深海輕型j型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其包括：底座；塔架機(jī)構(gòu)安裝在底座上；A/R系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)滑輪支架將A/R絞車伸出的鋼絲繩牽引所述塔架機(jī)構(gòu)；管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)安裝在所述底座上，末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊，設(shè)置在所述塔架機(jī)構(gòu)的側(cè)部，且所述末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊的遠(yuǎn)端與所述A/R絞車連接。本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)設(shè)置為輕型化，可以控制整機(jī)重量、尺寸，適合安裝現(xiàn)有的多種海洋工程船舶。其實(shí)現(xiàn)了模塊化，便于安裝，減少對(duì)安裝母船的改造，可實(shí)現(xiàn)鉸接安裝或法蘭安裝。
【專利說(shuō)明】
深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海底管道鋪設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)是用于在海底鋪設(shè)輸送石油和天然氣管道的工程。海洋管道包括海底油、氣集輸管道，干線管道和附屬的增壓平臺(tái)，以及管道與平臺(tái)連接的主管等部分。其作用是將海上油、氣田所開(kāi)采出來(lái)的石油或天然氣匯集起來(lái)，輸往系泊油船的單點(diǎn)系泊或輸往陸上油、氣庫(kù)站。
[0003]海洋油、氣管道的輸送工藝與陸上管道相同。海洋管道工程在海域中進(jìn)行，工程施工的方法則與陸上管道線路工程不同。
[0004]特別是針對(duì)J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量重且不便于安裝，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待研究一種新型的J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量重且不便于安裝等缺陷，提供一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，所述深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)包括:
[0007]底座;塔架機(jī)構(gòu)，所述塔架機(jī)構(gòu)安裝在底座上；
[0008]A/R系統(tǒng)，所述A/R系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)滑輪支架將A/R絞車伸出的鋼絲繩牽引所述塔架機(jī)構(gòu)；
[0009]管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)安裝在所述底座上，
[0010]末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊，設(shè)置在所述塔架機(jī)構(gòu)的側(cè)部，且所述末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊的遠(yuǎn)端與所述A/R絞車連接。
[0011 ]較佳地，所述塔架機(jī)構(gòu)與所述底座鉸接，由爬升撐桿系統(tǒng)支撐。
[0012]較佳地，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)和張力升降平臺(tái)，所述內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)和所述張力升降平臺(tái)的纏繞鋼絲繩滑輪支架設(shè)置在所述塔架機(jī)構(gòu)的頂部。
[0013]較佳地，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括塔架夾持和裝載臂俯仰絞車，所述塔架夾持安裝在所述塔架機(jī)構(gòu)的中橫梁上，所述裝載臂俯仰絞車安裝在所述塔架機(jī)構(gòu)上，通過(guò)鋼絲繩纏繞牽引裝載臂俯仰。
[0014]較佳地，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多根步進(jìn)梁、固定縱向傳輸托輥、升降式縱向傳輸托輥，分別布置在所述裝載臂的一側(cè)。
[0015]較佳地，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用油缸爬升驅(qū)動(dòng)。
[0016]較佳地，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括上頂升機(jī)構(gòu)、頂升油缸、下頂升機(jī)構(gòu)和爬升撐桿，所述上頂升機(jī)構(gòu)與所述塔架機(jī)構(gòu)的塔架通過(guò)一鉸點(diǎn)連接，所述頂升油缸的兩端連接所述上頂升機(jī)構(gòu)和所述下頂升機(jī)構(gòu)，所述爬升撐桿穿過(guò)所述上頂升機(jī)構(gòu)和所述下頂升機(jī)構(gòu)，所述爬升撐桿通過(guò)另一鉸點(diǎn)與所述底座連接。
[0017]較佳地，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)和管節(jié)，所述夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述裝載臂上，并夾持所述管節(jié)，使得所述管節(jié)隨所述裝載臂俯仰絞車俯仰。
[0018]較佳地，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括安全靴，所述安全靴安裝在所述裝載臂的底部，用于防止所述管節(jié)的滑移。
[0019]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0020]本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)設(shè)置為輕型化，可以控制整機(jī)重量、尺寸，適合安裝現(xiàn)有的多種海洋工程船舶。其實(shí)現(xiàn)了模塊化，便于安裝，減少對(duì)安裝母船的改造，可實(shí)現(xiàn)鉸接安裝或法蘭安裝。此外，所述深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)更加地多功能化，可完成海底管道鋪設(shè)、具備A/R功能，可安裝PLET (末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))等水下設(shè)施。
【附圖說(shuō)明】
[0021]本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中:
[0022]圖1為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的主視圖。
[0023]圖2為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的左視圖。
[0024]圖3為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的俯視圖。
[0025]圖4為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的船艉安裝布置圖。
[0026]圖5為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的月池安裝布置圖。
[0027]圖6為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中塔架俯仰機(jī)構(gòu)布置圖。
[0028]圖7為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中裝載臂的布置圖。
[0029]圖8為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中塔架系統(tǒng)的內(nèi)部布置圖。
[0030]圖9為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中管節(jié)與管束對(duì)接區(qū)域的布置圖。
[0031]圖10為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中管線下放示意圖。
[0032]圖1la為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖一。
[0033]圖1lb為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖二。
[0034]圖1lc為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖三。
[0035]圖12為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中A/R操作區(qū)域的示意圖。
[0036]圖13a為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝吊系統(tǒng)的示意圖一。
[0037]圖13b為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝吊系統(tǒng)的不意圖二。
[0038]圖14a為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝操作的不意圖一。
[0039]圖14b為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝操作的示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0041 ]現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來(lái)表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)是從公知公用的術(shù)語(yǔ)中選擇的，但是本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所提及的一些術(shù)語(yǔ)可能是
【申請(qǐng)人】按他或她的判斷來(lái)選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說(shuō)明。此外，要求不僅僅通過(guò)所使用的實(shí)際術(shù)語(yǔ)，而是還要通過(guò)每個(gè)術(shù)語(yǔ)所蘊(yùn)含的意義來(lái)理解本發(fā)明。
[0042]圖1為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的主視圖。圖2為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的左視圖。圖3為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的俯視圖。
[0043]如圖1至圖3所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其包括底座、塔架機(jī)構(gòu)10、A/R系統(tǒng)20、管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)和末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊30。其中，塔架機(jī)構(gòu)10安裝在所述底座上。A/R系統(tǒng)20通過(guò)多個(gè)滑輪支架將A/R絞車21伸出的鋼絲繩牽引塔架機(jī)構(gòu)10。所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)安裝在所述底座上，末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊30設(shè)置在塔架機(jī)構(gòu)1的側(cè)部，且末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊30的遠(yuǎn)端與A/R絞車21連接。
[0044]優(yōu)選地，將塔架機(jī)構(gòu)10與所述底座鉸接，由爬升撐桿系統(tǒng)11支撐。進(jìn)一步地，塔架機(jī)構(gòu)10還包括內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)12和張力升降平臺(tái)13，內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)12和張力升降平臺(tái)13的纏繞鋼絲繩滑輪支架設(shè)置在塔架機(jī)構(gòu)10的頂部。
[0045]在塔架基座上方設(shè)置工作站17，可以水平滑移，內(nèi)部空間用于布置焊接、包覆、探傷、監(jiān)控操控設(shè)備，施工人員活動(dòng)秘籍區(qū)，站內(nèi)管節(jié)與管束對(duì)接。
[0046]進(jìn)一步地，塔架機(jī)構(gòu)10還包括塔架夾持14和裝載臂俯仰絞車15，塔架夾持14安裝在塔架機(jī)構(gòu)10的中橫梁上，裝載臂俯仰絞車15安裝在塔架機(jī)構(gòu)10上，通過(guò)鋼絲繩纏繞牽引裝載臂16俯仰。
[0047]所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多根步進(jìn)梁40、固定縱向傳輸托輥41、升降式縱向傳輸托輥42，分別布置在裝載臂16的一側(cè)。
[0048]圖4為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的船艉安裝布置圖。圖5為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)的月池安裝布置圖。
[0049]如圖4所示，本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)安裝在海工船舶尾部時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)，海工船舶50裝備有動(dòng)力定位系統(tǒng)，可以適用于深海鋪管應(yīng)用，僅需要局部改造加強(qiáng)船舶與鋪管系統(tǒng)的主體塔架系統(tǒng)的接口。
[0050]如圖5所示，同時(shí)本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)還可以安裝在帶有月池結(jié)構(gòu)的海工船舶上。本系統(tǒng)要求船舶50安裝具有起吊管節(jié)的甲板起重機(jī)51，甲板起重機(jī)51的主要任務(wù)是將管節(jié)從堆管區(qū)52轉(zhuǎn)運(yùn)至甲板水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。整機(jī)控制系統(tǒng)集成在專門設(shè)計(jì)的控制箱53，控制箱53預(yù)留船艏通訊接口。整機(jī)操控室54安裝在邊側(cè)。根據(jù)鋪管系統(tǒng)的布置位置調(diào)整甲板布局。
[0051]圖6為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中塔架俯仰機(jī)構(gòu)布置圖。
[0052]如圖6所示，塔架機(jī)構(gòu)10還包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用油缸爬升驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)在鋪管施工應(yīng)用中，管束的入水角度同塔架的俯仰角度一致，角度的調(diào)節(jié)變化范圍為I?110°，可以滿足不同管徑與水深的要求。
[0053]特別地，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括上頂升機(jī)構(gòu)60、頂升油缸63、下頂升機(jī)構(gòu)62和爬升撐桿64，上頂升機(jī)構(gòu)60與塔架機(jī)構(gòu)10的塔架通過(guò)一鉸點(diǎn)61連接，頂升油缸63的兩端連接上頂升機(jī)構(gòu)60和下頂升機(jī)構(gòu)62，爬升撐桿64穿過(guò)上頂升機(jī)構(gòu)60和下頂升機(jī)構(gòu)62，爬升撐桿64通過(guò)另一鉸點(diǎn)65與所述底座連接，連接各頂升機(jī)構(gòu)的油缸插銷鎖住爬升撐桿64上的插銷孔位。一端頂升機(jī)構(gòu)60的插銷鎖住銷孔，另一端插銷拔出銷孔，頂升油缸63收縮或伸出，爬升撐桿64動(dòng)作帶動(dòng)塔架的角度變化。采用油缸爬升具有調(diào)節(jié)角度的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)力大，角度定位后鎖銷能耗小。
[0054]圖7為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中裝載臂的布置圖。
[0055]如圖7所示，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)161和管節(jié)，夾持機(jī)構(gòu)161設(shè)置在裝載臂16上，并夾持所述管節(jié)，使得所述管節(jié)隨裝載臂16俯仰絞車俯仰。裝載臂俯仰絞車15牽引鋼絲繩纏繞151，管節(jié)隨絞車俯仰，裝載臂錨定162連鎖裝載臂16與塔架結(jié)構(gòu)。所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括安全靴70，安全靴70安裝在裝載臂16的底部，用于防止管節(jié)滑移，防傾背拉絞車80衡張力的控制，防止裝載臂16由于船舶運(yùn)動(dòng)慣性影響。
[0056]圖8為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中塔架系統(tǒng)的內(nèi)部布置圖。
[0057]如圖8所示，當(dāng)所述管節(jié)轉(zhuǎn)至塔架機(jī)構(gòu)10內(nèi)部時(shí)，外對(duì)中器90夾持管節(jié)100，裝載臂16挾管張力轉(zhuǎn)移外對(duì)中器90，裝載臂16回水平位置。塔架夾持14約束管節(jié)100上部。內(nèi)對(duì)中臍帶纜絞車91收放臍帶纜92，牽引內(nèi)對(duì)中小車93。內(nèi)對(duì)中小車93錨定，臍帶纜92繼續(xù)下放內(nèi)對(duì)口器94下放到管節(jié)100與管束101焊接面，通過(guò)臍帶纜92控制內(nèi)對(duì)口器94起到對(duì)中管道對(duì)口面，滿足焊接要求。外對(duì)中器90承載管節(jié)100重量，同時(shí)可在乂、￥、2、1^、1^、1^六個(gè)自由度方向上調(diào)節(jié)管節(jié)，預(yù)對(duì)中調(diào)節(jié)作用。
[0058]圖9為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中管節(jié)與管束對(duì)接區(qū)域的布置圖。圖10為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中管線下放示意圖。
[0059]如圖9和圖10所示，在管道對(duì)接完畢后，焊接、包覆、NDT預(yù)處理工序在工作站17內(nèi)實(shí)施，管節(jié)100與管束101的對(duì)接面在工作站內(nèi)17，施工操作人員可方便施工，并清晰觀察對(duì)接面請(qǐng)況。管束101受固定夾持102承載，管領(lǐng)固定夾持102鉸接在托管架上。
[0060]在管道焊接、包覆、NDT完畢后，管道下放，張力平臺(tái)升降絞車110通過(guò)鋼絲繩111繞過(guò)滑輪112牽引張力升降平臺(tái)113(如圖8所示)，升降夾持114夾持管道頂部，塔架系統(tǒng)對(duì)中輔助機(jī)構(gòu)待機(jī)位置，管領(lǐng)固定夾持102打開(kāi)，絞車110下放，鋪管船移動(dòng)，管道鋪設(shè)。
[0061]圖1la為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖一。圖1lb為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖二。圖1lc為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可換裝的夾持模式的示意圖三。
[0062]本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可以適用于多種夾持模式。如圖1la所示，為單管領(lǐng)夾持模式，單管領(lǐng)120具有一個(gè)管領(lǐng)臺(tái)階，升降夾持114與固定夾持102在同一臺(tái)階面張力轉(zhuǎn)換。如圖1lb所示，為雙管領(lǐng)夾持模式，雙管領(lǐng)130具有兩個(gè)管領(lǐng)臺(tái)階，升降夾持114與固定夾持102在上下兩臺(tái)階面張力轉(zhuǎn)換。如圖1lc所示，為摩擦夾持模式，光管道依靠升降夾持114與固定夾持102與管道140間的摩擦力抵消張力。本發(fā)明系統(tǒng)可適合以上三種模式，系統(tǒng)預(yù)留空間和安裝接口，可以根據(jù)施工方的要求更換夾持機(jī)構(gòu)。
[0063]圖12為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中A/R操作區(qū)域的示意圖。圖13a為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝吊系統(tǒng)的示意圖一。圖13b為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝吊系統(tǒng)的示意圖二。圖14a為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝操作的示意圖一。圖14b為本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)中PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))安裝操作的示意圖二。
[0064]如圖12至圖14b所示，在鋪管的末端階段或突發(fā)海況條件下，需要棄管、收官操作。八/1?絞車21固定在船體上，A/R鋼絲繩211繞過(guò)A/R滑輪翻轉(zhuǎn)支架22，翻轉(zhuǎn)支架22油缸驅(qū)動(dòng)俯仰，A/R操作過(guò)程中翻轉(zhuǎn)支架擱置塔架橫梁上，A/R鎖具頭23對(duì)中管道主線，管線封頭24與管線25對(duì)焊，浮標(biāo)鎖具26綁扎，固定夾持102打開(kāi)，管線下放海底，棄管流程如上所述，收官流程相反操作。
[0065]本發(fā)明系統(tǒng)具備末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)(PLET)安裝的能力，即可在鋪管過(guò)程的末端安裝也可完成獨(dú)立的安裝作業(yè)，如圖1所示，PLET安裝吊30布置在塔架系統(tǒng)旁側(cè)，其安裝位置變更，公用A/R絞車21。如圖13a和圖13b所示，變幅油缸150驅(qū)動(dòng)臂架151，管領(lǐng)夾持152夾持管線153。水下終端PLET160與管線153對(duì)接焊接，A/R鋼絲繩211繞過(guò)頂部滑輪154起吊PLET160，管線153與PLET160的連接工序?qū)崿F(xiàn)。
[0066]如圖14a和圖14b所示，在鋪管系統(tǒng)與水下生產(chǎn)系統(tǒng)配合流程中，此流程應(yīng)用輔助結(jié)構(gòu)三眼吊耳170，其一號(hào)吊眼孔連接管線153，其二號(hào)吊眼孔連接放管繩索171，三號(hào)吊眼孔諒解A/R鋼絲繩211，張力升降平臺(tái)牽引放管繩索171與A/R鋼絲繩211之間轉(zhuǎn)換管線153的張力，將管線153轉(zhuǎn)移到管領(lǐng)夾持152，拆除鎖具，割掉管線封頭，執(zhí)行管線與PLET的連接工序。
[0067]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)描述可知，本發(fā)明應(yīng)用了J型海底管道鋪設(shè)概念，可實(shí)現(xiàn)管節(jié)的垂直或傾斜鋪設(shè)，鋪設(shè)管束只存在下彎段，減小管束在鋪設(shè)過(guò)程的應(yīng)力應(yīng)變，同時(shí)降低鋪管水平張力，降低船舶定位系統(tǒng)要求。
[0068]當(dāng)本發(fā)明安裝在鋪管船尾部或月池上方時(shí)，各主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在鋪管塔上，管節(jié)在塔內(nèi)完成與管束的焊接，通過(guò)鋪管塔移動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)控制管線張力，下放管線，鋪管塔下固定夾持，保持管線靜態(tài)位置，兩套夾持機(jī)構(gòu)的交替作用實(shí)現(xiàn)管線下放鋪設(shè)。
[0069]本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)可以鋪設(shè)300m-1500m水深，管徑范圍6in?12in井口間短距離海底油氣管道，同時(shí)可安裝水下管匯、管道終端、水下隔離閥等水下設(shè)備。
[0070]本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)利用海底管線J型鋪設(shè)方法的概念引導(dǎo)下開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)涵蓋了整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水下系統(tǒng)的安裝系統(tǒng)和相關(guān)操作方法，可以實(shí)現(xiàn)模塊化安裝，安裝母船局部加強(qiáng)改造即可安裝投入使用。其可以直接應(yīng)用單管領(lǐng)、雙管領(lǐng)管節(jié)的鋪設(shè)，同時(shí)也可更換升級(jí)摩擦張力夾持機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無(wú)管領(lǐng)管節(jié)的鋪設(shè)，預(yù)留安裝空間。
[0071]另外，本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)只布置一個(gè)綜合工作站，站內(nèi)完成焊接、NDT、包覆預(yù)處理環(huán)節(jié)。工作站利用齒輪齒條捏合驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)水平前后運(yùn)動(dòng)。目的配合塔架傾轉(zhuǎn)角度改變焊接點(diǎn)位置，利于預(yù)處理施工。工作站頂棚和地板可通過(guò)油缸驅(qū)動(dòng)開(kāi)閉，目的使管領(lǐng)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)入工作站內(nèi)部，上下管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)的交替區(qū)域在工作站內(nèi)部。
[0072]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)管束大角度的入水角或趨近于垂直狀態(tài)，管束入水角和塔尖俯仰角度一致，通過(guò)塔架兩側(cè)的液壓俯仰爬升機(jī)構(gòu)控制，省去了常見(jiàn)的龐大常見(jiàn)托管架結(jié)構(gòu)，僅在塔架根部安裝較短的托管架控制管束偏移。
[0073]本發(fā)明含有兩臺(tái)管領(lǐng)張力夾持機(jī)構(gòu)，一臺(tái)安裝在塔架結(jié)構(gòu)上部的可升降管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)，通過(guò)升降絞車實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，升降管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)夾持管節(jié)頭部，管束下放或回收，一臺(tái)安裝在托管架頂端的固定管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)，每臺(tái)管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)打開(kāi)合攏，用于抱緊、松開(kāi)管領(lǐng)。通過(guò)上管領(lǐng)夾持機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，固定夾持機(jī)構(gòu)的打開(kāi)合攏，實(shí)現(xiàn)管束的鋪設(shè)。
[0074]本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)管節(jié)與管束的內(nèi)外對(duì)中，外對(duì)中設(shè)備安裝裝在工作站頂部的軌道梁上，外對(duì)中器可實(shí)現(xiàn)6自由度的調(diào)節(jié)，大大提高管線的焊接質(zhì)量，除了外對(duì)中器以外，還有內(nèi)對(duì)口器，通過(guò)安裝在塔架頂部的臍帶纜絞車，收放對(duì)口器，通過(guò)電控、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)口器。
[0075]本發(fā)明中包括的一臺(tái)A/R絞車，可以安裝在甲板上或船艙內(nèi)部，通過(guò)布置在塔架和甲板上的導(dǎo)向滑輪組牽引鋼絲繩至管束中心，末端滑輪支架通過(guò)變幅油缸控制，可實(shí)現(xiàn)90°翻轉(zhuǎn)，給正常鋪管預(yù)留足夠空間。為滿足水下系統(tǒng)安裝，系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括一臺(tái)PLET安裝吊，安裝吊可以塔架系統(tǒng)配合完成同一工程的管線和終端安裝工作，也可獨(dú)立完成獨(dú)立的終端安裝項(xiàng)目，為滿足安裝吊施工，對(duì)PLET的外形、重量有一定要求。
[0076]綜上所述，本發(fā)明深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)設(shè)置為輕型化，可以控制整機(jī)重量、尺寸，適合安裝現(xiàn)有的多種海洋工程船舶。其實(shí)現(xiàn)了模塊化，便于安裝，減少對(duì)安裝母船的改造，可實(shí)現(xiàn)鉸接安裝或法蘭安裝。此外，所述深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)更加地多功能化，可完成海底管道鋪設(shè)、具備A/R功能，可安裝PLET(末端水下生產(chǎn)系統(tǒng))等水下設(shè)施。
[0077]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)包括: 底座； 塔架機(jī)構(gòu)，所述塔架機(jī)構(gòu)安裝在底座上； A/R系統(tǒng)，所述A/R系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)滑輪支架將A/R絞車伸出的鋼絲繩牽引所述塔架機(jī)構(gòu)； 管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)安裝在所述底座上， 末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊，設(shè)置在所述塔架機(jī)構(gòu)的側(cè)部，且所述末端水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝吊的遠(yuǎn)端與所述A/R絞車連接。2.如權(quán)利要求1所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述塔架機(jī)構(gòu)與所述底座鉸接，由爬升撐桿系統(tǒng)支撐。3.如權(quán)利要求2所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)和張力升降平臺(tái)，所述內(nèi)對(duì)中系統(tǒng)和所述張力升降平臺(tái)的纏繞鋼絲繩滑輪支架設(shè)置在所述塔架機(jī)構(gòu)的頂部。4.如權(quán)利要求3所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括塔架夾持和裝載臂俯仰絞車，所述塔架夾持安裝在所述塔架機(jī)構(gòu)的中橫梁上，所述裝載臂俯仰絞車安裝在所述塔架機(jī)構(gòu)上，通過(guò)鋼絲繩纏繞牽弓I裝載臂俯仰。5.如權(quán)利要求4所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多根步進(jìn)梁、固定縱向傳輸托輥、升降式縱向傳輸托輥，分別布置在所述裝載臂的一側(cè)。6.如權(quán)利要求1所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述塔架機(jī)構(gòu)還包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用油缸爬升驅(qū)動(dòng)。7.如權(quán)利要求6所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括上頂升機(jī)構(gòu)、頂升油缸、下頂升機(jī)構(gòu)和爬升撐桿，所述上頂升機(jī)構(gòu)與所述塔架機(jī)構(gòu)的塔架通過(guò)一鉸點(diǎn)連接，所述頂升油缸的兩端連接所述上頂升機(jī)構(gòu)和所述下頂升機(jī)構(gòu)，所述爬升撐桿穿過(guò)所述上頂升機(jī)構(gòu)和所述下頂升機(jī)構(gòu)，所述爬升撐桿通過(guò)另一鉸點(diǎn)與所述底座連接。8.如權(quán)利要求4所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾持機(jī)構(gòu)和管節(jié)，所述夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述裝載臂上，并夾持所述管節(jié)，使得所述管節(jié)隨所述裝載臂俯仰絞車俯仰。9.如權(quán)利要求8所述的深海輕型J型海底管道鋪設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，所述管節(jié)水平運(yùn)輸機(jī)構(gòu)還包括安全靴，所述安全靴安裝在所述裝載臂的底部，用于防止所述管節(jié)的滑移。
【文檔編號(hào)】F16L1/19GK106015738SQ201610642566
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月8日
【發(fā)明人】王學(xué)軍, 張鋼, 沈海澎
【申請(qǐng)人】上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司