CN107002909A - 用于升降海底管道及其所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于下降和/或升高海底管道及其所包括的一个或更多个附件(30)的海洋管道铺设系统(1)及方法，所述系统(1)包括：管道入水装置(10)，管道夹具(6a，6b)，附件连接装置和受控的负载起吊装置(19)。附件操作装置(20)设置为包括附件运送轨道(21)和推车(23)，所述推车(23)适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置(20)适配成将所述附件接合在接合位置处，将所述附件定位在作业线(11)中的位于管道夹具(6a，6b)上方的管道连接位置上，其中所述附件能够被连接至管道，并支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动。

Description

用于升降海底管道及其所包括的一个或更多个附件的海洋管 道铺设系统及方法

技术领域

本发明涉及用于下降和/或提升海底管道及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设系统及方法。

背景技术

在绝大多数待铺设的海底管道中都需要安装附件，所述附件也被称为位于管道端部上和/或位于沿着管道的一个或更多个中间位置处的组装件。这些附件通常非常巨大并且沉重，并且一般设计为被焊接至管道。这种附件的示例为：初始装配件、管道端部终端设施(PLET)、分支件、内联SLED组件、内联歧管、管阀、具有支撑结构及防沉板的三通组装件。

这种管道附件通常应与管道对齐焊接。所述附件通常在其相对的两端处具有管道连接部件，用以将海底管道连接至这些管道连接部件。然而，还已知的是大多通过焊接或者使用螺栓而将待安装的管道附件(例如防沉板)在外部安装至管道。

已知各种现有技术中的技术方案是在管道的端部处或者在管道中或管道上的中间位置处包括附件。

例如，在本申请人的专利文献WO2006/085739中，描述了一种根据权利要求1的前序部分的用于下降和/或升高海底管道以及所述海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设系统及方法。

这种用于在铺设海底管道时将附件包括在管道中或者包括在管道的端部处的已知技术不能令人满意。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于下降和/或升高海底管道及其所包括的一个或更多个附件(例如在管道的端部和/或中间位置处所包括的一个或更多个附件)的改进的技术及关联的系统。

本发明提供一种根据权利要求1的前序部分的系统，其中所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着所述起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车和关联的滑车驱动装置，所述移动滑车可沿着所述滑车轨道移动，并且所述关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

起吊组件包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

这种附件操作装置的优点在于其通用性更佳。利用一个或更多个适当选定的物体悬挂装置，能够在接合位置与管道连接位置之间操作并处理具有不同尺寸范围的附件，并且还能够操作并处理管件。此外，所述附件操作装置可用于操作作业线中的其他物体。起吊组件可运行用以从伸长的起吊梁来提升和降低例如检查和/或维护设备(其例如与工作甲板或工作站结合)，例如用于无损检验(NDT)或用于对管道进行涂覆。有利地，起吊组件的工作区域邻近作业线，特别是邻近作业线中的海底管道，例如位于焊接部或者其他管道连接部的区域中。

在实施方案中，所述伸长的起吊梁通过关联的枢转致动器而可围绕水平的枢转轴枢转地安装至推车。因此，伸长的起吊梁可例如在水平的操作位置与竖直的非操作停驻位置之间枢转。

在实施方案中，所述附件操作装置包括两个推车，所述推车可沿着共用的附件运送轨道移动，每个推车包括伸长的起吊梁和关联的移动滑车、物体悬挂装置和起吊组件，并且此外，控制装置设置成以协同配合地方式操作推车驱动装置、滑车驱动装置和起吊组件。具有两个可协同配合操作的物体悬挂装置的两个推车进一步增加了系统的通用性。可能地，所述控制装置还协同配合地操作枢转致动器，从而允许附件操作装置将附件对齐在作业线中的管道连接位置上。

在实施方案中，控制装置操作推车驱动装置、滑车驱动装置和起吊组件从而将附件定位至作业线中的管道连接位置上。这种对附件的精确定位，特别是相对于由管道夹具保持的管道部分的精确定位有助于连接操作，例如焊接工艺。这种控制装置使用额外的单独对齐设备，这使得系统复杂度降低。

在可替代的实施方案中，仍可设想到还设置有附件对齐设备，其可沿着附件运送推车移动，附件可附接至所述附件对齐设备，并且附件对齐设备可操作为将附件定位在作业线中的管道连接位置上。

在实施方案中，所述附件操作装置包括两个或多个推车，以及由推车中的一个支撑的吊杆，所述吊杆设有夹持部，其中，所述吊杆包括不可旋转吊杆部分和能够旋转的吊杆部分，所述不可旋转吊杆部分连接至推车，而所述能够旋转的吊杆部分包括夹持部，并且能够相对于不可旋转吊杆部分围绕吊杆的旋转轴线旋转，并且所述能够旋转的吊杆部分平行于作业线延伸。这种吊杆增加了系统的通用性。在有利的实施方案中，甚至能够设想到所述夹持部可旋转地安装至所述能够旋转的吊杆部，例如围绕沿着所述能够旋转的吊杆部的纵向方向延伸的旋转轴线旋转。这种夹持部能够例如用于将物体定位在接合位置上，并允许这些物体与物体悬挂装置接合。

在实施方案中，所述管道入水装置包括一个或更多个张紧器，用于将海底管道沿着作业线下降/升高。这在使用卷筒式铺设方法来将海底管道下降的时候是特别常见的。

在实施方案中，所述管道夹具可在作业线与远离位置之间移动。这在如下的实施方案中是有利的，其中待被下降/升高而通过管道夹具的附件的尺寸巨大并且超过管道夹具的开口尺寸。

在实施方案中，所述系统还包括附件装载装置，其用于将附件移动至所述接合位置上，例如，所述附件装载装置适配成使得所述附件从基本水平的给送位置倾斜到所述接合位置上。所述附件装载装置可安装在船的甲板上，优选邻近管道入水装置。可能地，所述船还装配有附件运送轨道。可替代地，还可设想到本发明的具有伸长的起吊梁的附件操作装置可操作为使得附件从基本水平的给送位置倾斜到所述接合位置上。

本发明还涉及一种用于操作被包括在海底管道中或包括在海底管道上的附件的附件操作装置，附件操作装置包括附件运送轨道，所述附件运送轨道由管道入水中装置支撑在管道夹具上方，所述附件操作装置水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置还包括推车，所述推车能够沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

-将所述附件接合在接合位置处，

-将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中，所述附件能够被连接至管道，

-支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动，

其特征在于，所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着所述起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车，其能够沿着所述滑车轨道移动，并且关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道来移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，物体能够连接至所述物体悬挂装置，并且所述物体悬挂装置至少适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

本发明还涉及一种在用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法中的如上所述的附件操作装置的使用。

本发明还涉及一种用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，特别是包括在海底管道的尾端的附件，其中使用了被安装在船上的用于下降和/或升高海底管道及海底管道所包括一个或更多个附件的海洋管道铺设系统，所述海洋管道铺设系统包括：

-管道入水装置，其用于沿着作业线而将海底管道下降/升高，所述作业线由管道入水装置限定，

-管道夹具，其适配成夹持并支撑作业线中的海底管道的下方部分的重量，

-附件操作装置，其包括附件运送轨道，所述附件运送轨道由管道入水装置支撑在管道夹具的上方，并且所述附件运送轨道水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置还包括推车，所述推车可沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

○将所述附件接合在接合位置处，

○将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中所述附件能够被连接至管道，

○支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动。

-附件连接装置，其适配成将一个或更多个附件连接至海底管道，

-受控的负载起吊装置，其适配成可释放地固定至一个或更多个附件中的一个，并将所述附件和连接至该附件的海底管道的下方部分下降/升高，

其中所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着所述起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车和关联的滑车驱动装置，所述移动滑车可沿着所述滑车轨道移动，并且所述关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

其中所述方法包括如下步骤：

-提供在其上安装有海洋管道铺设系统的船，

-将作业线中的管道从船下降，

-利用管道夹具夹持管道，用以支撑海底管道的下方部分的重量，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至位于管道夹具上方的海底管道的下方部分，同时管道由管道夹具保持，

-将附件可释放地固定至受控的负载起吊装置，

-将附件及海底管道的连接至附件的下方部分的重量从管道夹具传送至受控的负载起吊装置，同时附件及海底管道的连接至附件的下方部分保持在作业线中，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-将管道夹具与管道脱离接合，

-通过所述受控的负载起吊装置而将附件及海底管道的连接至附件的下方部分沿着作业线下降。

任选地，在将附件及海底管道的连接至附件的下方部分通过受控的负载起吊装置而沿着作业线下降之前，将管道夹具移动至远离位置。

在实施方案中，在已经利用管道夹具夹持管道之后，管道的位于管道夹具上方的部分必须被移除用以建立管道上方的自由空间，即，附件的管道连接部分。

本发明还涉及一种用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，特别是包括在海底管道的中间部分处的附件，其中，使用了根据权利要求1所述的海洋管道铺设系统，所述方法包括如下步骤：

-提供在其上安装有海洋管道铺设系统的船，

-将作业线中的管道从船下降，

-利用管道夹具夹持管道，用以支撑海底管道的下方部分的重量，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至位于管道夹具上方的海底管道的下方部分，同时管道由管道夹具保持，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的部分，

-致动管道入水装置并将附件及海底管道的连接至附件的下方部分的重量从管道夹具传递至管道入水装置，同时附件及海底管道的连接至附件的下方部分仍保持在作业线中，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-将管道夹具与管道脱离接合，

-通过所述管道入水装置而将海底管道及连接至海底管道的附件沿着作业线下降。

本发明还涉及一种用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，其中，使用了安装在船上的用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设系统，特别是包括在海底管道的中间部分处的附件，所述海洋管道铺设系统包括：

-管道入水装置，其用于将海底管道沿着作业线而将海底管道下降/升高，所述作业线由管道入水装置限定，

-管道夹具，其适配成夹持并支撑作业线中的海底管道的下方部分的重量，

-附件操作装置，其包括附件运送轨道，所述附件运送轨道由管道入水装置而被支撑在管道夹具的上方，并且所述附件运送轨道水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置还包括推车，所述推车可沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

○将所述附件接合在接合位置处，

○将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中所述附件能够被连接至管道，

○支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动。

-附件连接装置，其适配成将一个或更多个附件连接至海底管道，

其中，所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着所述起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车和关联的滑车驱动装置，所述移动滑车可沿着所述滑车轨道移动，并且所述关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

其中所述方法包括如下步骤：

-提供在其上安装有海洋管道铺设系统的船，

-将作业线中的管道从船下降，

-利用管道夹具夹持管道，用以支撑海底管道的下方部分的重量，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至位于管道夹具上方的海底管道的下方部分，同时管道由管道夹具保持，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的部分，

-致动管道入水装置并将附件及海底管道的连接至附件的下方部分的重量从管道夹具传递至管道入水装置，同时附件及海底管道的连接至附件的下方部分仍保持在作业线中，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-将管道夹具与管道脱离接合，

-通过所述管道入水装置而将海底管道及连接至海底管道的附件沿着作业线下降。

任选地，在将附件及海底管道连接至附件的下方部分通过受控的负载起吊装置而沿着作业线下降之前，将管道夹具移动至远离位置。

在实施方案中，在已经利用管道夹具夹持管道之后，管道的位于管道夹具上方的部分必须被移除用以建立管道上方的自由空间，即，附件的管道连接部分。

本发明还涉及一种用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，特别是包括处在海底管道的前端的附件，其中，使用了根据权利要求1所述的海洋管道铺设系统，所述方法包括如下步骤：

-提供在其上安装有海洋管道铺设系统的船，

-将附件提供到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的端部部分，

-通过所述管道入水装置而将具有附件的海底管道沿着作业线下降，所述附件连接至所述海底管道。

本发明还涉及一种用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，特别是包括处在海底管道的前端的附件，其中，使用了被安装在船上的用于下降和/或升高海底管道及海底管道所包括一个或更多个附件的海洋管道铺设系统，所述海洋管道铺设系统包括：

-管道入水装置，其用于将海底管道沿着作业线而将海底管道下降/升高，所述作业线由管道入水装置限定，

-附件操作装置，其包括附件运送轨道，所述附件运送轨道由管道入水装置而被支撑，并且所述附件运送轨道水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置还包括推车，所述推车可沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

○将所述附件接合在接合位置处，

○将所述附件定位在作业线中的管道连接位置上，其中所述附件能够被连接至管道，

○支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动。

-附件连接装置，其适配成将一个或更多个附件连接至海底管道，

其中，所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着所述起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车，其可沿着所述滑车轨道移动，并且关联的滑车驱动装置用以沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

其中所述方法包括如下步骤：

-提供在其上安装有海洋管道铺设系统的船，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的端部部分，

-通过所述管道入水装置而将海底管道及连接至海底管道的附件沿着作业线下降。

本发明还涉及一种设有如本文所述的系统和/或附件操作装置的管道铺设船。

本发明系统的其他实施方案将在从属权利要求及对附图的说明中进行描述。

附图说明

图1显示了根据本发明的海洋管道铺设系统的示例的立体图，其中附件操作装置处于接合位置上；

图2a显示了图1的系统，其在使用中处在管道连接位置上；

图2b详细地显示了图2a的附件操作装置的一部分；

图3a显示了图1的系统，其中附件操作装置处于停驻位置上；

图3b详细地显示了图3a的附件操作装置的一部分；

具体实施方式

在图1至图3中显示了根据本发明的海洋管道铺设系统1的一个可能的实施方案。

在图1中可见，海洋管道铺设系统1安装在船3的甲板2上，所述海洋管道铺设系统1用于安装包括一个或更多个附件的海底管道(未显示)。在附图中，显示了PLET(管道端部终端设施)30。所述船优选为动态定位船，其能够在管道铺设操作期间移动。所述船在将管道铺设在海底时向前移动。所述船可以为单体船，但也可想到所述船为半潜船或者具有适用于北极情况的船体形状。

海洋管道铺设系统1包括管道入水装置10，所述管道入水装置10用于将位于作业线11中的管道(以及将在下文阐述的其他物体)从船3沿着海底的方向投入海中。

本发明的海洋管道铺设系统能够与各种类型的海底管道铺设技术结合使用，特别是J型铺设、卷筒式铺设以及S型铺设。能够使用任何类型的铺管船，例如浮箱式船，而无论是否适合J型铺设、S型铺设以及卷筒式铺设。

在所示的实施方案中，海洋管道铺设系统1安装在船3上，所述船3适配成采用卷筒式铺设方法用以铺设海底管道。在该方法中，待铺设的管道在铺设船上被加工成具有连续的长度，或者在岸上的设施处进行制造然后被卷绕在大型的卷盘上。在管道入水装置10的上端处设有管道引导装置，这里其实施为圆形的管道引导构件13，待铺设的管道能够沿着所述管道引导构件13而被引导。可替代地，可设置半圆形的具有辊子的引导构件。这样，引导构件13将来自卷筒的管道转向至作业线11，这里为沿着面向塔10的侧部的船井延伸。作业线11基本平行于塔10，并且即使在塔10倾斜时仍保持与之平行。

管道引导构件13经由梁14而可收回地安装至塔，所述梁14可枢转地安装至塔10。管道引导构件13的收回位置在图中未显示。

在替代性地实施方案中(未示出)，在作业线1中并位于管道引导构件13的下方设有矫直装置。

在该实施方案中，管道入水装置10为管道入水塔，其将在下文进行更详细地描述。在另一个未示出的实施方案中，所述塔可具有沿着船井延伸的井架的形式(例如网格框架)，其中，作业线(也称为管道入水轨迹)在所述井架的结构的内部通过。还可替代地，所述塔可具有封闭的柱体或塔架的形状，其中所述作业线平行并邻近所述柱体或塔架延伸。

所示的管道入水装置10包括伸长的A框架，所述A框架的支腿部10a、10b沿着作业线的方向延伸，特别是沿着作业线的上端部的方向延伸。竖直的支腿部通过水平的横梁10c、10d而相互连接。支腿部10a和10b在其下端部处通过枢转结构12而被支撑在甲板2上，从而允许调整塔10的倾斜。可能地，在甲板2与塔10之间设置有一个或更多个可伸缩构件，用以调整塔10的倾斜。通常，塔10从竖直方向的倾斜可在0度至20度的范围内变化。在需要时，可以设想塔的更小或更大的倾斜(甚至不可倾斜的塔)。当进行J形铺设操作时，有时需要将塔设置成倾斜，正如本领域所已知的。还已知将塔设置为围绕两个垂直的水平轴线而进行可变的倾斜。甚至能够设置具有(任意)多方向的塔。

在所示的实施方案中，塔10装配有一个管道张紧器15，用于控制管道的下降/升高并保持之前已经入水的管道，即，海底管道已经下降的部分。在替代的实施方案中，采用两个或者甚至是更多个张紧器来执行更大数量的操作。张紧器在海洋管道铺设领域中是已知的。通常，这种张紧器包括张紧器框架和多个，例如四个环状轨道，所述轨道以可移动的方式被支撑在框架上从而允许改变张紧器之间的间隔，用以至少容纳变化的管道直径。在所示的示例中，这里张紧器15包括张紧器框架16，其通过关联的支撑组件17而由塔10支撑。在所示的实施方案中，张紧器15由平行的连杆机构17支撑，所述连杆机构17可枢转地安装至塔10，从而允许张紧器框架16可在活动位置与收回并且非操作位置之间移动，如图所示，在所述活动位置上作业线11延伸穿过轨道之间的张紧器框架15，从而所述轨道能够接合在管件上，而在所述收回并且非操作位置上，作业线11延伸到张紧器的框架的外部。在收回的位置上，张紧器被容纳在塔10的位于支腿部10a、10b与横梁10c、10d之间的开口中。这提供了处在收回位置上的张紧器的入坞站。

根据本发明，海洋管道铺设系统1包括受控的负载起吊装置，其适配成可释放地固定至一个或更多个附件中的一个，并将所述附件和连接至该附件的海底管道的下方部分下降/升高。

在塔的上横梁10c上，设有小型的起重机18，其适用于多个目的。根据本发明，该起重机18适合于用作受控的负载起吊装置。

此外，正如海洋管道铺设船所常见的，在上横梁10c的顶部上还设有管道收/弃(A&R)设备19，其还可以用作受控的负载起吊装置(该负载起吊装置适配成可释放地固定至一个或更多个附件中的一个，并将所述附件和连接至该附件的海底管道的下方部分下降/升高)。

A&R设备包括A&R绞盘19a和A&R缆绳19b。所述A&R缆绳19b在A&R滑轮19c上被引导，所述A&R滑轮19c布置成使得A&R缆绳19c在塔10的上端部处与作业线11对齐。所述A&R缆绳因此能够沿着所述作业线11向下延伸。

在所示的实施方案中，管道入水装置10设置在船3的中心部分处，并且作业线11延伸穿过船上的船井5。这里，船井5由两个可沿着安装在船的甲板2上的轨道7a、7b滑动的整体结合的船井舱口盖和管道夹具6a、6b覆盖。设置这种可滑动的舱口盖和管道夹具有利于允许作业线中的大型的附件通过船井。所述舱口盖在管道铺设过程中允许作业人员以及作业靠近作业线。

在未示出的替代性的实施方案中，管道入水装置设置在船的左舷或右舷侧，而作业线在船的侧部处延伸。还可替代地，管道入水装置设置在船的船尾或船尾端侧，并且作业线在距离船的船尾一定距离处延伸。

本发明的海洋管道铺设系统1还包括管道夹具，所述管道夹具适配成夹持并以其自身来支撑作业线11中的之前已入水的管道的重量。在所示的实施方案中，管道夹具实施为悬吊夹具，其与船井舱口盖6a、6b整体结合。整体结合的管道夹具和舱口盖板实施为使得管道夹具可移动到作业线的外部，从而所述管道夹具或部分的管道夹具被带到远离或非活动位置，这允许管道和附件下降。这样，能够通过将所述管道夹具移走而使得所述附件通过。在附图中，管道夹具位于其封闭的位置上。

可以设想全部的管道夹具都可移动至所述远离或非活动位置。还能够设想仅有所述夹具的可移动的部分移动至远离位置，而夹具的基座结构则保持固定。当然，其中管道夹具的夹具的基座结构以及可移动的管道接合夹具部分都可移动也是可能的。

管道夹具可为各种类型的设计。例如，其可以为在管道(如已知的J形铺设)的形成物(例如套管或端头配件)的下方接合的类型。还可以为在管道上通过摩擦接合的类型。夹具的摩擦表面可以为静止的接合在管道上的设计，但也可以为可移动的接合在管道上的设计(这通常称为具有摩擦垫的连续带的张紧器)。

管道夹具直接连接至船，或者经由管道入水装置10而连接至船。通常，管道夹具设置在管道入水装置的下方部分上。优选地，管道夹具能够为液压致动。

海洋管道铺设系统还包括附件操作装置20，所述附件操作装置20适配成：

-将所述附件接合在接合位置处，

-将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中所述附件可被连接至管道，

-支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动。

在附图中，示出了PLET(管道端部终端设施)30，在PLET30的相对的两个端部处包括管道连接部件31、32。能够将管道连接部件31连接至由管道夹具保持的管道的下方部分，并能够将管道连接部件32连接至由张紧器15悬挂的将要入水的管道部分。

在图中没有示出附件连接装置，所述附件连接装置适配成将一个或更多个附件连接至海底管道。

通过图中所示的PLET，能够设想设有单个允许在下方连接部件31与上方连接部件32之间移动的附件连接装置，也能够设想设有两个位于作业线中的远离的位置处的附件连接装置。

附件操作装置20包括附件运送轨道21，所述附件运送轨道21由管道入水装置10支撑在管道夹具6a、6b的上方，并且所述附件运送轨道21水平延伸并且提供如图1所示的接合位置以及如图2a所示的管道连接位置。应注意到在该实施方案中，尽管未示出，但仍属于本发明的范围内，所述附件运送轨道不由管道入水装置支撑，而是由靠近作业线的支撑结构支撑。在所示的实施方案中，附件运送轨道21延伸超过管道入水装置的一个支腿部10a，从而使得接合位置可以临近管道入水装置10。

在所示的实施方案中，附件运送轨道21在船的左舷侧与右舷侧之间延伸。

在所示的实施方案中，附件操作装置20还包括两个推车23，所述推车23可沿着附件运送轨道21经由关联的推车驱动装置(未示出)而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个。也能够设想仅设有一个推车或设有三个或更多推车的实施方案。在所示的实施方案中，可见推车23的轮子22，其沿着附件运送轨道21被引导。

在所示的实施方案中，根据本发明，伸长的起吊梁24由推车23支撑。在图1中，在操作位置上，伸长的起吊梁24水平延伸并垂直于附件运送轨道21。伸长的起吊梁通过关联的枢转致动器26而围绕水平的枢转轴25可枢转地安装至推车23，这里枢转致动器26为设置在推车23与起吊梁24之间的液压缸。在图1中，起吊梁24位于水平的操作位置上，而在图3a和3b中，伸长的起吊梁24显示为处于基本竖直的停驻位置上。

伸长的起吊梁24包括沿着起吊梁的纵向方向的滑车轨道27，移动滑车28可沿着所述滑车轨道27通过关联的滑车驱动装置(未示出)而移动。这在图2b和3b中得以更详细得显示。设有物体悬挂装置29(这里实施为吊钩)，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个。在所示的实施方案中，两个物体悬挂装置29接合两个从PLET30突出的杆33a、33b，并因此接合附件30。起吊组件不可见，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳。在图2b的详细视图中，可见一小部分的起吊缆绳35。起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置29，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

Claims (15)

1.用于安装在船(3)上的海洋管道铺设系统(1)，其用于下降和/或升高海底管道及所述海底管道所包括的一个或更多个附件(30)，所述系统包括：

-管道入水装置(10)，其用于沿着作业线(11)将海底管道下降/升高，所述作业线(11)由管道入水装置限定，

-管道夹具(6a，6b)，其适配成夹持并支撑作业线中的海底管道的下方部分的重量，

-附件操作装置(20)，其包括附件运送轨道(21)，所述附件运送轨道(21)由管道入水装置支撑在管道夹具的上方，并且所述附件运送轨道(21)水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置(20)还包括推车(23)，所述推车(23)能够沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

○将所述附件接合在接合位置处，

○将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中所述附件能够被连接至管道，

○支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动，

-附件连接装置，其适配成将一个或更多个附件连接至海底管道，

-受控的负载起吊装置(19)，其适配成能够释放地固定至一个或更多个附件中的一个，并将所述附件和连接至该附件的海底管道的下方部分下降/升高，

其特征在于，所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁(24)，其由推车(23)支撑，所述伸长的起吊梁(24)水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着起吊梁的纵向方向的滑车轨道(27)，

-移动滑车(28)和关联的滑车驱动装置，所述移动滑车(28)能够沿着所述滑车轨道移动，并且所述关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置(29)，其适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳(35)，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。

2.根据权利要求1所述的海洋管道铺设系统，其中，所述伸长的起吊梁通过关联的枢转致动器(26)而能够围绕水平的枢转轴(25)枢转地安装至推车。

3.根据权利要求1或2所述的海洋管道铺设系统，其中，所述附件操作装置包括两个推车，所述推车能够沿着共用的附件运送轨道移动，每个推车包括伸长的起吊梁和关联的移动滑车、物体悬挂装置和起吊组件，并且此外，控制装置设置成以协同配合地方式操作推车驱动装置、滑车驱动装置和起吊组件，并还能够操作枢转致动器。

4.根据前述权利要求一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其包括控制装置，用以操作推车驱动装置、滑车驱动装置和起吊组件，从而将附件定位在作业线中的管道连接位置。

5.根据前述权利要求1-3中的一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其中，还设有沿着附件运送推车能够移动的附件对齐设备，附件能够附接至所述附件对齐设备，并且附件对齐设备能够操作成将附件定位在作业线中的管道连接位置。

6.根据前述权利要求一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其中，所述附件操作装置包括两个或多个推车，以及由推车中的一个支撑的吊杆，所述吊杆设有夹持部，其中，所述吊杆包括不可旋转吊杆部分和能够旋转的吊杆部分，所述不可旋转吊杆部分连接至推车，而所述能够旋转的吊杆部分包括所述夹持部，并且能够相对于不可旋转吊杆部分围绕吊杆的旋转轴线旋转，并且所述能够旋转的吊杆部分平行于作业线延伸。

7.根据前述权利要求一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其中，所述管道入水装置包括一个或更多个张紧器(15)，用于将海底管道沿着作业线下降/升高。

8.根据前述权利要求一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其中，所述管道夹具能够在作业线与远离位置之间移动，从而允许待下降/升高的附件通过所述管道夹具。

9.根据前述权利要求一项或多项所述的海洋管道铺设系统，其中，所述系统还包括附件装载装置，其用于将附件移动至所述接合位置上，例如，所述附件装载装置适配成使得所述附件从基本水平的给送位置倾斜到所述接合位置上。

10.用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，其中，使用了根据权利要求1-9任一项所述的海洋管道铺设系统。

11.根据权利要求10所述的方法，其包括如下步骤：

-提供安装海洋管道铺设系统的船，

-将作业线中的管道从船下降，

-利用管道夹具夹持管道，用以支撑海底管道的下方部分的重量，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至位于管道夹具上方的海底管道的下方部分，同时管道由管道夹具保持，

-将附件能够释放地固定至受控的负载起吊装置，

-将附件及海底管道的连接至附件的下方部分的重量从管道夹具传送至受控的负载起吊装置，同时附件及海底管道的连接至附件的下方部分保持在作业线中，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-将管道夹具与管道脱离接合，

-通过所述受控的负载起吊装置而将附件及海底管道的连接至附件的下方部分沿着作业线下降。

12.用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，其中，使用了根据权利要求1所述的海洋管道铺设系统，所述方法包括如下步骤：

-提供安装海洋管道铺设系统的船，

-将作业线中的管道从船下降，

-利用管道夹具夹持管道，用以支撑海底管道的下方部分的重量，

-将附件设置到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至位于管道夹具上方的海底管道的下方部分，同时管道由管道夹具保持，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的部分，

-致动管道入水装置并将附件及海底管道的连接至附件的下方部分的重量从管道夹具传递至管道入水装置，同时附件及海底管道的连接至附件的下方部分仍保持在作业线中，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-将管道夹具与管道脱离接合，

-通过所述管道入水装置而将海底管道及连接至海底管道的附件沿着作业线下降。

13.用于下降和/或升高海底管道以及海底管道所包括的一个或更多个附件的海洋管道铺设方法，其中，使用了根据权利要求1所述的海洋管道铺设系统，所述方法包括如下步骤：

-提供安装海洋管道铺设系统的船，

-将附件提供到附件操作装置的接合位置上，

-将附件接合至物体悬挂装置，

-通过操作推车驱动装置并沿着附件运送轨道移动推车，从而将附件从接合位置移动至管道连接位置，在所述管道连接位置上，附件被放置在海底管道的位于作业线中的管道夹具中的下方部分的上方，

-将附件连接至海底管道的仍待入水的端部部分，

-将附件与附件操作装置断开连接，并将推车移动离开管道连接位置，

-通过所述管道入水装置而将具有附件的海底管道沿着作业线下降，所述附件连接至所述海底管道。

14.根据权利要求10-13任一项所述的方法，其中，所述附件通过控制装置对推车驱动装置、滑车驱动装置以及起吊组件的操作，从而被定位在管道连接位置上。

15.用于操作被包括在海底管道中或包括在海底管道上的附件的附件操作装置，其包括附件运送轨道(21)，所述附件运送轨道(21)适配成由管道入水中装置而被支撑在管道夹具上方，所述附件操作装置(20)水平延伸并提供接合位置和管道连接位置，所述附件操作装置(20)还包括推车，所述推车能够沿着附件运送轨道通过关联的推车驱动装置而移动，所述推车适配成接合并支撑一个或更多个附件中的一个，从而使得所述附件操作装置适配成：

-将所述附件接合在接合位置处，

-将所述附件定位在作业线中的位于管道夹具上方的管道连接位置上，其中，所述附件能够被连接至管道，

-支撑附件并允许附件在接合位置与管道连接位置之间移动，

其特征在于，所述附件操作装置还包括：

-伸长的起吊梁，其由推车支撑，所述伸长的起吊梁水平延伸并垂直于附件运送轨道，并包括沿着起吊梁的纵向方向的滑车轨道，

-移动滑车，其能够沿着所述滑车轨道移动，并且关联的滑车驱动装置沿着所述滑车轨道移动所述移动滑车，

-物体悬挂装置，物体能够连接至所述物体悬挂装置，并且所述物体悬挂装置至少适配成接合并支撑一个或更多个附件中的至少一个，

-起吊组件，其包括起吊绞盘和关联的起吊缆绳，所述起吊缆绳从起吊绞盘经由移动滑车而延伸至物体悬挂装置，从而在起吊绞盘致动时，物体悬挂装置能够升高和下降。