CN103958819B - 包括至少两个水平高度的多重柔性海底到海面连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及位于单独的浮动支撑台(2)与海底之间的一种海底到海面连接装置，包括：多个柔性管线，其包括从所述浮动支撑台延伸到海底的柔性软管(1)，所述柔性管线由多个管(3，3a‑3b)支撑，每个管限定包括柔性管线的第一部分(1‑1)和柔性管线的第二部分(1‑2)的两个软管部分，该第一部分具体为从浮动支撑台(2)下降到所述管的双悬链曲线，该第二部分具体为介于所述管与柔性软管在海底上的接触点(l‑2a，l‑2b)之间的单悬链曲线。该装置包括：至少一个支撑结构(4)，包括形成搁置于和/或锚定到或打入海底的基部(4‑1)的下部元件和支撑至少两个管的上部元件(4‑2，4‑2a‑4‑2b)；设置在不同高度(Ha，Hb)的下部(3b)和上部(3a)，使得穿过下部管(1b)的柔性管线的第一部分(1‑1)的低点(1‑1b)的位置低于穿过上部管(3a)的柔性管线的第一部分(1‑1)的低点(1‑1a)。

Description

包括至少两个水平高度的多重柔性海底到海面连接装置
技术领域
本发明涉及井口、装备部件或搁置在海底上的水下管道的端部与海面上的浮动支撑台(floating support)之间的一种多重柔性海底到海面连接的设施，该设施包括许多柔性管线(特别是柔性管道)，其底端部连接到多个搁置在海底上的水下管道的端部，或者直接连接到井口或连接到搁置在海底上的装备的部件。
背景技术
在本说明书中，术语“柔性管线”意指能够经受大程度的变形而不会造成明显的反作用力的管道或缆线，例如下文限定的柔性管道，以及用于输送电能或信息的缆线或管道(例如电力缆线、控制缆线)，或者用于为液压装备(例如致动器)提供动力的液压流体传输管道，或者含有光纤的管道；柔性管线还可以是由一个或多个液压管道和/或电力缆线组成的控制脐带，用于输送电能和/或信息。
本发明的技术领域尤其涉及制造和安装海底到海面连接装置的领域，其用于将油、气或其它可溶或可熔材料或悬浮的矿物材料从海底通过水下井口向上提取到浮动支撑台，以便开发位于海上的离岸的产出区域。本发明的主要和直接的应用是在产油领域中。
一般而言，浮动支撑台具有锚固装置，其使浮动支撑台能够停留在原位而不受到洋流、风和浪的影响。该锚装置一般还包括用于储存和处理油的装置和用于(将油)卸载到卸载油轮的卸载装置，卸载油轮一般以有规律的时间间隔到来，以便移走产品。用于此类浮动支撑台的常用术语是浮动生产储存卸货装置，且其缩写FPSO将在本说明的下文中通篇使用。
然而，该支撑台也可以是临时地安装在海上并使用数年的半潜浮动平台，例如在等待永久性设立和安装FPSO类型浮动支撑台时的情况。
与搁置在海底上的水下管道连接的海底到海面连接物是已知的，这些连接物为混合塔(hybrid tower)型，且包括：
·竖直的立管(riser)，其底端通过柔性铰链锚定到海底，亦即连接到搁置在海底上的所述管道，而其顶端被浸没在水面下的悬浮部(float)张紧，该顶端连接到该悬浮部；以及
·连接管道，通常为柔性连接管道，位于所述立管的顶端与海面上的浮动支撑台之间，所述柔性连接管道合适地呈现在其自重的作用下悬挂的悬链曲线形状，亦即下降到悬浮部下方并随后上升到所述浮动支撑台。
同样已知的是，海底到海面连接物由连续地上升直到海面下的坚固的刚性管道构成，此管道由焊接或螺接到一起的厚壁管状钢元件制成，且其呈现悬链构形，其曲率在整个悬垂长度上连续地变化，该管道通常被称为钢悬链立管(SCR)或称为“悬链型刚性管道”或为“SCR型立管”。这种悬链管道可一直上升到海面上的浮动支撑台，或者仅到达用于张紧其顶端的没入海面下的悬浮部，该顶端再通过悬挂的柔性连接管道连接到浮动支撑台。
海底到海面连接物同样是公知的，其使浮动支撑台能够连接到海底上的完全由柔性管道构成的管道或设施，特别是当水的深度非常大时，例如在300米(m)到750m，或甚至1000m的范围内，其中井口或水下装备的部件距离所述浮动支撑台非常远。
本发明涉及用于多重海底到海面连接的设施的柔性管道支撑装置，包括排列在至少两个不同的高度的水平高度的多重柔性管道。
应理解的是，本文所使用的术语“柔性管道”意指管道，同样已知的是有时被称为“软管”，软管是本领域技术人员所公知的，且在美国石油组织(API)出版的标准文件有所描述，尤其是参照API17J和API RP17B之下的描述。这种柔性管道特别地由供应商法国西普公司(Technip-Coflexip)制造和出售。这类柔性管道大体包括内部密封层，其由热塑性材料制成，并结合适于经受管道内部的压力的层(通常由钢或复合材料制成)，且以在热塑管道内依次相接触的螺旋形缠绕的带的形式使用，从而经受内部爆发压力，且在整个热塑性管状层上、以及呈相接的螺旋缠绕带的形式的类似物上结合外部加强件，但使用更长的节距，即使用较小的螺旋角度，特别是15°到55°范围内的角度。
当开发特定区域时，多个井口通过多个通向共用的浮动支撑台的海底到海面连接物平行地连接。在此情况下，当所述柔性管道受到水流的影响时，以及当所述浮动支撑台本身受到浪、风和水流的影响时，不仅是在这些悬浮部之间，而且在柔性管道和电力缆线以及其它柔性管线(例如电力缆线或输送信息信号并提供与所述浮动支撑台的连接的脐带)之间，每个所述海底到海面连接物与需要与其紧邻的连接物分开以防止任何干扰和碰撞。
在特定区域的开发中，每个井口独立地连接到所述浮动支撑台，因此具有许多海底到海面连接物，所以将不可能再安装更多(连接物)，因为支撑台的长度是有限的，其只能接受有限数量的海底到海面连接物。
期望的是，在给定的浮动支撑台上安装尽可能多的海底到海面连接物，以便优化油田的作业。为此已经提出了多种不同的系统，使得多个竖直的立管能够彼此联结以便减少对工作场地的占用，从而能够安装大量的连接到共用的浮动支撑台的海底到海面连接物。通常，从共用的浮动支撑台能够安装多达30或甚至40个海底到海面连接物是必要的。
申请人名下的专利文献WO02/66786、WO02/103153和WO2011/061422描述了混合塔，其具有呈扇形设置的多重柔性管道和立管，使得大量的连接物能够联结到共用的浮动支撑台，而无论所述立管的运动相互干涉的问题如何，因为这些连接物全部都经历与在海面上的浮动支撑台(浮动支撑台在海面上经受涌浪、风和洋流的影响)的运动影响下的顶部张紧悬浮部的运动相同的运动。
在这些设施中，已提出在浮动支撑台与立管或SCR的顶端之间设置两个叠置的或并排设置的柔性管道的方案，这两个柔性管道在海面下通过两个相应的槽被引导，这些槽以叠置的或侧向偏移的方式紧固到悬浮部以张紧第三立管，该第三立管的位置比前两个立管更靠近浮动支撑台立管，每个所述槽由此限定了柔性管道部分以双悬链的形式悬挂在槽的两侧。这种配置的优点是能够使柔性管道到达相对远离浮动支撑台的立管的顶端，而不会使所述双悬链管道悬挂的底部点的位置太深。
当使用大量的仅由柔性管道构成的海底到海面连接物时，还需要将各个连接物彼此间隔开，其原因至少如下。
第一，柔性管道具有易碎的外部护层，因此必须防止它们互相敲击。
第二，柔性管道是穿过被称为“槽(trough)”的弧形引导元件来使用的，每个“槽”限定了后文将描述的凸曲面形的刚性支承面，以便限定包括第一柔性管道部分和第二柔性管道部分的两个柔性管道部分，第一柔性管道部分呈位于浮动支撑台的所述槽之间的悬挂的双悬链构形，而第二柔性管道部分呈位于所述槽与所述柔性管道和海底接触的切点之间的单悬链构形。
这些被称为槽的弧形引导元件对本领域技术人员而言是已知的，其具有：
·该槽的沿轴向竖直纵平面的弯曲形纵截面，优选为圆形，其凹入侧朝向海底，且管道置于其凸形外侧上；以及
·沿垂直于该槽的轴向竖直纵向平面的竖直平面中的截面，其具有这样的形状：优选为圆形的弯曲的底部形状，其凹入侧向上，并由位于纵向侧壁之间的所述顶部外侧面构成，其作用是沿纵向方向在所述侧壁之间支撑并引导管道。
按已知的方式，凹入侧向下的纵向曲线的曲率半径大于穿过所述槽的管道的最小曲率半径。
这种槽的作用是向其所支撑的柔性管道的部分提供受控的曲率，以避免过大的曲率无法弥补地损伤所述管道。
这种槽的功能和柔性管道的设置的作用是在槽的上游侧、且在浮动支撑台和槽之间产生一个悬挂的双悬链曲线，以便避免或尽量减少柔性管道在其与海底的接触点处的压力和运动，而这种压力和运动会产生深沟而破坏海底，并且会削弱管道(因为管道在接触点区域交替地弯折)，因此需要加强其结构和/或要求对海底进行保护。通过使管道穿过所述槽而产生的呈悬挂的双悬链形式的第一柔性管道部分，使得管道的压力和运动被衰减，从而确实地减少这些在柔性管道和海底间的接触点的压力和运动，第一部分比单悬链形状的第二柔性管道部分更多涉及到吸收浮动支撑台的水平运动。
当从其两端悬挂时，如本领域技术人员所公知的，所述水下柔性管线在其自重作用下形成悬挂的双悬链形状，即以悬链构形下垂到其切线为水平的低点(见下文)，此后其上升到所述浮动支撑台，该悬挂的悬链能够接纳其两端之间的大量的运动，特别是在所述悬挂的悬链的低点的任一侧上的上升或下降部分中，通过使柔性管道变形而使该运动被吸收。
应理解的是，在位于其悬挂的一端与水平切线的底部之间，特别是在所述第二柔性管道部分与海底接触点之间的柔性管道部分中，呈现出由于具有均匀重量的悬挂的管道部分受到重力的作用而形成的对称曲线，该曲线是公知的“悬链线”且为双曲余弦型数学函数：
Coshx＝(ex＝e-x)/2
该曲线的任意点的横坐标和纵坐标关联应用于以下公式：
y＝R0(cosh(x/R0)-1)
R＝R0·(Y/R0+1)2
其中：
·x表示所述接触点与该曲线上的一点M之间沿水平方向的距离；
·y表示点M的高度(x和y因此是该曲线上的点M的以所述接触点为原点的直角参照系的横坐标和纵坐标值)；
·R0表示所述接触点(即具有水平切线的点)处的曲率半径；以及
·R表示点M(x，y)处的曲率半径。
因此，从具有曲率半径最大值Rmax的顶端到具有曲率半径最小值Rmin(或上述公式中的R0)的海底的接触点，曲率沿悬链线变化。在浪、风和水流的作用下，海面支撑台横向地和垂直地运动，因此具有使悬链形状的管道在接触海底之处上升或下降的效果。
对于单悬链形式的海底到海面连接物，悬链的最关键的部分位于其靠近接触点的部分，而悬链的这一底部中的大部分力实际上是由浮动支撑台的运动及施加到悬链的顶部的激励产生的，该悬链受到水流和涌浪的作用，并且所有这些激励再顺着管道机械地传播到悬链的底部。
由此，位于槽的上游的呈悬挂的双悬链形式的柔性管道的第一部分的实质功能更具体而言是通过所述浮动支撑台与呈单悬链形式的所述第二柔性管道部分之间各自的机械解耦运动，至少部分地吸收管道的运动和/或所述柔性管道所连接到的浮动支撑台的运动。然而其另一个功能是能够视具体情况而减少由所述第二柔性管道部分施加在水下装备和/或搁置在海底上的管道端部(第二柔性管道部分与之连接)上的牵引力。
在现有技术中，用于所述柔性管道的中间支撑槽被多个支撑悬浮部保持在海面下特定的深度，每一个槽均从这些浮动支撑台被悬挂。然而，这些悬浮部承受大量的运动，这意味着必须在各个悬浮部之间提供足够的距离，以确保它们不会彼此撞击。
在专利文献WO00/31372和EP0251488中，描述了多个海底到海面连接物，其中柔性管道从浮动支撑台穿过多个槽延伸到海底，这些槽在同一高度并排且横向偏移地设置，所述槽由搁置在海底上的庞大的结构支撑且由庞大的结构从悬浮部悬挂并锚定到海底。
这些约束涉及展开工作区域以及限制能够连接到共用的浮动支撑台的侧面的柔性海底到海面连接物的数量，以避免各个柔性连接物与各个悬浮部之间的干扰。
这就是为何需要提供一种设施，使得从给定的浮动支撑台能够使用多个柔性类型海底到海面连接物，使其尺寸和运动减少，并且使铺设工作尽可能简单，从而适于由管道铺设船在海上进行建造。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种具有大量的柔性海底到海面连接物的设施，这些连接物适于将浮动支撑台与多个井口和/或水下设施连接，这些水下设施安装在海底上、特别是安装在中等或很大的水深度(即水深度大于300m，并有可能深达500m到1000m范围)的海底处。
更特别地，本发明所提出的问题因此是提供一种设施，其具有从共用的浮动支撑台延伸的大量柔性管道海底到海面连接物，为此，铺设和安装该设施的方法同时可以：
·减少各个柔性海底到海面连接物之间的安装距离，即可以在尽可能小的空间安装大量的柔性海底到海面连接物，或者换言之减少在海底上的“脚印”，因此除其它方面外，可以增加能够沿FPSO或者平台的侧面安装的海底到海面连接物的数量，且所述海底到海面连接物不会彼此干扰；以及
·由海面上的铺设船连续地建造和铺设，使各个管道能够轻松地被建造和安装；以及最后
·如果在安装各个柔性海底到海面连接物的工作之间，在长时期内及时地展开安装工作，且不需要预先知道待铺设的连接物的数量，也不需要知道其尺寸和单位重量方面的特征的时候，能优化浮力装置的使用。
在油田开发的设计阶段，并不完全了解油储量，所以在几年后，为了满进度生产通常需要修改最初的生产计划和相关装备的配置。因此，在系统的最初安装中，海底到海面连接物的数量和其配置方式是相对于预估的需求而限定的，一旦油田投入生产，不论是为了采收原油，还是因为需要向储层中注入更多的水，或是确实因为需要采收或再注入更多的气体，其几乎总是需要向上修改。当储量枯竭时，通常需要钻探新的井并注入水或气，或甚至在油田上的新位置钻探生产井以增加总体出产率，这样连接到FPSO侧面的海底到海面连接物组相应的复杂化。
本发明的另一个问题是还提供一种高强度低成本的柔性海底到海面连接的设施，其中制造和安装各种组成元件的方法被简化且成本低，并且可由铺设船在海上实施。
本发明另一个目标是提供一种设施，其使用较小数量的用于支撑或张紧所述柔性管道(特别是与中间槽关联的柔性管道)的悬浮部。
为了实现这一点，本发明提供了一种在共用的浮动支撑台与海底之间(连接)的海底到海面连接设施，该设施包括多个柔性管线，这些柔性管线包括位于其被连接到井口处的海底与所述浮动支撑台之间的柔性管道，装备部件，或者所述设施的靠置在海底上的水下管道的端部，所述柔性管线分别由多个称为槽的弧形支撑及引导元件支撑，每个槽被置于两个管道部分之间，这两个管道部分包括处于浮动支撑台与所述槽之间的呈悬挂的双悬链构形的第一柔性管线部分，以及处于所述槽和所述柔性管道与海底的接触点之间的呈单悬链构形的第二柔性管线部分。根据本发明，该设施包括：至少一个槽支撑结构，包括搁置于和/或锚定到或嵌入海底的形成基部的底部和支撑至少两个槽的顶部，底部槽和顶部槽分别设置在不同的高度，使得穿过底部槽的第一柔性管线部分的悬挂的双悬链的低点低于穿过顶部槽的所述第一柔性管线部分的悬挂的双悬链的低点。
这种构形使得穿过底部槽的柔性管线与海底的接触点比穿过顶部槽的柔性管线与海底的接触点更靠近所述基部。
本发明的设施有如下的优点，特别是：
·根据本发明的目的，安装带有多个槽的槽支撑结构使得悬浮部数量的相对减少；以及
·槽和柔性管道的设置方式使其悬挂的双悬链的水平切线的低点位于不同的高度，以及其中恰当地设置柔性管道与海底的接触点相距不同的距离，有助于减少乃至消除所述柔性管道之间的接触或碰撞的风险，特别是在其悬挂悬链形式的所述第一管道部分之间碰撞的风险。
本文所使用的术语“浮动支撑台”涵盖驳船或船舶以及上述类型的半潜平台。
可理解的是，根据本发明的所述支撑结构的顶部(其支撑所述槽或者具有固定到其上的所述槽)为刚性结构而非悬浮部。
更特别地，所述槽支撑结构的所述顶部包括至少两个刚性支撑元件，其分别为底部元件和顶部元件，它们设置在不同的高度并各自支撑多个槽，所述多个槽在垂直于所述支撑结构和所述刚性支撑元件的竖直轴面(axial plane)的和/或垂直于所述槽的竖直纵向轴面的竖直平面内沿方向(Y-Y’)横向偏移，所述槽优选为彼此平行，所述槽优选相对于所述支撑结构和所述刚性支撑元件的竖直轴面对称地设置。
此实施例在所述槽支撑结构情况下特别具有的优点是，能够使穿过由同一个顶部或底部刚性支撑元件支撑的两个相邻的槽的两个相邻的第二柔性管道部分以角度α2分开，角度α2大于相同的两个柔性管道中相应两个第一柔性管道部分之间的角度α1。
因此，能够增大所述柔性管道从所述支撑结构的扇形的角形展开度(angularspread)，并且因此扩大可安装井口或水下管道的端部的地质区域，以便通过所述柔性管道连接到共用的浮动支撑台。
由此可见，且更特别的是，两个柔性管线的两个第二柔性管线部分穿过由共用的刚性支撑元件支撑的两个相邻的槽，这些槽沿横向偏移且相对于彼此以角度(α2)成角度地设置，该角度(α2)大于同样两个柔性管线的柔性管线的两个第一部分的角度(α1)。
优选地，可理解的是本发明的海底到海面连接设施包括至少两个所述槽支撑结构，并且所述竖直轴面以角度α成角度地被设置。
更特别地，由用于底部或顶部槽的共用的刚性支撑元件支撑的数个槽可更特别地处于10至30个的范围内。
在一个特别的实施例中，所述柔性管道通过保留装置和/或附接装置保持在所述槽中。
此特征旨在使柔性管道保持稳定并促使在所述第一柔性管道部分中产生负载和运动。
更特别地，所述保留装置或附接装置由形成为环的管状装置构成，该环围绕所述管道被预设置为与紧固到浮动支撑台的管道端部相距预定的距离，所述环适于被阻挡和/或锁定在所述槽中，所述槽优选为包括第一部分，该第一部分的内部通道容纳或适于容纳所述柔性管道但不适于容纳被所述环包围的所述管道，所述第一槽部分位于槽的靠近浮动支撑台的端部，所述第一槽部分的内部通道的横截面宽度(特别为直径)小于设置在槽远离浮动支撑台的端部的第二槽部分的内部通道的横截面宽度，所述第二槽部分的内部通道容纳或适于容纳被所述环围绕的所述柔性管道，所述环由肩台保留在宽度变化的区域，该宽度的变化优选为在第一和第二槽部分的两个内部通道之间不连续。
所述环可由两个半圆形截面的半环组成，这两个半环被压抵于管道并例如通过螺栓被组装在一起。
可理解的是，所述环的位置由第一柔性管道部分的所需长度决定，该长度随着所述第一柔性管道部分在悬挂的双悬链中的低点的高度的不同而变化，该长度还取决于槽的高度和其到浮动支撑台的距离。
在第一特定的变型实施例中，所述用于槽的刚性支撑元件形成水平梁。这些槽由设置在相同高度的共用的刚性支撑元件支撑。
在另一个变型实施例中，这些槽由设置在不同高度的共用的刚性支撑元件支撑，所述刚性支撑元件优选地限定一槽支撑表面，该槽支撑表面为平面形且倾斜。
无论如何，且优选地，穿过由共用的刚性支撑元件支撑的相邻的槽的两个第一柔性管线部分的低点位于不同的高度。
在一个优选实施例中，所述槽支撑结构是包括刚性塔的刚性结构，该刚性塔被设立在搁置和/或锚定到海底的所述基部之上，并且刚性地固定到基部。所用的术语“刚性塔”意指所述形成基部的底部和支撑所述槽的支撑结构的所述顶部通过刚性结构连接到一起。
更特别地，所述基部是水平地延伸并搁置在海底上的金属格架结构，且所述刚性塔是向上竖直设立并支撑至少两个刚性支撑元件的金属格架结构，亦即一个顶部支撑元件和一个底部支撑元件，这两个支撑元件形成为沿着至少两个竖直的水平高度分别在塔的两侧(优选为对称地)延伸的梁，所述槽紧固在这些梁的顶部上，所述塔借助倾斜的刚性连接和加强元件紧固到所述基部的金属格架结构。
可理解的是，所述基部的金属格架结构延伸出足够的距离以起到足够的平衡配重的作用，以使塔保持稳定。
在这一具有刚性支撑结构的实施例中，槽和柔性管道的定位的对称性，以及更一般而言支撑结构本身相对于所述竖直的纵向轴面的对称性是旨在确保所述结构大体上经受的压力及弯曲力在竖直的刚性塔的两侧是平衡的。
在另一个变型实施例中，所述槽支撑结构是铰接结构，其包括至少两个刚性支撑元件，一个顶部元件和一个底部元件，它们形成彼此叠置地设置的梁并通过第一柔性连接元件(例如第一支柱)连接在一起，所述底部槽支撑元件通过第二柔性连接元件(例如第二支柱)连接到所述基部，所述顶部和底部刚性支撑元件借助至少一个水下浮力元件而被保持为在所述基部上彼此叠置，所述至少一个水下浮力元件被紧固到适于张紧所述第一和第二支柱的至少一个所述顶部槽支撑元件上，所述基部优选为嵌入海底。
更特别地，所述顶部刚性支撑元件从水下的顶部悬浮部被悬挂，并且通过第三柔性连接元件(例如吊索)连接到该顶部悬浮部，且优选的是所述顶部刚性支撑元件由紧固在其上的底部悬浮部支撑。
在两个刚性支撑结构的实施例中，优选的是，最靠近在一起的顶部槽和底部槽的竖直纵向轴面位于同一个轴线上，并处于与两个槽相同的平面中，以避免或至少减少对所述支撑结构的弯曲力。
在槽支撑结构是铰接结构的变型实施例中，呈单悬链形状的第二柔性管道部分的稳定性小于使用刚性支撑结构的情况，然而因为所述支撑结构被所述悬浮部张紧，使得第二柔性管道部分经受的压力和运动(特别是在其与海底接触点处)大幅减少。
为了使铺设船能够轻松铺设柔性管道，如下文说明书中所述，所述顶部槽元件或其支撑的槽的端部包括导向装置，其轮廓适于在管道被铺设到所述底部槽上时，避免损坏柔性管道的可能与所述导向装置接触的任何部分。
同样优选地，所述顶部槽的高度高于最靠近的底部槽，使得穿过顶部槽的纵向端部和底部槽的底部的顶部的部段相对于水平线形成至少30°、且优选为至少45°的角度α3。
槽的底部的顶部是位于沿槽的曲线长度的一半处的点。
所述支撑结构还可以支撑多个用于引导和支撑不同于所述柔性管道(且因此直径较小)的柔性管线的槽。
附图说明
根据以下参照附图给出的详细描述体现了本发明的其它特征和优点，在附图中：
·图1是位于锚定的浮动平台2和金属支撑结构4之间的本发明的海底到海面连接设施的侧视图，金属支撑结构4支撑两组弧形槽3，3a-3b并且竖立在海底5上；
·图2是图1的设施的侧视图，示出了柔性管道1随着所述锚定的浮动平台在其最远处1b和其最近处1a相对于所述支撑结构4漂移而经受的变形；
·图3是属于图1所示类型但具有两个支撑结构4的设施的平面图，其示出连接在平台2与竖立在海底的两个金属支撑结构4之间的多个柔性海底到海面连接物的扇形设置型式；
·图4是位于锚定的浮动平台与分别支撑两组弧形槽的两个刚性支撑元件4-2a，4-2b之间的、图1的海底到海面连接设施的侧视图，所述刚性支撑元件由第一组支柱连接到一起，并且由第二组支柱连接到搁置在海底5上的地基4-1，该组件借助悬浮部4-4a而被向上张紧；
·图5A是在底部槽3b上安装柔性管道的第一步骤的侧视图；
·图5B示出在底部槽3b上安装柔性管道的第二、第三和第四步骤的侧视图；
·图6A是槽3的平面图，详细示出了槽的前部3-1和后部3-2的各自的截面图，所述前部和后部具有不同半径的内部通道3-4，且因此具有不同的宽度；
·图6B是柔性管道的平面图，其适配有单独的环7，用以将所述柔性管道保持在图6A的所述槽中；
·图6C是图6B的柔性管道的平面图，其安装在图6A的槽中，保持件8处于打开位置；
·图6D是与图6C相关的平面图，示出了单独的环7的锁定的保持件8，其处于关闭位置；
·图7A是管道1的竖直截面图，其具有两个半管状部分7a和7b，半管状部分7a和7b一旦被压靠在管道1则形成所述环7，保持件8处于打开位置，而图7B中所示的保持件8处于其关闭位置(其中没有管道和环7)；
·图8A是穿过刚性支撑结构4的顶部槽3a的顶部的竖直截面图，刚性支撑结构4具有支撑多个顶部槽3a和底部槽3b的两个水平高度梁4-2a和4-2b，虚线示出了第一柔性管道部分1-1及其低点1-1a，而点划线示出了底部槽3b；
·图8B是类似于图8A的视图，但其竖直截面穿过底部槽3b的顶部，虚线示出了第一柔性管线部分1-1，而点划线示出了顶部槽3a；
·图9是支撑结构的侧视图，其中顶部槽相对于底部槽朝向浮动支撑台的方向偏移；以及
·图10示出了槽支撑结构4的变型实施例，其中顶部和底部刚性支撑元件4-2a和4-2b是相对于竖直中心塔4-2c对称地倾斜的梁。
具体实施方式
图1示出了海底到海面连接设施，其具有连接到半潜浮动平台2的一个端部2a的两个柔性管道1，半潜浮动平台2由锚线2a保持在原位，所述柔性管道的另外的端部搁置在海底5上的1-3处。两个柔性管道1在不同的高度延伸且其在接触点1-2a和1-2b接触到海底5，接触点1-2a和1-2b与浮动支撑台2的轴Z-Z’相距不同的距离。
海底到海面连接设施具有刚性支撑结构4，该支撑结构包括金属格架结构构成的刚性的竖直塔4-2c，金属格架结构在其顶部支撑着顶部和底部刚性支撑元件4-2a、4-2b，这两个元件形成在塔4-2c的两侧对称延伸的水平梁。顶部槽3a紧固在顶部梁4-2a上，而底部槽3b紧固在底部梁4-2b上。顶部和底部槽3a、3b均优选为具有相同的长度和相同的曲率半径，且两者设置为相互平行，并在与槽的纵向方向X-X’的垂直的横向方向Y-Y’上横向地偏移。
在图1到图3中，单个支撑结构4的顶部和底部槽3a、3b是叠置的，即它们在槽的纵向方向X-X’上不具有相对于彼此的偏移，与图9的实施例不同的是，其中底部槽3b向前方或下游偏移，即比顶部槽3a略为远离浮动支撑台2。
图3示出了具有两个支撑结构4的两个设施，这两个支撑结构被设置在与支撑台2相距不同距离之处，但均具有相同的形状，这两个结构中较靠近浮动支撑台的那一个结构在底部梁4-2b和底部槽3b正上方以截面图示出，而距离浮动支撑台2较远的另一个支撑结构4在顶部槽和梁3a、4-2a上方以平面图示出。穿过顶部槽3a的第二柔性管道部分1-2具有与海底5的接触点1-2a，其大致位于半径为R2的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较远)或半径为R4的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较近)。穿过底部槽3b的第二管道部分1-2的接触点1-2b同样地大致位于半径为R1的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较远)或半径为R3的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较近)，其中R1<R2且R3<R4。
在图3中，顶部梁4-2a支撑十个顶部槽3a，使这些顶部槽的顶部具有同样的高度Ha，如图1所示，并且只有四个柔性管道被设置在顶部梁4-2a沿方向Y-Y’的横向端部处的这些成对的槽上。底部梁4-2b在同样的高度Hb支撑九个底部槽3b，其上同样地安装四个柔性管道，即在沿横向方向Y-Y’的梁的相应端部处，两对槽中的每一对均安装两个柔性管道。
穿过槽3a、3b的各个柔性管道1各自具有位于在浮动支撑台2与所述槽之间呈悬挂的双悬链构形的第一柔性管道部分1-1以及位于所述槽和其与海底的接触点1-2a或1-2b之间的呈单悬链构形的第二柔性管道部分1-2。
在图1、图2和图4中，穿过顶部槽3a的第一管道部分1-1的低点1-1a位于穿过底部槽3b的第一管道部分1-1的低点1-1b的上方，且穿过顶部槽3a第二柔性管道部分1-2与海底5的接触点1-2a大致位于半径为R2的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较远)或半径为R4的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较近)。穿过底部槽3b的第二管道部分1-2的接触点1-2b同样地大致位于半径为R1的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较远)或半径为R3的圆上(对于图3的支撑结构4，其距离浮动支撑台2较近)，其中R1<R2且R3<R4。
图1到图3示出的柔性管道1从其平台2上的附接点2b到超过其搁置在海底5上的管道部分1-3与海底的接触点1-2a、1-2b都是连续的。然而，每个所述柔性管道也可以由多个柔性管道构成，这些柔性管道通过另一中间配件(特别是法兰型配合1-4或使用其它的连接装置)彼此连接，所述连接装置优选地还可位于所述槽的下游，如图4所示。
平台2经受浪、风和洋流的影响，因此会沿各个方向移动。锚系统2a限制平台2的漂移并试图将其保持在图1所示的中间位置。图2的侧视图示出了根据平台的靠近结构4(构形1a)或远离其(构形1b)的移动，柔性管道1如何发生变形。可以看出，不管平台在海面上如何运动，第二柔性管道部分1-2大致保持静止，如同上文所说明的那样。
因为管道的两个第一管道部分1-1的低点1-1a、1-1b处于不同的高度ha和hb，还因为穿过顶部槽和底部槽3a、3b的两个管道的两个第二管道部分1-2同样处于不同的高度，且具有与结构4相距不同距离的不同接触点1-2a、1-2b，因此悬挂的顶部和底部管道部分1-1、1-2不会互相干扰。
所述槽支撑结构4具有底部4-1，该底部用作由金属格架结构构成的基部，该基部以足够的距离水平地延伸并搁置在或锚定到海底，以作为平衡配重并使底部紧固到其上的刚性塔4-2c保持稳定。刚性塔4-2c是金属格架结构，其底部紧固到形成基部的格架结构4-1并由倾斜的刚性连接和加强元件4-3支撑。
在图3中，分别支撑顶部槽和底部槽3a、3b的两个水平梁4-2a和4-2b是叠置的，并被设置为与浮动支撑台2的轴Z-Z’相距相同的距离。与之不同的是，在图9中，底部槽3b略为向前偏移，即比顶部槽3a远离浮动支撑台2的轴Z-Z’，以使得在底部槽3b上铺设柔性管道更为容易，如下文所说明的。
图8A和图8B示出了槽3a、3b在竖直截面上的直径或宽度可以是不同的，且与其所保持的柔性管道或管线的直径相配。
图8A示出了来自顶部槽3a上游的第一柔性管道部分的各个低点1-1a被设置在不同的高度处，使得由相邻的顶部槽3a(其由顶部梁4-2a支撑)支撑的两个第一柔性管道部分的底部点1-1a处于不同的高度H1、H2。在图8B中，由顶部梁4-2b支撑的相邻的顶部槽3b所支撑的两个第一柔性管道部分的低点1-1b同样处于不同的高度H1'、H2'。
在图3、图8A和图8B中，由多个柔性管线构成的各个管道(其在支撑台2与共用的井口的装备部件之间提供柔性海底到海面连接)通过位于一公共的尖角形通道内的顶部槽3a和底部槽3b而被聚集到一起，该尖角形通道在由提供共用的浮动支撑台2与多个井口之间的接合的柔性管道组构成的扇形内尽可能地窄。通过将槽安装在至少两个水平高度的多个高度上，也借助将第一管道部分的低点1-1a和1-1b安装在不同高度处的可能性，以及第二管道部分与海底的接触点1-2a和1-2b到支撑结构4的距离不同，使得能够以此方式将提供共用的井口与浮动支撑台之间的接合的柔性管道聚集在一起。
图10示出了刚性支撑结构的第二实施例，其中用于顶部槽和底部槽的支撑元件4-2a、4-2b是由相应的相对于刚性的中心竖直塔4-2c对称地倾斜的直梁4-2a'/4-2a''和4-2b'/4-2b''构成。此实施例具有以下额外的优点：各个顶部和底部槽3a、3b在其各自的倾斜梁上处于不同高度，从而使相邻的第一柔性管道部分1-1的各个低点1-1a和1-1b可以更容易地布置在不同高度H1和H2。
在图4和图5中，所述槽支撑结构4是具有顶部和底部水平梁4-2a、4-2b的铰接结构，顶部和底部水平梁4-2a和4-2b由通过第一支柱4-3a连接到一起的两个金属格架结构构成。这两个梁4-2a和4-2b构成的组件形成了支撑结构4的顶部。底部梁4-2b连接到通过第二支柱4-3b嵌入海底5的基部4-1。顶部梁4-2a从由吊索4-3c连接的水下的顶部悬浮部4-4a悬挂。悬浮部4-4a的作用是张紧第一和第二支柱4-3a和4-3b，其张紧方式能够使其保持竖直位置，并确保顶部梁4-2a维持在指定高度Ha，该高度高于底部梁4-2b所在的较低高度Hb，如图1所示。
紧固到顶部梁4-2a的顶部槽3a由包含在所述梁中的另外的悬浮部4-4b自支撑，以便提高第一和第二支柱4-3a、4-3b的张紧度。
以同样的方式，有利的是底部梁4-2b的结构中包含浮力元件。
如图3和图8所示，顶部和底部梁4-2a、4-2b分别支撑多个顶部槽3a和底部槽3b。
因为水的深度在500m到1000m的范围内，也因为大量的柔性管道(例如18或24和柔性管道)，图1、图2和图3的实施例中的刚性支撑结构4可具有100m到150m范围内的高度(Ha)，且可具有数千(公制)吨(t)的重量，例如5000t到6000t的重量。相比之下，图4和图5所示的铰接类型的支撑结构4的重量明显小于图1到图3的刚性结构4的重量。然而，相对于金属格架结构形式的构造，浮力元件4-4a和4-4b仍然成本较高。
因此，在参照图1描述的刚性结构类型4的方案、以及参照图4描述的铰接类型的方案之间如何进行选择，大体上要根据可用的手段以及基于预加工、运输和设施的相关成本：建造、运输、以及安装重达数千吨的单元结构需要相当大且特殊的装置，而且这在世界上的特定区域并非总能够实现。
在图4的铰接构形中，当平台2移动时，如图2所示，由于元件4-1、4-2a和4-2b彼此铰接，它们最终会与所述平台2以相同的方向但以高度衰减的方式移动，这意味着第二悬链部1-2与第一悬链部1-1以相同的方向变形，且接触点1-2a和1-2b以相同的方向(即平台2和顶部4-2的相反方向)移动。因此，本发明的刚性支撑结构4的每个变型在相互比较时均具有优点和缺点。
在图4中，可以看出海面12上的安装船10与靠近支撑柔性管道的槽的水下远程操作载具(ROV)11相配合。顶部槽3a和底部槽3b的水平高度被有利地设置为沿竖向隔开一个高度h0，其范围为10m至20m，使得所述ROV11能够在槽的两个水平高度之间经过而不受柔性管道的干扰，以便开展必要的操作。
图5A和图5B示出了在底部槽3b上进行安装的柔性管道的侧视图。在图5a中，安装船10所在的位置与支撑结构4的竖直轴Z1Z1'的距离为La，并随后按已知方式将柔性管道经过顶部槽3a和底部槽3b之间运送到平台2。
总之，通过执行以下步骤，将柔性管道1的端部14在2b处连接到平台的侧面2：
·步骤1：将缆线13从铺设船10竖直地悬挂，该船位于靠近支撑结构4的轴Z1Z1'的短距离La；
·步骤2：ROV11抓住缆线13的底端并使其在两个槽3a和3b之间经过，以便能够将其在2b处附接到平台2；
·步骤3：在合适处，将缆线13更换为更牢固的牵引缆线；
·步骤4：将船定位于与轴Z1Z1'的距离为La之处，且将存放在船10上的柔性管道的端部14附接到缆线13的自由端；以及
·步骤5：将管道1的端部14向浮动支撑台2运送，并在2b处附接到一侧。
如图5B详细示出的，一旦将柔性管道的端部14固定附接到平台2，则安装船10靠近轴Z1Z1'以占据小于La的距离Lb。柔性管道因而处于构形1-1c和1-2c，其中下游的顶部1-2c在顶部槽3a的前部3-2的端部与导向装置9抵接。仅有底部槽3b的后部3-1支撑柔性管道1，管道1的部分1-2c的底端不搁置在底部槽3b的前部3-2上。
如图6A到图6D所示，槽3的两个部分3-1和3-2具有不同截面宽度的内部通道，槽的部分3-1所具有的内部通道3-4的宽度小于设置在槽的远离浮动支撑台2的端部的第二槽部分3-2中的内部通道3-4的截面宽度。
第二槽部分3-2的宽度较大的内部通道3-4适于容纳由环7环绕的柔性管道，而第一槽部分3-1的内部通道3-4适于容纳柔性管道1，而不能容纳被所述环7环绕的管道。环7由此被肩部3-3保留在两个部分3-1和3-2之间的宽度不连续过渡区域。
作为实例，环7由两个半管状的半壳7a和7b组成，两者通过螺栓组装到一起，以便与管道1在相对于其端部14的预定位置抵接，如图7A所示。
在如图5B所示的管道1的铺设阶段中，环7靠近位于顶部槽3的前部3-2且与管道部分1-2c接触的导向装置(deflector)9的端部。
因为顶部槽3a和底部槽3b之间的高度之差为h0，管道1-2c与导向装置9在顶部槽3a的部分3-2的端部的接触点和与底部槽3b的部分3-1与3-2之间的肩部3-3对应的底部槽3b的顶部之间的部段相对于水平面保持至少30°且优选等于约45°的角度α3。此角度α3使得可以避免管道部分1-2c过度弯曲，即使在持续接触的情况下，导向装置的存在也能够避免损坏柔性管道。
如图5B所示，当船10持续解绕柔性管道时，由于其位于距离轴Z1Z1'为Lb的位置，即较为靠近结构4的轴，因此所述柔性管道自然地搁置在底部槽3b上，主要搁置在其左边部分3-1上，且环7随后在槽的左边与右边部分3-1、3-2之间与3-3的直径过渡处抵接，如图6C中所示的构形。
当管道部分1-2c持续降低时，环7靠近肩部3-3直到被保留在肩部上而被挡住。
在此位置，向平台2移动的柔性管道1处于其最终构形1-1d且之后的移动非常小。船10随后继续解绕柔性管道1，使得下游管道部分呈现构形1-2d。船随后继续前进，以调整与海底5的接触点1-2b，使其到轴Z1Z1'的距离大致为R1。最后船10继续以常规方式朝向井口(未示出)以构形1-2e平常地铺设管道。
图6B是柔性管道1与其阻挡环7相配合的平面图。
图6C是柔性管道1在其与槽3的过渡区域3-3抵接的位置与其阻挡环7相配合的平面图，保持件8处于打开位置。
在图6D中，保持件8被ROV11致动，由此防止了柔性管道1相对于槽3的向上和向右的任何进一步运动。
在将柔性管道安装在底部槽3b上时，为了避免损坏柔性管道，顶部槽3a如上文所述地与导向装置9配合，该导向装置具有的外侧轮廓适于避免造成在铺设管道时可能接触到所述导向装置的柔性管道部分的损坏。该导向装置有利地设置在两个部分3-1和3-2的每个端部处。在初始阶段时，位于部分3-1的端部处的导向装置特别地有助于向平台2运送管道端部14并将其在2b处附接到所述平台。
图7A和图7B详细示出了保持件8，该保持件包括由铰链8c铰接在一起的两个半管状部分8a和8b，一旦环7就位在保留和阻挡位置3-3的过渡处，则底部8b固定到槽3，而顶部8a适于枢转以向下压靠环7的顶部面。
为了附图所示内容清楚起见，槽以缩短的圆环部分表示，其具有圆形截面且直径略大于柔性管道(槽部分3-1)或环(槽部分3-2)的直径，但在平面X-X’中的弧形同样可以为椭圆形、抛物线形或任何具有变化曲率的形状，其最大曲率小于所述柔性管道的极限临界曲率。同样地，槽的截面可为任何形状，例如可为U形，应理解的是槽部分3-1中的U形部的内侧宽度略大于柔性管道的直径，且槽部分3-2的U形部的内侧宽度略大于环的直径。由此，如上文所说明的，柔性管道在U形部的壁之间被恰当地引导，且环会被自然地阻挡在槽的U形部的宽度改变的区域。
附图中示出的各个槽的曲率的半径是相同的，然而有利的是使曲率的半径适合于每一个管道，由此使组件的重量最小化并由此减少所需浮力的量，尤其是对于参照图4、图5A和图5B所述的装置的变型而言更是如此。
在参照图4描述的浮动及铰接的变型体中，当浮动支撑台由于浪、风和洋流而导致移动时，单悬链1-2a和1-2b明显地变形，因此使半径R1和R2，以及半径R3和R4有很大的不同是很重要的，并且R2>R1且R4>R3以便避免分别由槽3a和槽3b支撑的柔性管道之间的接触。相比之下，对于固定的结构4，如同参照图1、图2和图3所描述的，单悬链部分1-2a和1-2b大体保持静止而不受浮动支撑台由于浪、风和洋流导致的移动的影响：半径R1-R2和R3-R4的数值因此并不非常关键，然而可以优选地(例如为了将来ROV进行检查)设置如本发明所述的管道，以便避免来自顶部槽的柔性管道与来自底部槽的柔性管道的混淆的任何可能性，应理解的是，柔性管道离开海底向其各自的位于高出100m到200m的位置的槽延伸，而在(水体的)很深处可见度被限于数米，或最多数十米。

Claims (20)

1.一种海底与共用的浮动支撑台(2)之间的海底到海面连接设施，所述设施包括多个柔性管线，所述柔性管线包括位于所述浮动支撑台与海底之间的柔性管道，在所述海底所述柔性管道被连接到远离所述浮动支撑台的井口、装备部件、或者靠置在海底上的水下管道的端部，所述柔性管线分别由多个被称为槽(3，3a-3b)的弧形支撑及引导元件支撑，每个槽被置于两个管道部分之间，所述管道部分包括处于所述浮动支撑台(2)与所述槽之间的呈悬挂的双悬链构形的第一柔性管线部分(1-1)，以及处于所述槽和所述柔性管道与海底的接触点(1-2a，1-2b)之间的呈单悬链构形的第二柔性管线部分(1-2)，所述设施的特征在于，其包括：至少一个槽支撑结构(4)，包括搁置于和/或锚定到或嵌入海底的形成基部的底部(4-1)和支撑至少两个槽的顶部(4-2，4-2a-4-2b)，底部槽(3b)和顶部槽(3a)分别设置在不同高度(Ha，Hb)，使得穿过所述底部槽(3b)的所述第一柔性管线部分(1-1)的所述悬挂的双悬链的低点(1-1b)位于低于穿过所述顶部槽(3a)的所述第一柔性管线部分(1-1)的所述悬挂的双悬链的低点(1-1a)的位置，且使得穿过所述底部槽(3b)的所述柔性管线(1)与海底(5)的接触点(1-2b)比穿过所述顶部槽(3a)的所述柔性管线(1)与海底(5)的接触点(1-2a)更靠近所述基部和所述浮动支撑台。
2.根据权利要求1所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述槽支撑结构(4)的所述顶部(4-2)包括至少两个刚性支撑元件，即分别被设置在不同的高度(Ha，Hb)且各自支撑多个槽的底部元件(4-2b)和顶部元件(4-2a)，所述多个槽在垂直于所述槽支撑结构(4)和所述刚性支撑元件(4-2a，4-2b)的竖直轴面(P)的和/或垂直于所述槽的竖直纵向轴面的竖直平面内沿方向(Y-Y’)横向偏移，所述槽的竖直纵向轴面彼此平行，所述槽相对于所述槽支撑结构(4)及所述刚性支撑元件(4-2a，4-2b)的竖直轴面(P)对称地设置。
3.根据权利要求2所述的海底到海面连接设施，其特征在于，用于底部或顶部槽的共用的刚性支撑元件支撑的槽的个数为10至30个。
4.根据权利要求2所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述海底到海面连接设施包括至少两个所述槽支撑结构(4)，且所述竖直轴面(P)以角度α成角度地被设置。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，由两个柔性管线构成的两个第二柔性管线部分(1-2)穿过由共用的刚性支撑元件支撑的两个相邻的槽，所述槽被横向偏移，且以大于由相同的两个柔性管线构成的两个所述柔性管线的第一柔性管线部分(1-1)所成的角度(α1)的角度(α2)相对于彼此成角度地设置。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述柔性管道通过保留装置和/或附接装置(7，8)保持在所述槽中。
7.根据权利要求6所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述保留装置或附接装置(7,8)由形成为环的管状装置构成，所述环围绕所述柔性管道被预设置到与所述柔性管道的紧固于所述浮动支撑台的端部相距预定距离的位置处，所述环适于被阻挡和/或锁定在所述槽中，所述槽包括第一槽部分(3-1)，所述第一槽部分的内部通道(3-4)容纳或适于容纳所述柔性管道但不能够容纳被所述环环绕的所述柔性管道，所述第一槽部分位于所述槽的靠近所述浮动支撑台的端部，所述第一槽部分(3-1)的内部通道(3-4)的横截面宽度小于设置在所述槽的远离所述浮动支撑台的端部的第二槽部分(3-2)的内部通道(3-4)的横截面宽度，所述第二槽部分的内部通道容纳或适于容纳被所述环围绕的所述柔性管道，所述环通过肩部(3-3)被保留在宽度在所述第一槽部分和第二槽部分(3-1，3-2)的两个内部通道之间变化的区域。
8.根据权利要求2所述的海底到海面连接设施，其特征在于，用于槽的所述刚性支撑元件形成水平梁。
9.根据权利要求1-4,7-8中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，由共用的刚性支撑元件支撑的所述槽被设置在不同的高度。
10.根据权利要求1-4,7-8中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，穿过由共用的刚性支撑元件支撑的相邻的槽的两个第一柔性管线部分(1-1)的所述低点(1-1a，1-1b)处于不同的高度(H1-H2，H1'-H2')。
11.根据权利要求1-4,7-8中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述槽支撑结构(4)是包括刚性塔(4-2c)的刚性结构，所述刚性塔在搁置于和/或锚定到海底(5)的所述基部(4-1)上被向上设立，所述刚性塔被刚性地固定到所述基部(4-1)。
12.根据权利要求11所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述基部是水平地延伸且搁置在海底上的金属格架结构，且所述刚性塔(4-2c)是向上竖直设立且支撑至少两个刚性支撑元件的金属格架结构，顶部元件(4-2a)和底部元件(4-2b)形成为在至少两个竖直的水平高度上分别在所述塔的两侧延伸的梁，所述顶部槽和所述底部槽(3a，3b)紧固在所述顶部元件和所述底部元件各自的所述梁的顶部上，所述塔借助倾斜的刚性连接和加强元件(4-3)紧固到所述基部(4-1)的所述金属格架结构。
13.根据权利要求1-4,7-8中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述槽支撑结构(4)是包括至少两个刚性支撑元件、顶部元件(4-2a)及底部元件(4-2b)的铰接结构，并且形成彼此叠置地设置且通过第一柔性连接元件连接到一起的梁，所述底部元件(4-2b)通过第二柔性连接元件，连接到所述基部，所述顶部元件和底部元件(4-2a，4-2b)通过至少一个水下的浮力元件(4-4)保持为在所述基部(4-1)上彼此叠置，所述浮力元件被紧固到适于张紧所述第一柔性连接元件和第二柔性连接元件的至少一个所述顶部元件(4-2a)。
14.根据权利要求13所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述第一柔性连接元件为第一支柱(4-3a)，所述第二柔性连接元件为第二支柱(4-3b)。
15.根据权利要求13所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述顶部元件(4-2a)从水下的顶部悬浮部(4-4a)被悬挂，并且通过第三柔性连接元件连接到所述顶部悬浮部，且所述顶部元件(4-2a)由底部悬浮部(4-4b)支撑，所述顶部元件被紧固在所述底部悬浮部上。
16.根据权利要求15所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述第三柔性连接元件为吊索(4-3c)。
17.根据权利要求2,8,12中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述顶部元件(4-2a)或被其支撑的所述槽的端部包括导向装置(9)，所述导向装置(9)的轮廓适于当所述柔性管道被铺设在所述底部槽上时，避免损坏柔性管道的可能与所述导向装置进行接触的任何部分。
18.根据权利要求1-4,7-8,12,14-16中任一项所述的海底到海面连接设施，其特征在于，所述顶部槽(3a)位于最近的底部槽(3b)上方高度(h0)处，使得穿过所述顶部槽的纵向端部和所述底部槽的底部的顶部的部段相对于水平线形成至少30°的角度α3。
19.根据权利要求18所述的海底到海面连接设施，其特征在于，角度α3为至少45°。
20.根据权利要求1的所述海底到海面连接设施，其特征在于，所述槽支撑结构的顶部非悬浮部和/或非刚性连接到悬浮部。
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