CN111629960A - 管中管组件的船上制作 - Google Patents

Abstract

一种铺管船，具有两条管柱制造线和流水作业线，其中，管柱制造线设计成用于同时操纵分别用作内管和外管的两个不同的管外直径。此外，该船具有管中管组装作业工位，用于将内管和外管组装成管中管构造。该船所设计的布局允许由单联管生产海上管中管管柱，其中，最优地利用了可用空间，并且可以在海上安全地生产管中管管柱。

Description

管中管组件的船上制作

技术领域

本发明涉及一种设计成在船上将单联管制作成形成刚性管中管的管柱的组件的船以及这种管中管的生产方法。此外，本发明涉及一种用于组装管中管管柱的作业工位。

背景技术

熟知的是，海底铺管船有各种构造，其中，J型铺设(J-lay)和S型铺设(S-lay)最常用于刚性流动路线的安装。S型铺设一般用于浅水深度中的管线安装，而J型铺设用于深水。在全球范围内，在不同深度处且对于计划的管线路线在深度上有所变化地发现和开发海上油田。有利地，能够实现两种铺设方法的船因此可用于所有海上刚性管线安装。

由于这些船是浮动的全天候(24/7)的运行工厂且船上有200－500名熟练技术人员的事实，因此铺管船的运行成本非常高。由此，操作者一直致力于优化并由此最小化铺管船安装海上油田开发设施所花费的时间量。

通过将多个所谓的单联管焊接在一起来构建常规管线，以达到油田中最终所需的管线长度，所述单联管是约12m长的管。通常，这是分步进行的，其中，首先将多个单联管焊接成双联管柱(24m)、三联管柱(36m)和/或四联管柱(48m)，然后再将其焊接到悬挂于铺管船的管线上，也即在海上现场安装管线。通过利用这些中间管柱长度，可以在最小化为了产生所需管线长度而在现场制造上所花费的“关键时间(critical time)”量与保持对预制管柱的操纵相对容易两者之间得到最优方案。该关键时间决定了铺管船在安装管线的作业上所花费的时间量，并且一般在很大程度上决定了海底铺管项目的成本。

取决于海上油田的特性，可能需要高度隔热的生产管线，用于从油田运输石油。这可能对于深水和超深水操作特别有意义。在这些操作中，海床温度会引起管线内容物的凝固。通常，将“湿隔热”应用于管线，从而提供隔热。湿隔热涵盖一系列隔热涂层材料，包括发泡的人造PU、PP和硅树脂材料，这些材料被施加到管线的外部，因此将与海水直接接触。这些管在到达船时已被预涂覆，在船上，在焊接后，仅需在已焊接部段上安设称为现场接头涂层的一小部段涂层。因此，海上管线的制造时间由管操纵、焊接和现场接头涂层操作确定。

当需要更好的隔热特性时，应用“干隔热”材料，比如气凝胶(Aerogel)、微孔隔热物(Izoflex)或岩棉(Rockwool)。已知的是，一旦这些材料被液体浸透，这些材料的隔热特性就会迅速下降，因此必须构建干燥的隔热管线，以便使隔热件始终保持干燥。这一般通过将管线构建为管中管(PiP)管线来实现，其中，线路包括内管和外管，其间夹有干隔热材料。可以将PiP构建为滑动的、型锻的或固定的PiP，这些是熟知的PiP类型。也可以对内管与外管之间的空间施加真空，以进一步增强隔热性。

由于在PiP中存在的两倍的管量，这种管柱的生产涉及多于两倍量的制作步骤，以及增多的管操纵和专用设备的使用。因此，PiP的制造一般需要更多的空间和更多的时间。在海上环境中，这些所需操作的可用空间是受限的。为了确保尽可能安全地进行海上制作并限制海上制作时间，对于迄今为止借助PiP的铺管项目，部分管柱生产在岸上场地中进行。然后，在岸上场地制造PiP双联管、三联管和/或四联管，并在铺管船停靠时使用驳船将其装运到铺管船。

该方法的缺点在于，管柱的运输带有相关联的运输损坏风险。此外，它需要广泛的协调和项目管理，以确保预制进度计划与运输和海上生产/安装进度计划配合得当。在世界上的铺管项目中，要么必须应对非常长距离的装运，要么需要在全球范围内布设场地以最小化PiP管柱的装运距离，从而导致需要能完全配备PiP管柱生产的许多场地的成本或持续的重新安置费用。对于极端边远地区，协调管柱运输更加困难，在这些地区，由于冰，一年中的大部分时间段都无法使用常规驳船进行运输。

期望的是，能够以减少的操作协调和成本来生产海上管中管管线。

发明内容

根据本发明，提供了一种如上所定义的铺管船，其中，建立了两条管柱制造线和一条流水作业线，其中，管柱制造线设计成用于同时操纵分别用作内管和外管的两个不同的管外直径。此外，该船具有管中管组装作业工位，用于将内管和外管组装成管中管构造。该船所设计的布局允许由单联管生产海上管中管管柱，其中，最优地利用了可用空间，并且可以安全地生产管中管管柱。不需要岸上设施或将管中管管柱运输到船，因此，当使用根据本发明的铺管船时，不需要使用陆上管中管管柱组装设施。由此，减少了操作协调并且可减少总的海上铺管项目成本。此外，这种船可以在极端边远处操作，从而使得能够在如此难以到达的区域中进行管中管铺设项目。

该船设定成生产滑动的、型锻的或固定的管中管管线中的至少一者。船的各管柱制造线可以分离地且彼此独立地运行，从而允许以与管中管组装作业工位所能运行的速度相匹配的速度生产内管柱和外管柱。

管柱制造线包括一个或多个作业工位，用于从单联管制作多倍长度管柱。每个作业工位都专用于制造过程的一部分，并包含专用设备，从而进一步有助于限制在PiP管柱生产期间所需的管、设备和人员运动。管设备和人员的受限运动导致安全性提高。此外，通过限制这些运动，还可以减少运动专用的空间量，从而导致制造线的设计相对紧凑。此外，制造线上的专用作业工位允许同时进行协调操作，并且可设置使得将它们限制成不对管中管管线的整体制作速度产生影响。

两条管柱制造线都可包括用于将单联管组装成双联管的第一作业工位、用于将双联管组装成三联管或四联管的第二作业工位以及用于管柱管端配备的第三作业工位。

第一作业工位和第二作业工位两者都具有用于管端准备、焊接和焊接检查的设备。通常，外管和内管单联管已在岸上进行了预涂覆，从而导致两个管柱在海上只需要在焊接区域施加现场接头涂层即可。因此，每条制造线的至少一个作业工位还具有现场接头涂覆设备。

此外，在到达管中管组装作业工位之前，将(干式)隔热、以及(取决于所制造的管中管的类型)若干内管扶正器和/或阻水件安装在作业工位中内管中管管柱上。如果需要，可以施加真空。

在管中管组装作业工位之后，存在第四种类型的作业工位，用于将诸如VIV条纹、带扣避雷器、阳极和/或特定的锻造管线部件之类的任何外部物品安装到外管。此外，在该作业工位中，将固定夹安装在组件上，用于将内管锁定于外管，以防止其在进一步操纵和管制造操作中滑出。

所有作业工位都与过程报告系统联结，以确保生产效率、质量和安全。

管中管组装工位构造成用于管柱长度在一个直至四个标准联管长度之间的管中管长度的组装。管柱的长度可以变化，并且例如选择成使得制造线的总体制作速度与流水作业线的运行速度匹配。其他项目需求(比如铺管方法)也可能会决定在管中管组装工位中生产以递送到流水作业线的管柱长度。在组装工位中组装四联管柱导致仅需对每四份管长度在流水作业线上执行一次结合操作，从而允许流水作业线高速运行。但是，取决于组装前要对内管柱和外管柱进行的准备作业量，如果制造线和组装工位不能以相同的速度运行，则流水作业线可能无法以恒定的速度运行。因此，如果项目要求在内管柱和外管柱上进行相对大量的准备作业，则当双联管中管管柱通过管中管组装工位被递送时，流水作业线可以达到更恒定的运行速度。

铺管船可以具有露天甲板，并在其上布置J型铺设管部署设施，该设施包括塔，用于以J型模式部署从流水作业线接收的管。此外，该船将具有管操纵设备，用于将管或管中管管柱从流水作业线递送到塔。J型铺设塔可布置成从船的一侧铺设管，但是根据优选实施例，船具有穿过露天甲板的船井，且J型铺设塔位于船井上方。在此构造中，船将管经由船井以J型铺设模式部署通过船。船井优选地具有矩形并且足够大以允许直列部分和管端结构经过，这些管端结构将被连接到管线并且作为管线的一部分被安装。具有这种构造的优点在于，铺管船可以是具有良好稳定性的相对紧凑的船形船，从而允许该船具有高的航程速度。

制造线可以布置在露天甲板上或露天甲板下。在优选实施例中，船在露天甲板下方布置有管柱制造线。这种布置允许对船空间的最佳利用，其中，露天甲板在很大程度上仍可用于其他活动。此外，通过将制造线设在露天甲板下，可自动屏蔽制造操作不受天气状况的影响，从而允许制造环境更加可控。更加可控的制造环境允许船上生产的管柱的制造质量更加一致。另外，取决于各制造线相对于流水作业线和J型铺设塔的相应位置，管操纵设备可能需要包括用于将管柱提升到露天甲板的升降机。在这里，管中管管柱将被提升到竖直的J型铺设塔中，在该处，其将被焊接到悬挂于船的管线部段上。

在另外的实施例中，船还具有用于单联管的储存空间。单联管的储存既可以在铺管船的船体内部实现也可以在露天甲板上实现。具有船上储存允许铺管船独立运行，从而限制甚至消除了在铺管项目期间补给驳船的使用。由此，减少了项目成本和额外运输的协调。在难以到达的地区，这是特别有利的铺管项目，其使得该类项目更易于管理且更便宜。

另外，船还可具有用于已制作的管中管管柱的船上储存装置。具有这种储存容量允许存储在最终组装和安装中尚未能由流水作业线操纵的管中管管柱。此外，具有用于管中管管柱的船上储存装置允许在尚未到达海上管线安装位置时将船用于预制管柱。因此，可以将船的航程时间用作制造时间，从而进一步优化船的时间。

在另一优选实施例中，该船还具有位于露天甲板下方的S型铺设管部署设施，该设施包括流水作业线。该船有利地适用于深水和浅水刚性管的铺设。为了最佳地使用船，J型铺设塔优选地布置成通过船井进行操作，同时操作S型铺设管部署设施，以制造管线。这种布置允许S型铺设管部署设施作为J型铺设制造线的一部分操作，从而最佳地利用了船上空间和设备。

在另外的优选实施例中，流水作业线沿着船的中心线延伸，并且船井位于流水作业线的一侧。通过这种构造，可以实现先前论述的船井和S型铺设管部署设施的同时运行，且当船处于S型铺设模式时，船运动对从船延伸的管线的影响有限。

此外，船井可以通过延伸到露天甲板的围堰与流水作业线分开。围堰确保只能在露天甲板上执行J铺设部署操作，并保护船的船体中的作业工位不受操作以及免于元件对操作的影响。因此，具有围堰可以在船的船体内部提供安全性和稳定的作业环境。稳定的作业环境使制造线和流水作业线上的焊接和涂覆操作质量保持恒定。

S型铺设流水作业线可以包括作业工位之一。具有这样的构造进一步优化了船上空间和设备，并允许船设计成具有规则的铺管船尺寸。铺管船的总长度可以是200至225米。

在一种实施例中，管中管组装工位布置成在流水作业线上组装内管柱和外管柱。组装工位包括流水作业线和与流水作业线平行并紧邻流水作业线的插入工具。在该构造中，流水作业管线用于将内管和外管排成行，并在需要时向内管供应隔热件、扶正器和止水件。因此，较大的管弯矩受到限制，并且可以最优地利用现有设备。在J型铺设模式下，流水作业线上生产的管中管管柱随后被提升到露天甲板，以装载到J型铺设塔中。在J型铺设模式下，一般将优选四联管中管管柱，因为在这种模式下它们将导致最高的铺管速度。当以S型铺设模式运行时，也需要流水作业线用来将管中管管柱焊接到管线上，随后将其直接从流水作业线的后部部署到海中。以S型铺设模式操作的第一选择是，预先在流水作业线上生产(四联)管中管管柱，并在以管铺设模式开始之前将其储存在船上。

第二选择是，生产较短长度的管中管管柱，比如双联长度，由此在流水作业线上留有足够的空间用于将管柱焊接到管线上。在该替代方案中，管中管组装工位平行于且邻近流水作业线布置，使得流水作业线与管中管组装工位之间的距离小于5米，从而允许在S型铺设模式下生产管中管管柱。管中管插入工具可位于流水作业线起点端处的双联管作业工位旁边，并与管中管双联管柱制作活动并行地进行双联管柱的组装。然后，将双联管中管管柱引入流水作业线，在此处，将其焊接到管线并以S型铺设模式部署。

此外，管操纵设备可包括升降机，该升降机布置成在流水作业线与露天甲板之间升高管中管管柱。将专用升降机作为管操纵设备的一部分提供了一种安全可靠的管中管管柱的运输手段，这些管柱在露天甲板下方制造，并且或者使用露天甲板上的J型铺设塔来安装或者被储存在那里。这些专用升降机可以位于S型铺设部署设备的流水作业线上或附近。

此外，本发明涉及一种从铺管船铺设管中管管线的方法，该铺管船具有两个独立且分离的管柱制造线、流水作业线和J型铺设塔。该方法包括：通过首先在两个管柱制造线中的每个的第一作业工位中引入单个管来以J型铺设模式从船部署管，其中，第一管柱制造线接收内管，第二管柱制造线接收外管，内管的外直径小于外管的内直径。随后，在每个管柱制造线的第一类型作业工位中制作双联管。然后将双联管引入流水作业线，其中，这些双联管结合以形成四联或三联管柱。接着，将内管柱和外管柱组装成管中管构造，此后，将管中管构造提交给J型铺设塔。最后，管中管构造连接到管线并下降到海中。

船可以是根据本发明的船，并且将内管柱和外管柱组装成管中管构造的步骤可以至少部分地在流水作业线上执行。为了进一步优化船上空间的布局和使用，所有的管柱制造步骤(直到并包括组装内管柱和外管柱以形成管中管构造)都可以在露天甲板下方执行，而J型铺设塔位于露天甲板上。在这种配置中，将管中管构造提交给J型铺设塔的铺管方法步骤还包括：将管中管构造升高到露天甲板。

最后，本发明涉及一种用于将内管柱和外管柱组装成管中管构造的管中管组装作业工位，其包括：多个管排列传送器模块，这些模块定位成将内管柱和外管柱支承成使得它们的中心线形成一条连续线；以及管推拉系统，该系统布置成使外管柱相对于内管柱运动。在组装之前，将内管柱和外管柱排成行，以使它们的中心线共享单个轴线。然后，使用推拉系统，通过张紧内管柱而启动组装，然后，传送辊将外管柱以受控方式在内管柱上运输。由此，传送器模块设定成在插入期间优化内管柱相对于外管柱的偏置。传送器模块可以补偿管的不圆度和不直度，以确保内管柱平顺地插入外管柱。管中管组装的自动化导致各管中管管柱的良好且一致的质量，其中，平顺的插入限制了进行校正所需的人工干预量，并限制了作业工位的停机时间。此外，作业工位的设定允许对所有组装运动的全面控制，从而允许在海上环境中安全使用组装工位。

管中管组装作业工位可包括一个或多个排列传送器模块，该传送器模块具有以V形构造放置的成组的支承辊，用于支承外管柱并允许管沿中心线平移运动。此外，一个或多个管排列传送器模块可具有成组的机动辊，用于将外管在内管上运输，以将管组装成管中管构造。另外，一个或多个管排列传送器模块还可具有至少一个旋转辊，用于在插入外管期间支承和旋转内管。传送器模块使得插入能够在扶正器外周与外管内周之间具有最大五毫米的公差。沿着组装作业工位的长度设置了多个传送器模块，以优化插入期间内管柱相对于外管柱的偏置。为了支承四联内管柱，最少需要四个排列模块。

根据一种实施例，管推拉系统具有管端推动器，该管端推动器位于管中管组装作业工位的一端处，用于在管中管组装期间推动内管柱。此外，管推拉系统可具有用于在两个方向上拉动内管柱的双插塞系统，其包括：位于作业工位的第一端上的内管端盖，用于连接到内管柱的远端；以及位于作业工位相对侧处的外管端盖，用于连接到外管柱的远端。双插塞系统还可包括内互连线缆，该内互连线缆可通过管柱而连接到内管端盖和外管端盖的面向内的侧面。管推拉系统还可具有内管绞盘，该内管绞盘位于管推动器上并且可连接至内管端盖的面向外的侧面。此外，管推拉系统可具有外管绞盘，该外管绞盘位于作业工位与管推动器的相对端上，用于连接到外管端盖的面向外的侧面。管末推动器的绞盘在组装期间中通过辊使内管柱保持张紧，从而确保管柱中心线在整个组装程序中保持对准，并允许完全控制管的运动。管端推动器可调整，使得管推动器与外管绞盘之间的距离可以在4至5m的距离上调整，用以补偿由于管长度公差而引起的管柱长度差异。此外，可以使管端推动器的高度和其距外管绞盘的距离可调整，以使得同一管端推动器可以用于具有不同外直径的管。

根据一种实施例，作业工位不长于110m，该空间足够用于排列八个12米管。因此，作业工位足够长，以用于组装两个四联管柱。这种长度的作业工位将适配在大多数铺管船中，这些铺管船通常船体长度约为至少200米。

此外，管中管组装工位可重新定位。可重新定位允许将组装工位折叠到最小作业工位管柱高度下方，以使得设备不会干涉其他作业工位的操作，或者当存在作业工位时，该设备位于流水作业线上，其用作S型铺设流水作业线。替代地或附加地，管中管组装工位可具有用于传送器和推动器模块的栓接基础，从而允许工具的重新定位以允许根据各种项目要求来设置管中管制造线。螺栓基础允许传送器和推动器模块从流水作业线区域重新定位到不同区域，比如用于生产双联管中管管柱的双联管柱制造线附近。

附图说明

下面将参考附图更详细地论述本发明，在附图中示出了其示意性实施例。附图仅用于示意性目的，而不是作为对发明构思的限制。本发明的范围仅由所附权利要求书中给出的限定所限制。

图1示出了根据本发明的实施例的铺管船。

图2示出了根据一种实施例的船的管线制造布局的立体图。

图3示出了带有管中管组装作业工位和S型铺设管线部署设备的流水作业线的立体图。

图4示出了右舷侧制造线的一部分的立体图。

图5示出了从船首观察的准备好的机架区域的立体图。

图6示出了管中管组装作业工位的管中管组装工具的立体图。

图7提供了组装作业工位中推拉系统的管端推动器的更详细的立体图。

图8给出了管排列传送器模块的更详细的视图。

图9示出了在管中管组装期间的管柱的示意性剖视图，其示出有管端推动器、端盖和绞盘。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的铺管船100。船100包括船体1、舱室5、起重机6、J型铺设塔10和S型铺设托管架20，其中，船体1具有船首2、船尾3和露天甲板4。此外，该图示出了管线50和海床7。在露天甲板4下方是另外的甲板，包括管线制造甲板15。铺管船的船体1在前部由船首2限定，这限定了正常航行方向，在后侧由船尾3限定，且在顶侧由露天甲板4限定。在露天甲板4上方，定位有舱室5和起重机6以及J型铺设塔10。在所示的构造中，舱室5位于船首侧，J型铺设塔10在船中部，起重机6位于船尾侧，使得起重机6在不遮挡舱室5的视线的情况下可以完全越过露天甲板4到达J型铺设塔6。J型铺设塔10将船上制造的管线50通过船体中的船井8降低至海床7。替代地，J型铺设塔可定位至露天甲板4的一侧，以允许沿着船的一侧进行J型铺设的管部署。此外，该船具有连接到船体1的船尾3的S型铺设托管架20，从而使得该船也能够以S型铺设模式执行铺管操作。

图2示出了根据一种实施例的船的管线制造甲板15的布局的立体图。管线制造甲板15包括右舷侧制造线60和左舷侧制造线80、管中管组装作业工位94和流水作业线19(部分示出)以及包括传送器11和升降机12的管操纵设备。在本构造中，流水作业线19定位在船的中心线C上，包括管中管组装作业工位，并且在每一侧上具有一条制造线。因此，管通过制造线60、80从船的尾部向船首2移动，在制造线60、80处，管在管中管组装作业工位94中被组装成管中管构造，再通过流水作业线19向船的尾部行进。

建立制造甲板15以用于制造从单联管直到最大长度为四个单联管的管柱。在所示的构造中，两条制造线60、80都被建立用于从单联管生产双联管柱，其中，在本示例中，建立右舷侧制造线60用于制造外管柱54且建立左舷侧制造线用于制造管中管管线的内管柱52。每条管柱制造线60、80具有为了将单联管组装成双联管而建立的区域62、82。通过使用船上的管操纵设备的传送器11，管和管柱从一个作业区域被传送到另一个作业区域。在组装之后，将内管和外管双联管组件收集在制造线中的相应管操纵机架84、64。

通过使用流水作业线设备，在船的中心线处将双联管柱进一步组装成四联管柱或替代地三联管柱。对于外管柱和内管柱两者都将这样做。如图2中所示，计划在四联外管柱54仍在组装时焊接并检查四联内管柱52，从而允许在完成外管柱54时将隔热和诸如扶正器之类的其他物品添加到内管柱52。内管柱52和外管柱54的组装在管中管组装作业工位94的偏心管中管插入工具中进行，为此，内管柱52和外管柱54被转移离开流水作业线进入该工具中。作业工位94的长度足以使工具中的两个四联管柱对准。在组装之后，管中管管柱被转移回到流水作业线19上以进一步操纵。

此外，根据图2所示实施例的船还包括用于J型铺设部署的船井8。为了允许与J型铺设的管线部署并行地制造管柱，船井8位于流水作业线19的一侧上。因此，一条制造线60在船井8周围布设。

此外，图2中所示的管线制造布局是一种船嵌入式作业工位，因此位于露天甲板下方的船体中。为了允许单联管和双联管在露天甲板与管线制造线60、80之间运动，管操纵设备包括管线升降机12、14。

图3示出了根据本发明的一种实施例的带有管中管组装作业工位94的流水作业线94的立体图。流水作业线19和组装作业工位94还包括作业区域40、管操纵设备和S型铺设托管架20。所显示的管操纵设备包括纵向传送器11、转移臂13、升降机16和张紧器18。在该示例的构造中，管中管组装作业工位94位于流水作业线上，并作为通向用于以S型铺设模式部署管线50的S型铺设托管架20的管中管四联管的馈送线。通过使用流水作业线上的升降机16，将预制的管中管管柱从露天甲板下降至管中管组装作业工位94的偏心管中管插入工具。使用纵向传送器11将四联管中管管柱56沿流水作业线19朝船首转移直到预定位置。然后，使用转移臂13将管中管管柱56转移到流水作业线19。流水作业线包括沿着管的长度带有专用工具的多个作业区域40。在这些作业区域中，进行了诸如焊接、涂覆和检查之类的活动，用以将管中管管柱56结合至管线50。用于在S型铺设中将管柱与管线结合的最终工位42位于流水作业线19上，与第一张紧器18相邻。在托管架20之前，张紧器18牢固地保持管线的端部，从该托管架20起，管线被部署离开船。然而，将会理解的是，尽管公开了S型铺设操作，但是船通常不会以S型铺设模式铺设管中管，这是由于常常仅在以J型铺设模式的深水操作中需要这种管线。

流水作业线上的升降机16还可用于在针对图1描述的管中管管柱制造之后将管中管管柱提升至露天甲板，或者用于在S型铺设铺管模式之前的管储存，或者用于提升到J型铺设塔中以J型铺设模式中铺管。

图4示出了专用于外管双联管组件的右舷侧制造线60的一部分的立体图。与左舷侧制造线类似地建立的右舷侧制造线60包括单联管升降机12、纵向传送器11和双结合作业工位62。双结合作业工位具有内部直径焊接工位31、外部直径焊接工位32、开斜面工位33、现场接头涂覆工位35、NDE(无损检测)工位39和管端制备工位37。此外，制造线60包括区域68，如果将制造布局调整为连续且并行于正在进行的S型铺设模式的铺管，则可将管中管组装作业工位重新定位到该区域68，用于生产双联管中管管柱。

图5示出了从船头观察的准备好的机架区域的立体图。准备好的机架区域包括右舷制造线60和左舷制造线80的端部以及流水作业线19的起点，其沿着船的中心线C定位。准备好的机架区域是来自左舷侧制造线80和右舷侧制造线60的内双联管柱89和外双联管柱69的缓冲区域，此处，它们被选用以组装成三联管柱或四联管柱。准备好的机架区域中的所有管操纵和加工设备均适用于并布置成可以在内管直径和外管直径两者上作业。此外，准备好的机架区域包括两个内部排列夹具系统74、75，用于操纵外管和内管的内部排列夹具72、73，以及一个吊索系统71。吊索系统用于预安装在管中管组装期间将内管和外管端盖相连所需的线缆。在准备好的机架上的每个内双联管和外双联管中预安装一根线缆。

图6示出了管中管组装作业工位94的管中管组装工具200的立体图。管中管组装工具是包括管端推动器240和传送器模块210、220的推拉系统200。传送器模块210、220和管端推动器240放置成使得放置在推拉系统200中的两个管柱52、54对准。管端推动器240被定位至内管柱52的端部。沿着组装作业工位的整个长度分布有多个传送器模块210、220，其中，第一组传送器模块210设定在固定高度处，用于在组装期间支承外管柱54，第二组传送器模块220驱动管的运动。结合图8中更详细地描述了第二组输送器模块220，而管端推动器240的细节通过对图7的描述提供。下文结合图9对推拉系统200的工作方式进一步细化。推拉系统通过液压和电气快速耦合连接件安装在栓接的基础上。该基础允许该系统取决于铺管项目的要求而从流水作业线上的四联管组装位置容易地重新定位至准备好的机架区域中的双联管缓冲位置或重新定位至双联管预制作业工位68的船首端。该作业工位也可用于岸上管中管制造设施。

图7提供了组装作业工位中推拉系统200的管端推动器240的更详细的立体图。管端推动器240具有带有栓接的基础246的框架241、纵向调整系统244、内管绞盘242和内管端盖250。内管端盖位于管端推动器框架241的顶侧。推动器框架的高度是可调整的，使得内管端盖的高度可以针对各种管直径和偏置要求进行调整。内管绞盘242位于框架241上与端盖相反的一侧，使得绞盘线缆可以连接至端盖的绞盘侧。绞车用于在组装操作之前和期间张紧内管柱52，从而确保内管在操作期间保持对准且完全受控。结合图9进一步阐述了带有管端推动器240的管中管组件，包括张紧操作。纵向调整系统244位于框架241的基座处，在栓接的基础246的正上方，并且用于调整管端推动器在管柱52、54的长度方向上的位置。纵向调整系统244使管端推动器240能够在约5米的距离范围内纵向地调整，以补偿最长与最短管中管管柱52之间的差异。

图8给出了机动化管排列传送器模块220的更详细的视图。模块220具有机动辊222、224和带有栓接的基础226的框架228。成组的机动辊222以V形设置用于支承外管柱54。另一组机动辊224定位成其旋转轴线平行于管柱，并相对于前两个辊抬高设置，用于在管中管组装期间旋转内管柱52。辊222、224的高度是可调整的，以在组装期间优化内管柱相对于外管柱的偏置。此外，平行的成组机动辊224可运动，使得它们不与任何管表面接触，以允许外管柱54经过。辊的高度可通过液压系统调整，且机动辊可具有电动马达。为了在组装期间支承四联管中管管柱，可能需要最少四个机动的管排列传送器模块220。

图9示出了在管中管组装期间的在推拉系统200的工具中的管柱的示意性剖视图，其示出有管端推动器240、端盖250、252以及带有绞盘线缆243和249的绞盘242、248。在推拉系统200内部已放置内管柱52和外管柱54用于管中管组装，其中，内管柱在其外直径上定位有扶正器53。内管柱52在其第一端上放置有内管端盖250，且其第二端插入外管柱54中。外管柱54具有外管端盖252，该外管端盖252装配至其距内管柱52最远地定位的端部。内管端盖250和外管端盖252由柔软材料制成，以确保在管中管组装期间它们不会损坏管端，其中，每个端盖都是定制工具，其被机加工成适配特定的管柱端部直径尺寸。管端推动器240配备有内管端盖250。内管端盖250设有通道，通过该通道，内管绞盘242的线缆243可以穿过内管柱52和外管柱54两者并连接到外管端盖252的内侧。外管端盖252的朝外的侧面在作业工位的第二侧(通常是船尾侧)连接到外管绞盘248。系统的操作者确保端盖系统的安装，并将管端推动器240在高度和横向位置上调整到内管端柱。插入是通过结合图8所描述的机动辊224和绞盘系统的组合而启动的。当通过管推动器240向管端部施加最小压力时，插入的启动完成。在此阶段，操作者将绞盘系统从受控张紧模式切换到恒定张紧模式，并且仅使用支承外管柱的机动辊224执行插入。在管中管组装之前已经被预安装到内管柱52上的管中管扶正器53确保了内管柱52与外管柱54之间的恒定间隙。

已经参考优选实施例描述了本发明。在阅读和理解了之前的详细描述之后，他人将想到明显的修改和变更。所意于的是将本发明解释为包括所有这些修改和变更，只要它们落入所附权利要求的范围内即可。

Claims (34)

1.一种铺管船，包括两条管柱制造线和流水作业线，其中，所述管柱制造线设计成同时操纵分别用作内管和外管的两种不同的管外直径，其中，所述船还包括管中管组装作业工位，用于将所述内管和所述外管组装成管中管构造。

2.根据权利要求1所述的船，其特征在于，所述管柱制造线包括一个或多个作业工位，用于从单联管制作多倍长度管柱。

3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述管中管组装工位构造成用于管柱长度在一个直至四个标准联管长度之间的管中管长度的组装。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述船还包括用于单联管的储存空间。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述船还包括：

a)露天甲板；

b)J型铺设管部署设施，包括布置在所述露天甲板上方的塔，用于以J型模式部署从所述流水作业线接收的管；

c)管操纵设备，用于将管或管中管管柱从所述流水作业线递送到所述塔。

6.根据权利要求5所述的船，其特征在于，所述船还包括穿过所述露天甲板的船井，并且其中，J型铺设塔位于所述船井上方。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述船还包括用于已制作的管中管管柱的船上储存装置。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述船在露天甲板下方布置有所述管柱制造线。

9.根据权利要求5－8中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述船还包括位于露天甲板下方的S型铺设管部署设施，所述S型铺设管部署设施包括所述流水作业线。

10.根据权利要求9所述的船，其特征在于，J型铺设塔布置成通过船井进行操作，同时操作所述S型铺设管部署设施，以制造管线。

11.根据权利要求9或10所述的船，其特征在于，所述流水作业线沿着所述船的中心线延伸，并且其中，所述船井位于所述流水作业线的一侧。

12.根据权利要求9－11所述的船，其特征在于，船井通过延伸到所述露天甲板的围堰与所述流水作业线分开。

13.根据权利要求5至12中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述流水作业线包括所述作业工位之一。

14.根据权利要求5至13中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述管中管组装工位布置成在所述流水作业线上组装内管柱和外管柱。

15.根据权利要求5至13中任一权利要求所述的船，其特征在于，所述管中管组装工位平行于且邻近所述流水作业线布置，使得所述流水作业线与所述管中管组装工位之间的距离小于5米。

16.根据权利要求9至15所述的船，其特征在于，管操纵设备包括升降机，所述升降机布置成在所述流水作业线至露天甲板之间升高管中管管柱。

17.一种从具有两个独立且分开的管柱制造线、流水作业线和J型铺设塔的铺管船铺设管中管管线的方法，所述方法包括：从所述船以J型铺设模式通过以下步骤部署管：

a)在两个管柱制造线中的每个的第一作业工位中引入单个管，其中，第一管柱制造线接收内管，第二管柱制造线接收外管，所述内管的外直径小于所述外管的内直径；

b)在每个管柱制造线的第一类型作业工位中制作双联管；

c)将所述双联管引入所述流水作业线；

d)在所述流水作业线上结合双联管以形成四联或三联管柱；

e)将内管柱和外管柱组装成管中管构造；

f)向所述J型铺设塔提交所述管中管构造；以及

g)将所述管中管构造连接到管线并将所述管线下降到海中。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤e)至少部分地在所述流水作业线上执行。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述J型铺设塔相邻于船井定位，并且其中，所述管中管管线下降通过所述船井。

20.根据权利要求17至19中任一权利要求所述的方法，其特征在于，步骤a)至e)在露天甲板的下方执行，并且其中，所述J型铺设塔位于所述露天甲板的上方，步骤f)还包括：将所述管中管构造升高到所述露天甲板。

21.根据权利要求17至20中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述船是根据权利要求5至16中任一权利要求所述的船。

22.根据权利要求17至20中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述船是根据权利要求9至16中任一权利要求所述的船，所述方法还包括：在以J铺设模式部署管之后或之前，放弃并回收所述管线，并在所述船的尾部执行管的S型铺设部署。

23.一种用于将内管柱和外管柱组装成管中管构造的管中管组装作业工位，包括：多个管排列传送器模块，所述模块定位成将内管柱和外管柱支承成使得它们的中心线形成一条连续线；以及管推拉系统，所述管推拉系统布置成使所述外管柱相对于所述内管柱运动。

24.根据权利要求23所述的管中管组装作业工位，其特征在于，一个或多个排列传送器模块包括以V形构造放置的成组的支承辊，用于支承所述外管柱并允许管沿所述中心线平移运动。

25.根据权利要求22或23所述的管中管组装作业工位，其特征在于，一个或多个管排列传送器模块包括成组的机动辊，用于将外管在内管上运输，以将管组装成所述管中管构造。

26.根据权利要求22至25中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，一个或多个管排传送器模块还包括至少一个旋转辊，用于在插入外管期间支承和旋转内管。

27.根据权利要求23至26中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述管推拉系统包括管端推动器，所述管端推动器位于所述管中管组装作业工位的一端处，用于在管中管组装期间推动所述内管柱。

28.根据权利要求23至27中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述管推拉系统还包括用于在两个方向上拉动内管柱的双插塞系统，所述双插塞系统包括：位于所述作业工位的第一端上的内管端盖，用于连接到所述内管柱的远端；以及位于所述作业工位的相对侧处的外管端盖，用于连接到所述外管柱的远端。

29.根据权利要求28所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述双插塞系统还包括内互连线缆，所述内互连线缆能通过管柱而连接到所述内管端盖和所述外管端盖的面向内的侧面。

30.根据权利要求28至29中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述管推拉系统还包括内管绞盘，所述内管绞盘位于管推动器上并且能连接至所述内管端盖的面向外的侧面。

31.根据权利要求28至30中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述管推拉系统还包括外管绞盘，所述外管绞盘位于所述作业工位与管推动器的相对端上并且能连接到所述外管端盖的面向外的侧面。

32.根据权利要求31所述的管中管组装作业工位，其特征在于，管端推动器的高度和其与所述外管绞盘的距离是能调整的。

33.根据权利要求23－32中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述作业工位不长于110m。

34.根据权利要求23－33中任一权利要求所述的管中管组装作业工位，其特征在于，所述管中管组装作业工位能重新定位。

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