管道张紧器制造技术

一种用于铺设或回收海底管线的管道张紧器，该管道张紧器包括能够保持海底管线的至少两个相对的履带，每个履带具有安装在该履带上的用于接触海底管线的多个垫，其特征在于，至少一个垫是负荷垫，该负荷垫具有一个或多个负荷传感器，以用于在处理海底管线期间测量负荷垫上的负荷。

Pipe tensioner

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道张紧器
技术介绍
水下海底管线在本领域中已知用于运输流体，例如诸如石油和天然气的碳氢化合物。此类管线可以铺设在海床或海底上，以用于使流体在两个位置之间通过，例如在生产井或井口与相邻的生产平台之间通过。使用后，也需要从海床中回收此类管线。取决于海床的深度，采用三种铺设管线的方法。称为J铺设的第一种方法包括在垂直的装配线上构造管线并且以垂直位置铺设所述管线。此方法特别适合在非常深的水中(通常深度大于1500m)铺设水下管线。当海床不是非常深时(通常深度小于1500m)，在称为S铺设的第二种方法中，以水平构造铺设管线。海底管线通常由铺管船，(有时也称为海洋铺管船)铺设。在管线足够柔性的情况下，可以采用第三种方法，其中可以“在岸上”形成管线并且将所述管线定位于铺管船上的大型存储滚筒或卷筒上，以用于随后从卷筒直接进行“海上”铺设。这在本领域中称为“卷筒铺设”。为此，需要基于由合适的张紧组件所提供的受控运动将管线卷绕或缠绕到卷筒上并且稍后从卷筒上将管线解除卷绕或解除缠绕。为了铺设，铺管船通常在其上具有海洋铺管组件，例如塔架，以用于组织从船舶到海中的管线。海洋铺管组件可以在其铺设操作期间控制管线的方向、速度和/或其他参数，并且管线和船舶之间的运动通常由一个或多个设备或装置控制，所述一个或多个设备或装置旨在在管线穿过海洋铺管组件期间抓紧管线和/或向管线施加张力。为此目的合适的装置或设备被称为“张紧器”。在FR2964441B1中示出张紧器的示例。该较早专利的图1复制为附图中的图1。参照图1，张紧器(1A)包括多个履带(10A)，所述多个履带适于接合管线并且至少支撑管线的重量。履带(10A)各自由底架(13A)支撑，该底架通过缸体(26A)安装在支撑结构(20A)上。缸体(26A)提供履带(10A)的相对运动，以便提供从履带(10A)施加到管线上的夹紧力。这允许通过履带(10A)与管线的外部表面之间的摩擦将管线保持在适当的位置。每条履带(10A)均在其外部表面(管道接触表面)上包含多个管道张紧器垫(16A)。摩擦由每个垫的外部表面，即，管道接触表面提供，该表面由具有粗糙表面或脊的钢形成或者由诸如橡胶或聚氨酯的具有较高摩擦系数的材料形成。该管道接触表面(特别是在非钢制管道接触表面的情况下)被连结到刚性背板或支撑件上，以便为管道张紧器垫提供所需的机械强度。该背板通常由钢制成。张紧器施加在管线上的夹紧力是管道铺设中的关键参数。太大的夹紧力可能会损坏管线。相反，夹紧力不足会导致不合适或不稳定的管线抓持，以不受控制的方式移动管线可能会损坏管线并且影响附近用户或操作者的安全。因此，测量张紧器施加的夹紧力是有益的。已知使用具有内置应变仪的“测试管”来测量由张紧器施加的夹紧力，使得一旦将测试管插入到管道张紧器中应变仪便可以记录垫负荷的局部变化。但是，这是一种分离且间接的方法并且无法提供有关穿过管道张紧器的管线的变化的任何信息。例如，大多数待铺设在水下的管线(例如刚性管线)是由一系列彼此焊接的管道“杆”形成，其中，焊接区域被涂层覆盖以便在焊接部周围提供额外的保护。这就是所谓的“现场补口”(fieldjointcoating)。然而，现场补口的区段通常比管线的其他部分更厚，这将使所必须的夹紧力产生改变，在管线铺设期间，操作员需要随着管线直径变化而考虑该夹紧力的变化。另外，不能利用这种方法测量轴向和侧向负荷，然而这些值将对垫的性能提供有益的指导，并从而为张紧器处理的管线的效率提供有益的指导。本专利技术的目的是提供一种能够提供“实时”信息的改进的管道张紧器和监测管线负荷的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于铺设或回收海底管线的管道张紧器，该管道张紧器包括能够保持海底管线的至少两个相对的履带，每个履带具有安装在该履带上的用于接触海底管线的多个垫，其特征在于，至少一个垫是负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理海底管线期间测量作用在负荷垫上的负荷。根据本专利技术的第二方面，提供了一种监测海底管线与用于铺设或回收该海底管线的管道张紧器之间的负荷的方法，所述管道张紧器包括能够保持海底管线的至少两个相对的履带，并且每个履带具有安装在该履带上的用于接触海底管线的多个垫，所述方法至少包括以下步骤：提供至少一个垫作为负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理海底管线期间测量负荷垫上的负荷；和测量每个负荷垫上的负荷。根据本专利技术的第三方面，提供了一种海洋铺管组件，所述海洋铺管组件包括如本文所限定的管道张紧器。可选地，本专利技术还提供一种从铺管船铺设海洋管线或将海洋管线回收到铺管船的方法，所述铺管船包括海洋铺管组件，所述海洋铺管组件包括如上所限定的管道张紧器，该方法包括以下步骤：(a)通过海洋铺管组件提供管线，(b)使管线的外表面与垫接触，至少一个垫是负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理海底管线期间测量所述负荷垫上的负荷，和(c)在海洋铺管组件中移动或保持管线，以便帮助铺设或回收管线。可选地，本专利技术还提供一种将海洋管线缠绕到卷筒或从该卷筒上将海洋管线解除缠绕的方法，该方法包括以下步骤：(a)通过管道张紧器提供管线，所述管道张紧器包括多个垫，至少一个垫是负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理海底管线期间测量负荷垫上的负荷，(b)使管线的外表面与垫或每个垫的管道接触表面相接触，以及(c)将管线移至卷筒或从卷筒移走所述管线。附图说明将参考以下附图进一步描述本专利技术，所述附图不旨在限制要求保护的本专利技术的范围，其中：图1示出了现有技术的张紧器；图2示出了根据本专利技术的实施例的管道张紧器；图3是可用于根据本专利技术的实施例的管道张紧器中的第一负荷垫的透视图；图4是可用于图3所示的第一负荷垫中的负荷传感器的详细视图；图5A和图5B分别是可用于根据本专利技术的实施例的管道张紧器中的第二负荷垫的透视图和侧视图；图6A和图6B示出了穿过根据本专利技术的实施例的管道张紧器的管线的两个位置的示意性侧视图；和图7示出了从图6A和图6B得出的负荷相对于负荷垫位置的曲线图。具体实施方式本专利技术提供了一种管道张紧器，该管道张紧器包括至少两个相对的履带，以用于处理海底管线，该处理通常是从船舶铺设海底管线或者将海底管线回收到船舶上并且通常是在海洋铺管组件中、上或通过所述海洋铺管组件进行处理，其中在所述管道张紧器的履带中的一个履带上的至少一个垫是包括一个或多个负荷传感器的负荷垫，所述负荷传感器用于在处理海底管线期间测量该负荷垫上的负荷。根据本专利技术，术语“铺设”涵盖海底管线铺设所涉及的所有操作，其包括但不限于将海底管线缠绕在铺管船上的卷筒上或从该卷筒将海底管线解除缠绕。管道张紧器的形状、设计、形式或布置不限于本专利技术。管道张紧器通常具有2个，3个或4个相对的履带，这些履带通常以对称的方式围绕通过这些履带的管线路径布置。通常，管道张紧器由塔架支撑或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铺设或回收海底管线的管道张紧器，所述管道张紧器包括能够保持所述海底管线的至少两个相对的履带，每个履带具有安装在该履带上的用于与所述海底管线接触的多个垫，其特征在于，至少一个垫是负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理所述海底管线期间测量所述负荷垫上的负荷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 GB 1705887.61.一种用于铺设或回收海底管线的管道张紧器，所述管道张紧器包括能够保持所述海底管线的至少两个相对的履带，每个履带具有安装在该履带上的用于与所述海底管线接触的多个垫，其特征在于，至少一个垫是负荷垫，所述负荷垫包括一个或多个负荷传感器，以用于在处理所述海底管线期间测量所述负荷垫上的负荷。


2.根据权利要求1所述的管道张紧器，其中，履带中的至少一个履带的每个垫均是负荷垫，可选地两个履带的每个垫均是负荷垫。


3.根据权利要求1或2所述的管道张紧器，其中，至少一个负荷垫测量包括轴向负荷、法向负荷和侧向负荷的组中的一项或多项。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的管道张紧器，其中，负荷垫或每个负荷垫包括履带支撑部分和管线接合部分。


5.根据权利要求4所述的管道张紧器，其中，至少一个负荷传感器位于所述履带支撑部分和所述管线接合部分之间。


6.根据权利要求5所述的管道张紧器，所述管道张紧器在所述履带支撑部分和所述管线接合部分之间具有间隙。


7.根据前述权利要求中任一项所述的管道张紧器，其中，至少一个负荷传感器是测力传感器。


8.根据权利要求7所述的管道张紧器，其中，所述测力传感器中的至少一个是三轴测力传感器。


9.根据前述权利要求中任一项所述的管道张紧器，其中，负荷垫或每个负荷垫具有至少三个负荷传感器。


10.根据前述权利要求1至8中的任一项所述的管道张紧器，其中，负荷垫或每个负荷垫具有四个负荷传感器。


11.根据前述权利要求中任一项所述的管道张紧器，所述管道张紧器还包括一个或多个数据记录器或数据发送器，或同时包括这两者。


12.根据权利要求11所述的管道张紧器，其中，所述负荷垫包括无线数据发送器。


13.一种监测海底管线和用于铺设或回收所述海底管线的管道张紧器之间的负荷的方法，所述管道张紧器包括能够保持所述海底管线的至少两个相对的履带，每个履带具有安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·哈罗普，L·拉坎，M·皮埃尔，P·麦克米兰，
申请(专利权)人：泰克尼普法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR