[发明专利]海底管线安装张紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于海底管线安装中的海底管线安装张紧装置，其中将用于输送烃类(油、气等)的管线铺设于海底。此外，本发明涉及一种用于海底管线安装张紧装置中的轨道单元。

背景技术

张紧装置在海底铺管领域中是公知的，其经常承担通常支撑下水的管线的重量的作用。张紧装置用于许多铺管技术，如S式铺管、卷管式铺管(Reel lay)和J式铺管。张紧装置具有大的“负载能力”，在本领域中张紧装置的数十吨或甚至大大超过100吨的能力并不罕见。

例如，S式铺管方法涉及通过将新的管线节段反复添加至铺设中的管线的端部而装配和铺设管线，所述管线的端部保持与装配轴线对齐，相比于竖直，所述装配轴线更接近于水平。

一个或多个接合台(joining stations)沿着装配轴线设置，以用于将新的节段接合至管线的端部。将管线供给至一个或多个张紧装置中，所述张紧装置各自限定与装配轴线对齐的中心管线输送轴线。张紧装置在管线方向上抓握并引导管线至“托管架(singer)”。“托管架”为船舶后部的结构，其支撑海中管线(seagoing pipeline)以控制其弯曲半径。托管架在装配轴线与离开轴线之间的弓形路径中支撑管线，所述离开轴线可为基本上竖直的。

为了控制管线的移动，张紧装置在管线上施加夹紧压力。因此，张紧装置保持管线，并同时将管线从船舶铺设至海底。

在已知的实施方案中，海底管线安装张紧装置包括用于抓握和引导管线的上下轨道单元。轨道单元安装于张紧装置框架中，使得轨道单元彼此平行延伸，并限定了它们之间的中心管线输送轴线。设置上轨道单元和下轨道单元，使得它们限定了它们之间的“间隙”以用于接收管线。轨道单元可移动地安装于框架中，使得轨道单元可夹紧其间的管线。

通常，液压缸设置于张紧装置框架与每个轨道单元之间，以在张紧装置框架中可移动地支撑轨道单元。所述液压缸提供基于摩擦而保持管线所需的在轨道单元与管线外部之间的“挤压力”。张紧装置框架围绕中心管线输送轴线，并因此提供封闭框架，轨道单元在所述封闭框架中得以支撑。封闭框架承受在抓握管线时由轨道所产生的径向定向的夹紧力，因此使得轨道单元能够在处于其间的管线上施加夹紧压力。

此外，液压缸允许轨道单元朝向彼此和远离彼此位移，以调节轨道单元之间的间隙的尺寸。因此，所述间隙可适于不同的管线直径，并允许轨道单元的“宽阔的开放”位置，在该位置下，大的物件(例如装配于管线中或装配于管线上的配件，如管线连接器)可通过张紧装置。

已知的海底管线安装张紧装置为体积大的构造。由于船舶上可得的甲板空间是有限的，因此这是不利的，并且当海底管线安装张紧装置要安装在甲班下方时，这甚至更为不利。

发明内容

根据第一方面，本发明旨在提出一种用于海底铺管领域中的改进的海底管线张紧装置。

根据第二方面，本发明旨在提出一种用于海底管线张紧装置中的改进的轨道单元。

根据第一方面，本发明提供了一种根据权利要求1所述的用于管线安装船舶上的海底管线安装张紧装置。根据本发明的第一方面的海底管线安装张紧装置包括至少一个下轨道单元、至少一个上轨道单元和张紧装置框架。

每个轨道单元包括环道、底架、用于支撑所述环道的安装于所述底架上的承载装置(例如支撑辊等)，和用于实现轨道的受控运动的一个或多个轨道运动控制构件。

张紧装置框架包括下支撑框架和上支撑框架。张紧装置框架还包括多个张紧装置框架支撑件、一组下支撑框架致动器和一组上支撑框架致动器。

所述多个张紧装置框架支撑件适于在管线安装船舶的支撑表面上支撑张紧装置框架。

所述下支撑框架支撑所述至少一个下轨道单元，所述上支撑框架支撑所述至少一个上轨道单元。所述支撑框架支撑所述轨道单元，使得轨道单元平行于彼此延伸，并限定轨道单元之间的中心管线输送轴线。

下支撑框架致动器各自设置于张紧装置框架支撑件中的一个或多个与下支撑框架之间，并适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于管线安装船舶的支撑表面移动下支撑框架。

上支撑框架致动器设置于下支撑框架与上支撑框架之间，并适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于下支撑框架移动上支撑框架。