[发明专利]用于管敷设船的夹具组件以及敷设管线的方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种管敷设船以及一种敷设管线的方法。这种船和方法在与油气生产有关的海上工业中是特别有用的。更具体地。本发明涉及在管敷设船的管敷设塔上的夹具组件。

在海上工业中，由某些船完成的任务之一是通过S型敷设或通过J型敷设进行管线敷设。

在“S”型敷设中，管线以稍微倾斜于或不倾斜于水平线的角度离开船，在水中接受更陡峭的倾斜度并且随后在海床上返回大致水平的安置。管线中的张力常通过沿着管敷设路径安装在船上的一些列轨道张紧器支承。轨道张紧器支撑管线的重量并控制管线的通过。S型敷设在浅海的地方是优选的，在浅海处，管线在通向海床的过程中的自然路径仅仅以较浅角度倾斜。在文献WO2006/085739和WO2007/000609中示出了S型敷设装置的示例。

在“J”型敷设中，管线以陡峭或竖直的倾斜度离开船并且该倾斜稳定地减小直至管线大致水平地安置在海床上。J型敷设常常涉及到要使新的管线部段从大体水平的位置（沿着船的甲板）运动到竖直位置以便与安装在船上的J型敷设塔对准。新的管线部段的下端焊接至管线的上端，该管线通过靠近J型敷设塔的底部设置的固定夹具从船上悬吊并保持在适当位置中。一旦已经将管线的新部段添加到现有的管线上后，则释放固定夹具并将管线沿J型敷设塔向下降低。在该降低过程中，管线中的张力可通过动滑车（travelling block）或轨道张紧器支承。随后，由固定夹具夹紧新加长的管线的上端（即，管线的新部段的上端），而如果使用了动滑车，则使动滑车返回到其靠近J型塔的顶部的原始位置，并且重复该过程。J型敷设主要用于在深海（通常在深于1000m）中敷设管线。在文献WO2009/153352和WO2009/153354中示出了J型敷设装置的示例。

在文献WO2009/153352和WO2009/153354中所示的装置中，管柱段被送到装载臂上并且在J型敷设塔旁边的位置，并且随后通过装载臂上的夹具从该位置转移至与管敷设路径对准的位置中。一旦管柱段在该管敷设路径上处于适当位置中，则它能够由三个对直夹具接合，这三个对直夹具将该管柱段相对于该管柱段将要连结的管线的端部定位在正确位置。在塔结构体的顶部上安装有内部对直系统（在说明书中以标记75标出）。

本发明的目的是提供一种改良的管敷设船以及一种改良的敷设管线的方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种管敷设船，其包括从该船向上延伸的管敷设塔，该所述塔包括：焊接站，焊接站用于将新的管柱段连结至由塔保持的管线的端部；在塔上的夹具组件，夹具组件用于接合管柱段，该管柱段的下端与由塔保持的管线的端部相邻并且该管柱段从其下端在塔的旁边向上延伸；其中，夹具组件包括管柱段夹具，该管柱段夹具既起到转移夹具的作用又起到对直夹具的作用，转移夹具用于将管柱段从在塔的旁边但偏离管敷设路径的位置转移至与管敷设路径近似对准的位置，以及，对直夹具用于将管柱段与管线的端部对直。

通过提供既用于将管柱段转移至管敷设路径中又用于对直该管柱段的管柱段夹具，能够简化夹具装置并且使一些程序加速。

优选地，该管柱段夹具在塔的顶部的区域中。优选地，该管柱段夹具用于绕管柱段的上端夹紧。

优选地，该管敷设船还包括单独的管柱段升降机，管柱段升降机用于将管柱段从在塔的基部处的大体水平定向旋转至大体平行于塔的定向。优选地，该夹具组件不安装在该管柱段升降机上。优选地，当该夹具组件起到转移夹具的作用时，该夹具组件将管柱段从管柱段升降机转移至与管敷设路径近似对准的位置。

优选地，管柱段夹具为摩擦夹具。优选地，该管柱段夹具布置成支承管柱段的重量的至少主要部分。在该情形下，尤其重要的是，同一夹具既用于转移管柱段又用于对直该管柱段。

虽然在本发明的范围内仅具有单个管柱段夹具，但通常具有多个这样的夹具。在下文描述的本发明实施方式中，根据本发明的“夹具组件”通过在下文中称作“塔夹具组件”并且包括作为根据本发明的管柱段夹具的摩擦夹具的夹具组件进行了示例说明。该船可以还包括一个或更多个另外的对直夹具，所述另外的对直夹具用于将管柱段与管线的端部对直。虽然在本发明的范围内所述另外的夹具也用于将管柱段转移至管敷设路径中，但在下文描述的本发明实施方式中它们不起这样的作用。在所描述的该实施方式中，具有两个另外的对直夹具以及一个另外的转移夹具，该一个另外的转移夹具在本实施方式中称为“塔臂”并且用于将管柱段转移至管敷设路径中。