[发明专利]用于管道近似竖直敷设的装置

说明书

本发明一般涉及在近海敷设管道，特别是在近海深水中近似竖直地敷设管道。

在近海敷设管道多年来一直采用称为S-敷设的技术。在S敷设技术中，管子被接到在驳船的甲板上水平放置的管道上。管道绕过驳船船尾，成一定角度向海底放下，转回至水平并放于海底。从驳船到海底，管道走过的轨迹是一个长的“S”形，这就是S-敷设名字的来源。

虽然S-敷设法实际上是至今为止所有已安装的管道所选用的方法，但这种技术的使用有其实际上的局限性。首先是水深问题。随着水深的增加，移动抛锚的船越来越困难，管道拉力的水平分量越来越大。近海管道工业界几年前就已注意到这个问题，并已经接受了近似竖直敷设的概念作为一种解决办法，即所谓的J-敷设，作为深水区管道敷设的装置。应该知道，这里使用J-敷设方法时，深水的限定是管子直径的直接函数，这种函数关系是在竖直敷设操作过程中，一定直径的管子达到适当弯曲的最小水深的关系。对特种直径的管子还有最大的实际水深。例如，一个直径6.625英寸的管子，而管内没有水，要求最小水深为124英尺。在托盘的相对一端，直径是42英寸，而管内没有水，最小水深为1.337英尺。

关于J-敷设概念在理论方面已做了几年大量的工作，但该类装置所需的实际金属构件和设备方面的工作做得很少。提出的大部分装置使用了现有的半潜式钻机。可以为此种使用而改进的这些组件没有被组成来用于管子敷设装置，并且在管子敷设过程中效率也不是很高。

近海敷设管道的另一个方面的问题是贮存、运输和将管子运到敷设船上。一般操作中，管道的管子以四十英寸尺长的连接而被运到现场。运输船通常是小的驳船或和专用的管子拖船，将运输船系在敷设船的侧面，将管子输送到敷设船上运。运一节管子的连接段一次可能要用几天的时间。在海面状况好的情况下，在两艘船之间转移管子时海水引起的运动对人和设备都是危险的，在海面状况恶劣的条件下，这种作业就不可能安全地进行了。

申请人知道一种应用能从水平调节到垂直位置的滑道的装置，它用较大的张紧装置抓住管子并对装置施加必要的张紧。这种装置从未用于深水管道的作业中。

使用S-敷设法和理论上提出的J-敷设法的近海管道敷设装置有一定的共同之处。这种装置可以也可不用在装置之外作管子加管子的多重连接，以提供长度大于通常四十英尺长的连接管。理论上讲J-敷设适用于八十英尺或更长的连接管。一个独立的工作台用于完成焊接、无损探伤（NDT）和连接处的喷涂。在J-敷设中，有必要提供一种在敷设船上将管子从水平位置转到近似竖直位置的装置。

也有必要提供一些当敷设船向前移动时放下管子的装置。在此处有一个特殊的问题就是设计一种将管道负荷转移到夹持装置中的有效方法，这样，下放装置能被提起准备好承接在加入下一节管子后管道的重量。在1993年11月18日申请号为08/154，320的待决申请中，有一种近似竖直敷设管道的装置，这种装置包括一个在敷设驳船上支撑被淹没的管道的重量的塔架和在新的一节管子加上之后管道下送过程中将管道的重量从动滑轮传递到底座的动滑轮和底座。这种装置的一个问题是，在下降过程中管路的主负荷通过塔架受压来承担。这样就在作为一个整体基座的船的甲板上施加了大的负荷，使装置的重心高于通常船的重心。

本发明用简捷的方法提出了上述问题。所提供的是一种能将装置的重心降至船下的近似竖直的近海管道敷设装置。伸向船的甲板上方的直型塔架支撑着一个多节管的重量以及内部组成夹子和贮存运输装置。支撑被淹没的管道重量的塔架延伸到船下水中，代替了架杆。支撑并向下传送塔架中管道的动滑轮和底座安装在塔架中。在操作过程中，动滑轮沿着塔架长度上进出水中。

也就是说，本发明提出一种在近海近似竖直敷设管道的船上装置，其特征是，该装置包含：

a、装在船上的支撑基座；

b、装在所述支撑基座上并向上延伸的框架；

c、铰接于并且被所述支撑基座和框架支撑的连接管直型塔架；

d、铰接于所述支撑基座，并自所述基座向下延伸的支撑塔架；

e、在所述塔架中承接并支撑管道重量的装置。

其中，还包括将一节管子从船上转移到所述直型塔架中的装置。

其中所述承接并支撑管道重量的装置包括：

a、可沿所述支撑塔架长度上移动的动滑轮；和

b、在所述支撑塔架下端，用以承接并支撑由上述动滑轮来的管道重量的底座。

本发明还提出一种近海近似竖直敷设管道的船上装置，其特征是，该装置包含：