專利名稱：卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在海床上鋪設水下管道的海底管道鋪設作業(yè)船及其作業(yè)方 法。
背景技術：
海底管道是海上油氣田開發(fā)工程建設的一個重要組成部分，需采用海底管道鋪設 作業(yè)船及船載鋪管設備進行鋪設及安裝。管道是以鋼管生產(chǎn)長度供應的，這些鋼管在水面 上連接起來以后再以連續(xù)的管道從作業(yè)船上鋪放到海底下面去。在連接和鋪設連續(xù)管道方面一般有兩種方法。一種方法是管道海上焊接，即先將 鋪管船駛抵指定作業(yè)海域，然后利用鋪管船上的焊接站把定長的鋼管焊接起來，同時將焊 接好的管道放入水中。根據(jù)管道下水方式不同又可分為S型鋪設和J型鋪設。S型鋪設因 在鋪設過程中管道從鋪管船到海底面形成“S”型的曲線而得名。J型鋪設是由于在鋪設過 程中管道從鋪管船到海底面形成“J”型的曲線而得名。第二種方法是管道岸上焊接，即利 用岸上環(huán)境可控的焊接作業(yè)站將一定數(shù)量的鋼管焊接起來，并卷到一個大卷筒上，然后把 卷筒移到鋪管船上，將鋪管船駛抵指定海域后打開管卷將連續(xù)的管道鋪設到海底，這種方 法即是卷筒鋪設法。與S型和J型鋪管方式相比，卷筒鋪管作業(yè)方式具有很多優(yōu)點(1)鋪管效率 高——由于管道在岸上完成焊接等工作，卷筒鋪設的速度較快，可高達1千米/小時；(2)管 道焊縫質量高——因為在岸上可控環(huán)境中完成管道的焊接、探傷等工作，管道的焊接質量 可以獲得很好的保證；(3)鋪管成本低——管道的焊接和探傷等工作都在岸上完成，且縮短 了海上施工作業(yè)時間，這都降低了鋪管作業(yè)成本。盡管卷筒鋪管方式具有很多優(yōu)點，但由于 現(xiàn)有技術及船體結構限制，目前卷筒鋪管船仍僅限于鋪設柔性管(如電纜、控制纜等)和小 直徑鋼管，而不能用于鋪設目前使用越來越多的大直徑薄壁鋼管，因此大大限制了卷筒鋪 管船的應用。其主要原因是鋼管纏繞在卷筒上后會產(chǎn)生彎曲應變。對于一定直徑的卷筒， 纏繞鋼管的直徑越大，鋼管內(nèi)產(chǎn)生的應變越大，而壁厚越薄，容許的應變越小，因此管道越 容易產(chǎn)生塑性變形而破壞，或影響鋪設管道的質量，埋下安全隱患。為了發(fā)揮卷筒鋪管方式的優(yōu)勢，提升卷筒鋪管船鋪設大直徑薄壁鋼管的能力，最 有效的方法是增加卷筒的直徑，即增加纏繞鋼管的彎曲半徑，從而降低鋼管的彎曲變形。但 現(xiàn)有的卷筒鋪管船無法安裝大直徑卷筒，因為卷筒直徑增加，鋪管船重心隨之升高，穩(wěn)性下 降，降低了抗風浪能力，增大了海上鋪管作業(yè)的危險性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種卷筒具 有升降功能的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船，降低船體重心高度，使得在不犧牲船體穩(wěn)性條 件下可以增大所鋪設卷筒的直徑。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船，包括船體、卷筒、用于驅動該卷筒轉動的卷筒驅動機構、繞設于卷筒上的管道和管道張緊矯直機 構，船體包括甲板和底殼，其中，船體的甲板下方設有供卷筒下沉的中心月池，該中心月池 貫通甲板和船體的底殼；該作業(yè)船還包括一卷筒升降機構，該卷筒升降機構可驅動卷筒沿 中心月池上升和下降。采用上述技術方案后，本實用新型的卷筒可以下降到甲板下的中心月池內(nèi)，降低 船體的重心，可在不犧牲船體穩(wěn)性條件下大幅增加卷筒直徑，從而能夠降低纏繞鋼管的彎 曲變形程度，增大可鋪設管道的管徑范圍，提升了鋪管船的鋪管能力。

圖1為本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的立體示意圖；圖2為本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的主視示意圖；圖3為本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的后視示意圖；圖4為本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的仰視示意圖；圖5為本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船的卷筒升降機構的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例做詳細說明本實施例在以本實用新型技術 方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護 范圍不限于下述的實施例。如圖1至圖4所示，本實用新型的卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船包括船體1、上層建 筑2、卷筒3、卷筒升降機構4、管道5、管道張緊矯直機構6以及卷筒驅動機構7。船體1包 括甲板13和底殼14，船體的甲板13下方設有供卷筒3下沉的中心月池11，該中心月池11 貫通甲板13。卷筒升降機構4可驅動卷筒3沿著該中心月池11上升和下降。在一種實施 方式中，該中心月池11還同時貫通底殼14，使得卷筒3得以部分地下降到水中。管道5繞設于卷筒3上，卷筒驅動機構7驅動卷筒3轉動，以實現(xiàn)管道5的收放。 管道5的鋪設端51被管道張緊矯直機構6所夾持，通過該管道張緊矯直機構6實現(xiàn)管道5 的矯直。圖中所示的船體1是駁船式，但不限于此，船體1還可以是普通船型式或半潛式寸。圖5示出了本實用新型的卷筒升降機構的一種具體實施方式
。結合圖1至圖3所 示，在該實施方式中，卷筒升降機構4包括一對支撐架41、四條升降腿42以及動力裝置(圖 中未示出)。上述一對支撐架41分別設置在卷筒3的兩側，用于支承該卷筒的卷筒軸31。 各支撐架41的兩端分別設有一套筒43，該一對支撐架的套筒43 —一對應地分別與四條升 降腿42相嚙合。支撐架41包括軸承蓋44和軸承座46，軸承座46和軸承蓋44通過螺栓 45聯(lián)接。四條升降腿42設置在船體的底殼14上，支撐架41在動力裝置的驅動下沿四條升 降腿42進行升降。該動力裝置可以是液壓頂升裝置或電動升降裝置。卷筒驅動機構7包括移動支架71、驅動齒輪72、輪軸73和動力源。輪軸73支承于 移動支架71上，驅動齒輪72套設在輪軸73上，并可隨該輪軸73 —起旋轉。動力源用于驅 動輪軸73旋轉。卷筒3設有齒輪，移動支架71可以沿船體前后移動，不需驅動卷筒3時，移動支架71帶動驅動齒輪72向船首移動，松開驅動齒輪72和卷筒3的嚙合；需要驅動卷 筒3時反方向移動即可。管道張緊矯直機構6包括張緊器61、支架62、行走小車63和軌道64。軌道64設 置在船體的甲板13上，并與卷筒的中心軸線相平行。行走小車行走在軌道64上，支架62 設置在行走小車63上，可以隨行走小車63在軌道64上來回移動。支架62具有升降功能， 用以調整管道5的鋪設端51的下水角度。張緊器61支承于支架62上，用于對待鋪設的管 道5進行張緊和矯直。本實用新型可在不犧牲船體1穩(wěn)性條件下大幅增加卷筒3直徑，降低纏繞鋼管管 道5的彎曲程度，增大可鋪設管道管徑范圍，提升鋪管船鋪管能力，特別適合于大直徑薄壁 鋼管的鋪設。
權利要求一種卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船，包括船體、卷筒、用于驅動該卷筒轉動的卷筒驅動機構、繞設于卷筒上的管道和管道張緊矯直機構，所述船體包括甲板和底殼，其特征在于，所述船體的甲板下方設有供所述卷筒下沉的中心月池，該中心月池貫通甲板和所述船體的底殼；所述作業(yè)船還包括一卷筒升降機構，該卷筒升降機構可驅動卷筒沿所述中心月池上升和下降。
2.如權利要求1所述的作業(yè)船，其特征在于，所述卷筒升降機構包括一對支撐架、四條升降腿以及動力裝置；所述一對支撐架分別設置在所述卷筒的兩側，用于支承該卷筒的卷筒軸；所述四條升 降腿設置在所述船體的底殼上；所述一對支撐架在所述動力裝置的驅動下沿所述四條升降 腿進行升降。
3.如權利要求2所述的作業(yè)船，其特征在于，所述動力裝置為液壓頂升裝置或電動升 降裝置。
4.如權利要求1所述的作業(yè)船，其特征在于，所述卷筒驅動機構包括移動支架、輪軸、驅動齒輪和動力源；所述輪軸支承于所述移動 支架上，所述驅動齒輪套設在所述輪軸上，并可隨該輪軸一起旋轉；所述動力源用于驅動輪 軸旋轉；所述卷筒設有齒輪，所述驅動齒輪隨所述移動支架的移動與所述齒輪相嚙合或脫開該 齒輪。
5.如權利要求1所述的作業(yè)船，其特征在于，所述管道張緊矯直機構包括張緊器、支 架、行走小車和軌道；所述軌道設置在船體的甲板上，并與所述卷筒的中心軸線相平行；所 述行走小車行走在所述軌道上；所述支架設置在行走小車上，并可升降；所述張緊器支承 于該支架上，用于對待鋪設的管道進行張緊和矯直。
6.如權利要求1所述的作業(yè)船，其特征在于，所述船體為駁船式、普通船型式或半潛式。
專利摘要一種卷筒式海底管道鋪設作業(yè)船，該作業(yè)船包括船體、卷筒、用于驅動卷筒轉動的卷筒驅動機構、繞設于卷筒上的管道和管道張緊矯直機構。船體包括甲板和底殼，船體甲板下方設有供卷筒下沉的中心月池，該中心月池貫通甲板和船體的底殼；該作業(yè)船還包括一卷筒升降機構，該卷筒升降機構可驅動卷筒沿中心月池上升和下降。本實用新型可在不犧牲船體穩(wěn)性條件下大幅增加卷筒直徑，從而增大了可鋪設管道的管徑范圍。
文檔編號B63B35/03GK201647090SQ20092021152
公開日2010年11月24日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者林金保 申請人:上海利策科技有限公司