CN101156013A - 安装具有一或多个附件的离岸管线的海上布管系统和方法 - Google Patents
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Abstract
用于安装包括一个或多个附件(10)的离岸管线(1)的海上布管方法和系统。该方法包括下述步骤：设置船只(2)，在海底方向上从船只(2)沿触发线投放管线(1)，将管线(1)与夹持装置(56)接合，该夹持装置连接至船只(2)并且适于支承先前投放管线(1)的重量，将附件(10)移动进入触发线到达夹持装置(5b)上方的位置。然后，将附件(10)连接至夹持装置(5b)上方的管线(1)，同时管线(1)由夹持装置(5b)保持。随后，可释放地将附件(10)和与其连接的投放管线(1)固紧至受控的负载升降装置(5)，将附件(10)和与其连接的投放管线(1)的重量从夹持装置(5b)转移到受控载荷升降装置(5)，同时附件(10)和与其连接的投放管线(1)保持在触发线中。最后，将夹持装置(5b)从管线(1)脱离并且使夹持装置移动离开触发线。然后，通过受控载荷升降装置(5)沿着触发线降低附件(10)和与其连接的投放管线(1)。
Description
技术领域
本发明涉及水下布置离岸管线。更具体地说，本发明的主题涉及一种用于安装具有一个或多个附件的离岸管线的海上布管系统和方法。
背景技术
海底管线大多数通常通过连接或焊接在船舶甲板上、降低船舶后部然后布置在洋底上而布置在洋底。离岸管线工业使用多种布管概念。
通常公知的技术称为S布置技术。在S布置技术中，管道区段添加至组装线中先前已经投放水中的管线，通常包括一个或多个焊接站，该组装线布置在布管船只诸如布线船(lay barge)上的水平或接近水平位置。然后，管线借助斜坡或导向架在船尾部上弯曲，角度向下朝向海底，并且弯曲回水平并且搁置在海底。管线的投放由一个或多个管线拉伸器控制，这些拉伸器通常布置在组装线的端部和导向架的上游。这些拉伸器能够保持先前投放的管线。管线的从布管船只到海底的形状采用长“S”形。S布置技术大多数使用在相对浅的水深中。
可选择地，垂直或接近垂直的布置技术已经进行研制，主要用于深水离岸布管，尤其是J布置技术。J布置技术通过采用其上安装有塔架的船只执行。在公知的布置中，单个管道区段载入具有管道承载器的塔架并且定位在先前投放的管线的上端上方。焊接站通常用于执行焊接操作从而将管道区段(或者管道区段的子组件)连接至先前投放的管线。在塔架中，夹具通常位于焊接站下方，该夹具设置用于保持并且支承先前投放的管道的重量。在焊接管线之后，其新增加的(各)管线区段通过该夹具降低，然后夹具再次在其上端附近与管线接合。这些步骤随着船只的向前移动而重复，由此将管线布置在海底。投放的管线采用“J”形状的迹线，“J”的顶部正常情况下不是垂直的，而是具有一角度，水平分量能够随着其触碰海底而控制管线中的弯折力。
同样公知采用“管道存放线轴”或“线轴布置”方法布置离岸管线。在该方法中，待布置的管线以连续的长度在布管船只的甲板上或者采用岸边装置制造，然后绕到大型卷轴上。在布管过程中，管线通常被拉直并且跨过(倾斜)斜坡或塔架。拉伸器和/或夹具用于保持先前已经投放的管线。这一方法大部分用在具有有限直径的管线中。
在大多数待布置在海岸上的离岸管线中，需要将模块(附件)安装到管线的端部和/或沿着管线的一个或多个间隔的中间位置。这些模块通常相当大且重并且通常设计成焊接至管线。这些模块的实例为初始装置、管线终端(PLET)、分支、内线SLED组件、内线歧管、管道阀、T形组件以及它们的支承结构和泥垫。
这种管线附件通常应当焊接在管线内部。通常，附件的相对端具有管线连接部分以将管线连接至那些管线连接部分。但是，公知大部分通过采用焊接或者使用螺栓安装到管线外部的管线附件。
公知的各种现有技术方案将附件安装到管线的端部或者管线的中间位置。
在WO 03/067019中，记载一种用于将内线附件导引入管线的系统。该系统包括卷轴、拉伸器和夹具，通常称为“悬挂”夹具。该夹具适于支承从所述夹具悬垂的投放管线的重量。此外，该公知系统包括斜坡，这里采用可变的倾斜度，具有管线馈送位置和附件连接位置，它们相互紧靠地布置。拉伸器与夹具之间的区域可用于将附件安装至管线中。该夹具能够在所投放管线悬垂的同时从管线馈送位置水平移动到附件连接位置。设置将所连接的管线和附件降低通过该夹具的装置。
在US 2002/0159839中，记载一种布管方法和设备，用于几乎垂直地布置离岸管线。该设备包括用于悬垂所投放管线的塔架和悬挂夹具。在附件已经焊接至塔架中的管线之后，具有投放管线的夹具仍然从该夹具悬垂并且焊接在管线上方的附件通常水平移动至塔架外部的位置。附件和投放的管线然后连接至安装在船只上的升降设备的升降线缆。所投放管线和附件的重量然后转移到升降设备，之后，夹具从管线释放。然后，夹具移回塔架，升降机然后降低附件和与其连接的投放管线到预定的高度，基本上低于塔架。借助升降设备和升降线缆，附件和与其连接的投放管线然后返回至它们在塔架中的初始位置，在该位置处，夹具可再次接合附件上方的管线。
这些公知的在布置离岸管线的同时将附件插入管线的一端或者布置在该端部的技术无法令人满意。
发明内容
发明的目的是提供一种用于布置离岸管线的改善的技术和相关系统，包括进入和/或处于管线端部的一个或多个管线。
这一目的通过安装包括根据本发明的一个或多个附件的离岸管线的方法来实现，该方法包括下述步骤：
-设置船只，
-在海底方向上从船只沿触发线投放管线，
-将管线与夹持装置接合，该夹持装置连接至船只并且适于支承先前投放管线的重量，
-将附件移动进入触发线到达夹持装置上方的位置，
-将附件连接至夹持装置上方的管线，同时管线由夹持装置保持，
-可释放地将附件和与其连接的投放管线固紧至受控的负载升降装置，
-将附件和与其连接的投放管线的重量从夹持装置转移到受控载荷升降装置，同时附件和与其连接的投放管线保持在触发线中，
-将夹持装置从管线脱离，
-使夹持装置移动离开触发线，
-通过受控载荷升降装置沿着触发线降低附件和与其连接的投放管线。
使用这种方法，投放管线保持在其触发线中并且不会如现有技术方法那样侧向移动。这基本上通过移动夹持装置离开触发线来实现，使得附件可随着管线和与其连接的附件沿着所述触发线降低而通过夹持装置。采用触发线，可清楚地示出从船只到海底的管线的轨迹。
与现有技术相比，优势在于在这些步骤期间不需要将无益的张力引入投放的管线中。
本发明的目的也通过根据本发明的系统实现，该系统包括：
-船只
-用于沿海底方向从船只在触发线上投放管线的管线投放装置，
-夹持装置，该装置连接至船只并且适于支承先前投放的管线的重量，该夹持装置接合管线，
-附件移位装置，用于将附件移动入触发线到达夹持装置上方的位置，
-附件连接装置，用于在管线处于夹持装置的同时将附件连接至管线，
-受控载荷升降装置，该装置可释放地固紧至附件和与其连接的投放管线，并且降低附件和与其连接的投放管线。
下面将更详细地说明，本发明的技术可与所有的离岸布管技术诸如J布置、卷轴布置和S布置结合使用。
作为浮动船只，可使用例如任何类型的布置船，都是适用于J布置、S布置或卷轴-布置的布管技术。优选地，船只是动态定位的船只，能够在布管过程期间进行移动。船只随着管线设置在海底而向前移动。
适于将投放管线的重量保持和支承的夹持装置实现为使得夹持装置可移动离开触发线，使得所述夹持装置或其部件移动到远端或不活动的位置，这样允许管线和附件的下降。然后，附件可通过所述移开的夹持装置。
可理解，整个夹持装置移位至所述远端或不活动位置。也可理解，只有接合管线的夹具的可移动部件移动至远端位置，反而夹具的基部结构保持固定。当然可使用其中夹具的基部结构与可移动管线接合夹具可进行移动的夹持装置。
例如，夹持装置的不活动位置或其部件为，设置使附件通过的有效开口，具有至少1×1米的尺寸，优选为至少1.5×1。5米，更优选为至少1.5×3米。
夹持装置可采用各种设计。该设计可基于用于支承先前投放管线的重量的现有夹具设计，该夹具目前制造为如上所述可进行移动。其可采用接合如J布置的管线上的形状下方，诸如套筒或端部装配。其也可采用通过摩擦接合在管线上的类型。夹具的摩擦表面可以是固定设计，但是可采用可移动设计，通常称为具有采用摩擦垫的连续带的拉伸器，接合在管线上。
用于沿海底方向从船只降低处于触发线上的管线和与其连接的附件的受控载荷升降装置可具有多种实施例，其实例将在下文进行详细讨论。例如，可使用现有的包括在用于J布置、S布置和卷轴-布置的系统中的受控载荷升降装置，如下文所示。
垂直或接近垂直的管线布置系统，尤其是J布置系统，通常包括安装在船只上的塔架。该塔架可具有固定的取向，但是也可设置具有不同倾斜度的塔架，例如围绕一个水平轴线或甚至围绕两个垂直水平轴。甚至可采用(自由的)万向接头塔架。
该塔架具有沿触发线的方向延伸的细长结构，尤其沿触发线的上端方向。触发线可延伸通过塔架的结构，但是塔架结构也可基本上邻近并且平行触发线。
J布置系统通常采用悬挂夹具，以保持并且支承先前投放的朝向海底向下延伸的管线的重量。悬挂夹具连接至船只，或者直接连接或者经由塔架结构，并且接合管线。通常地，悬挂夹具布置在塔架的下部。优选地，夹持装置可液压致动。导向架可设置在塔架的下端，例如延伸到水面下方。这种导向架通常设置用于导引管线。
通常，管线区段并排地装载在塔架中并且通过焊接或通过其他(机械)连接布置固紧至投放管线的上端。
通常，S布置系统包括管道区段供给所至的(各)水平焊接站，从而形成可被投放的管线。此外，S布置系统优选地包括一个或多个拉伸器和导向架。拉伸器保持管线并且支承沿着导向架朝向海底通过的先前投放的管线的重量。
卷轴-布置系统包括斜坡或塔架，悬挂夹具和可能的一个或多个拉伸器连接于此。通常，连续的、可能先前已经焊接的管线设置在卷轴上。
当使用J布置或S布置技术时，投放管线可制成在悬挂夹具上方的上端或者上一拉伸器的上游具有上端。附件然后可与触发线接触并且装配至所述上端，同时管线从上一拉伸器的所述悬挂夹具悬垂。然后，重量传递至受控负载升降装置，夹具、拉伸器或其相关部件，移动离开从而允许附件通过。
可理解，附件没有装配并且用作管线本身的中间或端部部分，但是附件仅从外部装配至管线。例如，泥垫设置在管线的具体位置的外部。根据本发明的技术也有利于这些情况。该情况可容易地想象为采用卷轴-布置系统，其中的待投放管线基本上是连续的。但是，在J布置和S布置技术中，管线也可延伸在悬挂夹具或上一拉伸器的上方或上游，例如，新管道区段已经焊接至投放管线。在接合管线之后，可将附件移动入触发线到达夹持装置上方或上游的位置，根据本发明其附件然后连接至管线，基本上不会中断管线。
可选择地，本发明技术的实施例可理解为，夹持装置上方的位置通过中断管线而清除，例如采用卷轴布置技术。夹持机构可用于接合管线并且对其进行保持使得管线可在夹持装置上方切割，将其分为两个部分。这使得夹具能够保持管线的下部区段(即，切割下方以及船只与海底之间的区段)同时，附件可加入至管线。
附件通过附接移位装置优选地移动入触发线到达夹持装置上方的位置。附件移位装置可以例如是升降架，例如船只的安装在甲板上的升降架或者安装在管道投放装置中的升降架，例如在塔架中。可选择地，移位装置包括用于附件的轨道安装承载件，例如用于在存放位置与触发线之间大概水平地移动附件。
在触发线位于塔架结构的情况下，可理解，附件导入塔架结构，例如侧向，从而将附件连接至塔架中的管线。另一选择，例如对于大型附件，将以特定的枢转使塔架离开触发线，同时具有由此保持的投放管线的夹具保持基本上固定，使得管线将其位置保持在触发线中。采用移动离开触发线的塔架，可通过例如升降架将大型附件导入触发线，其将附件从上方下降至管线上端，其现在不再被塔架结构“覆盖”。
在上述实例中，以及其他实施例，使夹持装置移动至其不活动或者远端位置可能不足以将附件供给至其连接位置和/或降低其上装配有附件的管线。需要从触发线卸下管线系统的其他元件，诸如焊接站，NDT站、涂布站、调节工具、工作站等。
优选地，附件通过焊接连接至管线。可选择地，可使用机械连接装置，例如螺纹连接。
在本发明的技术中，附件和与其连接的投放管线可释放地固紧至受控负载升降装置。该受控负载升降装置包括降低机构以降低附件和与其连接的投放管线。
布管船通常设置有用于管线的放弃和恢复线(A&R)系统，包括A&R绞盘和A&R缆线。该系统可用作受控载荷升降装置。可选择地，安装在船只上的升降架，例如安装在甲板或塔架中或斜坡中，可用作受控升降装置。作为附件移位装置的相同升降架也可作为负载升降装置。
在设置有塔架的系统中，该塔架可设置有从塔架悬垂的管线升降缆线。该管线升降缆线可释放地固紧至附件并且用作根据本发明的受控负载升降装置。
尤其，卷轴-布置和S布置系统可设置有管线拉伸器，定位在夹持装置上方的触发线，沿管线供给的方向看，以及用于将附件安装至管线的位置上方。该拉伸器也可作为受控载荷升降装置。在该实施例中，夹持装置可采用拉伸器的方式设计。
采用连接至投放管线的附件和固定于其的受控载荷升降装置，附件和与其连接的投放管线的重量从夹持装置传递至受控载荷升降装置。在下文中，夹持装置从管线脱离并且移动离开触发线。优选地，夹持装置设计成提供用于从管线侧向卸下的开口并且然后从管线卸下。在优选实施例中，夹持装置从基本上垂直于触发线的管线卸下。在备选优选实施例中，夹持装置在触发线与远端位置之间水平移动，例如跨过轨道。可选择地，夹持装置旋转离开触发线。
随后，受控载荷升降装置沿着触发线降低附件和与其连接的投放管线。
当使用放弃和恢复系统作为受控载荷升降系统时，A&R缆线的长度足以将附件和投放管线降低至海底。当附件是管线终端(PLET)时，尤其有利。
如果在导入附件之后需要管线继续，那么附件的上部可优选地由夹持装置接合。在这种情况下，受控升降装置降低附件和与其连接的投放管线，直到附件的上部可由夹持装置接合，之后，夹持装置向后移动到触发线并且夹持附件的上部。附件和投放管线的重量可向后传递至夹持装置，同时附件和与其连接的投放管线保持处于触发线。在后文，受控载荷升降装置可从附件的上部断开。
可选择地，附件的上部不能由夹持装置接合。在这种情况下，管道区段可在降低之前连接至附件。该管道区段可在将附件导入触发线之前设置或者可选择地，管道区段连接至附件同时附件处于触发线。也可为管线设置套筒。在这种情况下，夹持装置接合连接至管线的套筒。
附图说明
本发明将参照附图进行更详细的说明，其中：
图1a-1g示出卷轴-布置管线装置，其中的附件通过根据本发明的方法借助放弃(abandonment)和恢复缆线进行导引，
图2a和2b示出J布置管线装置，其中的附件借助从塔架顶部悬挂的管线升降缆线导引和降低，
图3示出卷轴-布置管线装置的部分，其中的附件借助拉伸器和管线导引和降低，
图4示出J布置管线装置，其中的附件借助升降设备导引和降低，
图5a和5b示出可从触发线(firing line)卸下的夹持装置的实例，
图6a、6b和7示出可从触发线卸下的夹持装置的备选实例，
图8、9和10示出S布置管线装置，其中的附件借助升降装置导引和降低，
图11、12和13示出本发明的管道投放装置的优选实施例。
具体实施方式
图1a-g示意性地示出根据本发明的用于安装具有附件的离岸管线的优选海上布管方法。
在这些图中，1a-g示出浮动船只2的船尾。船只2设置有塔架6，该塔架6通过铰接部件8枢转连接至船只2，该铰接部件限定基本上水平的枢转轴。塔架6的倾斜度可调整并且可由连接臂7保持。
在塔架6的顶部附件，安装有管线导引轮3或者其他导引结构，用于从存放卷轴(这里未示出)导引管线到达沿着塔架6延伸的触发线4。附图标记1c表示来自于存放卷轴并且越过导引轮3的管线部分。
在正常的布管期间，连续的管线从所述触发线4中的导引轮3沿方向A延伸到海底(未示出)。所投放的管线在图中标示为1b。
在塔架6上，拉伸器5设置在导引轮3的下游。可理解，管线拉伸器和可能使用的管线对中器安装在所述导引轮3与拉伸器5之间。
在该实施例中，悬挂夹具5b安装在塔架6的下端。可理解，所述悬挂夹具5b直接由船身支承。该悬挂夹具5b适于支承先前投放的管线1b的重量。
焊接站11位于悬挂夹具5b的上方并且也连接至塔架6。一个或多个放弃和恢复(A&R)绞盘9b安装在塔架上或者船只2上(如本实例所述)。A&R线缆9a可由绞盘9b致动并且延伸跨越一个或多个滑轮，它们将A&R缆线端部基本上定位在触发线4中，正好在悬挂夹具5b上方。可选择地，A&R绞盘可连接至塔架6。
在图1a中，已经从卷轴投放的管线如图所示被中断，使得所投放的管线1b目前具有上端1a。该端1a位于触发线4中。
同样在图1a中，附件10示意性地示出，其目前在触发线4之外。在该实例中，附件10的上端具有管状延伸部件10a，这里其尺寸基本上符合管线的尺寸。
在图1b中，放弃和恢复缆线9a连接至该上管道端部1a，该缆线9a能够降低管线1直到上管道端部1a正好位于悬挂夹具5b上方，如图1c所示。随后，放弃和恢复缆线9a从上管道端部1a卸下，附件10导入触发线4，正好位于悬挂夹具5b上方。
可选择地，管线直接地稳固在悬挂夹具5b的正上方从而获得图1d的情况。
可选择将管线1c从塔架6和轮3卸下和/或拉伸器5从触发线4卸下以提供用于缆线9a的通道。
附件10焊接至焊接站11中的上管道端部1a。悬挂夹具5b现在支承所投放的管线1b。
放弃和恢复线缆9a可释放地固紧至附件10的上端10a。这一情况如图1d所示。附件10和与其连接的投放线缆1b的重量从悬挂夹具5b传送至A&R线缆9a，同时附件10和与其连接的投放线缆1b仍然处于触发线4。
在图1e中，示出下述步骤：悬挂夹具5b从管线1脱离并且从触发线4卸下，这里与焊接站11共同地。在该实施例中，夹具5b和焊接站11移动进入塔架6。随着夹具5b的这一移动的进行，夹具没有载入管线1b的重量，其允许夹具移位装置具有非常简单的结构。这些可包括一个或多个轨道，支承夹具5的承载件可在其上移动，例如通过滑动或者承载件上的辊。也可使用其他布置。
在图1f中，示出A&R缆线9a已经沿着触发线4降低附件10和与其连接的投放线缆1b。当悬挂夹具5b将处于触发线4时，附件10和与其连接的投放线缆1b被降低直到附件的上端10a处于悬挂夹具5b的高度。实际上，上管道端部1a现在也是所投放管线的一部分。但是，为了简洁的原因，管线1的这一部分继续以附图标记1a标示。A&R缆线9a也可将附件10和与其连接的投放管线1b降低至海底。
在图1g中，悬挂夹具5b和焊接站11向后移动进入触发线4。悬挂夹具5b可与附件10的上端10a接合。附件10和与其连接的投放线缆1b的重量随后从A&R缆线9a转移到悬挂夹具5b，同时附件10和与其连接的投放线缆1b仍然处于触发线4。A&R线缆9a可从附件10的上端10a断开，可将来自卷轴的管线焊接至附件10的上端10a。
图2a示出船只20上的J布置塔架21。管线22沿海底的方向(未示出)从船只20沿触发线24投放。管线22通过塔架21、悬挂夹具27和塔架下端的导向架沿触发线24导引至海底。导向架25这里通过连接装置26可拆卸地连接至塔架21。塔架可布置在船只侧部，但是可选择地，J布置塔架处于船井附近，该船井的大小足以使附件通过。
夹具27安装在塔架21中并且可从触发线24移动到图2b所示的远端或非活动位置。可选择地，夹具27直接地连接至船身。
在图2a所示的情况下，悬挂夹具27接合管线22a的上部并且支承先前投放的管线22的重量。
在该实例中，塔架21围绕由铰链30限定的基本水平轴线枢转连接至船只20。一个或多个可伸缩支杆29保持塔架21的所需倾斜度。
在悬挂夹具27上方，定位有焊接站28，其也可通过例如滑动其侧面而从触发线24卸下。
管线升降线缆31a连接至管线22a的上部。与管线升降线缆31a关联的绞盘31b安装在塔架21上。管线升降缆线31a通过滑轮31c从绞盘31b导引至管线22a上部，同时缆线31a沿触发线24的方向延伸。
图2b示出相同的J布置塔架21，但是附件32导引入管线22。附件32已经移入塔架21、进入触发线24、达到悬挂夹具27上方的位置，先前投放的管线的上端由此支承。附件32通过在焊接站28中进行的焊接连接至悬挂夹具27上方的管线22a的上端，同时，管线22由悬挂夹具27保持。
在图2b所示的情况下，管线22和附件从线缆31a垂下。然后，悬挂夹具27已经从管线22脱离，焊接站28和悬挂夹具27已经移动离开触发线24。附件32和与其连接的投放管线22可释放地固定至塔架21中的管线升降线缆31a并且处于触发线24。在卸下或移位之后，例如枢转之后，导向架25离开触发线24，可降低附件32和与其连接的投放管线22直到附件的上端32a可通过悬挂夹具27再次夹住，此时该夹具27向回移动至触发线24。
应该指出，在该结构中，塔架可在悬挂夹具上方设置有管道对齐工具。可理解，该管道对齐工具也采用可移动的方式安装，使得该工具可产生位移从而为附件10腾出空间。
图3示出卷轴-布置管线装置的投放部件。在船40的尾部上，设置有斜坡41，管线43在海底的方向上(未示出)沿着该斜坡在触发线42上投放。夹具44和拉伸器45连接至该斜坡，在该实例中分别接近下端和上端。管线43通常在拉伸器45的控制下从斜坡41投放。在本发明方法中，管线43由夹具44夹住，然后在夹具上方切割中断，由此产生上管道端部43a。
其他管道端部46b向上移动，或者管道区段共同移除，从而在拉伸器45的正下方放置管道端部46b。
附件46然后导引入管道端部43a与46b之间的触发线42，然后一侧连接至上管道端部43a，而另一端，附件46连接至管道端部46b。因此，具有中间附件的管线形成在夹具44与拉伸器45之间。管线43和附件46的重量现在可传送至拉伸器45，之后，夹具44从管线脱离。在该无载荷状态下，夹具44可从触发线42移动足够远，从而产生通道借助拉伸器45和管线43b降低附件46。这是图3所示的情况。在已经降低附件46足够远之后，夹具44可移动至触发线以辅助投放剩余的管线，尤其是所述夹具44有效地理解为具有多个连续带的拉伸器，摩擦垫接合该管线，带的速度由适当的速度控制装置控制。
图4示出包括船只50、塔架51、管线52和升降架53的J布置管线装置。升降架53安装在船只50上，其位置远离塔架51，例如采用可相对于垂直轴线旋转的梁。在备选实施例中，升降架53可以是船只50的甲板上的移动导向架或者辅助船只的导向架，例如沿着船只50固定。
管线52沿着触发线54投放至海底，其在正常的布管操作下延伸穿过塔架51的结构(未示出，但是可与图2a所示的情况相比)。管线52的上部52a通过悬挂夹具55接合。
塔架51可围绕枢转布置结构57相对于船只50枢转。塔架51与船身之间的一个或多个可伸缩支架或类似的支承件允许塔架51的枢转和支承。
在图4所示的情况下，塔架51围绕由布置结构57提供的基本水平枢转轴线枢转离开触发线54。应该指出，悬挂夹具55这里不沿着塔架51枢转，但是仍然保持处于其位置，由此将所投放管线52保持并支承在初始触发线。塔架51枢转的倾斜度使得管线52的上端52a可从上方容易地操作，从而使用升降架53降低所述上端上方的附件。在塔架的非枢转离开位置处，塔架将阻挡到达相应于附件61的上端52a的这一垂直操作路径。
在枢转塔架的同时保持悬挂夹具55的初始位置和取向可通过设置用于悬挂夹具55的适当支承件来实现。
管线升降缆线58从塔架51的顶部悬垂并且用于降低线缆直到管线52的上部52a与悬挂夹具55接合，但是处于不相关的情况。
导向架59这里通过连接装置60枢转连接至塔架51。导向架59已经在所示情况下枢转离开触发线54。
附件61通过升降架53导引入触发线54，该升降架具有位于悬挂夹具55上方的升降架钩部。附件61现在可连接至上管道端部52a并且在将悬挂夹具55从触发线卸下之后，升降架可降低附件61以及与其连接的投放管线52。当附件61处于导向架59和夹具55下方的位置时，夹具55可移动回到触发线54并且接合在附件61的上部。然后，升降架53可与附件61断开并且移动离开触发线54。随后，导向架59和升降架53可沿触发线54向回移动，从而例如继续以J布置方式布管。
在图5中示出J布置塔架的示意部分，包括塔架70、管线71和悬挂夹具72。
图5a示出由塔架70中的悬挂夹具72接合的管线71。图5b示出沿触发线74的管线71和与其连接的附件73，悬挂夹具72从管线71脱离并且移动离开触发线74。
在图5a所示实施例中，夹具72在三点上连接至塔架70。塔架包括连接有连接杆72a的连接点70a。为了将夹具72从触发线74卸下，如图5b所示，有必要将该连接杆72a从连接点70a断开。塔架进一步包括连接部分70b，夹具72枢转连接至该连接部分70b。夹具72的夹具连接部分72b可在液压作用下拉长。最后，塔架包括枢转点70c，夹具72通过夹具72的枢转部分72c枢转地连接至该枢转点。
因此，为了将夹具从触发线卸下，将其枢转至远端或不活动的位置，如图5b所示，这样允许无障碍地降低附件通过夹具72。如图所示，附件具有管状上部延伸部件73a，其尺寸类似于管线并且长度足够使附件的沉重部分下降，优选地到达导向架位置下方(该导向架同样移动离开触发线)。然后，夹具72可返回至图5a中的位置并且接合装配在所述延伸部分73a上的套筒。
图6a、6b和7示出夹持装置80的备选实例，用于支承先前投放的离岸管线的重量。该夹持装置80可移动离开关联管线投放装置的触发线。
在图7中，夹持装置80示出为从上方观看的平面图，处于两个位置。在图6a的透视图中，示出的夹具处于图7上方的位置，图7的下部位置示出图6b的透视图。
在图7的上部位置，夹持装置80定位，同时夹持并且支承沿触发线81延伸的未示出管线的重量。
在图7的下部位置，夹持装置80的位置从管线82脱离并且从触发线81偏移到远端、不活动的位置。
夹持装置80包括基部结构，这里基本上为U形，并且为多个，这里是三个，安装在所述基部结构上的可移动夹持爪80a、80b和80c，这些爪处于图7下部位置的开口位置。
夹持装置80的基部结构具有例如液压操作的门83，其允许桥接U形基部的开启侧并且这样得到用于管线的入口/出口，由此夹持装置80与管线接合或者卸下从而容纳管线，如图6b和图7的下部所示。
夹持装置80安装在一组细长杆84上，该杆84采用水平移动在两个位置之间平移该夹持装置80：图6a、6b和7所示的位置。优选地，细长杆84是液压操作缸。
图8和9示出关联船只90上的S布置管线安装。管线91在海底100的方向上沿触发线92投放。在将管线焊接在一个或多个焊接站96之后，管线通过拉伸器95a和95b并且然后通过夹具94到达导向架93，管线91从该导向架投放入海。
可理解，拉伸器下游的夹具94用于夹持该投放管线91并且支承其重量，从正常情况下支承所述重量的拉伸器释放所述重量。
然后，将管线91固紧在夹具94与邻近拉伸器95b之间并且使由拉伸器接合的管线部分向回移动或者卸下管线的处于夹具与邻近拉伸器之间的区段。
然后，附件101被导引入触发线92的夹具94与上一拉伸器95b之间，如图9所示。
这里，附件通过升降架移动入触发线92，例如船只甲板上的升降架102。其可以是固定安装的升降架，设置在船尾处的高升降架，也可以是辅助船只升降架甲板上的移动升降架。
在夹具94的上游，附件101连接至管线91。附件的适当定位可通过布置在船只中的升降架或专用定位工具实现。
附件101也连接在管线的仍然保持在拉伸器中的另一端。现在，投放管线的重量可回传至拉伸器并且夹具94可以从管线91脱离。
夹具94然后优选地移开，例如侧向，从而为附件的通过提供空间。
如果所述附件是待装配到管线上的终端，那么需要使用A&R绞盘104和关联的A&R缆线连接至装配到管线端上的附件，然后使用A&R绞盘将管线和附件降低至海底。
图11-13详细示出参照图1a-g讨论的卷轴布置塔架6的优选实施例。
在图11中，示出附件导引装置，这里包括水平轨道Xx，Xx1设置在塔架6上从而在存放位置(离开触发线4)与触发线4中的连接位置之间使附件10滑动。实际上，附件定位装置同样设置用于相对于上管线端部1a保持并且精确地定位附件10。
在该实例中，子框架500由轨道Xx、Xx1支承。第二子框架501可移动地安装在所述第一子框架500上。致动器，这里是液压缸Zz允许沿所需的方向导向第二子框架。例如，用于多个移动度的致动器Zz，例如六条轴向，以获得附件10位置的完整空间控制。
附件10可释放地安装在子框架501上，例如通过具有支架Zz1的附件10，其与设置在子框架502上的钩部接合。
图13示出致动器提供附件10的精确定位。
在更简单的结构中，可理解附件定位装置仅包括钩部，例如固紧在塔架上，以及具有配合支架的附件，使得这些支架降低至钩部，然后附件被旋转至所需位置。
在所有结构中，可理解可采用专用装置处理和定位附件10，这样可防止事故的发生，增加效率，并且改善附件与管线之间的连接的质量。
应该指出，这种专用装置也可与这里所述的J布置和S布置技术结合使用。
本发明同样涉及这里公开的夹持装置，适于支承投放离岸管线。同样，本发明涉及投放装置，例如J布置塔架或者卷轴布置塔架或者S布置装置，这里已经公开。
Claims (32)
1.用于安装包括一个或多个附件的离岸管线的海上布管方法，包括下述步骤：
-设置船只，
-在海底方向上从船只沿触发线投放管线，
-将管线与夹持装置接合，该夹持装置连接至船只并且适于支承先前投放管线的重量，
-将附件移动进入触发线到达夹持装置上方的位置，
-将附件连接至夹持装置上方的管线，同时管线由夹持装置保持，
-可释放地将附件和与其连接的投放管线固紧至受控的负载升降装置，
-将附件和与其连接的投放管线的重量从夹持装置转移到受控载荷升降装置，同时附件和与其连接的投放管线保持在触发线中，
-将夹持装置从管线脱离，
-使夹持装置移动离开触发线，
-通过受控载荷升降装置沿着触发线降低附件和与其连接的投放管线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，受控载荷升降装置包括放弃和恢复(A&R)系统，该系统具有A&R绞盘和A&R缆线。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，受控载荷升降装置包括升降架，例如安装在船只上。
4.根据前述权利要求1-3任一项所述的方法，包括下述步骤：
-借助塔架沿基本上垂直的取向投放该管线，
-在夹持装置保持处于触发线的同时使塔架枢转离开触发线，从而能够将附件移动入触发线到达夹持装置上方的位置。
5.根据前述权利要求1-4任一项所述的方法，其中，借助塔架沿基本上垂直的取向投放该管线，受控载荷升降装置包括具有从塔架悬垂的管线升降线缆的升降系统。
6.根据前述权利要求1-5任一项所述的方法，其中，受控载荷升降装置包括拉伸器，其定位在夹持装置上方的触发线中。
7.根据前述权利要求1-6任一项所述的方法，其中，附件的上部由夹持装置接合，该方法包括下述步骤：
-通过受控载荷升降装置降低附件和与其连接的投放管线，直到附件的上部由夹持装置接合，
-将夹持装置移动入触发线，
-将夹持装置接合至附件的上部，
-将附件和与其连接的投放管线的重量从受控载荷升降装置转移到夹持装置，同时附件和与其连接的投放管线保持在触发线中，
-将受控载荷升降装置从附件上部断开。
8.根据前述权利要求1-6任一项所述的方法，该方法包括下述步骤：
-将管道区段连接至附件顶端，同时附件处于触发线，
-通过受控载荷升降装置降低管道区段、附件和与其连接的投放管线，直到管道区段由夹持装置接合，
-将夹持装置移动入触发线，
-将夹持装置接合至管道区段，
-将管道区段、附件和与其连接的投放管线的重量从受控载荷升降装置转移到夹持装置，同时附件和与其连接的投放管线保持在触发线中，
-将受控载荷升降装置从管道区段断开。
9.根据前述权利要求1-8任一项所述的方法，其中，A&R缆线将附件和与其连接的投放管线降低到海底。
10.根据前述权利要求1-9任一项所述的方法，其中，附件通过焊接连接至管线。
11.根据前述权利要求1-10任一项所述的方法，其中，在将管线与夹持装置接合之后，夹持装置上方的位置通过中断管线和移除管线在夹具上方的部分而清除。
12.用于安装包括一个或多个附件的离岸管线的海上布管系统，该系统包括：
-船只
-用于沿海底方向从船只在触发线上投放管线的管线投放装置，
-夹持装置，该装置连接至船只并且适于支承先前投放的管线的重量，该夹持装置接合管线，
-附件移位装置，用于将附件移动入触发线到达夹持装置上方的位置，
-附件连接装置，用于在管线处于夹持装置的同时将附件连接至管线，
-受控载荷升降装置，该装置可释放地固紧至附件和与其连接的投放管线，并且降低附件和与其连接的投放管线。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，管线投放装置包括S布置系统。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，管线投放装置包括J布置系统。
15.根据权利要求12所述的系统，其中，管线投放装置包括卷轴-布置系统。
16.根据前述权利要求12-15任一项所述的系统，其中，受控载荷升降装置包括放弃和恢复(A&R)系统，该系统具有A&R绞盘和A&R缆线。
17.根据前述权利要求12-16任一项所述的系统，其中，受控载荷升降装置包括安装在船只上的升降架。
18.根据前述权利要求12-17任一项所述的系统，其中，管线投放装置包括安装在船只上的塔架。
19.根据权利要求18所述的系统，该塔架可枢转离开触发线，同时将夹持装置保持在触发线，从而将附件导入触发线。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，受控载荷升降装置包括从该塔架悬垂的管线升降缆线。
21.根据前述权利要求12-20任一项所述的系统，包括在夹持装置上方位于触发线中的拉伸器，该拉伸器用作受控载荷升降装置。
22.根据前述权利要求12-21任一项所述的系统，其中，船只是动态定位的船只。
23.根据前述权利要求12-22任一项所述的系统，其中，夹持装置包括液压装置。
24.根据前述权利要求12-23任一项所述的系统，其中，夹持装置包括悬挂夹具。
25.根据前述权利要求12-24任一项所述的系统，其中，夹持装置包括拉伸器。
26.根据前述权利要求12-25任一项所述的系统，其中，附件连接装置包括焊接装置。
27.根据前述权利要求12-26任一项所述的系统，其中，附件移位装置包括轨道，用于将附件大概水平地在存放位置与触发线之间移动。
28.根据前述权利要求12-27任一项所述的系统，其中，附件移位装置将附件基本上垂直于触发线、在存放位置与触发线之间移动。
29.根据前述权利要求12-28任一项所述的系统，其中，附件移位装置包括升降架，该升降架也能够作为受控载荷升降装置进行操作。
30.根据前述权利要求12-29任一项所述的系统，其中，夹持装置沿水平方向在触发线与远端位置之间移动。
31.根据前述权利要求12-30任一项所述的系统，其中，夹持装置跨过轨道移动到触发线以及离开触发线。
32.根据前述权利要求12-30任一项所述的系统，其中，夹持装置可通过旋转装置旋转至触发线以及离开触发线。
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