[发明专利]一种深水柔性海底管道的铺设装置

说明书

本发明涉及一种深水柔性海底管道的铺设装置，包括：可转动地设置在铺管船的甲板上的铺设塔架；沿竖直方向设置在所述铺设塔架上的至少一个张紧机构；与所述张紧机构相对地设置在所述甲板的侧壁上用于对管道进行夹紧避免其晃动的悬挂夹具；两端分别与所述铺设塔架和所述甲板连接用于调节所述铺设塔架之角度的至少一个角度调整机构；安装在所述铺设塔架和所述甲板上用于辅助铺管、弃管或者收管操作的辅助操作机构。该深水柔性海底管道的铺设装置结构合理、完整，功能齐全，实现了模块化，便于组装，能够能够安全高效的实现上管，铺管，以及在特殊情况下的弃/收管作业。

技术领域

本发明涉及海底管道铺设领域，更具体地说，涉及一种深水柔性海底管道的铺设装置。

背景技术

海底管道铺设塔系统是用于在海底铺设管道来输送石油及天然气的工程。海底管道是通过密闭的管道在海底连续地输送大量油、气的管道，是海上油气田开发生产系统的主要组成部分，也是目前最快捷、最安全和经济可靠的海上油气运输方式。

常用的海底管道可分为刚性管道和柔性管道，与S型铺设法、J型铺设法和Reel型铺设法中使用的刚性管道相比，海底柔性管道，即软管，拥有更高的铺设速度、更强的抗弯、抗压、抗腐蚀性能和更低的铺设成本。因此柔性管道在未来的海底管道铺设领域必将占据重要的位置。

目前刚性管道铺设发展较为完善，通过托管法、S型铺罐法、J型铺管法、REEL型铺管法可以铺设不同海域的刚性管道。与刚性管道铺设相比，由于柔性管道出现的时间较慢，因此柔性管道铺设的发展也较为缓慢，自从1972年Coflexip公司(后演变为Technip公司)制造出耐高压的海洋柔性钢管之后，柔性管道开始被应用于海洋油气开发，几十年来柔性管道和软管铺设系统的设计制造都经过了大量产品迭代，已经形成了较为完整的技术和工程体系。

在被认为是本发明的最接近的现有技术中，如伊特里克公司申请的《海上管道安装系统和海上管道安装方法》中，如图1所示为《海上管道安装系统和海上管道安装方法》的实施方案的立体图。《海上管道安装系统和海上管道安装方法》中所提出的管道安装系统较为全面，但也存在着一些技术问题。首先第一个问题是海上风浪较大，对于船舶和船上的管道安装系统都会造成一定的干扰，当面临非常恶劣的海况时，这种干扰便会变得很大，而在《海上管道安装系统和海上管道安装方法》专利中，管道投放塔和储存卷筒之间距离较远，且在两者之间没有可以固定管道的部件，这就造成当环境恶劣时，由于铺设的软管柔性较大的缘故，软管会产生剧烈的晃动，对于管道会产生较大的破坏。第二个问题是《海上管道安装系统和海上管道安装方法》专利中提到了悬挂夹具，此专利中提到的悬挂夹具为法兰式悬挂夹具，法兰式悬挂夹具的作用是为软管两端的法兰提供支撑，以为当一卷软管铺设完毕后连接下一卷软管时使用。虽然法兰式悬挂夹具结构简单而高效，能在管道连接时提供稳定高效的悬挂功能，但其并不能满足软管铺设塔系统的实际要求：法兰悬挂夹具功能的实现严重受制于管道法兰，当铺设过程中出现突发情况时无法随时停止管道。铺设系统中若只存在法兰悬挂夹具，则一旦张紧器或AR绞车功能出现故障，就必须舍弃已铺设的管道，造成巨大的时间和资金浪费。因此，有必要在铺设系统中加入一种可以随时夹紧管道的悬挂夹具。第三个问题是《海上管道安装系统和海上管道安装方法》专利中的投放塔位于张紧器下方的位置上缺少起吊设备。

在此篇专利中，管道投放塔上端安装有一个起重吊机，但是由于张紧器的遮挡作用，张紧器的下方工作位置处于上端起重吊机的盲点，因此，张紧器的下方需要安装起吊设备，以便于附件辅助设备如悬挂夹具的起吊安装任务等。但此篇专利中没有相应的起吊设备，只能依赖于船上自带的起吊设备，这就使整个管道投放塔工作的完整性打了折扣。综上所述，在《海上管道安装系统和海上管道安装方法》专利中，以上三个方面为主要的缺点。