海洋管线的安装系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于铺设离岸管线和/或安装海底起升装置的海洋管线安装系统。该系统包括：管线下水塔(10)；管线引导部(16)，其设置在较高位置用来将所述管线引导到沿着所述塔的管线下水轨迹；一个或者多个张紧器(18)；抛投和回收(A&R)系统(30)，其包括至少一个A&R线缆和相关的A&R绞车，以及具有一个或者多个滑轮的滑轮组成，所述滑轮由管线下水塔支撑在管线下水塔的上面位置。更进一步地，设置有辅助小车(38，50)，其适配为支撑下水的管线的重量，并且在一个或者多个张紧器框架处于缩回的非工作位置时沿着在管线下水轨迹上的轨道从最高的张紧器之上的位置到最低的张紧器之下的位置可移动，所述轨道由管线下水塔支撑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海洋管线的安装系统和方法
根据技术方案1的前序部分，本专利技术涉及一种海洋管线的安装系统。
技术介绍
这种系统从例如同一申请人的WO2012/091556可获知。同一申请人的WO2009/134116和WO2007/108673描述了可替代的包括技术方案1前序部分的一些特征的管线安装系统。在已知的所述系统中，一个或者多个张紧器框架的支撑组件适配为允许张紧器框架相对于塔在作用位置(其中管线下水轨迹穿过张紧器框架在轨道之间延伸，从而使得轨道能够在管线上接合)和缩回的非工作位置之间的位移，从而使得辅助小车能够在管线下水轨迹上上下移动。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的海洋铺管系统，或者至少是一种可替代的系统。本专利技术进一步的目的为提供一种改进的管线安装方法及其系统。本专利技术的目的还在于提供一种改进的起升装置的安装系统和方法。该目的通过根据本专利技术的辅助小车实现，其包括：-A&R连接器，其允许A&R线缆在最上面张紧器之上的位置连接至辅助小车，并从而允许辅助小车与从辅助小车悬挂下来的下水的管线一起降低；-A&R线缆引导部，其在连接至A&R线缆的下水的管线的A&R过程中，至少是在最低张紧器下面的位置，允许A&R线缆通过辅助小车来引导且穿过辅助小车。根据本专利技术的海洋管线安装系统是用于铺设离岸管线和/或安装海底起升装置的系统，所述系统至少适配为实行卷筒铺设方法。该系统适合于铺设柔性管线，以及刚性管线。本专利技术还涉及以海底起升装置形式的管线的安装，例如在船、钻井/生产设备等与井口(wellhead)之间的管线的安装。如在后文中将进行阐述的，所述系统也可以适用于以J铺设模式来铺设管道段。此外，该系统还可以适用于在管线内或在管线上安装附件，且用于将下水的管线从根据本专利技术的第一海洋管线安装系统传递(转移)到包括绞车和线缆的第二海洋系统。优选地，根据本专利技术的系统包括船，但是可替换地，该系统还可以设置在平台上。船例如为单体船、双体船、半潜船。该系统包括一个或者多个用于储存待安装的管线的储存卷筒，所述储存卷筒可以设置在船上。这些可以是具有竖直轴线的储存卷筒，例如圆盘传送带(carousel)，或者是具有水平轴线的储存卷筒。可以设想将卷筒安置在船的甲板上，并且也可以将一个或者多个卷筒安置在船的船体中。可以在根据本专利技术的船的附近提供卷筒供应船，用以将具有新管线的卷筒供应给船，来替代线缆已经下水完毕的空卷筒。根据本专利技术的海洋管线安装系统还设置有管线下水塔，所述管线下水塔适配为用于在海床的方向上、以管线下水轨迹将管线下水到海中。管线下水轨迹与塔平行延伸，优选为挨着塔延伸。还可以设想，特别是在塔为井架型构造时，管线下水轨迹在塔内延伸。在海洋管线安装系统包括具有通海阱(moonpool)的船的实施方案中，这种塔通常(但不必须)是挨着或者跨过船的通海阱设置，且海洋铺管系统适配为穿过所述通海阱铺设管线。在另一个合适的位置设置塔也是可能的，例如在船的船尾处。术语塔在这里一般指在船上升高的结构。在一种可能的实施方案中，管线下水塔可枢转地安装在所述船上，以调整塔的倾斜。在较高位置设置管线引导部用来沿着所述塔将所述管线引导到管线下水轨迹。优选地，管线引导部设置在塔上的较高位置。管线引导部提供引导管线的弯曲的路径。已知的管线引导部包括大直径的管线引导轮或者半圆形的引导结构，例如设置有辊子或者链条。可能地，管线引导部设置为可移动的，例如在WO2012/091556中描述为可缩回的。对卷筒铺设的铺管系统来说，为下水管线，一个或者多个管线张紧器以不同的高度设置在管线引导部下面是常见的。通常设置两个张紧器，但是具有一个或者三个张紧器的情形也是已知的。实践中，单个张紧器能够设计为支撑超过50吨重量的管线，并且能支撑超过100吨的张紧器也并不是不常见。每个张紧器包括张紧器框架和由所述张紧器框架支撑的多个轨道(也称为履带)。轨道(通常是三个或者四个轨道)适配为用于接合管线并且支撑下水的管线的至少部分重量。如在本领域中已知的，张紧器框架优选为在正常运行中形成“环形框架结构”且围绕管线下水轨迹延伸的框架，轨道安装在该框架结构之中。张紧器框架通过相关的支撑组件(优选地通过管线下水塔)得以支撑。可替换地，可以设置独立的张紧器支撑结构。在一种实施方案中，张紧器框架由在塔上的平行的连杆机构支撑。为了调整轨道之间的间隙来适应各种管道直径，轨道以可移动的方式安装在所述张紧器框架内。从现有技术中还已知，将张紧器框架设计为相对于常规管线直径“超尺寸”，使得轨道之间的间隙增加至允许安装在管线(的端部)上或者安装在管线内的附件(例如在柔性管线内或其端部上的连接器)通过的较大尺寸。这种连接器庞大并且其直径大于管线的直径。用于铺设刚性管道的管线下水塔的优选的实施方案进一步具有用于将刚性管道限制于一个或者多个张紧器的上游位置处的半径控制器和/或一个或者多个矫直轨道。优选具有安装在船的甲板上的吊车(优选为离岸桅杆式吊车)，用于执行在甲板上的，以及从船上的和到船上的各种操作。这种吊车的能力可以为数百吨。在优选的实施方案中，起重机用于将大型物体移动至管线下水轨迹。根据本专利技术的海洋管线系统还设置有抛投和回收(A&R)系统，该抛弃复原系统包括至少一个A&R线缆和相关的A&R绞车，以及具有一个或者多个滑轮的滑轮组成，所述滑轮由管线下水塔支撑在其上面的位置。将A&R滑轮组成的一个或者多个滑轮设置在管线下水塔的上面的位置的话，可以将附件放置在滑轮组成下从而能够操纵在甲板上的大型物体。根据本专利技术，一个或者多个张紧器框架的支撑组件适配为允许张紧器框架相对于塔在作用位置和缩回的非工作位置之间的位移，从而使得辅助小车能够在管线下水轨迹上上下移动，在所述作用位置管线下水轨迹在轨道之间穿过张紧器框架延伸，从而使得轨道能够在管线上接合。由同一申请人可知辅助小车适配为支撑下水的管线的重量。在同一申请人的WO2012091556中，描述了(这里体现为移动的夹紧件)辅助小车，其适配为支撑下水的管线的重量，并且当一个或者多个张紧器框架处于缩回的非工作位置时(能够从最高的张紧器之上的位置沿着在管线下水轨迹上的轨道移动到最低的张紧器之下的位置，所述轨道由管线下水塔支撑)，沿着在管线下水轨迹中的轨道移动。将张紧器框架和安装在其内的轨道的整个组件缩回至缩回位置，这形成较大的“空置空间(clearenvelope)”，该“空置空间”围绕管线下水轨迹形成。该“空置空间”或者“区域”允许辅助小车在管线下水轨迹上通过。可能地，在张紧器框架的缩回位置，出现围绕管线下水轨迹的这样的空置空间，具有到所述张紧器的最小距离至少为1米，优选地至少为2米。可能地，设置一个或者多个致动器(例如液压缸)来使张紧器框架在作用位置和缩回位置之间移动。张紧器框架的位移可以例如通过位移张紧器框架的整体来实现，例如将其缩回到管线下水塔的方向内。从而，在缩回位置的张紧器保持为与相应于作用位置张紧的形状。在缩回位置，则管线下水轨迹向外延伸，且与缩回的张紧器框架隔开。在一种可能的实施方案中，塔包括两个间隔开的且通过多个横梁互相连接的主梁，其中在缩回位置，一个或者多个张紧器至少部分位于所述主梁之间，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铺设离岸管线和/或安装海底起升装置的海洋管线安装系统，所述系统至少适配为实施卷筒铺设方法，其中所述系统包括：‑一个或者多个储存卷筒，其用于储存待安装的管线，‑管线下水塔，其适配为将管线以管线下水轨迹下水到海里，‑管线引导部，其设置在较高位置用于将所述管线引导到沿着所述塔的管线下水轨迹，‑一个或者多个张紧器，每个张紧器包括张紧器框架和由所述张紧器框架支撑的多个轨道，所述轨道适配为接合管线并且支撑下水的管线的至少部分重量，‑张紧器框架，其由相关的支撑组件支撑，一个或者多个张紧器框架的支撑组件适配为允许张紧器框架相对于塔在作用位置和缩回的非工作位置之间的位移，其中，在所述作用位置管线下水轨迹穿过张紧器框架且在轨道之间延伸，从而使得轨道能够在管线上接合，‑抛投和回收(A&R)系统，其包括至少一个A&R线缆和相关的A&R绞车，以及具有一个或者多个滑轮的滑轮组成，所述一个或者多个滑轮由管线下水塔支撑在管线下水塔的上面位置，‑辅助小车，其适配为支撑下水的管线的重量，并且当一个或者多个张紧器框架处于缩回非工作位置时，该辅助小车为沿着在管线下水轨迹上的轨道能够移动，从最高的张紧器之上的位置到最低的张紧器之下的位置，所述轨道由管线下水塔支撑；其特征在于，辅助小车包括：○A&R连接器，其允许A&R线缆在最高的张紧器之上的位置连接至辅助小车，并从而允许辅助小车与从其悬挂下来的下水的管线一起降低；○A&R线缆引导部，其在连接至A&R线缆的下水的管线的A&R过程中，至少是在最低张紧器下面的位置，允许A&R线缆通过辅助小车来引导且穿过辅助小车。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.01 NL 2010235;2013.02.08 NL 20102801.一种降低设置有第二端部连接器的管线的方法，其中使用用于铺设离岸管线和/或安装海底起升装置的海洋管线安装系统，所述安装系统至少适配为实施卷筒铺设方法，其中所述安装系统包括：-一个或者多个储存卷筒，其用于储存待安装的管线，-管线下水塔，其适配为将管线以管线下水轨迹下水到海里，-管线引导部，其设置在较高位置用于将所述管线引导到沿着所述管线下水塔的管线下水轨迹，-一个或者多个张紧器，每个张紧器包括张紧器框架和由所述张紧器框架支撑的多个轨道，所述轨道适配为接合管线并且支撑下水的管线的至少部分重量，-张紧器框架，其由相关的支撑组件支撑，一个或者多个张紧器框架的支撑组件适配为允许张紧器框架相对于塔在作用位置和缩回的非工作位置之间的位移，其中，在所述作用位置管线下水轨迹穿过张紧器框架且在轨道之间延伸，从而使得轨道能够在管线上接合，-悬挂夹紧件，其布置在所述一个或者多个张紧器下面，-抛投和回收系统，其包括至少一个抛投和回收线缆和相关的抛投和回收绞车，以及具有一个或者多个滑轮的滑轮组成，所述一个或者多个滑轮由管线下水塔支撑在管线下水塔的上面位置，-辅助小车，其适配为支撑下水的管线的重量，并且当一个或者多个张紧器框架处于缩回非工作位置时，该辅助小车为沿着在管线下水轨迹上的轨道能够移动，从最高的张紧器之上的位置到最低的张紧器之下的位置，所述轨道由管线下水塔支撑；其中，辅助小车包括：○抛投和回收连接器，其允许抛投和回收线缆在最高的张紧器之上的位置连接至辅助小车，并从而允许辅助小车与从其悬挂下来的下水的管线一起降低；○抛投和回收线缆引导部，其在连接至抛投和回收线缆的下水的管线的抛投和回收过程中，至少是在最低张紧器下面的位置，允许抛投和回收线缆通过辅助小车来引导且穿过辅助小车；所述方法包括以下步骤：-将辅助小车布置在最上面的张紧器上方，并且将抛投和回收系统的抛投和回收线缆连接至辅助小车；-将管线从一个或者多个储存卷筒，通过管线引导部和通过在张紧器的作用位置的一个或者多个张紧器，在管线下水轨迹上下水到海里，-在管线下水轨迹上布置第二端部连接器，-中断管线的下水，-将第二端部连接器附接至辅助小车，-借助辅助小车使第二端部连接器和下水的管线从抛投和回收系统悬挂下来，-将一个或者多个张紧器框架从作用位置位移到缩回位置，-通过辅助小车降低第二端部连接器与下水的管线，-中断第二端部连接器与下水的管线的下水，并且在悬挂模块中悬挂第二端部连接器，-将第二端部连接器从辅助小车分开，-将抛投和回收线缆从辅助小车分开，-将抛投和回收线缆设置在抛投和回收线缆引导部中，-将抛投和回收线缆连接至第二端部连接器，-通过抛投和回收线缆降低第二端部连接器与下水的管线。2.根据权利要求1所述的方法，其中，辅助小车还包括水平引导部，至少两个抛投和回收线缆沿着所述水平引导部能够移动，使得执行步骤：-在应用单一下降抛投和回收时，将一个抛投和回收线缆引导部布置于管线下水轨迹上，并且-在双下降抛投和回收的情况下，将两个抛投和回收线缆引导部布置于管线下水轨迹的相对侧。3.根据权利要求1所述的方法，其中辅助小车还包括夹紧件，所述夹紧件具有两个加紧部，其中将第二端部连接器附接至辅助小车的步骤通过将所述加紧部向彼此移动来执行，以与第二端部连接器在管线下水轨迹上接合。4.根据权利要求1所述的方法，其中还设置在塔的上部由支撑框架支撑的工作平台，所述方法包括使得工作平台相对于塔移动进入或者离开塔的管线下水轨迹的步骤。5.根据权利要求1所述的方法，其中还设置J式铺设装置，所述J式铺设装置包括至少：-管道装载器，-管道段对齐装置，-管道段工作站，其中所述方法进一步包括步骤：-通过所述管道装载器，依次将管道段供应至与管线下水轨迹对齐的较高位置；所述管道段对齐装置将管道段与预先下水的管线的上端对齐；-在管道段工作站将管道段连接至下水的管线。6.根据权利要求5所述的方法，其中辅助小车包括管道夹紧件，所述管道夹紧件适配为在管线下水轨迹上在最高的张紧器上方与管道段接合，还包括在管线下水轨迹上通过管道夹紧件来接合最高的张紧器上方的管道段的步骤；并且通过辅助小车降低管道段。7.一种用于铺设离岸管线(5)和/或安装海底起升装置的海洋管线安装系统(1)，所述安装系统至少适配为实施卷筒铺设方法，其中所述安装系统包括：-一个或者多个储存卷筒(3)，其用于储存待安装的管线，-管线下水塔(10)，其适配为将管线以管线下水轨迹(11)下水到海里，-管线引导部(16)，其设置在较高位置用于将所述管线引导到沿着所述管线下水塔的管线下水轨迹，-一个或者多个张紧器(18)，每个张紧器包括张紧器框架(18a)和由所述张紧器框架支撑的多个轨道(18b)，所述轨道适配为接合管线并且支撑下水的管线的至少部分重量，-张紧器框架，其由相关的支撑组件(25)支撑，一个或者多个张紧器框架的支撑组件适配为允许张紧器框架相对于塔在作用位置和缩回的非工作位置之间的位移，其中，在所述作用位置管线下水轨迹穿过张紧器框架且在轨道之间延伸，从而使得轨道能够在管线上接合，-抛投和回收系统(30)，其包括至少一个抛投和回收线缆(31)和相关的抛投和回收绞车(32)，以及具有一个或者多个滑轮(33)的滑轮组成，所述一个或者多个滑轮由管线下水塔支撑在管线下水塔的上面位置，-辅助小车(50)，其适配为支撑下水的管线的重量，并且当一个或者多个张紧器框架处于缩回非工作位置时，该辅助小车为沿着在管线下水轨迹上的轨道(58)能够移动，从最高的张紧器之上的位置到最低的张紧器之下的位置，所述轨道由管线下水塔支撑；其特征在于，辅助小车包括：○抛投和回收连接器(28)，其允许抛投和回收线缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·罗登伯赫，T·W·A·费赫马耶尔，R·L·W·瑙韦斯，
申请(专利权)人：伊特里克公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL