CN104428570A - 海底管线安装张紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管线安装船舶上的海底管线安装张紧装置(1)。根据本发明的张紧装置包括下轨道单元(2)、上轨道单元(3)和张紧装置框架(4)。所述张紧装置框架包括多个张紧装置框架支撑件(7)、支撑所述下轨道单元的下支撑框架(5)、支撑所述上轨道单元的上支撑框架(6)、设置于所述张紧装置框架支撑件与所述下支撑框架之间的一组下支撑框架致动器(9)，和设置于所述下支撑框架与所述上支撑框架之间，并适于相对于所述下支撑框架移动所述上支撑框架的一组上支撑框架致动器(10)。根据本发明，通过设置所述张紧装置框架的张紧装置框架部分(5、6)，而不是通过相对于所述张紧装置框架设置轨道单元(2、3)来设置所述轨道单元。这允许更紧凑的张紧装置设计。

Description

海底管线安装张紧装置

技术领域

本发明涉及一种主要用于海底管线安装中的海底管线安装张紧装置，其中将用于输送烃类(油、气等)的管线铺设于海底。此外，本发明涉及一种用于海底管线安装张紧装置中的轨道单元。

背景技术

张紧装置在海底铺管领域中是公知的，其经常承担通常支撑下水的管线的重量的作用。张紧装置用于许多铺管技术，如S式铺管、卷管式铺管(Reel lay)和J式铺管。张紧装置具有大的“负载能力”，在本领域中张紧装置的数十吨或甚至大大超过100吨的能力并不罕见。

例如，S式铺管方法涉及通过将新的管线节段反复添加至铺设中的管线的端部而装配和铺设管线，所述管线的端部保持与装配轴线对齐，相比于竖直，所述装配轴线更接近于水平。

一个或多个接合台(joining stations)沿着装配轴线设置，以用于将新的节段接合至管线的端部。将管线供给至一个或多个张紧装置中，所述张紧装置各自限定与装配轴线对齐的中心管线输送轴线。张紧装置在管线方向上抓握并引导管线至“托管架(singer)”。“托管架”为船舶后部的结构，其支撑海中管线(seagoingpipeline)以控制其弯曲半径。托管架在装配轴线与离开轴线之间的弓形路径中支撑管线，所述离开轴线可为基本上竖直的。

为了控制管线的移动，张紧装置在管线上施加夹紧压力。因此，张紧装置保持管线，并同时将管线从船舶铺设至海底。

在已知的实施方案中，海底管线安装张紧装置包括用于抓握和引导管线的上下轨道单元。轨道单元安装于张紧装置框架中，使得轨道单元彼此平行延伸，并限定了它们之间的中心管线输送轴线。设置上轨道单元和下轨道单元，使得它们限定了它们之间的“间隙”以用于接收管线。轨道单元可移动地安装于框架中，使得轨道单元可夹紧其间的管线。

通常，液压缸设置于张紧装置框架与每个轨道单元之间，以在张紧装置框架中可移动地支撑轨道单元。所述液压缸提供基于摩擦而保持管线所需的在轨道单元与管线外部之间的“挤压力”。张紧装置框架围绕中心管线输送轴线，并因此提供封闭框架，轨道单元在所述封闭框架中得以支撑。封闭框架承受在抓握管线时由轨道所产生的径向定向的夹紧力，因此使得轨道单元能够在处于其间的管线上施加夹紧压力。

此外，液压缸允许轨道单元朝向彼此和远离彼此位移，以调节轨道单元之间的间隙的尺寸。因此，所述间隙可适于不同的管线直径，并允许轨道单元的“宽阔的开放”位置，在该位置下，大的物件(例如装配于管线中或装配于管线上的配件，如管线连接器)可通过张紧装置。

已知的海底管线安装张紧装置为体积大的构造。由于船舶上可得的甲板空间是有限的，因此这是不利的，并且当海底管线安装张紧装置要安装在甲班下方时，这甚至更为不利。

发明内容

根据第一方面，本发明旨在提出一种用于海底铺管领域中的改进的海底管线张紧装置。

根据第二方面，本发明旨在提出一种用于海底管线张紧装置中的改进的轨道单元。

根据第一方面，本发明提供了一种根据权利要求1所述的用于管线安装船舶上的海底管线安装张紧装置。根据本发明的第一方面的海底管线安装张紧装置包括至少一个下轨道单元、至少一个上轨道单元和张紧装置框架。

每个轨道单元包括环道、底架、用于支撑所述环道的安装于所述底架上的承载装置(例如支撑辊等)，和用于实现轨道的受控运动的一个或多个轨道运动控制构件。

张紧装置框架包括下支撑框架和上支撑框架。张紧装置框架还包括多个张紧装置框架支撑件、一组下支撑框架致动器和一组上支撑框架致动器。

所述多个张紧装置框架支撑件适于在管线安装船舶的支撑表面上支撑张紧装置框架。

所述下支撑框架支撑所述至少一个下轨道单元，所述上支撑框架支撑所述至少一个上轨道单元。所述支撑框架支撑所述轨道单元，使得轨道单元平行于彼此延伸，并限定轨道单元之间的中心管线输送轴线。

下支撑框架致动器各自设置于张紧装置框架支撑件中的一个或多个与下支撑框架之间，并适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于管线安装船舶的支撑表面移动下支撑框架。

上支撑框架致动器设置于下支撑框架与上支撑框架之间，并适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于下支撑框架移动上支撑框架。

在已知的管线安装张紧装置的情况下，轨道单元在单个张紧装置框架内被可移动支撑，使得轨道单元能够相对于张紧装置框架移动，从而相对于装配轴线设置轨道单元。根据本发明，所述张紧装置框架包括两个部分：分别用于支撑下轨道单元和上轨道单元的下支撑框架和上支撑框架，所述两个部分可相对于装配轴线设置，以调节轨道单元的位置。因此，通过设置张紧装置框架部分来设置轨道单元，而不是通过相对于张紧装置框架设置轨道单元来设置轨道单元。这允许更紧凑的张紧装置设计。

所述两个框架部分进一步通过上支撑框架致动器连接，所述上支撑框架致动器设置于下支撑框架与上支撑框架之间。因此，不需要另外的用于支撑下支撑框架和上支撑框架的封闭框架以使轨道单元提供夹紧力。

下支撑框架致动器和上支撑框架致动器可以以液压缸或气压缸的形式、电动主轴的形式或任何其他合适的形式提供。

下支撑框架致动器用于提升下支撑框架和上支撑框架。优选地，当轨道单元抓握沿着装配轴线输送的管线时，下支撑框架处于至少略微升起的位置处。因此，例如当管线节段设置有凸缘部分时，在上支撑框架升高的同时可降低下支撑框架，以使轨道远离彼此移动，并允许凸缘在轨道之间经过。

在根据本发明的一个实施方案中，所述的一组上支撑框架致动器为挤压致动器，即适于通过朝向下支撑框架拉引上支撑框架而提供用于夹紧在至少一个上轨道单元与至少一个下轨道单元之间的管状元件的夹紧力。因此，不必提供单独的一组定位致动器和挤压制动器，这允许简化的张紧装置。

在一个实施方案中，例如液压缸形式的挤压致动器具有连接至上支撑框架的一端和连接至下支撑框架的另一端。在一个可选择的实施方案中，挤压致动器经由连接系统而连接至上框架和/或下框架。

在一个可选择的实施方案中，除了所述的一组上支撑框架致动器之外，还提供一组挤压致动器。所述挤压致动器以一端连接至上支撑框架，以另一端连接至下支撑框架，使得它们可朝向下支撑框架拉引上支撑框架，因此提供夹紧力。

在一个实施方案中，提供包括一个或多个引导件的引导系统，以用于在上支撑框架和下支撑框架相对于彼此移动时引导上支撑框架和下支撑框架，优选在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上引导上支撑框架和下支撑框架。

在另一实施方案中，所述一个或多个引导件为上支撑框架和/或下支撑框架的一部分。因此，不需要另外的引导框架，即支撑一个或多个引导件的框架。这允许紧凑的张紧装置。

在另一实施方案中，下支撑框架设置有引导轨道，所述引导轨道用于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上引导上支撑框架。例如，下支撑框架可设置有四个支柱，所述四个支柱在垂直于中心管线输送轴线的方向上延伸，且各自可滑动地接合上支撑框架的四个拐角中的一个。

在根据本发明的一个实施方案中，当在中心管线轴线的方向上观察时，所述下支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且中心管线输送轴线在所述下支撑框架的两个耸立的侧面部分之间延伸。在另一实施方案中，所述耸立的侧面部分设置有用于相对于下支撑框架而引导上支撑框架的一个或多个引导件。

在根据本发明的另一实施方案中，下支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且下轨道单元由所述下支撑框架的底部部分支撑，使得所述环道的面向中心管线输送轴线的一部分沿着所述底部部分的内部伸展，且所述环道的背离中心管线输送轴线的一部分沿着所述底部部分的外部伸展。

在根据本发明的另一实施方案中，所述下支撑框架包括与下轨道单元底架一体化的底部部分，所述一体化的底部部分支撑下轨道单元，且所述一体化的底部部分延伸通过下轨道单元的环形环道，优选在下支撑框架的两个耸立的侧面部分之间延伸。因此，横梁为下支撑框架提供了结构刚性，并同时允许紧凑的下支撑框架，因此允许紧凑的张紧装置。

在已知的张紧装置中，轨道单元设置于张紧装置框架内，且所述张紧装置框架围绕所述轨道单元。因此这些类型的张紧装置框架更加体积庞大。

在根据本发明的一个实施方案中，当在中心管线轴线的方向上观察时，所述上支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且中心管线输送轴线在所述上支撑框架的外部延伸。

在根据本发明的另一实施方案中，所述上支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且所述上轨道单元由所述上支撑框架的底部部分支撑，使得所述环道的面向中心管线输送轴线的一部分沿着所述上支撑框架的底部部分的外部伸展。因此提供紧凑的支撑框架。此外，由于轨道单元的接合管线的部分沿着上支撑框架的外部伸展，因此所述部分能够移动接近由下支撑框架支撑的轨道单元，而无需将上支撑框架移动接近下支撑框架。这有利于夹紧在设置于下支撑框架上的轨道单元与设置于上支撑框架上的一个或多个轨道单元之间的管线。

在根据本发明的一个实施方案中，所述上支撑框架包括与上轨道单元底架一体化的底部部分，所述一体化的底部部分延伸通过下轨道单元的环形环道，并优选在所述上支撑框架的两个耸立的侧面部分之间延伸。因此，横梁为上支撑框架提供了结构刚性，并同时允许紧凑的上支撑框架，并因此允许紧凑的张紧装置。

在根据本发明的另一实施方案中，所述上支撑框架在上轨道单元的上方延伸。例如，当在中心管线轴线的方向上观察时，所述上支撑框架为U形或箱形，并具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分。在该实施方案中，所述上支撑框架致动器具有安装于上支撑框架的上端处(例如耸立的侧面部分的上端)的一端和处于下支撑框架处(优选在下支撑框架的耸立的侧面部分的下端处)的另一端。

通过使致动器的一端安装至耸立的侧面部分的上端，即使当上轨道和下轨道单元彼此相邻设置时，致动器的所述端部也能处于距下支撑框架显著的距离处。因此，在缩回状态时具有显著长度的致动器(例如液压缸或电动主轴)可用于将上支撑框架和下支撑框架朝向彼此移动。

此外，通过使用例如增加长度的液压缸和电动主轴作为上支撑框架致动器，下支撑轨道和上支撑轨道可在增加的轨迹上移动。因此，当致动器在它们的延伸状态下时可，在下轨道单元与上轨道单元之间获得的开口也增大了。这进而允许使用具有更大直径的管线的张紧装置和/或允许安装于管线中的大的配件在轨道单元之间经过。

在根据本发明的一个实施方案中，所述上支撑框架可在第一位置与第二位置之间移动，并且当所述上支撑框架在第一位置时，所述上支撑框架基本上设置于下支撑框架内，优选由下支撑框架包围。这允许紧凑的张紧装置，特别是当下支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，中心管线输送轴线在下支撑框架的两个耸立的侧面部分之间延伸，且下轨道单元由下支撑框架的底部部分支撑时。

在根据本发明的张紧装置的情况中，下支撑框架和上支撑框架形成张紧装置框架。下轨道单元由下支撑框架支撑，上轨道单元由上支撑框架支撑。通过使上支撑框架和下支撑框架相对于彼此移动，从而相对于彼此设置轨道单元。因此，轨道单元可相对于彼此移动，以调节轨道单元之间的开口，并因此使轨道单元能够处理具有不同直径的管线或其他类型的管状体。在一个优选实施方案中，可使轨道单元之间的开口非常宽，以用于使设置于例如管线中的物体通过张紧装置。

优选地，当轨道单元彼此接近设置时，上支撑框架接收于下支撑框架中，或者反之亦然。因此，通过朝向彼此移动轨道单元，可使张紧装置更紧凑。紧凑的构造有利于移动物体，例如顶部吊车。然而，当张紧装置安装于甲板之间的轨道上时，该特征是尤其有利的，因为紧凑的构造允许张紧装置移动通过具有低吊顶的空间，以及在支撑轨道上方的甲板的框架结构或桁架下方移动。在另一实施方案中，张紧装置可沿着轨道移动，且轨道上方的甲板设置有舱口，所述舱口可打开以使框架能够扩张至其。

此外，在根据本发明的一个优选实施方案中，紧凑构造的张紧装置框架具有与缩回条件下的挤压致动器的高度基本上类似的高度。

因此，在低天花板区域中，根据本发明的张紧装置可以以其紧凑构造使用以用于抓握管线等。不必如同现有技术张紧装置的情况那样提供具有凹进的支撑表面。

在另一实施方案中，张紧装置上方的甲板可设置有舱口。当挤压张紧装置完全伸展时，所述舱口打开，并且当挤压张紧装置缩回时(例如当张紧装置持有管线时)，所述舱口可关闭。因此，天花板上方的甲板可保持较低，并可用于例如在舱口关闭时储存物体。

当例如为了将设置于管线中的配件引导通过张紧装置的目的或为了维护的目的，通过使轨道单元远离彼此移动，特别是通过在竖直方向上相对于下支撑框架移动上支撑框架而使张紧装置框架扩张时，张紧装置沿着轨道移动至具有高天花板或具有设置于轨道上方的甲板中的舱口的区域。在根据本发明的一个实施方案中，上支撑框架支撑上轨道单元的中间部分，使得上轨道单元的相对两端(优选设置有用于实现轨道的受控运动的轨道运动控制构件)在上支撑框架的相对两侧上延伸至上支撑框架的外部。这允许紧凑的上支撑框架，并因此允许紧凑的张紧装置。

在根据本发明的一个实施方案中，下支撑框架支撑下轨道单元的中间部分，使得下轨道单元(优选设置有用于实现轨道的受控运动的轨道运动控制构件)的相对两端在下支撑框架的相对两侧上延伸至下支撑框架的外部。这允许紧凑的上支撑框架，并因此允许紧凑的张紧装置。

在根据本发明的一个实施方案中，张紧装置框架支撑件适于在轨道上(例如在铁轨轨道上)可移动地支撑张紧装置框架，所述轨道在管线方向上延伸，使得张紧装置可沿着中心管线输送轴线在管线方向上沿着轨道移动。例如，由下支撑框架的竖直支柱可滑动地支撑的轮子，或连接至伸缩地安装于下支撑框架的竖直支柱中的框架部件的轮子等，允许可移动地支撑于轨道上的紧凑的张紧装置。在一个可选择的实施方案中，适于将张紧装置框架可移动地支撑于轨道上的张紧装置框架支撑件由托架框架支撑。例如，所述支撑件可为设置于矩形托架框架的拐角上的轮子。当下支撑框架处于其降低的位置时，所述框架优选适于例如在中心开口中接收下支撑框架。

在一个实施方案中，下支撑框架致动器为液压致动器，且用于下支撑框架致动器的一个或多个液压流体贮存器设置于下支撑框架上。因此，相比于甲板安装的贮存器，当下轨道单元相对于船舶甲板移动时，致动器与贮存器之间的距离不改变。这允许贮存器与致动器之间的简单连接。由于相同的原因，当框架张紧装置被可移动地支撑时，该实施方案是尤其有利的。

在根据本发明的一个实施方案中，上支撑框架致动器为液压致动器，且用于上支撑框架致动器的具有液压流体的一个或多个缸设置于上支撑框架上。因此，当改变上轨道单元相对于中心管线输送轴线的位置时，不改变致动器与缸之间的距离。这允许缸与致动器之间的简单连接。由于相同的原因，当框架张紧装置被可移动地支撑时，该实施方案是尤其有利的。

在另一实施方案中，上支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形的支撑框架，中心管线输送轴线延伸至上支撑框架的外部，且缸安装于支撑框架内，即安装于两个耸立的侧面部分之间。所述实施方案是由于其框架构造还非常适于与上支撑框架致动器一起使用，所述上支撑框架致动器在缩回状态下具有显著的长度，例如液压缸或电动主轴，如上所述。

在一个实施方案中，根据本发明的张紧装置的轨道单元还包括多个液压支撑致动器，所述液压支撑致动器各自弹性支撑一个或多个承载装置。在一个实施方案中，环道由辊支撑，所述辊成对安装于基板上，所述基板由液压支撑致动器支撑。液压支撑致动器允许管道直径的不均等。因此，提供载荷均衡系统。在另一实施方案中，每个液压支撑致动器包括基本元件、可移动元件、可变容积室和弹性本体。基本元件连接至轨道单元的底架，而可移动元件连接至所述轨道单元的承载装置中的一个或多个(如基板支撑辊)。可变容积室由基本元件和可移动元件限定，其中可移动元件形成可变容积室的可移动壁，使得可变容积室的容积可通过相对于基本元件移动可移动元件而改变。在一个实施方案中，基本元件和可移动元件两者形成所述容积室的相对的壁。

弹性本体设置于基本元件与可移动元件之间，从而当容积室为扩张状态时，可移动元件离基本元件或其至少部分一定距离设置，使得弹性本体不与基本元件和可移动元件两者接触，且可移动元件由容积室中的流体弹性支撑。此外，弹性本体设置于基本元件与可移动元件之间，从而当容积室为压缩状态时，可移动元件接近基本元件设置，使得弹性本体与基本元件和可移动元件两者接触，且可移动元件由弹性元件弹性支撑。

已知的是，弹性支撑安装于用于支撑环道的张紧装置轨道单元的底架上的承载装置(例如支撑辊等)。承载装置通常各自或成组地由例如螺旋弹簧或加压液压缸或波纹管弹性支撑。这样做是为了使轨道单元局部适应于在张紧装置轨道之间输送的管道的管道直径的改变。管道直径的这些改变可例如由连接两个管道节段的径向延伸的焊接点所导致。如果承载装置不被弹性支撑，则轨道单元的夹紧压力以及在轨道单元之间夹紧的管线的管线直径变化可在该管线中导致局部压力峰值，这可能损坏管线。

承载装置的弹性支撑防止或降低这些峰值压力。当张紧装置设置有根据本发明的液压支撑致动器时，轨道单元的环道的承载装置不仅被弹性支撑，而且弹性支撑的性质也可改变。更特别地，弹性支撑可由容积室中的流体提供，或者由制备弹性本体的弹性材料提供。

当可变容积室为扩张状态时，容积室中的流体弹性支撑可移动构件，因此弹性支撑连接至可移动构件的承载装置。通过从可变容积室中去除流体，可移动元件朝向基本元件移动。因此，设置于基本元件与可移动元件之间的弹性本体与基本元件和可移动元件两者接触。当可变容积室为这种压缩状态时，弹性本体在被基本元件支撑的同时支撑可移动元件。

在一个实施方案中，弹性元件设置于液压支撑致动器的容积室的内部。因此，弹性本体可直接与可移动元件和基本元件成一直线而设置，并允许紧凑的液压支撑致动器。此外，弹性本体因此被保护免于环境影响。

在一个实施方案中，液压支撑致动器还包括流体贮存器，以用于将流体提供至容积室，并用于从容积室接收流体，所述流体贮存器经由一个或多个通道连接至容积室。在一个实施方案中，单个轨道单元的多个或甚至全部的液压支撑致动器连接至同一贮存器。

在一个实施方案中，轨道单元的液压支撑致动器(更特别是液压支撑致动器的容积室)经由导管系统连接，使得所有容积室中的压力是相同的。因此，由轨道单元提供的夹紧压力在夹紧于轨道之间的管线上均匀分布。

在一个可选择的实施方案中，可变容积室不相互连接或者可变容积室成组连接，并提供控制系统以控制单独的可变容积室中的压力或分别控制可变容积室的组的压力。这种系统允许单独控制和操纵液压支撑致动器或液压支撑致动器组。

在一个实施方案中，液压支撑致动器的流体贮存器优选经由气体/液压流体界面连接至储集器。在另一实施方案中，多个或甚至全部的液压支撑致动器连接至储集器。储集器具有比可变容积室的体积明显更大的体积。因此，与储集器的连接允许至少基本上恒定的弹簧常数。而且，提供单独的贮存器。液压支撑致动器优选成对连接至储集器。因此，提供了例如八个或更多个储集器用于单个轨道单元。此外，致动器对优选以交错方式设置，从而例如在八个液压支撑致动器的一行中，第一个连接至第五个，第二个连接至第六个，第三个连接至第七个，且第四个连接至第八个。通过如此连接支撑致动器，管线上的局部突出部(如凸缘)不挤压一对中的全部支撑致动器。这提高了轨道的稳定性。应注意，可通过一组三个或一组四个而不是成对地连接支撑致动器而采用同一原理。

应注意，在一个优选实施方案中，用于上轨道的液压支撑致动器的储集器安装于上支撑框架上，且用于下轨道的液压致动器的储集器安装于下支撑轨道上。因此，当下支撑框架和/或上支撑框架相对于彼此和/或相对于支撑表面移动时，储集器与支撑致动器之间的距离不改变。因此，可提供简单的导管系统，以用于连接支撑致动器与储集器。

在另一实施方案中，液压支撑致动器(更特别是这些液压支撑致动器的可变容积室)连接至一个或多个外部气弹簧。因此，液压支撑致动器可为紧凑的，这有利于在轨道与轨道单元底架之间设置液压支撑致动器。

在一个实施方案中，液压支撑致动器适于调节扩张状态时的容积室中的流体的量，从而相对于轨道单元的底架改变可移动元件的位置和/或调节容积室中的压力。在这种实施方案中，可通过改变容积室中的压力，从而能够在可变容积室为扩张状态的同时改变液压支撑致动器的弹性性质。因此，弹性支撑可更精确地与具体管线或情况的要求一致。

在一个实施方案中，液压支撑致动器为液压缸，所述液压缸的缸形成基本元件，所述液压缸的活塞形成液压支撑致动器的可移动元件，且弹性元件为环形并围绕活塞本体设置。

在一个可选择的实施方案中，液压支撑致动器为液压缸，所述液压缸的缸形成基本元件，所述液压缸的活塞形成液压支撑致动器的可移动元件，且弹性元件设置于缸的内部。在另一实施方案中，本发明也提供了这种液压致动器，其中弹性元件也设置于容积室的内部。

在一个可选择的实施方案中，液压支撑致动器为波纹管或类似形状的物体，其波纹管形成液压支撑致动器的容积室，且弹性元件设置于波纹管的内部。所述波纹管优选与外部气弹簧连接，以提供具有柔性的(优选可调节的)弹簧常数的紧凑波纹管。

此外，本发明提供了一种管线安装船舶，其包括如上公开的一个或多个海底管线安装张紧装置。在一个实施方案中，所述船舶具有s式铺管干道(street)，其中轨道(优选为铁轨轨道)沿着中心管线输送轴线在管线方向上延伸，且根据前述权利要求所述的三个或更多个张紧装置沿着所述轨道串联安装。在另一实施方案中，所述三个或更多个张紧装置中的至少一个被可移动地支撑，优选被可移动地支撑于铁轨轨道上，使得所述至少一个张紧装置可沿着轨道在管线方向上移动。

此外，本发明提供了一种用于如上公开的海洋管线安装张紧装置中的轨道单元。

根据本发明的第一方面的海底管线安装张紧装置和根据本发明的第二方面的轨道单元的有利的实施方案公开于从属权利要求和说明书中，其中基于多个示例性实施方案进一步说明和阐述本发明，其中一些示例性实施方案显示在示意图中。

附图说明

在附图中：

图1显示了根据本发明的第一方面的海底管线安装张紧装置的立体图；

图2显示了图1的海底管线安装张紧装置的前视图；

图3显示了图1的海底管线安装张紧装置的侧视图；

图4显示了图1的海底管线安装张紧装置的立体图，其中去除了一些元件；

图5显示了图4的海底管线安装张紧装置的立体图，其中去除了另外一些元件；

图6显示了图1的海底管线安装张紧装置的部分的分解图；

图7显示了在第一工作位置中的根据本发明的海底管线安装张紧装置的第二实施方案的横截面的示意性前视图；

图8显示了在第二工作位置中的图7的海底管线安装张紧装置的示意性侧视图；

图9显示了根据本发明的管线安装船舶的示意性俯视图；

图10显示了在第一和第二工作位置中的根据本发明的液压支撑致动器的第一实施方案的示意性横截面图；

图11显示了在第一和第二工作位置中的液压支撑致动器的第二实施方案的示意性横截面图；且

图12显示了在第一和第二工作位置中的液压支撑致动器的第三实施方案的示意性横截面图。

具体实施方式

根据如下描述，根据本发明的装置和方法的另外的目的、实施方案和详述将是显而易见的，其中基于参照附图的多个示例性实施方案进一步说明和阐述本发明。

图1显示了用于管线安装船舶上的根据本发明的海底管线安装张紧装置1的立体图。图2和3分别显示了同一管线安装张紧装置的前视图和侧视图。图4和5显示了图1的海底管线安装张紧装置的立体图，其中去除一些元件以更好地显示张紧装置的核心元件。

海底管线安装张紧装置1包括下轨道单元2、上轨道单元3和张紧装置框架4，所述张紧装置框架4包括下支撑框架5和上支撑框架6。下轨道单元由下支撑框架5支撑，上轨道单元由上支撑框架6支撑。所述支撑框架支撑所述轨道单元，使得轨道单元平行于彼此延伸，并限定轨道单元之间的中心管线输送轴线17。所述中心管线输送轴线平行于所述轨道单元延伸，并在图2中的前视图中用十字17表示，在图3中用线17表示。上支撑框架5可移动地接收于下支撑框架3中，使得轨道单元可在基本上垂直于中心管线输送轴线17的方向上朝向彼此和远离彼此移动。中心管线输送轴线设置于两个轨道之间，使得其与夹在两个轨道单元之间的管线的中心轴线重合。

图1所示的张紧装置具有支撑件，所述支撑件适于可移动地支撑铁轨轨道(railtrack)19上的张紧装置框架，仅显示了所述铁轨轨道19的一部分。在一个可选择的实施方案中，张紧装置支撑件为例如支脚，例如设置有用于将它们固定至支撑表面的装置的支脚。支脚可例如设置有用于接收安装螺栓的开口。或者，支脚可焊接至诸如甲板的支撑表面。

铁轨轨道19在管线方向(即平行于张紧装置的环道(endless tracks))上延伸。可通过沿着铁轨轨道19移动张紧装置，从而在管线方向上沿着装配轴线移动张紧装置1。为了沿着轨道移动张紧装置，可使用驱动器来驱动轮子，或者例如可使用外部驱动器，如沿着轨道拉引或推动张紧装置的绞盘或机动汽车(motorizedcar)。在所示的实施方案中，设置推拉装置(未显示)以用于沿着轨道移动张紧装置。

当张紧装置在轨道上位于其工作位置时，张紧装置固定至支撑表面，或固定至设置于支撑表面上的轨道，或固定至船舶的另一部分(其上设置轨道)。因此，当张紧装置支撑管线时，该管线的拉引载荷被引导至船舶，张紧装置不被该管线沿着轨道拉引。在所示的实施方案中，张紧装置设置有固定装置50，所述固定装置50包括待固定至铁轨中的开口51的V框架形式的基底部分和固定至张紧装置的中间部分51。所述中间部分设置有一排开口，使得其可在不同的位置联接至基底部分。因此，通过使用所述固定装置，可将张紧装置精确设置于轨道上。

图6显示了图1的海底管线安装张紧装置的主要部件的分解图。下支撑框架5和上支撑框架6一起形成张紧装置1的张紧装置框架4。此外，张紧装置框架包括多个张紧装置框架支撑件7，张紧装置1经由所述多个张紧装置框架支撑件7而支撑于支撑表面8上。在所示的特定实施方案中，所示的实施方案中的张紧装置框架支撑件7为接合轨道19(更特别是包括设置于管线安装船舶的甲板上的铁轨19a和19b的铁轨轨道)的轮子。因此，张紧装置1被可移动地支撑于管线安装船舶的甲板的形式的支撑表面上。

下轨道单元2和上轨道单元3各自包括环道11、12和底架13、14。环道11、12由安装于各自的底架13、14上的承载装置支撑。此外，轨道运动控制构件15、16接近底架的端部而安装于底架上，以用于实现轨道的受控运动。在所示的实施方案中，轨道运动控制构件为电动机。在本发明的范围内，其他类型的驱动器是可能的。

在所示的特定实施方案中，下支撑框架5为箱形，即当在前视图中观察时为在顶端具有另外的横梁的U形。下支撑框架具有底部部分36和两个耸立的侧面部分20。这些耸立的侧面部分20各自包括两个竖直支柱21，所述两个竖直支柱21形成下支撑框架5的拐角。横梁22设置于每个侧面部分的支柱之间，从而为侧面部分提供结构刚性。另外，横梁设置于侧面部分20的顶部拐角之间，以在侧面部分的上端连接侧面部分，从而也为框架提供额外的结构刚性。

下轨道单元2由下支撑框架5的底部部分36支撑，使得环道11上面向中心管线输送轴线17的部分沿着底部部分的内部伸展，且环道11上背离中心管线输送轴线17的部分沿着底部部分36的外部伸展。

在图2中，其清楚显示了下环道上背离中心管线输送轴线的部分沿着框架的外部伸展，因此可被降低而接近支撑表面8。当张紧装置待与接近支撑表面设置的装配轴线结合使用时，这是尤其有利的。应注意，下支撑框架优选在离支撑表面一些距离处支撑下轨道，使得其可被降低以有利于例如管线的凸缘部分通过张紧装置。

图2也显示了在所示的特定实施方案中，钢板设置于下支撑框架的底部，所述钢板覆盖输送轨道的面向支撑表面的部分。

在所示的实施方案中，上支撑框架6在上轨道单元3的上方延伸。上支撑框架6在其拐角处设置有支柱23，所述支柱23支撑覆盖上轨道单元的环道12的上部部分的覆盖板。上支撑框架6与上轨道单元底架14一体化。上支撑框架6比下支撑框架5更紧凑，使得上支撑框架6可设置于下支撑框架内，即设置于下支撑框架5的耸立的侧面部分20之间。在所示的实施方案中，下支撑框架5的支柱21因此可用作引导件，以用于相对于下支撑框架引导上支撑框架6。中心管线输送轴线17延伸至上支撑框架的外部，这清楚显示于图2中。在所示的实施方案中，上支撑框架6和中心管线输送轴线17两者设置于下支撑框架的耸立的侧面部分之间。

上轨道单元6由上支撑框架6的底部部分37(即在支柱23的下端)支撑，使得环道上面向中心管线输送轴线17的部分(即使用时与管线接触的环道的部分)沿着上支撑框架的底部部分的外部伸展。上支撑框架6和轨道单元3的所述构造允许上轨道单元3移动接近由下支撑框架5支撑的下轨道单元2，这进而能够使用根据本发明的张紧装置夹紧具有小横截面的管线。

在所示的实施方案中，底部部分(即连接耸立的侧面部分的下端和/或各自的框架的支柱的横向部分)分别与下轨道单元和上轨道单元的轨道单元底架一体化。这些一体化的横向部分延伸通过轨道单元的环形环道。因此，下支撑框架和上支撑框架的轨道单元底架提供了具有结构刚性的支撑框架，并同时实现紧凑的支撑框架，并因此实现紧凑的张紧装置。

此外，支撑框架5、6支撑上轨道单元2、3的中间部分，使得轨道单元的相对两端在张紧装置框架4的相对两侧上延伸至张紧装置框架4的外部，这清楚显示于图4和图5。在所示的实施方案中，用于实现环道11、12的受控运动的轨道运动控制构件15、16安装于轨道单元的底架的端部部分上。该构造提供了紧凑的张紧装置，并同时保持易于接近运动控制构件，例如出于维护的目的。

应注意，装配轴线由组装装置和船舶的布局限定，所述组装装置用于以管线串方式组合管线节段。特别地，相比于甲板上方的情况，当张紧装置在甲板下方，更特别地在下支撑甲板与上甲板之间使用时，可用的空间受限，且装配轴线通常接近于支撑表面设置。根据本发明的海底管线安装张紧装置的框架的构造允许张紧装置的紧凑设计，并允许夹紧接近于支撑表面(张紧装置由所述支撑表面支撑)设置的管线。根据本发明的张紧装置因此尤其适于在甲板下方的位置使用。此外，张紧装置框架的紧凑设计，尤其是当轨道单元彼此相邻设置时，允许张紧装置在具有低天花板的情况(即上甲板接近于下支撑甲板设置)下使用。

如所述，图6显示了图1的张紧装置1的分解图，以进一步阐明张紧装置的构造。分解图显示了张紧装置框架支撑件7、支撑下支撑轨道2的下支撑框架5，和支撑上支撑轨道3的上支撑框架6。此外，分解图显示了下支撑框架致动器9和上支撑框架致动器10。

下支撑框架致动器9各自设置于框架支撑件7与下支撑框架5之间。下支撑框架致动器适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于管线安装船舶的支撑表面8移动下支撑框架5，并因此移动接收于下支撑框架中的上支撑框架6。

在所示的特定实施方案中，下支撑框架致动器为电动主轴。在一个可选择的实施方案中，可使用其他类型的致动器，例如液压缸或电动齿轮(electrically drivencog wheels)。

上支撑框架致动器10设置于下支撑框架5与上支撑框架6之间，并适于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上相对于下支撑框架5移动上支撑框架。

此外，下支撑框架5设置有引导轨道，所述引导轨道用于在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上引导上支撑框架6。在特定实施方案中，引导轨道由支柱21的外表面提供，并且是设置有接合这些表面的导轮(未显示)的上支撑框架。因此，下支撑框架5的在垂直于中心管线输送轴线的方向上延伸的四个支柱21各自由设置于上支撑框架6的拐角上的导轮可滑动地接合。

因此，上支撑框架6由下支撑框架引导，并通过上支撑框架致动器连接至下支撑框架。因此，不需要另外的用于支撑下支撑框架和上支撑框架的封闭框架来使轨道单元提供夹紧力，这允许紧凑的张紧装置。

应注意，在本发明的范围内，替代的引导系统也是可能的。例如，上支撑框架也可由上支撑框架致动器在竖直方向上引导，特别是当上支撑框架致动器为液压缸时，如图中所示。

在所示的实施方案中，上支撑框架致动器10为挤压致动器，即适于通过朝向下支撑框架拉引上支撑框架，从而提供用于夹紧处于上轨道单元3与下轨道单元3之间的管状元件的夹紧力。因此，不必提供单独的一组用于在竖直方向上移动致动器的定位致动器和用于夹紧管状元件的挤压致动器，这允许简化的张紧装置。

应了解，管线与轨道之间所需的“挤压压力”是非常显著的，因为所得摩擦力可能需要为数十吨，或甚至远超一百吨。对张紧装置的极大的管线重量支撑能力的需要，例如源自对开发深海中的油气田的需要，其中水深(因此由张紧装置或多个串联的张紧装置支撑的下水的管线的长度)可能超过500米，或甚至超过1000米。

此外，在所示的实施方案中，上支撑框架致动器10的一端安装于上支撑框架6的耸立的部分的上端，上支撑框架致动器10的相对的一端在耸立的侧面部分20的下端，即接近下支撑框架5的底部部分。通过提供具有相对于轨道单元3向上延伸的框架部分的上支撑框架6，并将致动器安装至上支撑框架6的上端，可使用显著长度的致动器10。因此，即使张紧装置1具有紧凑构造，上支撑框架6和轨道单元3也可在大的范围内移动。此外，上支撑框架在上轨道单元上方的延伸部可用于安装一个或多个用于液压致动器的液压流体18的贮存器，从而实现紧凑的张紧装置构造，参见图3。

图7和图8显示了根据本发明的海底管线安装张紧装置101的第二实施方案的横截面图，其中张紧装置具有类似于图1-6中所示的张紧装置的构造。张紧装置101显示为其上支撑框架106在两个不同的工作位置。

根据本发明的张紧装置的上支撑框架(因而还有上支撑轨道)可在上部位置(例如示于图7中)与降低的位置(例如示于图8中)之间相对于下支撑轨道移动。

下支撑轨道也可在降低的位置与升高的位置之间移动。应注意，下支撑框架105在图7和图8中仅显示为在其降低的支撑位置。如上所述，可使用下支撑框架致动器改变根据本发明的下支撑框架的位置。图7和图8中所示的实施方案设置有在竖直方向上延伸的电动主轴的形式的下支撑框架致动器109。

在图7所示的位置中，上支撑框架致动器110最大延伸，且上支撑框架106在其相对于下支撑框架105最大升高的位置处。因此，下环道11与上环道112之间的间隙为最大值。轨道单元102、103的该位置适用于使高度大于管线直径的物体(如管道节段之间安装的配件)在环道111、112之间通过，并因此通过张紧装置。此外，轨道单元的极限位置可用于方便轨道单元的维护。

在图8所示的位置中，上支撑框架致动器110完全缩回，且上支撑框架106在其相对于下支撑框架105降低的位置处。在所示的实施方案中，当上支撑框架105在其降低的位置时，轨道单元102、103的环道111、112彼此相邻设置。由于环道具有V形，因此当在横截面中观察时，当上支撑框架在所示的降低位置中时，具有小横截面的缆线或管线可由张紧装置输送。应注意，环道设置有可被移动(即垂直于输送方向的被滑动)的垫，和/或可由其他垫替换的垫，以提高轨道相对于特定直径或材料的管状元件的抓握。

除了图7和图8所示的这两个基本位置之外，根据本发明的张紧装置的上支撑框架可设置于许多中间工作位置，以用于夹紧具有不同直径的管线或其他管形本体。

应注意，通过相对于下支撑框架移动上支撑框架，上轨道单元相对于下轨道单元移动，使得两个环道之间的开口适于配合特定直径的管线。

通过相对于支撑表面移动下支撑框架，从而移动由下支撑框架支撑的下轨道单元和由上支撑框架支撑的上轨道单元两者。

因此，通过相对于支撑表面并在基本上垂直于中心管线输送轴线的方向上移动下支撑框架，轨道单元可设置为使由输送轨道相对于彼此的位置所限定的中心管线输送轴线与装配轴线成一直线。

应注意，在图7和图8所示的实施方案中，上支撑框架106为具有底部部分、两个耸立的侧面部分和顶部部分的箱形。该构造类似于下支撑框架的构造，两者均包括在框架拐角处具有支柱的侧面部分。此外，上支撑框架103比下支撑框架104更紧凑，使得上支撑框架103可设置于下支撑框架内，即设置于下支撑框架的耸立的侧面部分之间。在所示的实施方案中，下支撑框架的支柱因此可用作引导件，以用于相对于下支撑框架引导上支撑框架。

中心管线输送轴线117延伸至上支撑框架的外部，这清楚显示于图7中。在所示的实施方案中，上支撑框架106和中心管线输送轴线117两者均设置于下支撑框架的耸立的侧面部分之间。

上轨道单元103由上支撑框架106的底部部分137支撑，使得面向中心管线输送轴线117的环道112的一部分(即使用时环道的与管线接触的部分)沿着上支撑框架的底部部分的外部伸展。

在一个实施方案中，轨道单元的环道被弹性支撑，例如通过在承载装置与轨道单元底架之间设置弹簧元件而被弹性支撑。在另一实施方案中，根据本发明的张紧装置的轨道单元还包括多个液压支撑致动器，所述液压支撑致动器各自弹性支撑一个或多个承载装置。在图1所示的特定实施方案中，液压支撑致动器设置于环道的V形凹进的相对侧上。液压支撑致动器在图4中部分可见。这种液压支撑致动器24的横截面示意图在图12中显示为在第一和第二工作位置，更特别地在部分延伸位置和缩回位置。

液压支撑致动器24包括基本元件25、可移动元件26、可变容积室27和弹性本体28。

基本元件25连接至轨道单元的底架，而可移动元件26连接至所述轨道单元的承载装置中的一个或多个，例如安装于基板上的辊子对。

可变容积室27由基本元件25和可移动元件26限定。可移动元件26形成可变容积室27的可移动壁29，基本元件25形成可变容积室的相对的壁。因此，可通过相对于基本元件25移动可移动元件26而改变可变容积室27的体积。

弹性本体28设置于基本元件25与可移动元件26之间。当可变容积室27为扩张状态时(图12所示的左致动器24)，可移动元件26位于离基本元件25或至少基本元件25的一部分的某一距离处，且可移动元件由容积室中的流体弹性支撑。应注意，在图中，液压缸仅部分扩张。在实践中，当支撑环道时，液压支撑致动器优选完全扩张。

弹性本体28设置于基本元件25与可移动元件26之间，从而当容积室为压缩状态时(图12所示的右致动器27’)，可移动元件26’设置为接近基本元件25’，使得弹性本体28’与基本元件和可移动元件两者接触。在此位置中，可移动元件26’由弹性元件弹性支撑。

当可变容积室27为扩张状态时(即填充了液压流体)，容积室中的液压流体弹性支撑可移动元件26，因此弹性支撑连接至可移动元件26的承载装置。通过从可变容积室27中去除液压流体，可移动元件26朝向基本元件25移动。因此，设置于基本元件25与可移动元件26之间的弹性本体28与基本元件和可移动元件两者接触。当可变容积室27’为所述压缩状态时，弹性本体28’支撑可移动元件26’，同时弹性本体本身由基本元件25’支撑。

因此，通过将液压流体泵送至容积室或泵送出容积室，液压支撑致动器可在两个工作位置之间切换，并可改变弹性支撑的性质。双作用液压支撑致动器可用作液压型支撑致动器和弹性本体型支撑致动器。

设置液压流体贮存器(未显示)，以用于将流体提供至容积室和从容积室接收流体，因此使液压支撑致动器在两个支撑类型(即使用容积室中的液压流体弹性支撑和使用弹性元件弹性支撑)之间切换。流体贮存器经由一个或多个通道连接至容积室。在一个实施方案中，单个轨道单元的多个液压支撑致动器或甚至全部的液压支撑致动器连接至同一贮存器。在另一实施方案中，液压支撑致动器也连接至储集器，以提供给致动器基本上恒定的弹簧常数。

在图11和图12所示的实施方案中，致动器为液压缸，所述液压缸的缸(更特别是缸的底部部分)形成基本元件25，所述液压缸的活塞形成可移动元件26。应注意，液压致动器也可安装为其可移动元件26安装至轨道单元的底架，其基本元件25安装至一个或多个承载装置。

应注意，在如图10-12中公开的液压支撑致动器的情况中，当液压致动器从一个工作位置切换至另一工作位置时，可移动元件与基本元件之间的距离改变。因此，环道相对于底架的位置改变。因此，液压支撑致动器优选与根据本发明的海底管线安装组合使用，这允许调节轨道单元相对于彼此的位置以及轨道单元相对于支撑表面(即相对于装配轴线)的位置。因此，环道位置的任何改变可通过调节轨道单元的位置而得到补偿。

应注意，待由铺管船舶下水的管线可显著不同，即关于管线性质(刚性管线或柔性管线、经涂布的或未经涂布的管线、卷绕的或未卷绕的管线等)不同。因此，需要张紧装置能够处理广泛范围的不同的管线(可能装配有具有比管线本身更大的横截面的配件)。改变液压支撑致动器的弹性性质的能力使得根据本发明的张紧装置能够处理具有不同性质的广泛范围的管线。

在图12所示的实施方案中，弹性元件26设置于液压支撑致动器24的容积室的内部。因此，弹性本体可直接与可移动元件和基本元件成一直线而设置，并允许紧凑的液压支撑致动器。此外，弹性本体因此被保护免于环境影响。

在图11所示的一个可选择的实施方案中，液压缸形式的液压支撑致动器224设置有环形弹性元件228。弹性元件228围绕活塞本体(即可移动元件226)设置在容积室227的外部。

在图10所示的一个可选择的实施方案中，液压支撑致动器44包括波纹管。波纹管45形成液压支撑致动器44的容积室47，并设置有可移动元件46和基本元件45，可移动元件46和基本元件45两者均以金属板形元件的形式提供。弹性元件48设置于波纹管45内部。在所示的实施方案中，弹性元件48在两个部分(在基本元件45上的一部分48a和在可移动元件46上的一部分48b)中设置。

应注意，取决于用于形成弹性元件的材料以及设置弹性元件的位置(例如容积室的内部或外部、容积室的形式等)，根据本发明的弹性元件可以以许多形式和形状提供。

选择弹性本体的尺寸和弹性性质，使得弹性元件不是在可移动元件移动至极限位置时作为防止对液压支撑致动器的损坏的止动器，而是将弹性元件尺寸做成使得弹性元件在主动工作位置支撑的同时(即在轨道单元抓握管线或其他管状本体的同时)能够弹性支撑可移动元件。

弹性元件由弹性材料(如PU或橡胶)制得。

例如为厚度为50至70mm的PU垫。在一个可选择的实施方案中，弹性元件可为弹簧元件。

液压支撑致动器优选连接至外部气弹簧，以提供给紧凑的液压支撑致动器柔性的优选可调节的弹簧常数。

在一个实施方案中，轨道单元的液压支撑致动器(更特别是液压支撑致动器的容积室)经由导管系统连接，使得所有容积室中的压力是相同的。因此，由轨道单元提供的夹紧压力在夹紧于轨道之间的管线上均匀分布。

在一个可选择的实施方案中，可变容积室不相互连接或者可变容积室成组连接，并且控制系统设置为控制独立的可变容积室中的压力，或分别控制可变容积室组的压力。这种系统允许单独控制和操纵液压支撑致动器或液压支撑致动器组。

在一个实施方案中，液压支撑致动器的流体贮存器优选经由气体/液压流体界面连接至储集器。在另一实施方案中，多个液压支撑致动器优选成组地以交错的方式连接至储集器。储集器具有比可变容积室的体积显著更大的体积。因此，与储集器的连接允许至少基本上恒定的弹簧常数。而且，提供单独的贮存器。

在这种实施方案中，可通过改变储集器中的压力，从而能够在可变容积室为扩张状态的同时改变液压支撑致动器的弹性性质。因此，弹性支撑可更精确地与具体管线或情况的要求一致。

在另一实施方案中，液压支撑致动器成对连接至储集器。因此，例如提供八个或更多个储集器用于单个轨道单元。此外，致动器对优选以交错方式设置，从而例如在八个液压支撑致动器的一行中，第一个连接至第五个，第二个连接至第六个，第三个连接至第七个，且第四个连接至第八个。通过如此连接支撑致动器，管线上的局部突出部(如凸缘)不挤压一对中的全部支撑致动器。这提高了轨道的稳定性。应注意，可通过一组三个或一组四个而不是成对地连接支撑致动器而应用同一原理。

在另一实施方案中，液压支撑致动器(更特别是这些液压支撑致动器的可变容积室)连接至一个或多个一个或多个外部气弹簧。因此，液压支撑致动器可为紧凑的，这有利于在轨道与轨道单元底架之间提供液压支撑致动器。

在一个实施方案中，液压支撑致动器适于调节扩张状态时的容积室中的流体的量，从而相对于轨道单元的底架改变可移动元件的位置和/或调节容积室中的压力。

此外，本发明提供了一种用于在海底铺设管道的船舶，特别地提供了一种如下类型的船舶，其中在铺设过程中在船上装配长的管线。图9显示了这种管线安装船舶29的示意性俯视图。

所示的船舶配备成用于使用S式铺管方法铺设水下管线。S式铺管方法表示从船舶的甲板至海底的管道取向为“S”的形状，即S式铺管。在S式铺管的情况中，管道串(pipe string)以所谓的“干道(street)”的形式安装于船舶上。干道30在铺管船舶29的纵向方向上延伸。管道31在干道30中组装，并沿着装配轴线在朝向安装于船舶后部的托管架32的管线方向上引导。在一个替代形式中，已组装的管线从船舶在管线方向上通过干道由卷轴供给。

多个张紧装置33沿着轨道34提供，并设置于托管架32与主要接合台35之间的装配轴线上，以用于在将新管线节段添加至管线的同时保持管线31的端部。张紧装置33设置于主要接合台35的上游，以用于通过抓握新添加的管线节段而放出管线。

张紧装置33抓握管线31，并在张力下控制管线的放出。优选地，张紧装置为模块化的，且线性管线铺设系统设置有串联的多个线性张紧装置。

多个接合台可在张紧装置的上游和/或在张紧装置之间沿着装配轴线设置，以用于在管线端部保持在张紧装置中的同时并行焊接管线的多个接头。

在图1所示的一个优选实施方案中，上支撑框架6包括两个轭60，所述两个轭60桥接轨道单元，且在它们的相对两端处连接至挤压缸。此外，在所示的实施方案中，所述轭不是安装于挤压缸的底端，而是刚好安装于缸的底端之下。因此，张紧装置框架的高度降低，即使张紧装置在其紧凑构造时，张紧装置也不延伸至挤压缸的上方。

优选地，张紧装置中的至少一个被可移动地支撑，使得其可沿着装配轨道移动。

Claims (29)

1.用于在管线安装船舶上使用的海底管线安装张紧装置，海底管线安装张紧装置包括：

-至少一个下轨道单元和至少一个上轨道单元，每个轨道单元包括环道、底架、用于支撑所述环道的安装于所述底架上的承载装置，例如支撑辊等，和用于实现所述轨道的受控运动的一个或多个轨道运动控制构件，

-张紧装置框架，其包括：

＝多个张紧装置框架支撑件，其适于在管线安装船舶的支撑表面上支撑所述张紧装置框架，

＝支撑所述至少一个下轨道单元的下支撑框架和支撑所述至少一个上轨道单元的上支撑框架，所述下支撑框架和所述上支撑框架支撑所述轨道单元，使得所述轨道单元平行于彼此延伸，并在所述轨道单元之间限定中心管线输送轴线，

＝一组下支撑框架致动器，其各自设置于所述张紧装置框架支撑件中的一个或多个且优选四个或更多个与所述下支撑框架之间，并适于在基本上垂直于所述中心管线输送轴线的方向上相对于管线安装船舶的支撑表面移动所述下支撑框架，和

＝一组上支撑框架致动器，其设置于所述下支撑框架与所述上支撑框架之间，并适于在基本上垂直于所述中心管线输送轴线的方向上相对于所述下支撑框架移动所述上支撑框架。

2.在根据权利要求1所述的张紧装置，其中所述的一组上支撑框架致动器为挤压致动器，即适于通过朝向所述下支撑框架拉引所述上支撑框架而提供用于夹紧在所述至少一个上轨道单元与所述至少一个下轨道单元之间的管状元件的夹紧力。

3.根据权利要求1或2所述的张紧装置，其中所述下支撑框架设置有引导轨道，所述引导轨道用于在基本上垂直于所述中心管线输送轴线的方向上引导所述上支撑框架。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中当在中心管线轴线的方向上观察时，所述下支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且所述中心管线输送轴线在所述下支撑框架的两个耸立的侧面部分之间延伸。

5.根据权利要求4所述的张紧装置，其中所述下轨道单元由所述下支撑框架的底部部分支撑，使得所述环道的面向所述中心管线输送轴线的一部分沿着所述底部部分的内部伸展，且所述环道的背离所述中心管线输送轴线的一部分沿着所述下支撑框架的底部部分的外部伸展。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述下支撑框架包括与所述下轨道单元底架一体化的底部部分，所述一体化的底部部分延伸通过所述下轨道单元的环形环道，并优选在根据权利要求4和5所述的两个耸立的侧面部分之间延伸。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中当在中心管线轴线的方向上观察时，所述上支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且所述中心管线输送轴线在所述上支撑框架的外部延伸。

8.根据权利要求7所述的张紧装置，其中所述上轨道单元由所述上支撑框架的底部部分支撑，使得所述环道的面向所述中心管线输送轴线的一部分沿着底部部分的外部伸展。

9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述上支撑框架包括与所述上轨道单元底架一体化的底部部分，所述一体化的底部部分延伸通过所述下轨道单元的环形环道，并优选在根据权利要求7或8所述的两个耸立的侧面部分之间延伸。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述上支撑框架延伸至所述上轨道单元的上方，例如当在中心管线轴线的方向上观察时，所述上支撑框架为具有至少底部部分和两个耸立的侧面部分的U形或箱形，且其中所述上支撑框架致动器的一端安装于所述上支撑框架的上端，例如所述耸立的侧面部分的上端，所述上支撑框架致动器的相对的一端安装于所述下支撑框架，优选安装于所述下支撑框架的耸立的侧面部分的下端。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述上支撑框架能够在第一位置与第二位置之间移动，并且当所述上支撑框架在第一位置时，所述上支撑框架基本上设置于所述下支撑框架内，优选由所述下支撑框架围绕。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述上支撑框架支撑所述上轨道单元的中间部分，使得所述上轨道单元的相对两端在所述上支撑框架的相对侧上延伸至所述上支撑框架的外部，所述上轨道单元优选设置有用于实现轨道的受控运动的轨道运动控制构件。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述下支撑框架支撑所述下轨道单元的中间部分，使得所述下轨道单元的相对两端在所述下支撑框架的相对侧上延伸至所述下支撑框架的外部，所述下轨道单元优选设置有用于实现轨道的受控运动的轨道运动控制构件。

14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述张紧装置框架支撑件适配成在轨道上，例如在铁轨轨道上，可移动地支撑所述张紧装置框架。

15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述下支撑框架致动器为液压致动器，且具有用于所述下支撑框架致动器的液压流体的一个或多个缸设置于所述下支撑框架上。

16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述上支撑框架致动器为液压致动器，且具有用于所述上支撑框架致动器的液压流体的一个或多个缸设置于所述上支撑框架上。

17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述轨道单元还包括多个液压支撑致动器，所述液压支撑致动器各自弹性支撑一个或多个承载装置，每个液压支撑致动器包括：

-基本元件，所述基本元件连接至轨道单元的底架，

-可移动元件，所述可移动元件连接至所述轨道单元的承载装置中的一个或多个，

-可变容积室，所述可变体积室由所述基本元件和所述可移动元件限定，其中所述可移动元件形成所述可变容积室的可移动壁，使得所述可变容积室的容积能够通过相对于所述基本元件移动所述可移动元件而改变，

-本体，该弹性本体设置于所述基本元件与所述可移动元件之间，从而

当所述容积室为扩张状态时，所述可移动元件离所述基本元件一定距离设置，使得所述弹性本体不与所述基本元件和所述可移动元件两者接触，且所述可移动元件由所述容积室中的流体弹性支撑，且

当所述容积室为压缩状态时，所述可移动元件接近所述基本元件设置，使得所述弹性本体与所述基本元件和所述可移动元件两者接触，且所述可移动元件由所述弹性元件弹性支撑。

18.根据权利要求17所述的张紧装置，其中所述弹性元件设置于所述液压支撑致动器的容积室的内部。

19.根据权利要求17或18所述的张紧装置，其中所述液压支撑致动器还包括流体贮存器，以用于将流体提供至所述容积室，并用于从所述容积室接收流体，所述流体贮存器经由一个或多个通道连接至所述容积室。

20.根据权利要求19所述的张紧装置，其中所述流体贮存器优选经由气体/液压流体界面而连接至储集器。

21.根据权利要求17-20中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述液压支撑致动器适于调节扩张状态中的容积室中的流体的量，从而相对于所述轨道单元的底架改变所述可移动元件的位置和/或调节所述容积室中的压力。

22.根据权利要求17-21中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述液压支撑致动器为液压缸，所述液压缸的缸形成所述基本元件，所述液压缸的活塞形成所述液压支撑致动器的可移动元件，且所述弹性元件为环形，并围绕活塞本体设置。

23.根据权利要求17-21中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述液压支撑致动器为液压缸，所述液压缸的缸形成所述基本元件，所述液压缸的活塞形成所述液压支撑致动器的可移动元件，且所述弹性元件设置于所述缸的内部。

24.根据权利要求17-21中的一项或多项所述的张紧装置，其中所述液压支撑致动器为波纹管，所述波纹管形成所述液压支撑致动器的容积室，且弹性元件设置于所述波纹管的内部。

25.管线安装船舶，其包括根据前述权利要求中的一项或多项所述的一个或多个海底管线安装张紧装置。

26.根据权利要求25所述的管线安装船舶，其中所述船舶具有s式铺管干道，其中轨道，优选铁轨轨道沿着中心管线输送轴线在管线方向上延伸，且根据前述权利要求所述的三个或更多个张紧装置沿着所述轨道串联安装。

27.根据权利要求26所述的管线安装船舶，其中所述三个或更多个张紧装置中的至少一个被可移动地支撑，优选被可移动地支撑于铁轨轨道上，使得所述至少一个张紧装置能够沿着轨道在管线方向上移动。

28.轨道单元，其用于根据权利要求1-24中的一项或多项所述的海底管线安装张紧装置中。

29.铺设管线的方法，其采用了根据权利要求1-25中的一项或多项所述的海底管线安装张紧装置。