CN117091001B - 一种海洋管道铺设装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋管道铺设装置与方法，包括托管架、工作台、旋转座、铰接台、管道安装器、多级液压单元、液压缸、夹具、第一壳体、第二壳体、滚轮系统和塔架，为配置管柱，夹具夹取管道后，多级液压单元推动管道安装器旋转，管道安装器带动管道到预定位置，旋转座旋转，将管道送入滚轮系统中，待滚轮系统夹取管道后，管道安装器返回原水平位置，管道的位置通过第一壳体中滚轮系统的电机和活塞杆调整，管道通过托管架铺设到海底；塔架的位置通过液压缸调整，塔架处于铅垂位置时，管道铺设方式为J形，塔架处于倾斜位置时，管道铺设方式为S形；本发明装置在配置管道中，可调整管道位置，具备实现J形管道铺设和S形管道铺设的目的。

Description

一种海洋管道铺设装置与方法

技术领域

本发明涉及一种管道铺设装置，具体是一种海洋管道铺设装置与方法，属于机械工程或海洋工程技术领域。

背景技术

海洋油气管道是连接海洋油气田设施并输送油气到处理设施的关键方式，对开发海洋能源至关重要，海洋管道铺设成为一项重要的工程。在深水海底管线铺设系统中，常见的海洋管道铺设方法可分为两种。首先是J型管道铺设(J-lay)方法，它是指海洋管道以接近垂直的状态从铺管船上离开，直至到达海底，形成整个管线呈现出"J"字形状。另一种常见的方法是S型管道铺设(S-Lay)法。海底管道通过船尾的托管架进入水中，并形成"S"形曲线，然后再铺设到海底。

J型管道铺设是一种用于在深水环境中安装刚性管线的方法，J型管道铺设方法的目的是减少对易疲劳管线的影响，提高管线的稳定性和可靠性。相比传统的S型管道铺设方法，J型管道铺设方法在深水环境中更具优势。S型管道铺设是一种用于在浅水环境中安装刚性管线的方法，这种方法适用于浅水和中等深度水域中的管道安装，并具有高生产率和能够安装带有混凝土涂层的管道的优势。尽管也可以在较深的水域中使用S型管道铺设方法，但需要较长的支架和大型船只的支持。S型管道铺设方法的目的是提高管道的稳定性和可靠性，以及降低成本和时间。

在海底管道铺设过程中，保证管道直线程度，对于管道的对准配置十分关键，直接影响到焊接质量和管道的使用寿命，通常采用机械对准可以实现管道的微调和精准对准。机械对准通常具有较高的承载能力，可以适应各种直径和长度的管道，并通过液压或机械力来实现对准和调整，能够适应不同规格管道的铺设需求。也可采用视觉对准对管道的位置进行实时监控和调整。一种常见的视觉对准技术是采用激光跟踪仪，它可以实现管道上的反射点的实时检测和对准，从而提高管道连接的精度和速度。

海洋深度是多变的，J型管道铺设方法适用于深水，S型管道铺设在浅水更具优势；为满足不同水深环境并保证管道配置质量，有必要在现有技术结构的基础上研制具有较高配置精度且同时满足J型管道铺设和S型管道铺设功能的装置。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种海洋管道铺设装置与方法，提出一种海洋管道铺设装置与方法，用于在不同海洋深度进行管道铺设，从而提高海底管道铺设的效率。

本发明采用的技术方案是：

一种海洋管道铺设装置，包括托管架、工作台、旋转座、铰接台、管道安装器、多级液压单元、液压缸、夹具、管道支架、套筒、滚轮系统、第一壳体、塔架和第二壳体，所述工作台固定于船舶甲板上，所述托管架固定于工作台下方，所述旋转座固定于工作台上，所述铰接台固定于旋转座上，所述管道安装器的下端与铰接台铰接，所述多级液压单元与管道安装器间设有套筒，所述多级液压单元与套筒间通过铰链连接，所述套筒固定于管道安装器上，所述管道安装器上设有两个管道支架，所述夹具固定于管道支架上，所述液压缸的两端通过铰链分别与船舶甲板和塔架连接，所述塔架固定于工作台上，所述塔架上设有第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体内均设有滚轮系统。

进一步的，所述托管架、工作台、旋转座、铰接台、管道安装器和塔架能相对船舶甲板旋转。

所述多级液压单元包括下铰链、多级液压缸和上铰链，所述下铰链安装于船舶甲板上，所述上铰链安装于套筒上，所述多级液压缸的两端分别与下铰链和上铰链连接。

所述夹具包括夹具支撑板、夹具压板、夹具主体、夹具液压缸和夹具活塞杆，所述夹具支撑板固定于夹具压板上，所述夹具压板通过铰链与夹具主体连接，所述夹具液压缸通过铰链与夹具主体连接，所述夹具活塞杆的一端通过铰链与夹具压板连接且另一端可在夹具液压缸内滑动。

进一步的，所述夹具压板通过夹具活塞杆控制以夹取管道，所述夹具支撑板在夹具压板上做支撑作用。

所述滚轮系统包括液压缸支撑架、滚轮液压缸、活塞杆、滚轮轴、弹性滚轮、轴环、联轴器、连接套、电机轴、电机、第一螺钉、底座、第二螺钉和第三螺钉，所述液压缸支撑架一端固定于下壳且另一端固定于滚轮液压缸，所述滚轮液压缸通过螺纹连接于底座，所述活塞杆固定于滚轮液压缸内，所述底座通过螺钉固定于外壳，所述活塞杆设有活塞杆通孔，所述滚轮轴安装于活塞杆通孔内，所述弹性滚轮与滚轮轴与通过键连接，所述轴环套装在滚轮轴上，轴环上下两端分别与活塞杆和弹性滚轮接触，所述连接套下端通过第一螺钉固定于活塞杆上，所述电机轴与滚轮轴通过联轴器连接，连接套上端通过第二螺钉固定于电机上，所述活塞杆设有油孔和油槽用于润滑滚轮轴和活塞杆，所述油孔由第三螺钉密封。

进一步的，所述液压缸支撑架与滚轮液压缸和下壳形成三角性结构，用于承受滚轮系统和管道施加的载荷；所述滚轮轴与活塞杆之间采用脂润滑。

所述第一壳体包括下壳、外壳、壳体连接杆、上壳、支撑柱、背壳、背板和对准靴，所述下壳固定于在背壳和背板上，所述外壳固定于下壳和背壳上，所述壳体连接杆一端固定于外壳且另一端固定于上桅杆，所述上壳固定于外壳、背壳和背板上，所述支撑柱下端固定于下壳且上端固定于上壳，所述对准靴固定于外壳上。

进一步的，所述对准靴用于限定管道安装器的位置，保证管道安装器与对准靴接触时与塔架平行，使得管道顺利进入滚轮系统中。

所述塔架包括下连接杆、副桅杆、上桅杆、主桅杆和上连接杆，所述下连接杆一端固定于副桅杆且另一端固定于主桅杆，所述副桅杆上端固定于下壳且下端固定于工作台上，所述上桅杆下端固定于上壳上端固定于第二壳体，所述主桅杆下端固定于工作台，上端固定于第二壳体，所述主桅杆与下壳、上壳、背壳和背板之间均采用焊接连接，所述上连接杆一端固定于上桅杆且另一端固定于主桅杆。

当未安装管道时，所述管道安装器处于水平状态，所述多级液压缸、夹具液压缸、滚轮液压缸的无杆腔均未进油；当所述管道处于待夹取位置时，所述夹具活塞杆推动夹具压板旋转以夹紧管道，所述多级液压单元推动管道安装器绕铰接台逆时针旋转；当管道安装器与对准靴接触时，多级液压单元停止运动，旋转座推动铰接台顺时针旋转，铰接台带动管道安装器旋转，管道安装器带动管道绕管道安装器的轴线旋转，所述套筒与管道安装器之间可相对旋转，无轴向滑动；当所述管道绕管道安装器的轴线旋转270°时，第一壳体内和第二壳体内的滚轮系统同时工作，所述滚轮系统自锁，电机轴、滚轮轴、弹性滚轮与活塞杆间无相对转动，所述滚轮液压缸无杆腔进油，所述活塞杆推动安装在滚轮轴上的弹性滚轮夹紧管道，所述夹具活塞杆带动夹具压板旋转以松开管道，旋转座推动铰接台逆时针旋转，所述多级液压单元带动管道安装器回到水平位置；当所述第一壳体和第二壳体内的滚轮系统夹紧管道后，所述第二壳体内滚轮系统保持锁定，第一壳体内的滚轮系统对管道的位置进行调整，所述管道的位置通过滚轮系统中两对滚轮液压缸驱动活塞杆控制；所述电机通过连接套与活塞杆固定，电机与活塞杆间无相对运动，所述电机驱动电机轴旋转，所述电机轴通过联轴器带动滚轮轴旋转，滚轮轴通过键连接带动弹性滚轮旋转，所述弹性滚轮通过摩擦力带动管道上下移动；所述管道之间在工作台上完成连接后，所述滚轮系统将管道下放，管道穿过工作台，经过托管架铺设到海底，重复以上步骤，可循环配置管道；所述工作台及固定于工作台上的塔架和托管架可绕船舶甲板旋转，所述液压缸控制塔架、工作台和托管架旋转，所述液压缸控制塔架处于铅垂位置时，管道的铺设方式为J形，所述液压缸控制塔架倾斜，管道的铺设方式为S形。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：(1)本发明专利中的结构简单实用，管道的配置采用液压和机械力来实现，具有较高的承载能力，装置与管道之间的作用牢靠；(2)塔架的位置通过液压来调节，装置具备实现J形管道铺设和S形管道铺设的能力；(3)弹性滚轮通过液压的方式伸缩，通过滚轮系统调整管道位置，能够适应不同规格管道的铺设需求。

附图说明

图1为本发明一种海底管道铺设装置的结构示意图；

图2为本发明一种海底管道铺设装置中管道处于夹取状态的侧视图；

图3为本发明一种海底管道铺设装置的管道安装器的结构示意图；

图4为本发明一种海底管道铺设装置中管道安装器旋转时的侧视图；

图5为图1的侧视图；

图6为本发明一种海底管道铺设装置的夹具的结构示意图；

图7为图6的俯视图；

图8为图6的侧视图；

图9为图1滚轮区域的局部放大图；

图10为图9的剖视图；

图11为图10连接套区域的局部放大图；

图12为本发明一种海底管道铺设装置的连接套的结构示意图；

图13为图12的剖视图；

图14为图12的三维示意图；

图15为图1的俯视图；

图16为本发明一种海底管道铺设装置的管道顺时针旋转90°时的示意图；

图17为本发明一种海底管道铺设装置的滚轮系统待夹取管道的示意图；

图18为本发明一种海底管道铺设装置的滚轮系统夹取管道的示意图；

图19为本发明一种海底管道铺设装置进行S型铺设时塔架的状态图；

图20为本发明一种海底管道铺设装置进行S型铺设时管道安装器的状态图；

图中：1.托管架，2.船舶甲板，3.工作台，4.旋转座，5.铰接台，6.管道安装器，7.多级液压单元，7a.下铰链，7b.多级液压缸，7c.上铰链，8.管道，9.液压缸，10.夹具，10a.夹具支撑板，10b.夹具压板，10c.夹具主体，10d.夹具液压缸，10e.夹具活塞杆，11.管道支架，12.套筒，13.滚轮系统，13a.液压缸支撑架，13b.滚轮液压缸，13c.活塞杆，13d.滚轮轴，13e.弹性滚轮，13f.轴环，13g.联轴器，13h.连接套，13i.电机轴，13j.电机，13k.第一螺钉，13l.底座，13m.第二螺钉，13n.活塞杆通孔，13o.第三螺钉，13p.油孔，13q.油槽，14.第一壳体，14a.下壳，14b.外壳，14c.壳体连接杆，14d.上壳，14e.支撑柱，14f.背壳，14g.背板，14h.对准靴，15.塔架，15a.下连接杆，15b.副桅杆，15c.上桅杆，15d.主桅杆，15e.上连接杆，16.第二壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例：

如图1和图2所示，一种海洋管道铺设装置，包括托管架1、工作台3、旋转座4、铰接台5、管道安装器6、多级液压单元7、液压缸9、夹具10、管道支架11、套筒12、滚轮系统13、第一壳体14、塔架15和第二壳体16，所述工作台3固定于船舶甲板2上，所述托管架1固定于工作台3下方，所述旋转座4固定于工作台3上，所述铰接台5固定于旋转座4上，所述管道安装器6的下端与铰接台5铰接，所述多级液压单元7与管道安装器6间设有套筒12，所述多级液压单元7与套筒12间通过铰链连接，所述套筒12固定于管道安装器6上，所述管道安装器6上设有两个管道支架11，所述夹具10固定于管道支架11上，所述液压缸9的两端通过铰链分别与船舶甲板2和塔架15连接，所述塔架15固定于工作台3上，所述塔架15上设有第一壳体14和第二壳体16，所述第一壳体14和第二壳体16内均设有滚轮系统13。

所述托管架1、工作台3、旋转座4、铰接台5、管道安装器6和塔架15能相对船舶甲板2旋转。

如图2和图3所示，所述多级液压单元7包括下铰链7a、多级液压缸7b和上铰链7c，所述下铰链7a安装于船舶甲板2上，所述上铰链7c安装于套筒12上，所述多级液压缸7b的两端分别与下铰链7a和上铰链7c连接。

如图6至图8所示，所述夹具10包括夹具支撑板10a、夹具压板10b、夹具主体10c、夹具液压缸10d和夹具活塞杆10e，所述夹具支撑板10a固定于夹具压板10b上，所述夹具压板10b通过铰链与夹具主体10c连接，所述夹具液压缸10d通过铰链与夹具主体10c连接，所述夹具活塞杆10e的一端通过铰链与夹具压板10b连接且另一端可在夹具液压缸10d内滑动。

所述夹具压板10b通过夹具活塞杆10e控制以夹取管道8，所述夹具支撑板10a在夹具压板10b上做支撑作用。

如图9至图14所示，所述滚轮系统13包括液压缸支撑架13a、滚轮液压缸13b、活塞杆13c、滚轮轴13d、弹性滚轮13e、轴环13f、联轴器13g、连接套13h、电机轴13i、电机13j、第一螺钉13k、底座13l、第二螺钉13m和第三螺钉13o，所述液压缸支撑架13a一端固定于下壳14a且另一端固定于滚轮液压缸13b，所述滚轮液压缸13b通过螺纹连接于底座13l，所述活塞杆13c固定于滚轮液压缸13b内，所述底座13l通过螺钉固定于外壳14b，所述活塞杆13c设有活塞杆通孔13n，所述滚轮轴13d安装于活塞杆通孔13n内，所述弹性滚轮13e与滚轮轴13d与通过键连接，所述轴环13f套装在滚轮轴13d上，轴环13f上下两端分别与活塞杆13c和弹性滚轮13e接触，所述连接套13h下端通过第一螺钉13k固定于活塞杆13c上，所述电机轴13i与滚轮轴13d通过联轴器13g连接，连接套13h上端通过第二螺钉13m固定于电机13j上，所述活塞杆13c设有油孔13p和油槽13q用于润滑滚轮轴13d和活塞杆13c，所述油孔13p由第三螺钉13o密封。

所述液压缸支撑架13a与滚轮液压缸13b和下壳14a形成三角性结构，用于承受滚轮系统13和管道8施加的载荷；所述滚轮轴13d与活塞杆13c之间采用脂润滑。

如图1，图9和图10所示，所述第一壳体14包括下壳14a、外壳14b、壳体连接杆14c、上壳14d、支撑柱14e、背壳14f、背板14g和对准靴14h，所述下壳14a固定于在背壳14f和背板14g上，所述外壳14b固定于下壳14a和背壳14f上，所述壳体连接杆14c一端固定于外壳14b且另一端固定于上桅杆15c，所述上壳14d固定于外壳14b、背壳14f和背板14g上，所述支撑柱14e下端固定于下壳14a且上端固定于上壳14d，所述对准靴14h固定于外壳14b上。

所述对准靴14h用于限定管道安装器6的位置，保证管道安装器6与对准靴14h接触时与塔架15平行，使得管道8顺利进入滚轮系统13中。

如图2所示，所述塔架15包括下连接杆15a、副桅杆15b、上桅杆15c、主桅杆15d和上连接杆15e，所述下连接杆15a一端固定于副桅杆15b且另一端固定于主桅杆15d，所述副桅杆15b上端固定于下壳14a且下端固定于工作台3上，所述上桅杆15c下端固定于上壳14d上端固定于第二壳体16，所述主桅杆15d下端固定于工作台3，上端固定于第二壳体16，所述主桅杆15d与下壳14a、上壳14d、背壳14f和背板14g之间均采用焊接连接，所述上连接杆15e一端固定于上桅杆15c且另一端固定于主桅杆15d。

如图1至图20所示，当未安装管道8时，所述管道安装器6处于水平状态，所述多级液压缸7b、夹具液压缸10d、滚轮液压缸13b的无杆腔均未进油；当所述管道8处于待夹取位置时，所述夹具活塞杆10e推动夹具压板10b旋转以夹紧管道8，所述多级液压单元7推动管道安装器6绕铰接台5逆时针旋转；当管道安装器6与对准靴14h接触时，多级液压单元7停止运动，旋转座4推动铰接台5顺时针旋转，铰接台5带动管道安装器6旋转，管道安装器6带动管道8绕管道安装器6的轴线旋转，所述套筒12与管道安装器6之间可相对旋转，无轴向滑动；当所述管道8绕管道安装器6的轴线旋转270°时，第一壳体14内和第二壳体16内的滚轮系统13同时工作，所述滚轮系统13自锁，电机轴13i、滚轮轴13d、弹性滚轮13e与活塞杆13c间无相对转动，所述滚轮液压缸13b无杆腔进油，所述活塞杆13c推动安装在滚轮轴13d上的弹性滚轮13e夹紧管道8，所述夹具活塞杆10e带动夹具压板10b旋转以松开管道8，旋转座4推动铰接台5逆时针旋转，所述多级液压单元7带动管道安装器6回到水平位置；当所述第一壳体14和第二壳体16内的滚轮系统13夹紧管道8后，所述第二壳体16内滚轮系统13保持锁定，第一壳体14内的滚轮系统13对管道8的位置进行调整，所述管道8的位置通过滚轮系统13中两对滚轮液压缸13b驱动活塞杆13c控制；所述电机13j通过连接套13h与活塞杆13c固定，电机13j与活塞杆13c间无相对运动，所述电机13j驱动电机轴13i旋转，所述电机轴13i通过联轴器13g带动滚轮轴13d旋转，滚轮轴13d通过键连接带动弹性滚轮13e旋转，所述弹性滚轮13e通过摩擦力带动管道8上下移动；所述管道8之间在工作台3上完成连接后，所述滚轮系统13将管道8下放，管道8穿过工作台3，经过托管架1铺设到海底，重复以上步骤，可循环配置管道；所述工作台3及固定于工作台3上的塔架15和托管架1可绕船舶甲板2旋转，所述液压缸9控制塔架15、工作台3和托管架1旋转，所述液压缸9控制塔架15处于铅垂位置时，管道8的铺设方式为J形，所述液压缸9控制塔架15倾斜，管道8的铺设方式为S形。

以上所述具体实施方式用于说明本发明而非限制本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的构思和原则前提下所做出的等同变化与修改，均属于本发明系统的保护范围。

Claims (2)

1.一种海洋管道铺设装置，包括托管架(1)、工作台(3)、旋转座(4)、铰接台(5)、管道安装器(6)、多级液压单元(7)、液压缸(9)、夹具(10)、管道支架(11)、套筒(12)、滚轮系统(13)、第一壳体(14)、塔架(15)和第二壳体(16)，所述工作台(3)固定于船舶甲板(2)上，所述托管架(1)固定于工作台(3)下方，所述旋转座(4)固定于工作台(3)上，所述铰接台(5)固定于旋转座(4)上，所述管道安装器(6)的下端与铰接台(5)铰接，所述多级液压单元(7)与管道安装器(6)间设有套筒(12)，所述多级液压单元(7)与套筒(12)间通过铰链连接，所述套筒(12)固定于管道安装器(6)上，所述管道安装器(6)上设有两个管道支架(11)，所述夹具(10)固定于管道支架(11)上，所述液压缸(9)的两端通过铰链分别与船舶甲板(2)和塔架(15)连接，所述塔架(15)固定于工作台(3)上，所述塔架(15)上设有第一壳体(14)和第二壳体(16)，所述第一壳体(14)和第二壳体(16)内均设有滚轮系统(13)；所述多级液压单元(7)包括下铰链(7a)、多级液压缸(7b)和上铰链(7c)，所述下铰链(7a)安装于船舶甲板(2)上，所述上铰链(7c)安装于套筒(12)上，所述多级液压缸(7b)的两端分别与下铰链(7a)和上铰链(7c)连接；所述夹具(10)包括夹具支撑板(10a)、夹具压板(10b)、夹具主体(10c)、夹具液压缸(10d)和夹具活塞杆(10e)，所述夹具支撑板(10a)固定于夹具压板(10b)上，所述夹具压板(10b)通过铰链与夹具主体(10c)连接，所述夹具液压缸(10d)通过铰链与夹具主体(10c)连接，所述夹具活塞杆(10e)的一端通过铰链与夹具压板(10b)连接且另一端可在夹具液压缸(10d)内滑动；所述滚轮系统(13)包括液压缸支撑架(13a)、滚轮液压缸(13b)、活塞杆(13c)、滚轮轴(13d)、弹性滚轮(13e)、轴环(13f)、联轴器(13g)、连接套(13h)、电机轴(13i)、电机(13j)、第一螺钉(13k)、底座(13l)、第二螺钉(13m)和第三螺钉(13o)，所述液压缸支撑架(13a)一端固定于下壳(14a)且另一端固定于滚轮液压缸(13b)，所述滚轮液压缸(13b)通过螺纹连接于底座(13l)，所述活塞杆(13c)固定于滚轮液压缸(13b)内，所述底座(13l)通过螺钉固定于外壳(14b)，所述活塞杆(13c)设有活塞杆通孔(13n)，所述滚轮轴(13d)安装于活塞杆通孔(13n)内，所述弹性滚轮(13e)与滚轮轴(13d)与通过键连接，所述轴环(13f)套装在滚轮轴(13d)上，轴环(13f)上下两端分别与活塞杆(13c)和弹性滚轮(13e)接触，所述连接套(13h)下端通过第一螺钉(13k)固定于活塞杆(13c)上，所述电机轴(13i)与滚轮轴(13d)通过联轴器(13g)连接，连接套(13h)上端通过第二螺钉(13m)固定于电机(13j)上，所述活塞杆(13c)设有油孔(13p)和油槽(13q)用于润滑滚轮轴(13d)和活塞杆(13c)，所述油孔(13p)由第三螺钉(13o)密封；所述第一壳体(14)包括下壳(14a)、外壳(14b)、壳体连接杆(14c)、上壳(14d)、支撑柱(14e)、背壳(14f)、背板(14g)和对准靴(14h)，所述下壳(14a)固定于在背壳(14f)和背板(14g)上，所述外壳(14b)固定于下壳(14a)和背壳(14f)上，所述壳体连接杆(14c)一端固定于外壳(14b)且另一端固定于上桅杆(15c)，所述上壳(14d)固定于外壳(14b)、背壳(14f)和背板(14g)上，所述支撑柱(14e)下端固定于下壳(14a)且上端固定于上壳(14d)，所述对准靴(14h)固定于外壳(14b)上；所述塔架(15)包括下连接杆(15a)、副桅杆(15b)、上桅杆(15c)、主桅杆(15d)和上连接杆(15e)，所述下连接杆(15a)一端固定于副桅杆(15b)且另一端固定于主桅杆(15d)，所述副桅杆(15b)上端固定于下壳(14a)且下端固定于工作台(3)上，所述上桅杆(15c)下端固定于上壳(14d)上端固定于第二壳体(16)，所述主桅杆(15d)下端固定于工作台(3)，上端固定于第二壳体(16)，所述主桅杆(15d)与下壳(14a)、上壳(14d)、背壳(14f)和背板(14g)之间均采用焊接连接，所述上连接杆(15e)一端固定于上桅杆(15c)且另一端固定于主桅杆(15d)。

2.根据权利要求1所述的一种海洋管道铺设装置的工作方法，其特征在于，当未安装管道(8)时，所述管道安装器(6)处于水平状态，所述多级液压缸(7b)、夹具液压缸(10d)、滚轮液压缸(13b)的无杆腔均未进油；当所述管道(8)处于待夹取位置时，所述夹具活塞杆(10e)推动夹具压板(10b)旋转以夹紧管道(8)，所述多级液压单元(7)推动管道安装器(6)绕铰接台(5)逆时针旋转；当管道安装器(6)与对准靴(14h)接触时，多级液压单元(7)停止运动，旋转座(4)推动铰接台(5)顺时针旋转，铰接台(5)带动管道安装器(6)旋转，管道安装器(6)带动管道(8)绕管道安装器(6)的轴线旋转，所述套筒(12)与管道安装器(6)之间可相对旋转，无轴向滑动；当所述管道(8)绕管道安装器(6)的轴线旋转270°时，第一壳体(14)内和第二壳体(16)内的滚轮系统(13)同时工作，所述滚轮系统(13)自锁，电机轴(13i)、滚轮轴(13d)、弹性滚轮(13e)与活塞杆(13c)间无相对转动，所述滚轮液压缸(13b)无杆腔进油，所述活塞杆(13c)推动安装在滚轮轴(13d)上的弹性滚轮(13e)夹紧管道(8)，所述夹具活塞杆(10e)带动夹具压板(10b)旋转以松开管道(8)，旋转座(4)推动铰接台(5)逆时针旋转，所述多级液压单元(7)带动管道安装器(6)回到水平位置；当所述第一壳体(14)和第二壳体(16)内的滚轮系统(13)夹紧管道(8)后，所述第二壳体(16)内滚轮系统(13)保持锁定，第一壳体(14)内的滚轮系统(13)对管道(8)的位置进行调整，所述管道(8)的位置通过滚轮系统(13)中两对滚轮液压缸(13b)驱动活塞杆(13c)控制；所述电机(13j)通过连接套(13h)与活塞杆(13c)固定，电机(13j)与活塞杆(13c)间无相对运动，所述电机(13j)驱动电机轴(13i)旋转，所述电机轴(13i)通过联轴器(13g)带动滚轮轴(13d)旋转，滚轮轴(13d)通过键连接带动弹性滚轮(13e)旋转，所述弹性滚轮(13e)通过摩擦力带动管道(8)上下移动；所述管道(8)之间在工作台(3)上完成连接后，所述滚轮系统(13)将管道(8)下放，管道(8)穿过工作台(3)，经过托管架(1)铺设到海底，重复以上步骤，可循环配置管道；所述工作台(3)及固定于工作台(3)上的塔架(15)和托管架(1)可绕船舶甲板(2)旋转，所述液压缸(9)控制塔架(15)、工作台(3)和托管架(1)旋转，所述液压缸(9)控制塔架(15)处于铅垂位置时，管道(8)的铺设方式为J形，所述液压缸(9)控制塔架(15)倾斜，管道(8)的铺设方式为S形。