一種三節(jié)點管領式j型鋪設系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種海底管道或立管的深水鋪管設備。
【背景技術】
[0002]隨著世界海洋石油的大面積開發(fā)，對深水起重鋪管船的需求量越來越大。隨著世界海洋石油不斷向深水發(fā)展，對深水管道鋪設的技術要求也越來越高。世界海洋石油工業(yè)的高速發(fā)展推動了深水鋪管技術的快速發(fā)展，也帶動了起重鋪管船裝備的快速發(fā)展。目前在深水項目中，管線的鋪設方法主要有三種:S型鋪設、卷筒鋪設及J型鋪設。J型鋪設是一種新型鋪管方法，立管下放時通過鋪設塔，以近似垂直狀態(tài)離開鋪管船，下放到海底，末端到達海底井口后，立管整體形態(tài)呈現(xiàn)出J型。J型鋪設保證管道在鋪設過程中，更加貼近“自然”狀態(tài)，應力狀態(tài)維持較好，需要的鋪設張力較小，因此底部張力也相對較小，減少了管道的自由跨度，而且觸地點與鋪管船的距離較近，便于動力定位，受外界的影響較小。目前，在深水工程項目中尤其是在超深水項目中(水深超過1500m)，J型鋪管法依據(jù)自身的優(yōu)勢，在實際工程項目中得到廣泛的應用。
[0003]雖然J型鋪設提高了立管下放過程的安全性能，但是存在如下問題:
[0004]1、鋪設效率低。由于立管在J型鋪設過程中需要在鋪設塔上完成焊接-無損檢測-涂層-下放等工作，而這些流程無法同步進行，并且受設備數(shù)量等制約，典型J型鋪設速度為1-1.5千米/天，導致立管安裝費用較高。
[0005]2、鋪設塔作業(yè)時所有操作都在垂直方向進行，由于高度大，重量大，且一般布置在鋪管船船首或船尾，穩(wěn)定性是一個難題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供既具有較高的鋪設能力，又能完成一些關鍵設備的安裝的一種三節(jié)點管領式J型鋪設系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明一種三節(jié)點管領式J型鋪設系統(tǒng)，其特征是:包括鋪設塔、液壓角度調節(jié)系統(tǒng)、裝載臂、水平傳送系統(tǒng)、移動平臺，鋪設塔底部鉸接在船體甲板上，鋪設塔的頂部安裝絞車和提升機，移動平臺安裝鋪設塔下方，絞車與提升機相連，提升機的軌道布置于鋪設塔中間內側，所述液壓角度調節(jié)系統(tǒng)包括上段支撐桿、下段支撐桿和液壓缸，上段支撐桿的上端通過連接軸連接鋪設塔，下段支撐桿的下端與船體甲板鉸接，液壓缸的缸體與上段支撐桿的下端相連，液壓缸的活塞與下段支撐桿的下端相連，水平傳送系統(tǒng)包括支架、水平滾輪，支架固定在船體甲板上，水平滾輪安裝在支架上，裝載臂的下端鉸接在船體甲板上，裝載臂的上端部設置液壓夾具，液壓夾具通過連接轉軸與裝載臂連接，裝載臂的兩側設置有吊耳，吊耳通過鋼索與絞車連接，管段經(jīng)水平滾輪運送至裝載臂的液壓夾具內。
[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、鋪設塔的底部設置焊接站，焊接站里安裝焊接設備、無損檢測設備和涂層設備。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0012]1、相比于美國Pub.No:US 2008/0118311 Al號專利，在安裝操作流程上有三點優(yōu)勢:(a)美國專利中管線首先通過裝載臂提升到鋪設塔中層，隨后管線電梯夾住管線將其吊至鋪設塔頂層，而本發(fā)明中裝載臂直接將管線提升至安裝塔頂層，省去了管線電梯這一繁瑣的步驟，使管段的傳送簡單易行，減少設備使用，減輕重量，提高工作效率。(b)美國專利中管線從裝載臂傳送到固定在鋪設塔桁架上的旋轉臂上，再由旋轉臂將管線移動到預鋪設路徑上。本發(fā)明中，旋轉臂集成在裝載臂之上，省去管線在不同設備之間的傳遞，提高安全作業(yè)性，簡化安裝流程。(C)美國專利中管線提升到安裝塔上層，隨后上層的三個固定式夾鉗固定住管線，然后安裝塔下層的三個活動式夾鉗通過滑軌移動到安裝塔上層，活動式夾鉗夾住管線隨后固定式夾鉗松開管線，最后活動式管線移動到安裝塔下層從而完成管線的輸送。本發(fā)明直接使用電腦控制的絞車運輸管線，在效率與精準度上都比該專利先進許多。
[0013]2、使用管領式張緊裝置替代張緊器。使用張緊器，上管時管線末端高度必須高于張緊器頂端高度，為了提高效率，J型塔必須設計成2X4節(jié)點形式，所以不考慮其余設備高度，J型塔設計高度至少為96m(12 X 2 X 4 = 96)。但使用管領式張緊裝置，對管線末端高度沒有限制，可實現(xiàn)1X4節(jié)點上管方式，所設計J型塔高度為52m，高度降低45%以上，同時減輕J型塔重量。而且使用管領式張緊裝置，提高了管道下放速度，加快鋪設效率。
[0014]3、提高管道鋪設速度。管道焊接前對中及預熱約需2分鐘，管道焊接時間約需12分鐘，無損檢測約需5分鐘，涂裝約需3分鐘，管領式張緊裝置下放速度約為12.2m/min。故所設計的三節(jié)點管道鋪設系統(tǒng)理論鋪設速度為:
[0015]24X60^ {(2+12+5+3) + ( 12.2 X 3^ 12.2)} X 12 X 3 = 2073.6m/d
[0016]相比典型J型鋪設速度1.5km/d效率提升了38%
[0017]4、使用液壓缸替代A字架，既能保證強度要求，同時克服A字架質量大、占空間的缺點。使用液壓缸，可以在船中月池之上布置鋪設塔，由此可將鉆井船改裝成J型鋪管船，以充分利用原鉆井船上的井架和管道輸送裝置，降低造價。
[0018]5、焊接設備與無損檢測設備布置在一起，這樣在檢測結果不合格的情況下，可以進行及時的處理，減少不必要的工序。
[0019]6、在鋪設塔底端增加懸掛平臺，實現(xiàn)PLET、PLEM等關鍵設備的安裝，保證鋪設作業(yè)安全性的同時也提高了鋪設效率。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的正視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的側視圖；
[0022]圖3為裝載臂俯視圖；
[0023]圖4為管領式張緊系統(tǒng)正視圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0025]結合圖1?4，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有J型鋪管船鋪設過程中存在的問題，綜合考慮J型鋪設系統(tǒng)的鋪設效率及操作性，通過對J型鋪設系統(tǒng)的優(yōu)化，設計一種新型的深水J型鋪設系統(tǒng)，可以完成3節(jié)點管道的鋪設，并且在鋪設過程中可以實現(xiàn)鋪設塔大范圍的角度調節(jié)，適應更多管道在不同水深下的鋪設，同時實現(xiàn)了一些關鍵設備的安裝，如管道終端(PLET、PLEM)等，提高了 J型鋪設的可行性。
[0026]本發(fā)明采用下列技術方案，主要包括管道支撐裝置、角度調節(jié)裝置、上管裝置、管領式張緊裝置、管道連接裝置。管道支撐裝置即鋪設塔I，角度調節(jié)裝置即液壓角度調節(jié)系統(tǒng)2，液壓角度調節(jié)系統(tǒng)2的兩端分別與鋪設塔I和船體甲板連接;上管裝置包括管道的水平傳送系統(tǒng)5和裝載臂6，裝載臂6布置在塔架前側;管領裝置由絞車7和提升機8組成，位于鋪設塔I頂部，提升機的軌道位于鋪設塔I中間內側;管道連接裝置布置在焊接站9內，位于塔架的底端，主要包括焊接裝置、檢測裝置和涂層處理裝置;此外，在塔架底部布置移動平臺3。
[0027]鋪設塔I高40m，可以滿足3節(jié)點管段的鋪設作業(yè)，頂部為2m高的箱體結構，內壁設有足夠的加強材，加強材根據(jù)位置的不同分別選用不同型號的T型材和角鋼，箱體結構內用來安裝內部對中器的相關設備和與提升機和裝載臂相連的絞車，所述的鋪設塔I整體設計為穩(wěn)定的桁架結構，左右兩側分別設有四根尺寸較大的主支撐管，主支撐管之間分別設有斜撐，這樣既可