CN106461122A - 海上卷筒铺设法式管道安装船和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改进的用于在海底铺设管道(2)以及待连接至管道的一个或多个附件(3a、3b)的船(1)和方法，所述船(1)和方法特别在将附件安装至管道方面进行改进。在根据本发明的船中，一个或多个张紧器(12、13)可以沿着管道投放塔(5)移动。

Description

海上卷筒铺设法式管道安装船和方法
技术领域
本发明涉及海上卷筒铺设法式管道安装领域。
背景技术
已知现有技术的卷筒铺设船根据卷筒铺设方法在海底铺设管道及一个或多个附件，所述附件待连接至管道从而形成具有重量的已投放入水的管道。本申请人的海上卷筒铺设管道铺设船的一个示例公开于WO2007/108673。
这些现有技术的船通常装配有一个或多个储存卷筒用于储存待铺设的管道。船还装配有安装至船的管道投放塔，所述管道投放塔适合于沿着所述塔在作业线中投放管道。船可以设置有船井，并且管道投放塔通常设置在船井附近或船井上方，使得作业线延伸穿过船井。管道投放塔还可以设置在或位于其它合适的位置处，例如船的船尾。通常地，术语塔在此表示船上的升高的结构。
还已知在所述塔上的较高的位置处设置提供弯曲路径的管道引导件用于引导所述管道从储存卷筒沿着管道引导件而进入作业线中。已知的管道引导件包括较大直径的管道引导轮或例如设置有滚轮或链条的半圆形引导结构。
在已知的卷筒铺设式的管道铺设系统中，一个或多个管道张紧器(通常为一个、两个或三个张紧器)被塔支撑在弯曲或圆形管道引导件下方的不同高度处。
在通常的设计中，每个管道张紧器具有张紧器框架和被所述张紧器框架支撑的多个轨道(也被称为履带装置)，通常为三个、四个或六个轨道。轨道适合于接合管道并且支撑被投放的管道的至少一部分重量。在实践中，单个张紧器可以被设计成支撑超过200吨的管道重量，超过500吨的张紧器容量也是已知的。
已知轨道以可移动方式安装在所述张紧器框架中以允许调节轨道之间的间隙从而容纳不同的管道直径。
由现有技术还已知将张紧器框架设计成相对于正规管道直径具有“过大尺寸”，因此轨道之间的间隙可以增加至较大尺寸，所述较大尺寸允许装配在管道(端部)上或管道中的附件(例如柔性管道的端部上或柔性管道中的连接件)通过。这种连接件体积庞大并且直径远大于管道直径，例如柔性海上管道中的连接件具有大于1米的直径。
WO2007/108673中进一步公开了悬垂夹具，所述悬垂夹具支撑在作业线的下部，当从被张紧器保持的管道部段切断被投放的管道时，所述悬垂夹具适合于夹紧和支撑作业线中的被投放的管道的重量，所述重量可能共计数百吨。这些悬垂夹具通常包括多个可移动的夹持部分，所述多个可移动的夹持部分允许夹具打开从而释放管道和附件并使管道和附件通过，以及允许夹具关闭用以支撑管道。悬垂夹具可以被塔支撑。然而优选地是，悬垂夹具例如经由船井上方的舱口等被支撑在船的船体上。
这种已知的船也具有用于管路的废弃和回收的A&R(abandonment and recovery)系统。A&R系统包括A&R绞盘和A&R缆绳以及设置在作业线中的上方位置处的具有一个或多个滑轮的A&R滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量。A&R缆绳是非常牢固的缆绳，例如被设计成承载数百吨的负载，例如600公吨容量的缆绳。
WO2007/108673中进一步公开了附件处理设备，所述附件处理设备适合于将附件设置在作业线中的位于悬垂设备与A&R滑轮布置之间的附件位置上。
例如通过WO2007/108673的船实现的将附件(例如PLET)设置在管道尾端的通常的方法包括如下步骤：
·在被张紧器接合的同时铺设管道；
·通过使悬垂设备与被投放的管道接合从而中断管道铺设，将被投放的管道的重量转移至悬垂设备；
·在悬垂设备上方切断管道；
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置上；
·将附件连接至被悬垂设备支撑的被投放的管道的端部和并连接至A&R系统；
·从被投放的管道释放悬垂设备；
·操作A&R绞盘因此通过A&R系统降低附件和管道。
例如通过WO2007/108673的船实现的在管道的前端设置端部连接件的通常的方法包括如下步骤：
·将张紧器设置在管道接合位置与附件通过位置之间，其中轨道和/或张紧器框架的支撑轨道的部分以可移动方式安装从而改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，而在所述附件通过位置上间隙相对较大；
·将张紧器设置在附件通过位置上；
·经由管道引导件将前端具有端部连接件的管道投放至作业线中并且使其穿过张紧器；
·使张紧器框架中的轨道移动至管道接合位置，因此接合管道；铺设管道；
·铺设管道。
通常地，设置启动绞盘从而经由管道引导件而将前端连接件投放至作业线中。
在例如通过WO2007/108673的船实现的在管道的前端设置端部连接件的替代性方法中，张紧器框架相对于塔可以在活动管道接合位置与允许端部连接件通过的收回非操作位置之间移动。
已发现现有的海上卷筒铺设法式管道安装船和方法不完全令人满意。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于在海底铺设管道和待连接至管道的一个或多个附件的船和方法，所述船和方法特别在将附件安装至管道(例如将附件安装在管道的前端或后端)和前端和/或后端具有端部连接件的管道的方面得以改进。附件的示例为管道终端(PLET)和/或中间管道附件(ILS)，所述中间管道附件(ILS)例如具有一个或多个阀和/或一个或多个管道分支设备，所述管道分支设备例如具有一个或多个管道接头设备、连接件、引发配件、内联SLED组件、内联歧管、管阀、具有支撑结构和泥垫的三通组件。
本发明提出根据权利要求1的前序部分的海上卷筒铺设法式管道安装船，其特征在于，一个或多个张紧器框架被张紧器导轨可移动地支撑，所述张紧器导轨安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在上方附件操作位置与下方管道铺设位置之间移动，在所述上方附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动至附件位置的上方，在所述下方管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与附件位置重叠，并且设置张紧器移动驱动器从而支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
本发明进一步涉及海上卷筒铺设法式管道安装船，其用于在海底铺设管道和管道上的一个或多个端部连接件，形成具有重量的被投放的管道，其中船包括：
·一个或多个管道储存卷筒，所述管道储存卷筒用于储存待铺设的管道；
·管道投放塔，所述管道投放塔安装至船并且适合于沿着所述塔在作业线中投放管道；
·管道引导件，所述管道引导件被管道投放塔支撑在较高的位置并且适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，
·一个或多个张紧器，每个张紧器包括被管道投放塔支撑的张紧器框架和被所述张紧器框架支撑的多个轨道，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线中的被投放的管道的至少一部分重量，
·悬垂设备，所述悬垂设备支撑在作业线的下部，并且适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·废弃和回收(A&R)系统，所述废弃和回收(A&R)系统包括至少一个A&R绞盘和A&R缆绳，以及设置在作业线中的上方位置处的具有一个或多个滑轮的A&R滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·端部连接件操作设备，所述端部连接件操作设备适合于将端部连接件设置在作业线中的一个或多个张紧器上方的端部连接件进入位置；
其特征在于
一个或多个张紧器框架被张紧器导轨可移动地支撑，所述张紧器导轨安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在下方停驻位置与上方管道铺设位置之间移动，在所述下方停驻位置上一个或多个张紧器已经移动至端部连接件进入位置的下方，在所述上方管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与端部连接件进入位置重叠，
并且设置张紧器移动驱动器从而支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
本发明进一步涉及海上卷筒铺设法式管道安装船，其用于在海底铺设管道和待连接至管道的一个或多个附件，形成具有重量的被投放的管道，其中所述船包括：
·一个或多个管道储存卷筒，所述管道储存卷筒用于储存待铺设的管道；
·管道投放塔，所述管道投放塔安装至船并且适合于沿着所述塔在作业线中投放管道；
·管道引导件，所述管道引导件被管道投放塔支撑在较高的位置并且适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，
·一个或多个张紧器，每个张紧器包括被管道投放塔支撑的张紧器框架和被所述张紧器框架支撑的多个轨道，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线中的被投放的管道的至少一部分重量，
·悬垂设备，所述悬垂设备支撑在作业线的下部并且适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·废弃和回收(A&R)系统，所述废弃和回收(A&R)系统包括至少一个A&R绞盘和A&R缆绳，以及设置在作业线中的上方位置处的具有一个或多个滑轮的A&R滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·附件操作设备，所述附件操作设备适合于将附件设置在作业线中的位于悬垂设备和A&R滑轮布置之间的附件位置；
其特征在于
一个或多个张紧器框架被张紧器导轨可移动地支撑，所述张紧器导轨安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在附件操作位置与不同的管道铺设位置之间移动，在所述附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动远离附件位置，在所述不同管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与附件位置重叠，
并且设置张紧器移动驱动器从而支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
出于完整性起见，需要注意管道铺设位置介于下方停驻位置(或端部连接件操作位置)与上方附件操作位置之间。
本发明进一步涉及海上卷筒铺设方法，所述海上卷筒铺设方法用于在海底铺设管道和待连接至管道的一个或多个附件，因此形成具有重量的被投放的管道，所述方法包括提供根据权利要求1、13或14所述的管道安装船的步骤。
本发明的船和方法因此能够实现一个或多个张紧器相对于管道投放塔的可变位置。
可移动张紧器能够实现管道投放塔的减小的整体高度。在管道投放塔的相对较小的整体高度的优点之中还有其减轻的重量和降低的重心。此外，减小的整体高度在后勤方面是有利的，并且改进了所述船的可操作区域。例如，有时船必须接近码头上的大型建筑，接近钻机，或者必须在例如桥的具有相对较小空隙的结构(例如博斯普鲁斯大桥)的下方行驶和穿过。高度减小的效果在于，在许多场所不再需要降低管道投放塔。因此，能够无需调节器，所述调节器是能够降低管道铺设塔的昂贵设施。
在将海上卷筒铺设法式管道安装船运送至在海底待铺设管道和一个或多个附件的位置或者从该位置运送安装船的过程中，以及在船需要进入到所谓的“生存模式”的恶劣气候条件下时，能够使重心降低是有利的。在这些情况下，船需要具有较低的重心。作用于张紧器的较大负载需要张紧器具有牢固的设计，这通常造成张紧器具有巨大重量。因此，一个或多个张紧器可以降低至下方位置的船使得船具有较低的重心，这正是在运送过程中以及在生存模式下所需的。
在实施方案中，一个或多个张紧器可移动至最下的停驻位置，在所述最下的停驻位置上一个或多个张紧器已经移动至接近悬垂设备的位置。可以想到该停驻位置也是管道铺设位置，或者该停驻位置甚至位于管道铺设位置的下方。
当回顾上述用于在管道的后端设置附件的方法时，一个或多个张紧器的位置是可变的这个优点也是明显的。常用的方法需要将张紧器设置在作业线中的附件位置的上方。
根据本发明，能够在管道铺设过程中将一个或多个张紧器设置在管道铺设位置，并且将一个或多个张紧器升高至上方附件操作位置，在所述上方附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动至附件位置的上方从而引入附件。本发明涉及海上卷筒铺设方法，所述海上卷筒铺设方法用于在海底铺设管道和待连接至管道的一个或多个附件，因此形成具有重量的被投放的管道，特别用于在管道的后端设置附件，所述方法包括如下步骤：
·通过张紧器移位驱动器将一个或多个张紧器设置在管道铺设位置；
·铺设管道；
·通过使悬垂设备与被投放的管道接合从而中断管道铺设；
·将被投放的管道的重量转移至悬垂设备；
·在悬垂设备上方切断管道；
·通过张紧器移位驱动器使一个或多个张紧器移位至上方附件操作位置；
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置；
·将附件连接至被悬垂设备支撑的被投放的管道的端部和A&R系统；
·从被投放的管道释放悬垂设备；
·操作A&R绞盘因此通过A&R系统降低附件和管道。
在根据本发明的又一个有利的方法中，所述方法特别用于在管道的前端设置具有管端的附件，进行如下步骤：
·通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在上方附件操作位置；
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置；
·将附件连接至A&R系统；
·通过A&R系统降低附件直至附件的管端到达悬垂设备；
·通过悬垂设备支撑附件的管端，使A&R系统与附件脱离连接；
·通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在管道铺设位置；
·经由管道引导件投放管道使其进入作业线，张紧器的轨道接合管道；
·将管道连接至附件；
·使悬挂设备脱离连接，并且
·铺设具有附件的管道。
当回顾上述用于设置前端具有端部连接件的管道的本发明的方法时，一个或多个张紧器的位置是可变的这个优点也是明显的。常用的方法需要将张紧器设置在作业线中的管道引导件下方的一定距离处，允许端部连接件进入作业线。
根据本发明，能够在将端部连接件和管道投放至作业线的过程中将一个或多个张紧器设置在最下的停驻位置，并且将一个或多个张紧器升高至中间管道铺设位置从而继续管道铺设。就此而言，“停驻位置”还可以被称为“端部连接件操作位置”。本发明进一步涉及海上卷筒铺设方法，所述海上卷筒铺设方法用于在海底铺设管道和管道上的一个或多个端部连接件，因此形成具有重量的被投放的管道，特别用于投放后端具有端部连接件的管道，所述方法包括如下步骤：
·将张紧器设置在管道接合位置与附件通过位置之间，其中轨道和/或张紧器框架的支撑轨道的部分以可移动方式安装从而改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，而在所述附件通过位置上间隙相对较大；
·将一个或多个张紧器设置在管道接合位置和管道铺设位置并且铺设管道；
·通过张紧器移动驱动器将一个或多个张紧器设置在附件通过位置和最下的端部连接件操作位置；
·通过端部连接件操作设备使端部连接件进入作业线中的端部连接件进入位置，
·将端部连接件连接至A&R系统；
·通过A&R系统降低端部连接件和连接至端部连接件的管道使其穿过一个或多个张紧器。
本发明进一步涉及海上卷筒铺设方法，所述海上卷筒铺设方法用于在海底铺设管道和管道上的一个或多个端部连接件，因此形成具有重量的被投放的管道，特别用于投放前端具有端部连接件的管道，所述方法包括如下步骤：
·将张紧器设置在管道接合位置与附件通过位置之间，其中轨道和/或张紧器框架的支撑轨道的部分以可移动方式安装从而改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，而在所述附件通过位置上间隙相对较大；
·通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在附件通过位置和最下的端部连接件操作位置；
·通过端部连接件操作设备使端部连接件进入作业线中的端部连接件进入位置；
·通过端部连接件操作系统降低端部连接件和连接至端部连接件的管道使其穿过一个或多个张紧器；
·将一个或多个张紧器设置在管道接合位置和管道铺设位置并且铺设管道。
可以设置启动绞盘和钢丝绳，所述启动绞盘和钢丝绳可连接至前端连接件从而向上牵拉端部连接件到达管道引导件并且进入作业线。
可以想到根据本发明待铺设的管道为相对刚性的管道或相对柔性的管道。对于刚性管道铺设来说通常在张紧器与管道引导件之间设置矫直机设备。
在实施方案中，仅设置单独一个张紧器。张紧器通常实施为支撑至少100吨，例如在150至500吨之间的管道重量。
在替代性的实施方案中，设置上方张紧器和下方张紧器。可以想到下方张紧器的张紧器框架被上方张紧器的张紧器框架支撑，并且张紧器移动驱动器接合上方张紧器的张紧器框架从而使上方张紧器和下方张紧器两者移动。替代性地，张紧器移动驱动器单独地连接至上方张紧器和下方张紧器从而使上方张紧器和下方张紧器两者移动。还替代性地，设置分离的张紧器移动驱动器从而使上方张紧器和下方张紧器单独地移动。在这种实施方案中，还能够使上方张紧器和下方张紧器相对于彼此移动。
在实施方案中，管道引导件被引导件框架可移动地支撑，所述引导件框架例如经由申请人在WO2012/091556中公开的机构或者经由申请人在WO2014/148907中描述的机构被塔支撑。
有利地，引导件框架能够使管道引导件在管道铺设位置与收回非操作位置之间移动，在所述管道铺设位置上管道引导件从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，在所述收回非操作位置上管道引导件已经移动远离作业线。因此，作业线的上端被清空。根据本发明，一个或多个张紧器可移动至上方附件操作位置，所述上方附件操作位置位于管道投放塔的上方位置。管道引导件需要在作业线中设置在该上方位置的上方。在张紧器框架的上方附件操作位置在作业线中与管道引导件的管道铺设位置重叠并且管道引导件可被收回而离开作业线的实施方案中，可以减小管道投放塔的整体高度。在所述实施方案中，可以将一个或多个张紧器设置在作业线中来代替管道引导件。
在实施方案中，一个或多个张紧器框架设置有接合在导轨上的轮。
在实施方案中，管道投放塔实施为单个的柱。替代性地，已知包括两个竖直支腿构件的管道投放塔。每个竖直支腿优选设置有张紧器导轨，例如导轨。替代性地，张紧器导轨设置在管道投放塔的竖直支腿构件之间。在实施方案中，管道投放塔可枢转地安装至船。
有利地，张紧器导轨在管道投放塔的整个长度上延伸，因此张紧器导轨从塔的下端(管道投放塔在所述下端处安装至船)延伸至管道投放塔的上端，例如延伸至管道投放塔的安装管道引导件的较高位置。如上所述，在张紧器导轨与安装管道引导件的位置重叠的实施方案中，允许张紧器框架的上方附件操作位置在作业线中与管道引导件的管道铺设位置重叠。
在实施方案中，上方附件操作位置与管道铺设位置或最下的停驻位置之间的总距离在5至15米，特别是8至12米之间。
在实施方案中，张紧器框架设置有接合在导轨上的轮。例如，张紧器框架在其拐角处设置有四个轮，两个轮接合竖直支腿构件的导轨，相对的两个轮接合相对的竖直支腿构件的导轨。还可以想到张紧器框架设置有多个转向架，例如在张紧器框架的拐角处的四个转向架，其中每个转向架设置有接合在导轨上的轮。
上文公开了根据本发明的用于设置前端具有端部连接件的管道的方法，其中允许端部连接件(即直径远大于管道直径的庞大物品)穿过张紧器。为此目的，至少张紧器的轨道以可移动方式安装在所述张紧器框架中从而在管道接合位置与附件通过位置之间改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，在所述附件通过位置上间隙相对较大。
轨道可移动地安装从而放大间隙的张紧器是普遍已知的。这种具有“过大尺寸”的张紧器框架的张紧器的缺点在于，为了维持良好的张紧性质，使框架的尺寸超大受到限制。因此，为了允许更大的连接件通过，优选使端部连接件或其它附件穿过一个或多个张紧器的替代性方案。
可以想到一个或多个张紧器框架经由至少一个张紧器框架支撑组件而被张紧器导轨可移动地支撑。因此，不仅轨道可移动地安装而且张紧器框架也可移动地安装从而放大间隙。
在又一个替代性方案中，张紧器框架包括两个或多个部段，优选为不连续的部段，包括第一部段和第二部段，每个部段包括至少一个轨道。在张紧器包括四个轨道的实施方案中，有利的是第一部段和第二部段各自包括两个轨道。在所述实施方案中，第一部段和第二部段两者都围绕竖直部段枢转轴线可枢转地安装至张紧器框架支撑组件，部段能够在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，在所述关闭操作位置上部段合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道，而在所述打开收回位置上第一部段和第二部段脱离连接并且分离，因此在作业线中产生清空的包络线。在可铰接框架部段的打开收回位置上，在张紧器框架结构中在其整个高度上形成侧面开口，允许将管道或其它物品从侧面引入和/或除去以使其进入作业线或离开作业线。因此，包括轨道的两个框架部分可移动地安装从而放大间隙。在实施方案中，能够实现最多5至6米，或甚至最多7米的自由通过直径。
在实施方案中，部段安装至不同的张紧器框架支撑组件。不同的张紧器框架支撑组件可能被分别驱动，允许部段处于不同高度。在所述实施方案中，设置能够对齐的止动件从而在固定之前将不同的张紧器框架支撑组件设置在上方附件操作位置、下方管道铺设位置或停驻位置。
上述包括两个或多个部段(所述部段可以在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，在所述打开收回位置上在作业线中产生清空的包络线)的张紧器框架的实施方案特别有利于操作SLOR(单线偏置立管)和/或COR(同轴偏置立管)，它们是待连接至管道的极大型附件，甚至与管道投放塔一样大。
有利地，优选至少在一个或多个张紧器的整个长度上，竖直滑车导轨被张紧器框架支撑组件支撑在两个竖直部段枢转轴之间。可以设置辅助滑车，当第一部段和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中来引导附件。可能但不是必须的，辅助滑车支撑附件的重量。辅助滑车可以设置有夹具或保持器从而接合附件。
在实施方案中，进一步设置竖直滑车导轨部段，所述竖直滑车导轨部段适合于与竖直滑车导轨对齐地设置在邻近附件位置的张紧器的下方，可能直至悬垂设备下方的位置，使得辅助滑车能够移动至最下的张紧器下方的位置。
在实施方案中，还设置竖直滑车导轨部段，所述竖直滑车导轨部段适合于与竖直滑车导轨对齐地设置在邻近附件位置的张紧器的上方，能够直至邻近管道引导件的位置，使得辅助滑车能够移动至邻近管道引导件的位置。在具有可移动管道引导件的实施方案中，这是特别有利的。
在实施方案中，设置一个或多个扶正器从而将管道扶正至作业线中。通常地，扶正器设置在一个或多个张紧器的下方并且邻近一个或多个张紧器。在实施方案中，一个或多个扶正器被张紧器框架支撑在张紧器轨道的下方。还可以想到扶正器被管道投放塔直接支撑。任选地，扶正器被张紧器导轨直接支撑，其中扶正器也可以优选通过张紧器移动驱动器在作业线中移动。
有利地，一个或多个扶正器安装至张紧器框架或管道投放塔并且可以在操作位置与非操作位置之间移动，在所述操作位置上扶正器处于作业线中，而在所述非操作位置上扶正器已经移动远离作业线。例如在允许附件通过张紧器的情况下，清空的作业线是有利的。有利地，在具有滑车导轨的实施方案中，扶正器的非操作位置也清空滑车导轨。
在实施方案中，扶正器围绕水平扶正器枢转轴线可枢转地安装至张紧器框架、张紧器框架支撑组件或管道投放塔。扶正器可以在水平操作位置与非操作竖直位置之间枢转，在所述水平操作位置上扶正器处于作业线中，在所述非操作竖直位置上作业线清空。可以想到扶正器在竖直非操作位置上向上延伸或向下延伸。
在实施方案中设置起吊横梁，所述起吊横梁被最下的张紧器框架支撑在张紧器轨道的下方并且可能支撑在扶正器的下方。任选地，起吊横梁被张紧器框架支撑组件支撑。在实施方案中，设置用于起吊横梁的起吊横梁支撑框架，所述起吊横梁支撑框架被最下的张紧器框架支撑在张紧器轨道的下方并且能够支撑在扶正器的下方。任选地，起吊横梁支撑框架被张紧器框架支撑组件支撑。有利地，起吊横梁可以沿着起吊横梁支撑框架在水平面中移动进入和离开作业线。任选地，能够侧向移动穿过管道投放塔。
在实施方案中，起吊横梁充当附件操作设备，并且适合于将附件设置在作业线中的位于悬垂设备与A&R滑轮布置之间的附件位置。
在实施方案中，其它设施也安装至张紧器框架或张紧器框架支撑组件。例如，对齐工具可以安装至张紧器框架或张紧器框架支撑组件，或附件操作设施。
有利地，设置波浪升沉补偿系统，其可连接至一个或多个张紧器框架。因此，一个或多个张紧器进行波浪升沉补偿，例如在将具有管道的构造(例如PLET或歧管)降低的过程中、在将管道连接至构造的过程中，这有利于补偿海洋状态引起的船的运动并且补偿浅水水域中的动态位置的不精确性。
根据本发明，设置张紧器移动驱动器。在实施方案中，驱动器包括缆绳和绞盘，或者替代性地包括自升式支腿系统。
可以想到A&R系统缆绳和绞盘应用为张紧器移动驱动器。这要求A&R缆绳交替地连接至张紧器和附件。例如在用于为管道后端设置附件的方法中，A&R系统首先用于将张紧器升高至上方附件操作位置，然后用于降低附件。
在实施方案中，A&R缆绳经由张紧器框架从A&R绞盘延伸至设置在作业线中的上方位置处的A&R滑轮。当张紧器框架的位置固定时，A&R缆绳的端部可以在作业线中移动。为了使张紧器移动，将A&R缆绳的端部(例如连接件或钩子)拖拉至止动件附近，因此在A&R绞盘开动时张紧器框架将升高和降低。
注意到对于A&R操作而言，A&R缆绳在作业线中延伸。然而，在张紧器操作的过程中，作业线应当相对于管道保持自由。例如在用于投放前端具有端部连接件的管道的方法中，具有端部连接件的管道在作业线中降低。之后为了通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在管道铺设位置，该驱动器不能在被管道占据的作业线中操作。因此，为了使用A&R缆绳完成该目的，缆绳的路径需要改变。这通常通过如下方式实现：经由至少一个A&R滑轮将A&R钢丝绳从张紧器框架引导至位于作业线中的上方位置处的A&R滑轮布置。
还替代性地，设置单独的专用张紧器移动驱动器。注意到在实施方案中，该张紧器移动驱动器不仅支撑一个或多个张紧器的重量，而且支撑被一个或多个张紧器支撑的被投放的管道的重量。如上所述，作用于张紧器的较大负载需要张紧器具有牢固的设计，这通常造成张紧器具有例如数百吨的巨大重量。单个张紧器通常重量为300吨。此外，在管道铺设的过程中，张紧器支撑作业线中的被投放的管道的重量，所述重量可能共计数百吨，例如600吨。因此，张紧器移动驱动器应当具有合适尺寸。
在实施方案中，管道投放塔和张紧器框架设置有协作位置固定设备，例如销钉和狭槽，从而使张紧器相对于管道投放塔至少固定在上方附件操作位置和下方管道铺设位置，以及任选地固定在最下的停驻位置(也被称为端部连接件操作位置)。鉴于该重量，张紧器移动驱动器有利地无需连续支撑张紧器，而是通过安装位置固定设备将重量转移至管道投放塔。
本发明的第二方面涉及海上卷筒铺设方法管道安装船，其用于在海底铺设管道和待连接至管道的一个或多个附件，形成具有重量的被投放的管道，其中船包括：
·一个或多个管道储存卷筒，所述管道储存卷筒用于储存待铺设的管道；
·管道投放塔，所述管道投放塔安装至船并且适合于沿着所述塔在作业线中投放管道；
·管道引导件，所述管道引导件被管道投放塔支撑在较高位置并且适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，
·一个或多个张紧器，每个张紧器包括被管道投放塔支撑的张紧器框架和被所述张紧器框架支撑的多个轨道，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线中的被投放的管道的至少一部分重量，
·悬垂设备，所述悬垂设备支撑在作业线的下部并且适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·废弃和回收(A&R)系统，所述废弃和回收(A&R)系统包括至少一个A&R绞盘和A&R缆绳，以及设置在作业线中的上方位置处的具有一个或多个滑轮的A&R滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
其中张紧器框架包括两个或多个部段，包括第一部段和第二部段，每个部段包括至少一个轨道，其中第一部段和第二部段两者都围绕竖直部段枢转轴线可枢转地安装至管道投放塔，部段能够在关闭操作位置和打开收回位置之间移动，在所述关闭操作位置上部段合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道，在所述打开收回位置上第一部段和第二部段脱离连接并且分离，因此在作业线中产生清空的包络线，
所述安装船进一步包括竖直滑车导轨和辅助滑车，所述竖直滑车导轨被管道投放塔支撑在两个竖直部段枢转轴之间，当第一部段和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中引导附件。
有利地，竖直滑车导轨在张紧器下方并且可能在悬垂夹具下方的位置和邻近管道引导件的位置之间延伸，使得辅助滑车可以从最上张紧器上方的位置移动至最下的张紧器下方的位置。在船中设置船井的实施方案中，管道投放塔设置在船井上方，竖直滑车导轨有利地延伸进入船井。
根据本发明的第二方面的所述海上卷筒铺设法式管道安装船的优点在于，辅助滑车和导轨有助于端部连接件的操作。这在坑井介入(例如，如果将管道铺设与使特殊物品降低交替进行)的过程中是更有利的。存在辅助滑车和导轨的另一个可能的优点在于，管道投放塔还适用于在J型铺设方法中管道铺设。
注意到与本发明的一些方面相关的特征也适用于本发明的其它方面。
附图说明
将参考附图来进一步解释本发明，在附图中：
图1a显示了张紧器处于下方停驻位置的海上卷筒铺设法式管道安装船的第一个实施方案的侧视图；
图1b显示了张紧器处于管道铺设位置的图1a的第一个实施方案的侧视图；
图1c显示了张紧器处于上方附件操作位置的图1a的第一个实施方案的侧视图；
图2a显示了张紧器处于管道铺设位置的海上卷筒铺设法式管道安装船的第二个实施方案的侧视图；
图2b显示了张紧器处于上方附件操作位置的图2a的第二个实施方案的侧视图；
图2c显示了张紧器处于下方停驻位置的图2a的第二个实施方案的侧视图；
图3a显示了图2a-2c的第二个实施方案的后视图，其中显示了张紧器移动驱动装置；
图3b显示了管道投放塔的示意图；
图3c显示了具有张紧器的张紧器框架支撑组件的示意图；
图4a显示了张紧器处于关闭操作位置的海上卷筒铺设法式管道安装船的优选实施方案的俯视图；
图4b显示了张紧器处于打开收回位置并且扶正器处于非操作竖直位置的图4a的实施方案的俯视图；
图4c显示了张紧器处于打开收回位置并且扶正器处于水平操作位置的图4a的实施方案的俯视图；
图5a显示了张紧器处于上方附件操作位置的海上卷筒铺设法式管道安装船的第三个实施方案的立体图；
图5b显示了张紧器处于管道铺设位置和打开收回位置的图5a的第三个实施方案的立体图；
图5c显示了张紧器处于停驻位置(在此为端部连接件操作位置)的图5a的第三个实施方案的立体图；
图5d显示了张紧器处于上方附件操作位置并且包括竖直滑车导轨的海上卷筒铺设法式管道安装船的第四个实施方案的立体图；
图6a显示了张紧器处于关闭操作位置并且包括滑车导轨的海上卷筒铺设法式管道安装船的第四个实施方案的俯视图；
图6b显示了张紧器处于打开收回位置并且扶正器处于非操作竖直位置的图6a的实施方案的俯视图。
具体实施方式
图1a-1c中以侧视图的方式显示了用于在海底铺设管道2和一个或多个附件3a、3b的海上卷筒铺设法式管道安装船1的第一个实施方案，所述附件3a、3b待连接至管道从而形成具有重量的被投放的管道。图2-2c和图3a中以侧视图的方式、图3b和3c中以示意图的方式并且图4a-4c中以俯视图的方式显示了第二个实施方案。相同的部件用相同的附图标记表示。
所显示的实施方案的船1包括船体4，在所述船体4中设置船井7。优选在船体4中或者在甲板6上设置一个或多个本身为已知的管道储存卷筒(图中未显示)用于储存待铺设的管道。
管道投放塔5在船井7附近围绕枢转轴线5a可枢转地安装至船的甲板6，所述管道投放塔适合于沿着所述塔在作业线8中投放管道。特别如图3a、3b和4a-c中可见，管道投放塔5包括两个平行的竖直支腿构件5m和5n，所述支腿构件5m和5n在此经由横梁5i相互连接。注意到本发明的优点在于，由于横梁不联接至张紧器的位置，与横梁位置相关的设计灵活性得以提高。因此，下方横梁5i可以处于较高的位置，允许附件在该下方横梁5i的下方移动。
在作业线8的下部(在此为船井7中)设置悬垂设备15(仅在图1a-1c中显示)，所述悬垂设备15在此被船的船体4支撑并且适合于夹紧和支撑作业线中的被投放的管道的重量。
管道引导件10在图1a-1c中实施为调直器轮，并且在图2a-2c和3中实施为半圆形引导件100。调直器轮10和半圆形引导件100均经由引导件框架10a、100a而被支撑在管道投放塔5的较高的位置处。
船1进一步设置有废弃和回收(A&R)系统17。在图2a-2c的实施方案中可见A&R绞盘17w(在图1a-1c的实施方案中不可见)，A&R缆绳17c从所述A&R绞盘17w沿着具有一个或多个滑轮17a、17b的A&R滑轮布置延伸，所述一个或多个滑轮17a、17b被管道投放塔5支撑并且适合于升高、降低和支撑作业线8中的被投放的管道的重量。滑轮17b设置在作业线8中的上方位置处。注意到在图3a中，A&R系统的滑轮17b设置在离作业线8一定距离处，这是相当常见的，这是因为滑轮可移动地安装至管道投放塔的上端。
在船上设置附件操作设备(未显示)，所述附件操作设备适合于将附件设置在作业线下部的位于悬垂设备15与A&R滑轮布置之间的附件位置P1。这在图1c和2b中可见。附件操作设备可以实施为专用的附件装载器，但是也可以是适合于在作业线8的下部操作的常规的甲板起重机，例如井架起重机、折臂起重机或门式起重机。
在所示的实施方案中，船1进一步包括两个张紧器12、13：上方张紧器13和下方张紧器12，每个张紧器包括张紧器框架12b、13b，所述张紧器框架12b、13b经由张紧器框架支撑组件16a、16b而被管道投放塔5支撑。张紧器框架12b、13b各自支撑多个(在此为四个)轨道12a、13a，所述轨道适合于接合管道以及接合支撑作业线8中的被投放的管道的重量的至少一部分重量。下方张紧器12的张紧器框架支撑组件16b在此经由销钉16c被上方张紧器13的张紧器框架支撑组件16a支撑。图3c中示意性显示了张紧器框架支撑组件16a、16b和张紧器12、13。
根据本发明，张紧器框架支撑组件16a、16b被张紧器导轨20可移动地支撑，所述张紧器导轨20安装至管道投放塔5，平行于作业线8延伸，并允许张紧器12、13沿着管道投放塔在作业线中移动。在此，张紧器导轨实施为一对导轨20，所述导轨20安装至管道投放塔的每个竖直支腿5m、5n并且基本上在塔5的整个长度上延伸。张紧器框架支撑组件16a、16b设置有接合在导轨20上的轮16d。在图4a的俯视图中可见三个轮16d，所述轮16d被接合导轨20的张紧器框架支撑组件16a支撑。
在图1a-1c中，设置单独的张紧器移动驱动器21从而支撑张紧器12、13并且使其移动。所示实施方案的张紧器移动驱动器21特别包括绞盘(不可见)、缆绳21b和滑轮21c。张紧器移动缆绳21b接合上方张紧器13的张紧器框架支撑组件16a上的滑轮16w从而使张紧器移动。如图3a中可见，在所示实施方案中，缆绳21b的端部接合止动件21s。
在图2a-2c中，A&R系统17作为张紧器移动驱动器应用。A&R缆绳17c从A&R绞盘17w经由滑轮17s而延伸至上方张紧器13的张紧器框架支撑组件16a上的滑轮16w，然后延伸至设置在作业线8中的上方位置处的滑轮17b。当张紧器框架的位置固定时，A&R缆绳的端部可以在作业线中移动。为了使张紧器移动，将A&R缆绳的端部(例如连接件或钩子)拖拉至止动件附近，因此张紧器框架将随着A&R绞盘的致动而升高和降低。
当对比图1a、1b、1c和2a、2b和2c时，张紧器12、13的移动是明显的。在图1c和图2b中，显示为张紧器处于上方附件操作位置，在所述上方附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动至附件位置P1的上方。在该位置上，张紧器允许A&R缆绳通过，以能够处理作业线中的大型附件3b。所示附件3b为例如PLET(管道终端)。
在图1b和2a中，张紧器处于中间管道铺设位置，在所述中间管道铺设位置上张紧器适合于接合并降低管道2。
在图1a和2c中，张紧器处于最下的停驻位置上，在所述最下的停驻位置上一个或多个张紧器已经移动至接近悬垂设备15的位置。可以想到张紧器停驻在该位置上用于进行输送，但是如图1a中可见，该最下的位置还适合于操作附件(例如端部连接件)3a，所述附件3a能够设置在管道的前端和/或后端并且从上方(例如通过引导轮10引导或提升)而被引入作业线。在所示实施方案中，上方附件操作位置与最下的停驻位置之间的距离为约10米。
在所示的实施方案中还设置两个扶正器22a、22b，所述扶正器22a、22b适合于在作业线8中将管道扶正。扶正器22a被上方张紧器的张紧器框架支撑组件16a支撑在张紧器轨道13a的下方，并且扶正器22b被下方张紧器13的张紧器框架支撑组件16b支撑在张紧器轨道13a的下方。
在图2a-2c中所示的实施方案中还设置起吊横梁23，所述起吊横梁23被下方张紧器13的张紧器框架支撑组件16b支撑在张紧器轨道13a的下方和扶正器22b的下方。起吊横梁23有利地被设置成用于在作业线中和作业线附近进行起吊操作，例如用于工具操作、定位附件、将管道相相互连接接、处理A&R可能需要的轭状件，以及进行附件连接。
在所述实施方案中，张紧器框架被张紧器框架支撑组件支撑的构造允许张紧器打开，因此在作业线中产生清空的包络线。该构造在图4a-4c中具体显示。
显示了张紧器13被张紧器框架支撑组件16a支撑，所述张紧器框架支撑组件16a经由轮16d而被导轨20可移动地支撑。张紧器13包括张紧器框架，所述张紧器框架包括两个部段13b和13b’。第一部段13b包括两个张紧器轨道13a，并且第二部段13b’包括两个张紧器轨道13a’。第一部段13b和第二部段13b’两者都围绕竖直部段枢转轴线13b-s和13b’-s可枢转地安装至张紧器框架支撑组件16a。在图4a中，显示所述部段处于关闭操作位置，在所述关闭操作位置上部段16b、16b’在接触点16t处合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道2。在图4b和4c中显示部段13b、13b’处于打开收回位置，在所述打开收回位置上第一和第二部段在接触点13t处脱离连接并且通过油缸13u而相互分离，因此在作业线8中和作业线8附近产生清空的包络线E。注意到图4a左侧部的接触点13t可以省略：可以想到部段仅在图右侧部(即远离管道投放塔)的接触点13t处相互连接。
通过图4b和4c可知，扶正器22a这里也通过油缸22c而在水平操作位置与非操作竖直位置之间可移动地安装至张紧器框架(在此安装至张紧器框架支撑组件16a)，在所述水平操作位置上扶正器处于作业线中并且如图1a-1c和图4b所示，在所述非操作竖直位置上作业线8清空并且如图4c所示。
图5a-c中以立体图的方式显示了用于在海底铺设管道102和一个或多个附件103a、103b和103c的海上卷筒铺设法式管道安装船101的第三个实施方案。图5a中的附件103a实施为PLET(管道终端)，所述PLET在此连接至管道102的后端。图5b中的附件103b实施为SLOR(单线偏置立管)或COR(同轴偏置立管)，它们是待连接至管道的极大型的附件。图5c中的附件103c实施为设置在柔性管道的后端的后端连接件。
海上卷筒铺设法式管道安装船101包括船体104和甲板106。在船体中设置船井，所述船井在甲板水平上被船井舱口107覆盖。在图5a的右侧设置管道储存卷筒(不可见)用于储存管道102。悬垂设备位于船井舱口107的下方或者能够与船井舱口107整合，所述悬垂设备适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量。
在船井附近，管道投放塔105经由枢转轴线105a而可枢转地安装至甲板106，所述管道投放塔适合于沿着所述塔在作业线108中投放管道使其通过船井并且进入海中。设置调节器105b从而将管道投放塔固定于枢转位置。在图5a-5c中，管道投放塔不倾斜。
在所示实施方案中，管道陡槽111设置在管道投放塔105的下部从而从储存器将管道102引导至塔的上部。半圆形管道引导件110设置在管道投放塔的上部并且被引导件框架110a支撑。如图5a中可见，管道引导件110适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道投放塔105进入作业线108。
引导件框架110a能够使管道引导件110在管道铺设位置与收回非操作位置之间移动，所述管道铺设位置如图5a中可见，在所述收回非操作位置上管道引导件110已经移动远离作业线108并且如图5b和5c中可见。
在管道投放塔105的上端设置包括滑轮117a、117b、117c的A&R滑轮组件，所述滑轮117a、117b、117c为A&R系统的一部分，如图5b中可见所述A&R系统还包括绞盘(未显示)和A&R缆绳117c，所述A&R缆绳117c适合于升高、降低和支撑作业线108中的被投放的管道的重量。在图5b中，A&R缆绳117c用于降低作业线中的附件103b。在A&R缆绳117c的端部设置连接件或钩子117d。
在所示的实施方案中，船包括两个张紧器112、113。上方张紧器112包括支撑四个轨道112b的张紧器框架112a，并且下方张紧器113包括支撑四个轨道113b的张紧器框架113a，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线中的被投放的管道的至少一部分重量。
张紧器框架112a、113a被张紧器导轨120可移动地支撑，所述张紧器导轨120平行于作业线108安装至管道投放塔105。在所示的实施方案中，导轨120在塔105的整个长度上延伸，允许张紧器在作业线中移动。张紧器框架支撑组件116a、116b设置有接合在导轨120上的轮116d。
如图5a中可见，张紧器处于上方附件操作位置，在所述上方附件操作位置上张紧器已经移动至附件位置的上方，在图5a中附件103a设置在所述附件位置上。如图5b中可见，还允许张紧器处于管道铺设位置，在所述管道铺设位置上张紧器至少部分地与图5a的附件103a的附件位置重叠。在图5c中可见，张紧器还可以处于最下的停驻位置，在所述最下的停驻位置上张紧器已经移动至端部连接件进入位置的下方，在该图5c中端部连接件103c设置在所述端部连接件进入位置上。
在所示的实施方案中，张紧器框架112a、113a分别经由张紧器框架支撑组件116a、116b而被张紧器导轨120可移动地支撑。下方张紧器113的张紧器框架支撑组件116b经由销钉116c而被上方张紧器112的张紧器框架支撑组件116a支撑。
所示实施方案的张紧器框架112a、113a分别包括两个部段112a’和112a”以及113a’和113a”。每个部段包括两个轨道。部段112a’和112a”以及113a’和113a”各自分别围绕竖直部段枢转轴线可枢转地安装。在图5a中可见部段112a’的竖直部段枢转轴线112c’和部段113a’的竖直部段枢转轴线113c’。
部段112a’和112a”以及113a’和113a”分别可以在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，所述关闭操作位置如图5a和图5c中可见并且其中部段合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道112b、113b适合于接合管道，所述打开收回位置如图5b中可见并且其中第一和第二部段脱离连接并且彼此分离，因此在作业线中产生清空的包络线。在图5b的实施方案中，清空的包络线被附件103b占据。
此外，在船上设置未显示的附件操作设备。该附件操作设备可以例如实施为设置在甲板上的起重机，例如折臂起重机。在塔上安装起吊横梁从而将附件引入作业线也是公知的。
在图5a中，附件操作设备将附件103a设置在作业线中的靠近船井舱口107并且靠近悬垂设备的附件位置。
在图5b中，附件操作设备(在此假设为起重机)已经将附件103b设置在作业线中的船井舱口107的上方并且与张紧器的关闭操作位置部分重叠。
在图5c中，附件操作设备(在此例如为也设置在管道投放塔105的顶部的折臂起重机118)已经将端部连接件设置在作业线中的一个或多个张紧器上方的端部连接件进入位置。
在图5a-5c的实施方案中，A&R系统117作为张紧器移动驱动器应用。A&R缆绳经由滑轮117b延伸至上方张紧器112的张紧器框架支撑组件116a上的滑轮116w并且延伸至设置在作业线的上方位置处的滑轮117a。当张紧器框架的位置固定时，A&R缆绳的端部可以在作业线中移动，如图5b和5c中可见。为了使张紧器移动，将A&R缆绳117c的端部(在此为连接件117d)拖拉至止动件117e附近，因此在A&R绞盘致动时张紧器框架116a、16b将升高和降低。
在图5a中可见的情况下，附件103a(在此所述附件103a的上端具有管端103a’)设置在管道102的前端。在能够设置附件113a之前，通过张紧器移动驱动器(在此为A&R系统)将张紧器112、113设置在上方附件操作位置。所示方法进一步包括如下步骤：
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置；
·经由管道引导件投放管道使其进入作业线，张紧器的轨道接合管道；
·将管道连接至附件，在此连接至附件103a的管端103a’；
·通过张紧器降低管道和连接至管道的附件直至附件的管端或管道到达悬垂设备；
·通过悬垂设备支撑管道或附件的管端；
·增大张紧器中的张紧器轨道之间的间隙；
·通过张紧器移动驱动器(在此为A&R系统)将张紧器设置在管道铺设位置；
·减小张紧器中的张紧器轨道之间的间隙；
·将悬挂设备脱离连接，并且
·铺设具有附件的管道。
图5b中显示了通过A&R系统使大型附件103b在作业线108中降低。管道能够连接至附件103b，在附件103b通过之后一旦部段合并，则所述附件103b可以被张紧器112、113接合。
在图5c中，管道102连同其后端的端部连接件一起降低。在图5c的情况之前，通过张紧器将管道102铺设在管道接合位置(部段合并)和处于停驻位置与上方附件操作位置之间的管道铺设位置。然后，通过张紧器移动驱动器将张紧器(其同时接合管道)设置在最下的停驻位置。替代性地，可以想到通过悬垂设备保持管道并且张紧器轨道在使张紧器降低至停驻位置的同时打开。一旦张紧器处于停驻位置，张紧器轨道关闭从而接合管道并且悬垂设备脱离连接。继续管道铺设并且通过端部连接件操作设备允许端部连接件进入作业线中的端部连接件进入位置，如图5c中可见。在进入作业线之前或之后，端部连接件103c连接至A&R系统。之后一个或多个张紧器设置在附件通过位置并且通过A&R系统使端部连接件和连接至端部连接件的管道降低穿过一个或多个张紧器。
图5d中显示了海上卷筒铺设法式管道安装船的与图5a的实施方案非常相似的第四个实施方案，其中张紧器处于上方附件操作位置。然而，在图5d中显示的第四个实施方案中设置竖直滑车导轨130。竖直滑车导轨被张紧器框架支撑组件116a、116b支撑在两个竖直部段枢转轴之间。可以设置辅助滑车(未显示)，当第一和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中引导附件。在所示实施方案中，滑车导轨在张紧器框架的整个长度上延伸。在所示实施方案中，竖直滑车导轨部段131与竖直滑车导轨130对齐地设置在邻近附件位置的张紧器的下方，在此延伸直至悬垂设备下方的位置甚至进入船井，使得辅助滑车可以移动至最下的张紧器下方的位置。
图6a和6b中显示了海上卷筒铺设法式管道安装船的与图4a和4b的俯视图相似的第四个实施方案的俯视图，所述海上卷筒铺设法式管道安装船包括滑车导轨。在所示的实施方案中，张紧器在图6a中处于关闭操作位置并且在图6b中处于打开收回位置(扶正器处于非操作竖直位置)。
张紧器框架213包括两个部段213a’和213a”，每个部段包括两个轨道213b。第一和第二部段两者分别围绕竖直部段枢转轴线213c’和213c”可枢转地安装至张紧器框架支撑组件216。根据本发明的第一方面，该张紧器框架支撑组件216被设置在管道投放塔2015上的张紧器导轨220可移动地支撑。部段213a’和213a”可以在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，所述关闭操作位置如图6a中可见并且其中部段在点213d处合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道，而所述打开收回位置如图6b中可见并且其中第一和第二部段脱离连接并且彼此分离，因此在作业线中产生清空的包络线。
根据本发明的第二方面，设置竖直滑车导轨230，所述竖直滑车导轨230被张紧器框架支撑组件216支撑在两个竖直部段枢转轴213c’和213c”之间。未显示的是辅助滑车，当第一和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中引导附件。
有利地，竖直滑车导轨在张紧器下方并且可能在悬垂夹具下方的位置与邻近管道引导件的位置之间延伸，使得辅助滑车可以从最上方的张紧器上方的位置移动至最下的张紧器下方的位置。

Claims (21)

1.海上卷筒铺设法式管道安装船(1)，其用于在海底铺设管道(2)和待连接至管道的一个或多个附件(3a、3b)，形成具有重量的被投放的管道，其中所述船包括：
·一个或多个管道储存卷筒，所述管道储存卷筒用于储存待铺设的管道；
·管道投放塔(5)，所述管道投放塔(5)安装至船并且适合于沿着所述塔在作业线(8)中投放管道；
·管道引导件(10；100)，所述管道引导件(10；100)被管道投放塔支撑在较高的位置并且适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，
·一个或多个张紧器(12、13)，每个张紧器包括被管道投放塔支撑的张紧器框架(12b、13b)和被所述张紧器框架支撑的多个轨道(12a、12b)，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线(8)中的被投放的管道的至少一部分重量，
·悬垂设备(15)，所述悬垂设备(15)被支撑在作业线的下部并且适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·废弃和回收系统(17)，所述废弃和回收系统(17)包括至少一个废弃和回收系统绞盘(17w)和废弃和回收系统缆绳(17c)，以及设置在作业线中的上方位置处的包括一个或多个滑轮(17a、b)的废弃和回收系统滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·附件操作设备，所述附件操作设备适合于将附件设置在作业线中的位于悬垂设备(15)与废弃和回收系统滑轮布置之间的附件位置(P1)；
其特征在于
一个或多个张紧器框架(12b、13b)被张紧器导轨(20)能够移动地支撑，所述张紧器导轨(20)安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在上方附件操作位置与下方管道铺设位置之间移动，在所述上方附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动至附件位置的上方，在所述下方管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与附件位置重叠，
并且设置张紧器移动驱动器(21)用以支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
2.根据权利要求1所述的安装装置，其中，设置上方张紧器(13)和下方张紧器(12)，下方张紧器的张紧器框架(12b)被上方张紧器的张紧器框架(13b)支撑，并且张紧器移动驱动器接合上方张紧器的张紧器框架。
3.根据权利要求1所述的安装装置，其中，管道引导件经由引导件框架(10a)被塔能够移动地支撑，引导件框架能够使管道引导件在管道铺设位置与收回的、非操作位置之间移动，在所述管道铺设位置上管道引导件从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，在所述收回的、非操作位置上管道引导件已经移动远离作业线，其中，张紧器框架的上方附件操作位置与作业线中的管道引导件的管道铺设位置重叠。
4.根据权利要求1所述的安装装置，其中，一个或多个张紧器框架设置有接合在张紧器导轨上的轮(16d)。
5.根据权利要求1所述的安装装置，其中，一个或多个张紧器框架(12b、13b)经由至少一个张紧器框架支撑组件被张紧器导轨(20)能够移动地支撑，并且所述张紧器框架包括两个或多个部段，包括第一部段和第二部段，每个部段包括至少一个轨道，其中第一部段和第二部段两者围绕竖直部段枢转轴线能够枢转地安装至张紧器框架支撑组件，所述部段能够在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，在所述关闭操作位置上部段合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道，而在所述打开收回位置上第一部段与第二部段脱离连接并且彼此分离，因此在作业线中产生清空的包络线。
6.根据权利要求5所述的安装装置，其进一步包括竖直滑车导轨和辅助滑车，所述竖直滑车导轨被张紧器框架支撑组件支撑在两个竖直部段枢转轴之间，当第一部段和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中引导附件，竖直滑车导轨优选在一个或多个张紧器框架的整个长度上延伸。
7.根据权利要求6所述的安装装置，其进一步包括竖直滑车导轨部段，所述竖直滑车导轨部段适合于与竖直滑车导轨对齐地设置在邻近附件位置的张紧器的下方，可能直至所述悬垂设备下方的位置，使得辅助滑车能够移动至最下的张紧器下方的位置。
8.根据权利要求1所述的安装装置，其进一步包括一个或多个扶正器(22a、22b)，所述扶正器(22a、22b)例如被张紧器框架支撑在张紧器轨道的下方并且适合于在作业线中将管道扶正，其中一个或多个扶正器优选被安装成能够在水平操作位置与非操作竖直位置之间移动，在所述水平操作位置上扶正器位于作业线中，而在所述非操作竖直位置上作业线被清空。
9.根据权利要求1所述的安装装置，其进一步包括起吊横梁(23)，所述起吊横梁(23)被最下的张紧器框架支撑在张紧器轨道的下方并且例如为附件操作设备，并且适合于将附件设置在作业线中的位于悬垂设备(15)与废弃和回收系统滑轮布置之间的附件位置(P1)。
10.根据权利要求1所述的安装装置，其中，上方附件操作位置与管道铺设位置之间的距离为8-12米。
11.根据权利要求1所述的安装装置，其中，张紧器移动驱动器(21)包括缆绳(21c)和绞盘(21w)，例如废弃和回收系统缆绳和绞盘。
12.根据权利要求1所述的安装装置，其中，管道投放塔和张紧器框架设置有协作位置固定设备，例如销钉和狭槽，从而使张紧器相对于管道投放塔至少固定在上方附件操作位置和管道铺设位置。
13.根据权利要求1的前序部分的海上卷筒铺设法式管道安装船(1)，其用于在海底铺设管道(2)以及管道上的一个或多个端部连接件，形成具有重量的被投放的管道，其中，附件操作设备适合于将端部连接件设置在作业线中的一个或多个张紧器上方的端部连接件进入位置；
其特征在于
一个或多个张紧器框架(12b、13b)被张紧器导轨(20)能够移动地支撑，所述张紧器导轨(20)安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在下方停驻位置与上方管道铺设位置之间移动，在所述下方停驻位置上一个或多个张紧器已经移动至端部连接件进入位置的下方，而在所述上方管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与端部连接件进入位置重叠，
并且设置张紧器移动驱动器(21)用以支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
14.根据权利要求1的前述部分的所述的海上卷筒铺设法式管道安装船(1)，其特征在于
一个或多个张紧器框架(12b、13b)被张紧器导轨(20)能够移动地支撑，所述张紧器导轨(20)安装至管道投放塔，平行于作业线延伸，允许一个或多个张紧器沿着管道投放塔在作业线中至少在附件操作位置与不同管道铺设位置之间移动，在所述附件操作位置上一个或多个张紧器已经移动远离附件位置，在所述不同管道铺设位置上一个或多个张紧器至少部分地与附件位置重叠，
并且设置张紧器移动驱动器(21)用以支撑一个或多个张紧器并且使一个或多个张紧器沿着管道投放塔移动。
15.海上卷筒铺设方法，所述海上卷筒铺设方法用于在海底铺设管道以及待连接至管道的一个或多个附件，从而形成具有重量的被投放的管道，所述方法包括提供根据权利要求1、13或14所述的管道安装船的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法特别用于将附件设置在管道的后端并且进一步包括如下步骤：
·通过张紧器移动驱动器将一个或多个张紧器设置在管道铺设位置；
·铺设管道；
·通过使悬垂设备与被投放的管道接合从而中断管道铺设；
·将被投放的管道的重量转移至悬垂设备；
·将悬垂设备上方的管道切断；
·通过张紧器移动驱动器使一个或多个张紧器移动至上方附件操作位置；
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置；
·将附件连接至被悬垂设备支撑的被投放的管道的端部和废弃和回收系统；
·从被投放的管道释放悬垂设备；
·操作废弃和回收系统绞盘从而通过废弃和回收系统降低附件和管道。
17.根据权利要求15所述的方法，所述方法特别用于将具有管端的附件设置在管道的前端并且进一步包括如下步骤：
·通过张紧器移动驱动器而将张紧器设置在上方附件操作位置；
·通过附件操作设备将附件设置在作业线中的附件位置；
·将附件连接至废弃和回收系统；
·通过废弃和回收系统降低附件直至附件的管端到达悬垂设备；
·通过悬垂设备支撑附件的管端，使废弃和回收系统与附件脱离连接；
·通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在管道铺设位置；
·经由管道引导件将管道投放到作业线中，所述张紧器的轨道接合管道；
·将管道连接至附件的管端；
·使悬挂设备脱离连接，并且
·铺设具有附件的管道。
18.根据权利要求15所述的方法，所述方法特别用于投放后端具有端部连接件的管道，并且进一步包括如下步骤：
·将张紧器设置在管道接合位置与附件通过位置之间，其中轨道和/或张紧器框架的支撑轨道的部分以能够移动的方式安装从而改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，而在所述附件通过位置上间隙相对较大；
·将一个或多个张紧器设置在管道接合位置和管道铺设位置上并且铺设管道；
·通过张紧器移动驱动器将一个或多个接合管道的张紧器设置在最下的停驻位置；
·继续管道铺设并且通过端部连接件操作设备而使端部连接件进入作业线中的端部连接件进入位置，
·将端部连接件连接至废弃和回收系统；
·将一个或多个张紧器设置在附件通过位置，并且
·通过废弃和回收系统降低端部连接件和连接至端部连接件的管道使其穿过一个或多个张紧器。
19.根据权利要求15所述的方法，所述方法特别用于投放前端具有端部连接件的管道，并且进一步包括如下步骤：
·将张紧器设置在管道接合位置与附件通过位置之间，其中轨道和/或张紧器框架的支撑轨道的部分以能够移动的方式安装从而改变轨道之间的间隙，在所述管道接合位置上间隙相对较窄，而在所述附件通过位置上间隙相对较大；
·通过张紧器移动驱动器将张紧器设置在附件通过位置和最下端部连接件操作位置是；
·通过端部连接件操作设备使端部连接件进入作业线中的端部连接件进入位置；
·通过端部连接件操作系统降低端部连接件和连接至端部连接件的管道使其穿过一个或多个张紧器；
·将一个或多个张紧器设置在管道接合位置和管道铺设位置上并且铺设管道。
20.海上卷筒铺设法式管道安装船(1)，其用于在海底铺设管道(2)以及待连接至管道的一个或多个附件(3a、3b)，形成具有重量的被投放的管道，其中所述船包括：
·一个或多个管道储存卷筒，所述管道储存卷筒用于储存待铺设的管道；
·管道投放塔(5)，所述管道投放塔(5)安装至船并且适合于沿着所述塔在作业线(8)中投放管道；
·管道引导件(10；100)，所述管道引导件(10；100)被管道投放塔支撑在较高的位置并且适合于从储存卷筒引导管道使其沿管道引导件进入作业线，
·一个或多个张紧器(12、13)，每个张紧器包括被管道投放塔支撑的张紧器框架(12b、13b)和被所述张紧器框架支撑的多个轨道(12a、12b)，所述轨道适合于接合管道并且支撑作业线(8)中的被投放的管道的至少一部分重量，
·悬垂设备(15)，所述悬垂设备(15)被支撑在作业线的下部并且适合于夹住和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
·废弃和回收系统(17)，所述废弃和回收系统(17)包括至少一个废弃和回收系统绞盘(17w)和废弃和回收系统缆绳(17c)，以及设置在作业线中的上方位置处的包括一个或多个滑轮(17a、b)的废弃和回收系统滑轮布置，所述一个或多个滑轮被管道投放塔支撑，适合于升高、降低和支撑作业线中的被投放的管道的重量；
其中，张紧器框架包括两个或多个部段，包括第一部段和第二部段，每个部段包括至少一个轨道，其中第一部段和第二部段两者围绕竖直部段枢转轴线能够枢转地安装至管道投放塔，部段能够在关闭操作位置与打开收回位置之间移动，在所述关闭操作位置上部段合并从而形成围绕管道的环形物，在所述环形物中轨道适合于接合管道，在所述打开收回位置上第一部段与第二部段脱离连接并且分离，因此在作业线中产生清空的包络线，
所述安装船(1)进一步包括竖直滑车导轨和辅助滑车，所述竖直滑车导轨被管道投放塔支撑在两个竖直部段枢转轴之间，当第一部段和第二部段处于打开收回位置时，所述辅助滑车适合于沿着竖直滑车导轨在管道投放轨迹中引导附件，竖直滑车导轨优选在一个或多个张紧器框架的整个长度上延伸。
21.根据权利要求20所述的安装装置，其中，竖直滑车导轨在张紧器下方并且可能在悬垂夹具下方的位置与邻近管道引导件的位置之间延伸，使得辅助滑车能够从最上张紧器上方的位置移动至最下的张紧器下方的位置。
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