制管段相对应的间隔设置；因而可每次为管道提供一个预制段，并且每个工作站因而能够设置在管段之间的相应的连接部处。能够沿着管道敷设路径设置的工作站越多，则必须要在每个站处完成的工作量越少，因此管道敷设的总体速度能够越快。

在WO 2008/107186中描述了一种单体式船舶，所述单体式船舶能够以特别有利和灵活的方式进行“S型”管道敷设。在所述船舶中，枢转地安装的内部滑道设置在船舶上的管道敷设路径的末端，并且引导管道进入到水中。任选地，外部滑道或托管架连接于所述内部滑道的下游端，以便在管道远离船舶并且朝向海底向下穿行时将管道引导为较陡的倾斜度。

当进行“S型”管道敷设时，通常的做法是在管道离开船舶的位置上设置托管架，以在管道离开船舶时控制管道的倾斜度和管道的弯曲。这种外部滑道可枢转地安装为使得其倾斜度能够根据管道离开滑道所需要的倾斜度来调节。某种类型的致动器连接在船舶与位于外部滑道上的自其枢转安装部向下游的位置之间，以使所述滑道绕所述滑道的安装部枢转。可根据在其中敷设管道的水的深度和管道的挠性来改变期望的倾斜度，管道的挠性又可由管道的材料以及管道的直径和壁厚来影响。如果设置长的外部滑道，那么所述滑道的远端趋于离船舶一定距离。因此，由于难以在距船舶一定距离处控制最下游滑道的枢转，因而形成包括两个或更多滑道的外部滑道是非常不切合实际的。

USRe27420描述了一种具有连续地枢转连接的多个外部滑道的管道敷设船舶。蜗轮传动装置设置在每一对相邻滑道之间，所述蜗轮传动装置控制相邻滑道之间的相对角。对蜗轮传动装置的使用帮助滑道保持其相对位置，即使在关断驱动该传动装置的致动器的电源时也如此。然而，不存在用于将滑道确实锁定在任何相对位置中的系统。

本发明的目的是提供用于敷设管道的船舶以及敷设管道的方法，所述船舶和方法相比于上述船舶和方法而言提供了进一步的优点。

本发明的另外的目的是提供用于从船舶敷设管道的外部滑道组件、包括这种滑道组件的管道敷设船舶以及使用这种滑道组件来敷设管道的方法，其中，克服了一个或多个上述问题。