EA026392B1 - Опорное устройство для удлиненного предмета - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к барабану (10) лебедки и способу транспортирования удлиненного предмета (6, 6a, 6b, 39, 42, 43, 45а, 47) между плавучим судном (2) и находящейся под судном толщей воды при применении судном такой лебедки. Лебедка содержит способный вращаться цилиндрический корпус (100) для наматывания удлиненного предмета вокруг продольной оси (11) корпуса, причем указанный корпус содержит цилиндрическую контактную поверхность (35) для того, чтобы на нее опосредованно опиралась по меньшей мере часть удлиненного предмета. Кроме того, барабан содержит бесконечную цепь (18), наматываемую, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса по спирали относительно продольной оси корпуса и действующую в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью и указанным удлиненным предметом, а также содержит направляющую (17) перемещения цепи, проходящую поперек продольной длины цилиндрического корпуса, для направления бесконечной цепи между зоной (T) выхода цепи в зоне (7a) первого аксиального торца цилиндрического корпуса и зоной (E) входа цепи в зоне (7b) второго аксиального торца цилиндрического корпуса, расположенной на противоположном аксиальном торце цилиндрического корпуса.

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам для манипулирования удлиненным предметом и для его подвешивания согласно указаниям вводной части независимых пунктов формулы изобретения. В частности, изобретение используется при укладке таких удлиненных предметов, как жесткие трубы, гибкие трубы, райзеры, магистрали, трубопроводы, кабель-тросы, волоконные канаты или канаты с находящегося в море судна.

Уровень техники

Монтаж, например, подводных магистралей на больших глубинах выдвигает новые вызовы из-за возрастания веса изделия, сопровождаемого увеличением натяжения материала в процессе операции укладки. Это влияет на риск повреждения изделия, безопасность обращения с ним в процессе работы, а также на стоимость изделия и трубоукладочной операции. В частности, увеличение глубины погружения требует проведения общего пересмотра существующих рабочих параметров и оснащения. Например, повышается давление, сжимающее магистрали снаружи, требуется больше натяжителей, требуются более высокие башни систем вертикальной укладки (УЪ8, от англ. Уегйса1 Ьау 8у51ст) и увеличенная ширина судна для обеспечения лучшей остойчивости.

Широко известны способы и устройства для укладки гибких труб, кабелей и т.д. на морское дно. Например, заявки \УО 03/004915 (81оск8Й11) и И8 5346333 (Ма1оЬеШ и др.) обе раскрывают обычные системы УЬ8. В традиционных системах УЬ8 гибкую трубу удерживают натяжителями, часто установленными последовательно и синхронизированными по движению для управления процессом укладки. Однако такие обычные системы УЬ8 нуждаются в погрузке-разгрузке больших масс из глубоководных магистралей, включая потребность в большом количестве натяжителей, что, помимо всего прочего, делает систему в целом большой, громоздкой и высокозатратной, с большим объемом непрерывного технического обслуживания.

К уровню техники также относится заявка \УО 2012/044179 А1 (Найден и др.), раскрывающая устройство для подачи удлиненного предмета с плавучего судна в толщу воды с использованием способного вращаться цилиндрического корпуса. Бесконечную цепь элементов, выполненных с возможностью обеспечивать опору удлиненному предмету, наматывают в несколько витков вокруг цилиндрического корпуса. Количество витков подлежит регулировке в зависимости от таких требований, как нагрузка, располагаемое пространство, норма расходов и т.д. В типовой операции укладки количество витков превышает 2, предпочтительно находясь в диапазоне от 2 до 5, например составляя 3,75. Такое решение значительно снижает количество требуемых натяжителей за счет использования широко известного кабестанового эффекта, который снимает большую часть нагрузки от удлиненного предмета. Однако недостатком вышеизложенного подхода является то, что требуются специальные направляющие средства, располагаемые под цилиндрическим корпусом, и служащие для радиального направления в процессе наматывания в целом параллельных удлиненных предметов. В применении к УЬ8 такие дополнения усложняют систему, повышают объемы технического обслуживания и себестоимость.

Кроме того, ни в одной из вышеуказанных публикаций не раскрыто решение по обращению с опорами оконцовок (ОО (ЕТ8) - от англ. Еиб Тегт1иа1юи 8иррой) магистралей/удлиненных предметов с тем, чтобы укладку можно было бы выполнять бесперебойно без вмешательства человека.

Авторы разработали и осуществили настоящее изобретение с целью преодоления недостатков уровня техники и получения дополнительных преимуществ.

В изобретении используется широко известный кабестановый эффект, относящийся к удерживающему усилию, требующемуся для противодействия силе нагрузки, когда гибкую линию обматывают вокруг цилиндра (кнехта, брашпиля или лебедки). В результате взаимодействия фрикционных сил и натяжения, натяжение на линии, намотанной вокруг лебедки, может быть разным с разных сторон лебедки. Небольшое удерживающее усилие, прилагаемое на одной стороне, может противостоять гораздо большему нагрузочному усилию с другой стороны. Это и является принципом, на котором работает устройство типа лебедки.

В большинстве случае взаимоотношение между удерживающим усилием и нагрузкой может быть выражено следующей формулой:

где Т₁ и Т₀ представляют собой выходное и входное натяжения соответственно, μ - коэффициент трения между контактирующими твердыми телами, такими как поверхность барабана и гибкая труба, а φ - угол контакта или же полный угол всех витков каната, измеренный в радианах.

То есть если гибкая труба или канат сделает 3,75 витка вокруг барабана, то φ будет равен 3,75 2 π =

7,5 π. Для раскрываемого здесь конкретного применения типовые величины μ будут находиться в диапазоне от 0,1 до 0,3. Таким образом, для гибких труб, намотанных вокруг барабана в 3,75 витка, натяжение или сила нагрузки может быть примерно в 10-1200 раз больше входного натяжения или удерживающего усилия.

- 1 026392

Сущность изобретения

Изобретение изложено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения, в то время как в зависимых пунктах формулы изобретения раскрываются другие признаки изобретения.

Таким образом, обеспечивается барабан (катушка) лебедки для транспортирования удлиненного предмета между плавучим судном и находящейся под судном толщей воды, содержащий выполненный с возможностью вращения цилиндрический корпус для наматывания удлиненного предмета вокруг аксиальной оси корпуса, причем указанный корпус содержит цилиндрическую контактную поверхность для опосредованного удержания по меньшей мере части, удлиненного предмета. Барабан лебедки дополнительно содержит бесконечную цепь, намотанную, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса по спирали относительно аксиальной оси корпуса и действующую в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью и указанным удлиненным предметом, а также содержит направляющую перемещения цепи, проходящую поперек аксиальной длины цилиндрического корпуса для направления бесконечной цепи между зоной выхода цепи в зоне первого аксиального торца цилиндрического корпуса и зоной входа цепи в зоне второго аксиального торца цилиндрического корпуса, причем зона второго аксиального торца находится на противоположном от аксиального торце цилиндрического корпуса.

Бесконечной цепью в настоящем документе называется замкнутая цепь с соединенными друг с другом концами.

Предпочтительно при эксплуатации бесконечная цепь входит в цилиндрический корпус и выходит из него под ненулевым входным углом и ненулевым выходным углом соответственно, причем входной угол и выходной угол определяют как угол относительно общего направления вращения цилиндрического корпуса. Эти углы могут быть идентичны или почти идентичны друг другу.

Барабан лебедки в предпочтительном варианте осуществления может также содержать спиралезадающий элемент, расположенный в или возле одной или обеих из зоны первого аксиального торца и зоны второго аксиального торца, причем спиралезадающий элемент выполнен с возможностью принуждения бесконечной цепи к движению по спирали. По меньшей мере один из спиралезадающих элементов может быть расположен в зоне входа цепи или вблизи нее, то есть там, где бесконечная цепь входит в цилиндрический корпус. Аналогичным образом, зона выхода цепи здесь определяется как зона, где бесконечная цепь выходит из цилиндрического корпуса. Указанный спиралезадающий элемент предпочтительно может частично следовать цилиндрической контактной поверхности.

Вынужденное/задаваемое направление по спирали может, по меньшей мере частично, являться результатом скользящего контакта одной или обеих боковых сторон бесконечной цепи по меньшей мере с одним спиралезадающим элементом.

В одном из вариантов осуществления изобретения бесконечная цепь может состоять из множества опорных элементов, смонтированных торец-в-торец с помощью соединительных элементов, причем соединительные элементы позволяют расположенным рядом друг с другом опорным элементам перемещаться друг относительно друга. Каждый из этих опорных элементов может содержать опорную поверхность, на которую может опираться удлиненный предмет при намотке вокруг цилиндрического корпуса, причем геометрия опорной поверхности конструктивно обеспечивает опору и ограничивает взаимное перемещение между предполагаемым удлиненным предметом и соответствующим ему одним или нескольким опорными элементами, может содержать боковые направляющие (скользящие) поверхности для обеспечения скользящего контакта между опорным элементом и по меньшей мере одним соседним опорным элементом в аксиальном направлении цилиндрического корпуса, и колодки, расположенные на противоположной опорной поверхности стороне с целью обеспечения фрикционного контакта между опорным элементом и цилиндрической контактной поверхностью, причем колодки выполнены с возможностью обеспечения фрикционного контакта, который и обеспечивает кабестановый эффект на удлиненном предмете в процессе использования и позволяет опорным элементам перемещаться друг относительно друга в продольном направлении.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления барабан лебедки содержит также первый радиальный прижим и второй радиальный прижим, присоединенные к цилиндрическому корпусу внутри или вблизи зоны выхода цепи и зоны входа цепи соответственно, при этом радиальные прижимы выполнены с возможностью обеспечения требуемого пространственного расположения бесконечной цепи при ее выходе из цилиндрического корпуса и повторном входе в него. Вышеуказанный спиралезадающий элемент может быть соединен или образовывать единое целое с одним из радиальных прижимов или с обоими радиальными прижимами.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления барабан лебедки может дополнительно содержать опору оконцовки (ОО (ЕТ§)), удерживаемую на бесконечной цепи, при этом ОО (ЕТ§) расположена в зоне наматывания удлиненного предмета или вблизи нее, либо в зоне сматывания удлиненного предмета или вблизи нее для приема, удержания и высвобождения оконцовки, расположенной на одном конце удлиненного предмета. ОО (ЕТ§) может быть разъемным образом прикреплена к первому радиальному прижиму и второму радиальному прижиму парковочными средствами. Эти парковочные средства могут содержать замок ОО (ЕТ§) для разъемного прикрепления ОО (ЕТ§) в запаркованном положе- 2 026392 нии, и преодолимый удерживающий элемент, препятствующий скольжению 00 (ЕТ§) в одном из ее двух продольных направлений на соответствующем радиальном прижиме при нахождении в запаркованном положении, причем продольное направление определяют как направление вдоль по длине радиальных прижимов. Парковочные средства на первом радиальном прижиме, предпочтительно, отличаются от парковочных средств на втором радиальном прижиме тем, что парковочные средства на первом радиальном прижиме дополнительно содержат непреодолимый стопор, препятствующий скольжению 00 (ЕТ§) в другом из ее двух продольных направлений на первом радиальном прижиме. Кроме того, 00 (ЕТ§) и опорные элементы/ цепь могут быть выполнены таким образом, чтобы 00 (ЕТ§) была удерживаемой на по меньшей мере одной опорной поверхности 00 (ЕТ§) бесконечной цепи. 00 (ЕТ§) также может содержать второе средство зацепления оконцовки для приема первого соединительного средства оконцовки при эксплуатации, причем первое средство зацепления оконцовки составляет часть оконцовки.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения барабан лебедки дополнительно может содержать радиальную прижимную каретку (РПК (КРТ), от англ. Καάίαΐ ргеккиге (гаек). расположенную по меньшей мере на одном из торцов цилиндрического корпуса, причем указанная каретка РПК (КРТ) выполнена с возможностью приложения давления/удерживающего усилия по меньшей мере к одной части удлиненного предмета, располагающегося на цилиндрическом корпусе в процессе эксплуатации. Основным назначением РПК (КРТ) является обеспечение повышенного давления удлиненных предметов на цилиндрический корпус лебедки для достижения требуемого трения между несущей предмет цепью и находящимся под ней цилиндрическим корпусом. Это создаваемое РПК (КРТ) дополнительное давление имеет особую важность, когда противодействующая сила/натяжение в целом снижена относительно натяжения, вызванного вышеуказанными натяжителями и/или кабестановым эффектом. Противодействующее натяжение обычно задается частью удлиненного предмета, которая отделилась от цепи после совершения оборотов вокруг цилиндрического корпуса, например частью, вертикально свешивающейся с корпуса, когда свободный конец части направлен по направлению к воде или погружен в воду. Обычно нежелательное снижение противодействующего трения может быть результатом особого вмешательства оператора, например отделением оконцовки и тягового троса. До такого предсказуемого снижения натяжения и до тех пор, пока удовлетворительное противодействующее натяжение не будет восстановлено, например, опусканием достаточно длинной части удлиненного предмета в воду в процессе укладки, использование РПК (КРТ) может оказаться эффективным средством обеспечения стабильной работы. Специалист может продумать дополнительные или альтернативные варианты применения РПК (КРТ), например, использовать РПК (КРТ) в качестве инструмента для еще большего ослабления требуемого натяжения от натяжителей.

Отметим, что приведенное выше раскрытие изобретения не ограничивает каким-либо образом то, как направляющая перемещения цепи должна перемещать бесконечную цепь с одного аксиального торца цилиндрического корпуса на его другой аксиальный торец. Поэтому она может быть расположена снаружи корпуса, а также частично внутри корпуса. Последний вариант может быть удобным, если в конструкции барабана лебедки отсутствуют некоторые или все внутренние детали корпуса, такие как центральный вал вращения или ступица и/или спицы.

Изобретение также может быть использовано для подъема удлиненных предметов из воды в укладочное судно, то есть в процессе, обратном процессу укладки.

В качестве первой альтернативы раскрытому выше основному изобретению также обеспечивается барабан лебедки того же типа, как раскрыто выше, но в котором отличительные признаки определяются радиальными прижимами, согласно раскрытому в п.10, тем самым, по меньшей мере частично, заменяя отличительные признаки, относящиеся к бесконечной цепи в п.1. Конкретнее, в альтернативном изобретении обеспечивается барабан лебедки для транспортирования удлиненного предмета между плавучим судном и находящейся под судном толщей воды, содержащий выполненный с возможностью вращения цилиндрический корпус для наматывания удлиненного предмета вокруг продольной оси корпуса, причем указанный корпус содержит цилиндрическую контактную поверхность для того, чтобы опосредованно нести по меньшей мере часть удлиненного предмета. Альтернативный барабан лебедки дополнительно содержит цепь, наматываемую, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью и предполагаемым удлиненным предметом, а также содержит направляющую перемещения цепи, проходящую поперечно аксиальной длине цилиндрического корпуса для направления бесконечной цепи между зоной (Т) выхода цепи в зоне первого аксиального торца цилиндрического корпуса и зоной (Е) входа цепи в зоне второго аксиального торца цилиндрического корпуса, причем зона второго аксиального торца расположена на противоположном аксиальном торце цилиндрического корпуса, а также первый радиальный прижим и второй радиальный прижим, присоединенные к цилиндрическому корпусу внутри или вблизи зоны (Т) выхода цепи и зоны (Е) входа цепи соответственно, при этом радиальные прижимы выполнены с возможностью обеспечения требуемого пространственного расположения цепи при ее выходе из цилиндрического корпуса и повторном входе в него. Любые дополнительные приведенные в настоящем документе детали радиальных прижимов составляют часть второго альтернативного изобретения.

В качестве второй альтернативы вышеуказанному основному изобретению также обеспечивается

- 3 026392 барабан лебедки вышеописанного типа, но в котором отличительные признаки определяются опорой оконцовки (ΟΟ (ЕТ8)) согласно раскрытому в п.12, и если барабан лебедки также содержит радиальные прижимы, предпочтительно включая ограничение (ограничения) по любому из пп.13-17, тем самым, по меньшей мере частично, заменяя отличительные признаки, относящиеся к бесконечной цепи в п.1. Конкретнее, во втором альтернативном изобретении обеспечивается барабан лебедки для транспортирования удлиненного предмета между плавучим судном и находящейся под судном толщей воды, содержащий выполненный с возможностью вращения цилиндрический корпус для наматывания удлиненного предмета вокруг продольной оси корпуса, причем указанный корпус содержит цилиндрическую контактную поверхность для того, чтобы опосредованно нести по меньшей мере часть удлиненного предмета. Альтернативный барабан лебедки дополнительно содержит цепь, наматываемую, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса и действующую в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью и предполагаемым удлиненным предметом, а также содержит опору оконцовки (ΟΟ (ЕТ8)), причем опора ΟΟ (ЕТ8) выполнена с возможностью удержания на бесконечной цепи, причем ΟΟ (ЕТ8) расположена вблизи или внутри зоны (Р) наматывания или вблизи или внутри зоны (И) сматывания удлиненного предмета для приема, удержания и высвобождения оконцовки, расположенной на одном конце удлиненного предмета. В предпочтительном случае, когда первый и второй радиальный прижимы составляют часть второго альтернативного изобретения, эти первый и второй радиальный прижимы как для основного изобретения, так и для первого альтернативного изобретения являются присоединенными к цилиндрическому корпусу внутри или вблизи зоны (Т) выхода цепи и зоны (Е) входа цепи соответственно, и при этом радиальные прижимы способны обеспечивать требуемое пространственного расположения цепи при ее выходе из цилиндрического корпуса и повторном входе в него. Направляющая перемещения цепи тогда будет проходить поперечно аксиальной длине цилиндрического корпуса для направления цепи между зоной (Т) выхода цепи в зоне первого аксиального торца цилиндрического корпуса и зоной (Е) входа цепи в зоне второго аксиального торца цилиндрического корпуса, причем зона второго торца расположена на противоположном аксиальном торце цилиндрического корпуса. Любые прочие упоминаемые здесь детали ΟΟ (ЕТ8) и в случае применения радиальных прижимов могут составлять часть второго альтернативного изобретения.

В качестве третьей альтернативы вышеуказанному основному изобретению также обеспечивается барабан лебедки вышеописанного типа, но в котором отличительные признаки определяются радиальными прижимами согласно раскрытому в п.18 или 19, тем самым, по меньшей мере частично, заменяя отличительные признаки, относящиеся к бесконечной цепи в п.1. Конкретнее, в третьем альтернативном изобретении обеспечивается барабан лебедки для транспортирования удлиненного предмета между плавучим судном и находящейся под судном толщей воды, содержащий выполненный с возможностью вращения цилиндрический корпус для наматывания удлиненного предмета вокруг аксиальной оси корпуса, причем указанный корпус содержит цилиндрическую контактную поверхность для того, чтобы опосредованно нести по меньшей мере часть удлиненного предмета. Альтернативный барабан лебедки дополнительно содержит цепь, наматываемую, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса и действующую в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью и предполагаемым удлиненным предметом, а также содержит радиальную прижимную каретку (РПК (РРТ)), расположенную по меньшей мере на одном из аксиальных торцов цилиндрического корпуса и выполненную с возможностью приложения давления/удерживающего усилия по меньшей мере к одной части удлиненного предмета, расположенного на цилиндрическом корпусе в процессе использования.

Любые прочие упомянутые здесь детали РПК (РРТ) могут составлять часть третьего альтернативного изобретения.

Общим для первого, второго или третьего альтернативных изобретений, раскрытых выше, является то, что они не требуют конфигурации бесконечной цепи.

Для ясности, формулировки для всех изобретений, приведенные выше и в прилагаемой формуле изобретения, должны пониматься как предполагающие одну или более цепей, одну или более направляющих перемещения цепи, один или более первых и вторых радиальных прижимов, одну или более ΟΟ (ЕТ8), одну или более РПК (РРТ) и т.д.

Изобретение также включает в себя судно, имеющее корпус и палубу для укладки удлиненного предмета в толщу воды и извлечения/подъема удлиненного предмета из толщи воды, причем данное судно содержит барабан лебедки в соответствии с раскрытыми выше признаками.

Краткое описание чертежей

Эти и другие характеристики изобретения станут понятными из нижеследующего описания предпочтительных форм осуществления изобретения, которые приведены в виде неограничивающих примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых на фиг. 1 и 2 на виде сбоку и виде сверху, соответственно, показан вариант осуществления трубоукладочного судна в соответствии с изобретением;

на фиг. 3 на виде в аксонометрии показан участок трубоукладочного судна с частью барабана лебедки и гибкой трубой, расположенных на судне возле зоны буровой шахты;

на фиг. 4а и 4Ь показаны, соответственно, вид в аксонометрии и вид спереди одного из вариантов

- 4 026392 осуществления барабана лебедки согласно изобретению, несущего гибкую трубу и бесконечную цепь лотков, обвитую определенное число раз вокруг цилиндрического корпуса лебедки;

на фиг. 5а и 5Ь на видах в аксонометрии показан первый вариант осуществления лотка в сборе в соответствии с изобретением;

на фиг. 5с на виде в аксонометрии показаны два лотка такого типа, как показано на фиг. 5а и 5Ь, с разобранным соединительным средством лотков;

на фиг. 5й в разобранном виде показан лоток такого типа, как показано на фиг. 5а и 5Ь; на фиг. 5е показан вид сбоку двух лотков в сборе такого типа, как показано на фиг. 5а и 5Ь;

на фиг. 51 и 5д показаны виды в аксонометрии второго варианта осуществления лотка в сборе в соответствии с изобретением;

на фиг. 6а показано принципиальное схематическое изображение варианта осуществления первого радиального прижима в соответствии с изобретением;

на фиг. 6Ь показано принципиальное схематическое изображение варианта осуществления второго радиального прижима в соответствии с изобретением;

на фиг. 6с на виде в аксонометрии показан свободный конец второго радиального прижима в соответствии с изобретением;

на фиг. 7а, 7Ь и 7с показаны принципиальные схематические изображения варианта осуществления опоры оконцовки в соответствии с изобретением на различных стадиях поддержки оконцовки гибкой трубы и связанных с ней компонентов;

на фиг. 8а и 8Ь на видах в аксонометрии показан вариант осуществления опоры оконцовки в соответствии с изобретением, причем на фиг. 8а и 8Ь оконцовка гибкой трубы показана поддерживаемой и не поддерживаемой соответственно;

на фиг. 9 подробно в аксонометрии показан вариант осуществления барабана лебедки в соответствии с изобретением, причем гибкая труба и опора оконцовки показаны установленными на цилиндрическом корпусе барабана лебедки;

на фиг. 10а на виде в аксонометрии показан чертеж отделенной опоры оконцовки на втором радиальном прижиме в соответствии с изобретением;

на фиг. 10Ь показан подробный фрагмент чертежа по фиг. 10а в сборе, подробнее показывающий область контакта между опорой оконцовки и вторым радиальным прижимом;

на фиг. 11а на виде в аксонометрии показан чертеж отделенной опоры оконцовки на первом радиальном прижиме в соответствии с изобретением;

на фиг. 11Ь показан подробный фрагмент чертежа по фиг. 11а в сборе, подробнее показывающий область контакта между опорой оконцовки и первым радиальным прижимом;

на фиг. 12а и фиг. 12Ь в аксонометрии показан вариант осуществления лебедки в соответствии с изобретением, включая радиальную прижимную каретку, установленную в рабочее и нерабочее положение соответственно.

Подробное раскрытие предпочтительного варианта осуществления изобретения

Специалистам должна быть известна разница между гибкими трубами и жесткими трубами. Если у гибких труб минимальный радиус изгиба без пластической деформации достаточно невелик (например, порядка нескольких метров), то у жестких труб минимальный радиус изгиба без пластической деформации достаточно велик (например, порядка десятков метров). Хотя в настоящем раскрытии используется общий термин гибкая труба, следует понимать, что данный термин охватывает не только истинно гибкие полые трубы, но и гибкие райзеры, кабель-тросы, волоконные канаты, и гибкие кабели, которые приходится укладывать укладочным судам. Специалисту будет понятно, что изобретение применимо также для монтажа жестких труб и что для этого может понадобится выпрямитель знакопеременного изгиба.

На фиг. 1 и 2 показано монтажное судно или трубоукладочное судно 2, удерживающее гибкую трубу в толще воды Движением судна управляют движительные модули (движители) 1. В целом судно предпочтительно управляется известными из уровня техники устройствами 1 системы динамического позиционирования. Гибкую трубу 6 подают в воду в более или менее вертикальной ориентации через шахту 5 в корпусе 3 судна. Максимальный вес подвешенной гибкой трубы 6а может быть значительным (в частности, в зависимости от глубины воды), например порядка 300-500 метрических тонн.

В иллюстрируемом варианте осуществлении изобретения на борту судна гибкую трубу 6 хранят на горизонтальном накопительном барабане 22 и подают на лебедку 10 с помощью одного или нескольких натяжителей 20. Натяжители 20 относятся к типу, широко известному из уровня техники, но только должны быть относительно легкими натяжителями (по сравнению с натяжителем, требующимся для обычных систем вертикальной укладки, то есть так называемых системах УЪ8 (от англ. Уег0са1 Ьау 8ук1ет). Хотя это и не показано, следует понимать, что накопительный барабан 22 может быть заменен некоторым количеством шпилей меньшего размера, которые, например, расположены на нижней палубе судна.

Та часть гибкой трубы 6, которая уходит в воду и по мере выполнения укладки - на морское дно (не показано), будучи подвешенной укладочным судном, обозначена номером позиции 6а. Часть гибкой трубы, которая в любой заданный момент времени находится между накопительным барабаном и барабаном

- 5 026392 лебедки, обозначена номером позиции 6Ь.

Как показано на фиг. 2 и 3, гибкая труба 6 обвита с заданным числом витков вокруг барабана 10 лебедки. Барабан 10 лебедки опирается с возможностью вращения на корпус судна посредством опорной конструкции 12. В показанном варианте осуществления барабан лебедки содержит цилиндрический корпус 100. Однако изобретение не должно ограничиваться строго цилиндрической формой корпуса 100, так как допускаются и другие его формы (например, усеченный конус, противопоставленные конусы). Барабан 10 лебедки поддерживается с возможностью вращения с помощью множества роликов (не показаны) вдоль обода барабана лебедки и вращается одним или несколькими двигателями 8 барабана лебедки посредством передачи реечного типа (не показана). Эти типы приводов 8 хорошо известны из уровня техники и не требуют дополнительного рассмотрения. Как будет понятно специалистам, барабан 10 лебедки альтернативно может с возможностью вращения опираться на обычную центральную ось 11 (например, смотри фиг. 4а). Широко известны и также не показаны здесь трапы, платформы, электрические цепи управления, гидравлические резервуары и трубопроводы, требующиеся для работы лебедки и вспомогательного оборудования.

В иллюстрируемом варианте осуществления монтажного судна 2, лебедка 10 расположена перед шахтой 5 таким образом, чтобы гибкая труба 6 наматывалась (Р) на лебедку 10 с той же стороны, с которой она сматывается (И). Такая компоновка удобна при производстве работ, так как оператор, управляющий работой лебедки из операторской кабины 4, визуально наблюдает за тем, как гибкая труба 6 заходит на лебедку 10 и как сходит с нее. Однако следует понимать, что изобретением также охватываются варианты осуществления, в которых лебедку 10 устанавливают сзади шахты 5, и тогда гибкая труба 6 заходит на лебедку 10 и сходит с нее с разных сторон.

В процессе работы гибкую трубу 6 наматывают в несколько витков, например более 3 раз вокруг барабана 10 лебедки и подают в воду (XV) (или извлекают из нее) под судном 2 за счет управляемого и координированного функционирования барабана 10 лебедки и натяжителя (натяжителей) 20.

Для обеспечения того, чтобы гибкая труба 6 заходила на лебедку 10 прямолинейно и в створе, может быть предусмотрен блок управления выравниванием и радиусом (не показан). Также в районе шахты опционально может содержаться спрямитель (не показан). Эти единицы оборудования широко известны в уровне техники и применимы для жестких труб, таких как колтюбинг.

На фиг. 4а лебедка 10 показана более подробно. В данном варианте осуществления изобретения лебедка 10 в аксонометрическом представлении показана содержащей цилиндрический корпус 100 с некоторым количеством спиц 15, присоединенных к центральной оси 11 и боковинам или фланцам 14. Вокруг цилиндрического корпуса 100 барабана 10 лебедки установлена бесконечная цепь 18, составленная из множества башмаков или лотков 19, соединенных торец-в-торец. Также показана гибкая труба 6, обвитая заданное число раз вокруг цилиндрического корпуса 100 спиралевидно, то есть под углом к цилиндрическому корпусу 100, отличающимся от 90°, например от 75 до 89°.

На фиг. 4Ь часть барабана 10 лебедки показана перпендикулярно центральной оси 11 цилиндрического корпуса 100. На этой иллюстрации спиралевидность намотки гибкой трубы 6 более наглядна и является результатом как угла скоса несущей гибкую трубу 6 бесконечной цепи 18, так и клиновидной конструкции/спиралезадающего элемента 110, предпочтительно расположенного на одной из боковин 14 цилиндрического корпуса 100. Для более лучшего обеспечения спиралевидного движения бесконечной цепи и, следовательно, гибкой трубы 6 на противоположной боковине 14 может быть выполнена зеркальная клиновидная конструкция. В данном частном варианте осуществления данная клиновидная конструкция 110 представляет собой неотъемлемую часть несущей/контактной поверхности 35 бесконечной цепи 18.

На фиг. 5а-5е показан первый вариант осуществления башмака или лотка 19 в соответствии с изобретением. Соединение лотков 19 торец-в-торец с получением бесконечной цепи достигается соединением одного или нескольких гибких соединителей 27, прикрепленных к одному несущему элементу 19, к соответствующим приемникам 28, прикрепленным к противоположному продольному торцу соседнего лотка 19. Для того чтобы соседние лотки 19 могли двигаться друг относительно друга, каждый гибкий соединитель 27 в этом первом варианте осуществления состоит из одного или нескольких эластичных соединительных элементов 27а, например, выполненных из полиуретана. Кроме того, эластичный соединительный элемент (элементы) 27а помещен (помещены) в ответный держатель 27Ь (держатели), прикрепленный (прикрепленные) к соединительному продольному торцу лотка 19. Разъемное соединение с соответствующим приемником 28 на соседнем лотке 19 достигается вставлением соединительного штифта 27с в элемент 27а и держатель 27Ь, после чего на два конца соединительного штифта 27с надевают первый и второй ограничители 276, 276' и первое и второе стопорные кольца 27е, 27е'. Данная сборка выходит за пределы по меньшей одной из боковых сторон гибкого соединительного элемента 27а, в результате чего ограничители 276, 276' и/или кольца 27е, 27е после определенного продольного смещения упираются в продольную поверхность 34 лотков 19, препятствуя нежелательным напряжениям/износу эластичного материала.

Каждый лоток 19 также содержит обычно У-образную опорную поверхность 29, на которую, кроме всего прочего, опирается гибкая труба 6, когда наматывается вокруг цилиндрического корпуса 100. Гео- 6 026392 метрия опорной поверхности 29 предназначена одновременно для того, чтобы обеспечить опору гибкой трубе 6, и для того, чтобы ограничить нежелательные взаимные перемещения между гибкой трубой 6 и лотком 19.

С каждой боковой стороны центральной части, включающей в себя опорную поверхность 29, расположены направляющие рельсы 30, каждый из которых содержит боковую направляющую поверхность 32, опорную поверхность 50 для 00 (ЕТ§) (см. фиг. 5а и 5с), и множество прямоугольных колодок 31 (см. фиг. 5Ь, 5й. 5е), предпочтительно сменных. Опорные поверхности 50 для 00 (ЕТ§) будут рассмотрены далее по тексту. Боковые направляющие поверхности 32 предназначены для создания скользящего контакта между лотком 19 и соседними боковыми конструкциями, например, с являющимися составной частью бесконечной цепи 18 лотками 19, расположенными на соседнем витке вокруг цилиндрического корпуса 100, или с одной из клиновидных конструкций 110. Некоторое количество колодок 31 обеспечивает прямой контакт между лотком 19 и поверхностью 35 лебедки, обеспечивая трение, достаточное для поддержания требуемого кабестанового эффекта.

Гофрированная поверхность 33, показанная на фиг. 5а-5е усиливает фрикционный контакт между поверхностью 33 и зацепляющей поверхностью внутри приводного агрегата 16 (см. ниже), что поддерживает движения цепи. Для недопущения того, чтобы такие гофрированные поверхности 33 нежелательно усиливали фрикционный контакт между лотками соседних витков на цилиндрическом корпусе 100, предпочтительно, чтобы наиболее выступающие части каждой из поверхностей 33 не выходили за свою соответствующую боковую направляющую поверхность 32.

В процессе эксплуатации, когда множество лотков формирует бесконечную цепь 18, совместное действие гибких соединителей 27, 28 и фрикционных колодок 31 позволяет лоткам 19 перестраиваться друг относительно друга, предотвращая, или, по меньшей мере, ограничивая нежелательное повышение напряжения в обычно коаксиальной гибкой трубе 6. Гибкой трубе 6 в нормальных условиях не позволяют скользить относительно цепи 18 за исключением локальных растягиваний/сокращений.

На фиг. 5с показаны два разъединенных лотка 19, а различные компоненты, составляющие гибкий соединитель 27, показаны с разделением в пространстве. Наглядно продемонстрирована предпочтительная стыковочная конфигурация между эластичным соединительным элементом 27а и держателем 27Ь соединительного элемента, а также между держателем 27Ь соединительного элемента и соседними приемниками 28. Далее на фиг. 5й один лоток 19 показан в полностью разобранном виде с пространственным разделением элементов. Каждая из, в целом, прямоугольных колодок 31 показана напротив своего гнезда, выполненного с возможностью принимать эти колодки. В альтернативном варианте осуществления, колодки 31 могут быть изготовлены как единое целое с лотком 19. На фиг. 5е показан вид сбоку двух соединенных лотков 19 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 5ί и 5д в качестве альтернативы показан второй вариант осуществления башмака или лотка 19 в соответствии с изобретением. В этом втором варианте осуществления расположение лотков 19 торец-в-торец для составления бесконечной цепи достигается присоединением одного или нескольких гибких соединителей 27 на одном лотке 19 к ответным приемникам на другом торце соседнего (по продольному направлению цепи 18) лотка 19. Для обеспечения требующегося взаимного перемещения между соседними лотками каждый соединитель 27 содержит одну или более прикрепленных пружин 27ί.

Как и в первом варианте осуществления, лоток 19 также имеет в целом У-образную опорную поверхность 29, на которую, помимо всего прочего, опирается гибкая труба 6, обвивающаяся вокруг цилиндрического корпуса 100, и направляющие рельсы 30, расположенные с каждой боковой стороны центральной части лотка, которая включает в себя опорную поверхность 29. Кроме того, каждый направляющий рельс 30 содержит боковую направляющую поверхность 32, опорную поверхность 50 для 00 (ЕТ§) и некоторое количество опорных выступов 51, зафиксированных на опорной поверхности 50 для 00 (ЕТ§), и некоторое количество круглых колодок 31 (см. фиг. 5д). Каждая колодка 31 предпочтительно является сменной и присоединена к несущему элементу 19 посредством гнезд 31а, предпочтительно посредством эластичного элемента (например, пружины, которая здесь не показана).

Как было отмечено выше, бесконечная цепь 18, являющаяся неотъемлемой частью барабана 10 лебедки множеством витков намотана вокруг цилиндрического корпуса 100, принимая спиралевидную конфигурацию относительно аксиального направления корпуса 100, проходя между аксиальными фланцами 14. Бесконечную цепь 18 переносят из зоны Т выхода цепи в зоне 7а первого аксиального торца цилиндрического корпуса 100 в другую зону Е входа цепи в зоне 7Ь второго аксиального торца с помощью направляющей 17 перемещения цепи. На фиг. 4а эта направляющая 17 перемещения цепи показана в виде желоба, проходящего относительно аксиального направления поперек цилиндрического корпуса 100. Отметим, что направляющая 17 перемещения цепи может быть расположена как снаружи, так и внутри цилиндрического корпуса 100. В последнем случае лебедка 100 не должна вращаться вокруг своей центральной оси 11 или иметь конфигурацию со спицами. Возможно также комбинированное исполнение, то есть лебедка 10 с невращающимся цилиндрическим корпусом 100 и без спиц 15.

В процессе укладки вращение цилиндрического корпуса барабана 10 лебедки в компоновке по фиг. 4а будет происходить в направлении по часовой стрелке. Бесконечную цепь 18, движениям которой вокруг цилиндрического корпуса, по меньшей мере, ассистирует приводной агрегат 16 (например, гусе- 7 026392 ничный тракторный агрегат), поднимают с корпуса 100 в зоне Т выхода и возвращают на корпус 100 в зоне Е входа. В обеих зонах, Т и Е, предусмотрены так называемые, радиальные прижимы 23а, 23Ь (РП (КРВ - от англ. Ραάίαΐ Ргеззиге Веатз)), предназначенные для контроля пространственного положения цепи 18, когда она покидает направляющую 17 перемещения и входит в цилиндрический корпус, или наоборот. Номером позиции 23а обозначен первый РП (РРВ), а номером позиции 23Ь - второй РП (РРВ). На фиг. 6а и 6Ь схематически показаны первый РП (КРВ) 23а и второй РП (КРВ) 23Ь соответственно. Оба РП (КРВ) - 23а и 23Ь, имеют изгиб, повторяющий точно или приблизительно изгиб цилиндрического корпуса 100, но с зазором, достаточным для того, чтобы цепь 18 могла пройти между ними. Каждый из радиальных прижимов 23а, 23Ь оснащен колесиками 37, выполненными с возможностью качения в Vобразной опорной поверхности 29 каждого лотка 19 (см. фиг. 5а-5Ь и 6с). Расположение колесиков 37 таково, чтобы всегда два, а предпочтительнее - три колесика всегда находились в контакте с соответствующим лотком 19, обеспечивая, тем самым, плавность работы. Оба РП (КРВ) 23а и 23Ь, по меньшей мере частично, присоединены к боковинам 14 и способны обрабатывать как аксиальные, так и радиальные изменения движения цепи. Поэтому РП (КРВ) 23а и 23Ь не будут оказывать какого-либо давления на цепь лотков 19 в направлении цилиндрического корпуса 100, а будут только обеспечивать поддержание цепи 18 в правильном пространственном положении на лебедке 10 для того, чтобы, например, обеспечить пространство для радиального биения. Кроме того, колесики 37 предпочтительно присоединяют к РП (КРВ) 23а и 23Ь таким образом, чтобы по меньшей мере некоторые из колесиков 37 могли перемещаться немного вбок на своих валах вращения для того, чтобы оставаться на опорной поверхности 29 в случае ухода лотка 19 вбок.

Как показано на фиг. 6а, первый РП (КРВ) 23а может быть соединен с судном 2 соединительным элементом 38. Первый РП (КРВ) 23а проходит (и, следовательно, направляет цепь 18) из незакрытой зоны 26 под цилиндрическим корпусом 100 вверх до точки, в которой гибкая труба 6 и цепь 18 сходятся в прямом контакте. Как показано на фиг. 4а и 6а, направляющий раструб 25 направляет цепь от цилиндрического корпуса 100 для обеспечения достаточного зазора для оконцовки 42 и элемента 43 жесткости на изгиб (будут рассмотрены ниже). На продольном конце 40 первого РП (КРВ) 23а, противоположном концу, на котором имеется направляющий раструб 25, обеспечен достаточный зазор для тягового троса 39.

В процессе укладки, показанном двойными стрелками на фиг. 4а, тяговый трос 39 тянет гибкую трубу с накопительного барабана 22 в направлении к толще воды, то есть проводя трубу 6 частью 6Ь через натяжитель (натяжители) 20 и выравниватель 9, вводя в цилиндрический корпус 100 в зоне (Р) наматывания, и, наконец, наматывая нужное количество витков трубы 6 перед ее сматыванием уже частью 6а в зоне (И) сматывания.

Тяговый трос 39 может быть выполнен из любого материала, способного выдержать натяжение, возникающее в процессе укладки и/или извлечения. Однако предпочтительнее выполнять тяговый трос из волоконного каната, имеющего меньший вес по сравнению, например, со стальным тросом такой же длины и толщины. Путем снижения веса можно масштабировать эксплуатационные требования к такому оборудованию, как, например, брашпили, уменьшая их и снижая, тем самым, себестоимость и освобождая место на судне 2.

Как показано на фиг. 6Ь, второй РП (КРВ) 23Ь может быть соединен с судном 2 посредством опорной конструкции 12 барабана лебедки. РП (КРВ) 23Ь предназначен для направления бесконечной цепи от нижней по движению выходной стороны направляющей 17 перемещения цепи (см. фиг. 4а), при этом позволяя звеньям цепи, то есть лоткам, встать одному над другим, более или менее упираясь друг в друга, перед тем как располагать поступающую гибкую трубу 6Ь на бесконечную цепь в случае, если выполняется укладка. Упирание обеспечивается за счет снижения трения, которое достигается за счет вышеуказанных колодок 31 и гибких соединителей 27. Таким образом, цепь оказывается в своем наименее удлиненном состоянии, то есть без всякого провисания вниз с выходной стороны направляющей 17 перемещения цепи, когда цепь 18 и часть 6Ь гибкой трубы 6 сходятся в прямом контакте. Колесики 37 служат для еще большего снижения трения между второй РП (КРВ) 23Ь и цепью 18, тем самым позволяя лоткам 19 еще более эффективно встать одному над другим за счет гибкого соединителя 27. Для того чтобы РП (КРВ) 23Ь поддерживал как можно больше цепи 18, продольный свободный конец 41, расположенный на торце второго РП (КРВ) 23Ь, противоположном торцу, ближайшему к направляющей 17 перемещения цепи, по сравнению с остальным РП (КРВ) 23Ь более узок и оснащен меньшими колесиками 37а (см. фиг 6с). Этим обеспечивается лучший зазор для гибкой трубы 6, для тягового троса 39 и для элементов 43 жесткости на изгиб (не показаны на фиг. 6а-6с).

Радиальные прижимы 23Ь предпочтительно имеют периферическую/продольную длину, равную той, которая соответствует зоне вдоль окружности цилиндрического корпуса 100, от места, где цепь 18 входит в корпус 100 до места, где гибкая труба входит в корпус 100 в случае ведения укладки. Аналогичным образом, радиальные прижимы 23а предпочтительно имеют периферическую/продольную длину, равную той, которая соответствует зоне вдоль окружности цилиндрического корпуса 100, от места, где цепь 18 выходит из корпуса 100 до места, где гибкая труба выходит из корпуса 100 в случае ведения укладки. Это хорошо видно на фиг. 4а.

- 8 026392

В осуществлении по фиг. 4а направляющая 17 перемещения цепи имеет присоединенный к ней выше по ходу входной раструб 24. Как упоминалось выше, первый радиальный прижим 23а аналогичным образом присоединен к выходному раструбу 25. Открытая зона 26, расположенная между раструбами 24, 25, может быть использована операторами для производства работ по техническому обслуживанию и ремонту.

В процессе работы гибкая труба 6 опирается на составленную из множества лотков бесконечную цепь 18 при наматывании заданного количества витков вокруг цилиндрического корпуса 10. За счет наличия колодок 31 и гибких соединителей 27 бесконечная цепь 18 обеспечивает ограничивающее скольжение относительно гладкой поверхности 35 барабана, в то время как поддерживаемой бесконечной цепью 18 гибкой трубе 6 в нормальных условиях не позволяется существенно скользить относительно этой цепи. Один или несколько натяжителей 20 прилагают к части 6Ь гибкой трубы 6 требуемое противонатяжение.

Как показано на фиг. 7а-7с, гибкую трубу 6 и тяговый трос 39 обычно соединяют друг с другом оконцовкой 42 и элементом 43 жесткости на изгиб. Опорная конструкция 44, здесь и далее называемая опорой оконцовки (00 (ЕТ8) - от англ. Еиб ТепшпаОоп ЗирроП). предусмотрена для обеспечения устойчивой/предсказуемой опоры для оконцовки 42 и элемента 43 жесткости на изгиб, когда эти и другие сопряженные элементы огибают цилиндрический корпус 100. На фиг. 7с и 7Ь показаны две последовательные стадии входа на цилиндрический корпус (или выхода с цилиндрического корпуса), а на фиг 7а показана оконцовка 42 и присоединенный элемент 43 жесткости на изгиб, опирающиеся на корпус 100 через 00 (ЕТ8) в процессе наматывания. Когда 00 (ЕТ8) 44 работает, она опирается на опорные поверхности 50 для 00 (ЕТ8) (см. фиг. 5а) одного или нескольких лотков 19. Эти поверхности 50 могут быть снабжены одним или несколькими выступами 51 для 00 (ЕТ8), могут быть изготовлены с определенной шероховатостью, могут сочетать одно с другим, или другим способом обеспечивать удовлетворительное стабильное соединение между 00 (ЕТ8) 44 и соответствующим лотком 19.

На фиг. 8а и 8Ь показан один частный вариант осуществления оконцовки 42, элемента 43 жесткости на изгиб, тягового троса 39, гибкой трубы 6 и 00 (ЕТ8) 44 до и после сборки соответственно. В данном варианте осуществления оконцовка 42 содержит первый оконцовочный соединитель 46а и второй оконцовочный соединитель 46Ь, присоединенные к элементу 43 жесткости на изгиб и тяговому тросу 39 соответственно; также оконцовка 42 содержит оконцовочный трос 47, соединяющий первый и второй оконцовочные соединители 46а и 46Ь, а также первое средство 45а зацепления оконцовки, расположенное на оконцовочном тросе 47. Первое средство 45а зацепления оконцовки выполнено с возможностью формирования устойчивого зацепления со вторым средством 45Ь зацепления оконцовки, расположенным на соединительной области 52 контакта оконцовки 42 00 (ЕТ8) 44. Для удобства выравнивания между оконцовкой 42 и 00 (ЕТ8) 44 эта соединительная область 51 контакта предпочтительно имеет Vобразную или И-образную форму.

На фиг. 9 показано, как 00 (ЕТ8) 44 располагается на первом РП (КРВ) 23а (сплошные линии) и на втором РП (КРВ) 23Ь (пунктирные линии), означающих конечное и начальное положение, соответственно, в случае опускания части 6а гибкой трубы 6 в воду (укладочная операция), что показано двусторонними стрелками. При выполнении этой работы 00 (ЕТ8) 44 изначально, то есть перед началом укладки, расположена в опущенном положении на втором РП (КРВ) 23Ь в готовности принять элемент 43 жесткости на изгиб и оконцовку 42 гибкой трубы 6Ь. После успешного контакта элемента 43 жесткости на изгиб и оконцовки 42 с 00 (ЕТ8) 44 и последующего наматывания удлиненного предмета 6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47 на бесконечной цепи 18 в заданное число витков вокруг цилиндрического корпуса 100, например, в 3,75 витка, 00 (ЕТ8) 44 блокируют в концевом положении парковки на первом РП (КРВ) 23а. Как отмечалось выше (со ссылкой на фиг. 8), 00 (ЕТ8) 44 конструктивно предназначена для совмещения с оконцовкой 42 при заходе на цилиндрический корпус 100, как для того, чтобы обеспечить опору для оконцовки 42, так и для того, чтобы поднять оконцовку 42 с цилиндрического корпуса на достаточную высоту (в зависимости от радиуса элемента 43 жесткости на изгиб), пока удлиненный предмет проходит вокруг корпуса 100 заданное количество раз между зоной (Р) наматывания и зоной (И) сматывания. Отметим, что удлиненный предмет 6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47 здесь определяется как включающий в себя любой компонент, предназначенный для того, чтобы непосредственно или опосредованно быть намотанным на бесконечную цепь 18.

На фиг. 10а и 10Ь в разобранном и собранном виде, соответственно, показана 00 (ЕТ8) 44, присоединенная в запаркованном, нерабочем состоянии ко второму РП (КРВ) 23Ь посредством пары замков 53Ь второй 00 (ЕТ8). Замки 53Ь второй 00 (ЕТ8) могут быть подпружиненными и способными перемещаться, как указано двойной стрелкой М на местном виде в круглой выноске чертежа на фиг. 10а. Замки 53Ь второй 00 (ЕТ8) 44 при этом могут входить в зацепление с направляющим рельсом 54 00 (ЕТ8) на 00 (ЕТ8) 44. В этом нерабочем положении 00 (ЕТ8) 44 не дает соскальзывать вниз второй преодолеваемый удерживающий элемент 48Ь на втором РП (КРВ) 23Ь ниже по ходу на нерабочей 00 (ЕТ8) 44. Когда 00 (ЕТ8) 44 нужно переместить в положение для совмещения с оконцовкой 42, 00 (ЕТ8) 44 толкают в направлении к цилиндрическому корпусу 100. За счет этого 00 (ЕТ8) 44 спускается с подпружиненных замков 53Ь второй 00 (ЕТ8) и получает возможность контролируемо скользить вниз, будучи

- 9 026392 изначально направляемой вдоль направляющего рельса 54 00 (ЕТ8), а затем, после преодоления второго преодолеваемого удерживающего элемента 48Ь за счет направленного внутрь давления, направляемой вдоль направляющего рельса 55Ь второго РП (КРВ) 23Ь, и наконец, направляемой вокруг цилиндрического корпуса 100 бесконечной цепью 18, опираясь на опорные поверхности 50 для 00 (ЕТ8) одного или нескольких соответствующих лотков 19.

Аналогичным образом, на фиг. 11а и 11Ь в разобранном и собранном виде, соответственно, показана 00 (ЕТ8) 44, присоединенная к первому РП (КРВ) 23а и припаркованная к нему посредством пары замков 53а первой 00 (ЕТ8), например, после совершения заданного количества витков вокруг цилиндрического корпуса 100 в процессе укладки. Как и для второго РП (КРВ) 23Ь, подпружиненные замки первой 00 (ЕТ8) выполнены с возможностью входить в зацепление с направляющим рельсом 54 на 00 (ЕТ8) 44. В показанном на фиг. 11Ь запаркованном положении непреодолимый стопор 49 не позволяет 00 (ЕТ8) 44 скользить дальше вниз. И аналогично с конфигурацией на втором РП (КРВ) 23Ь, первый преодолеваемый удерживающий элемент 48а и направляющий рельс 55а первого РП (КРВ) расположены выше по ходу на запаркованном 00 (ЕТ8) 44. Первый удерживающий элемент 48а может быть преодолен аналогичным образом, как это разъяснено для второго удерживающего элемента 48Ь. Отметим, что термины выше по ходу и ниже по ходу здесь относятся к направлениям движения припаркованной/нерабочей 00 (ЕТ8) 44.

Когда оконцовку 43 нужно намотать на цилиндрический корпус 100 при работе в обратном направлении, например при подъеме части 6а гибкой трубы 6 из толщи воды (подъемные работы), 00 (ЕТ8) 44, изначально запаркованную на первом РП (КРВ) 23а, толкают в направлении к цилиндрическому корпусу 100, тем самым снимая 00 (ЕТ8) 44 с подпружиненных замков 53а первого 00 (ЕТ8), позволяя 00 (ЕТ8) 44 управляемо скользить вверх, сначала будучи направляемой направляющим рельсом 54 00 (ЕТ8), а после преодоления первого удерживающего элемента 48а, будучи направляемой вдоль направляющего рельса 55а первого РП (КРВ), и наконец, двигаться вокруг цилиндрического корпуса 100, опираясь на опорные поверхности 50 для 00 (ЕТ8) своего соответствующего лотка 19.

В обоих процессах (укладки и подъема), после того как 00 (ЕТ8) 44 выполнила задачу обеспечения опоры элементу 43 жесткости на изгиб и оконцовке 42 на окружности цилиндрического корпуса и была припаркована на первом или втором РП (КРВ) 23а, 23Ь, пользователь может демонтировать 00 (ЕТ8) 44 и снова смонтировать ее на противоположном РП (КРВ) 23а, 23Ь для последующего приема оконцовки 42, присоединенной к новой гибкой трубе 6, и/или оконцовки 43, расположенной на противоположном конце той же самой гибкой трубы 6. В альтернативном варианте одну 00 (ЕТ8) 44 можно демонтировать с одного из РП (КРВ) 23а, 23Ь и отложить, а другую 00 (ЕТ8) 44 можно смонтировать на противоположно расположенных РП (КРВ) 23а, 23Ь.

Для поддержания стабильности работы в ситуации со сниженным противодействующим натяжением относительно натяжения, создаваемого, среди всего прочего, натяжителями и/или кабестановым эффектом, может быть предпочтительным на лебедке 10 расположить радиальную прижимную каретку (РПК (КРТ) - от англ. КаШа1 Ртекките Тгаск) 120, способную обеспечивать постоянное или почти постоянное давление и/или удерживающую силу на тяговый трос 39 и/или гибкую трубу 6 в процессе наматывания, обеспечивая тем самым частично недостающие противодействующее натяжение/силу, которые иначе должны были бы обеспечиваться весом подвешенной части, например части 6а гибкой трубы 6. На фиг. 12а и 12Ь показан барабан 10 лебедки с кареткой РПК (КРТ) 120 в соответствии с осуществлением изобретения. РПК (КРТ) 120 на фиг. 12а и 12Ь показана присоединенной к боковине 12 в рабочем/сложенном положении и нерабочем/разложенном положении соответственно. Такая складная РПК (КРТ) 120 может содержать средства 121 давления на трубу, например, вращающиеся колесики, специальные шарнирные петли 122 РПК (КРТ), позволяющие переводить средства 121 давления на трубу между положением (фиг. 12а) и положением (фиг. 12Ь), в которых они, соответственно, находятся и не находятся в прямом соприкосновении стяговым тросом 39 и/или гибкой трубой 6, а также может содержать средства переключения 123 РПК (КРТ), например гидравлические цилиндры для обеспечения пользовательского управления переключением положения.

Хотя изобретение было раскрыто со ссылкой на гибкую трубу, следует понимать, что оно равным образом применимо для работы с другими удлиненными предметами, например, волоконными канатами, проволокой и цепями, кабелями и жесткими трубами.

Хотя изобретение было раскрыто в контексте развертывания удлиненного предмета в воду, и в раскрытии были использованы термины зона наматывания (Р) и зона сматывания (И), специалисту должно быть понятно, что изобретение равным образом применимо в работах по извлечению удлиненного предмета, то есть когда вращение цилиндрического элемента происходит в обратном направлении.

Хотя раскрытие относится к гибкой трубе, подаваемой в воду через шахту 5, оно равным образом применимо для конфигураций судов, в которых трубу в воду подают через борт или корму этого судна.

Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на трубоукладочное судно, оно не должно пониматься ограниченным данным применением.

Перечень номеров позиций/буквенных обозначений.

Р - Зона наматывания,

- 10 026392 и - зона сматывания,

Т - зона выхода цепи,

Е - зона входа цепи, к - вода, толща воды,

М - движение замка для 00 (ЕТ§),

- движительный модуль/движитель/устройство динамического позиционирования,

- монтажное судно/трубоукладочное судно,

- корпус судна,

- операторская кабина,

- шахта,

- гибкие трубы/гибкие райзеры/кабель-тросы/волоконные канаты/гибкие кабели,

6а - подвешенная гибкая труба/часть трубы, уходящая в воду,

6Ь - часть трубы между накопительным барабаном и барабаном лебедки,

7а - зона первого аксиального торца цилиндрического корпуса,

7Ь - зона второго аксиального торца цилиндрического корпуса,

- двигатель барабана лебедки/привод,

- выравниватель,

- барабан лебедки,

- центральная ось барабана лебедки,

- опорная конструкция барабана лебедки,

- боковина/фланец барабана лебедки,

- спица,

- приводной агрегат/гусеничный тракторный агрегат,

- направляющая перемещения цепи,

- бесконечная цепь,

- башмак, лоток, опорный элемент, звено цепи,

- натяжитель,

- накопительный барабан, горизонтальный накопительный барабан,

23а - первый радиальный прижим, первый РП (РРВ),

23Ь - второй радиальный прижим, второй РП (РРВ),

- входной раструб,

- направляющий раструб,

- открытая зона,

- гибкий соединитель,

27а - эластичный соединительный элемент,

27Ь - держатель соединительного элемента,

27с - соединительный штифт,

276 - первый ограничитель соединительного элемента,

276' - второй ограничитель соединительного элемента,

27е - первое стопорное кольцо,

27е' - второе стопорное кольцо,

27£ - пружина соединителя,

- приемники соединителя,

- У-образная опорная поверхность,

- направляющий рельс,

- колодка,

31а - гнездо/гнездо колодки,

- боковая направляющая поверхность,

- гофрированная поверхность,

- поверхность барабана/цилиндрическая контактная поверхность/опора для бесконечной цепи,

- колесико,

37а - малое колесико,

- соединительный элемент,

- тяговый трос,

- продольный конец первого РП (РРВ),

- продольный конец второго РП (РРВ),

- оконцовка,

- элемент жесткости на изгиб,

- опорная конструкция/опора оконцовки/00 (ЕТ§),

45а - первое средство зацепления оконцовки,

45Ь - второе средство зацепления оконцовки,

46а - первый оконцовочный соединитель,

- 11 026392

46Ь - второй оконцовочный соединитель,

- оконцовочный трос,

48а - первый удерживающий элемент,

48Ь - второй удерживающий элемент,

- непреодолимый стопор,

- опорная поверхность для ΟΟ (ЕТ8),

- выступ ΟΟ (ЕТ8),

- соединительная контактная область ΟΟ (ЕТ8),

53а - первый замок ΟΟ (ЕТ8),

53Ь - второй замок ΟΟ (ЕТ8),

- направляющий рельс ΟΟ (ЕТ8),

55а - направляющий рельс первого РП (РРВ),

55Ь - направляющий рельс второго РП (РРВ),

100 - цилиндрический корпус/корпус барабана лебедки,

110 - спиралезадающий элемент,

120 - радиальная прижимная каретка/РПК (РРТ)/складная РПК (РРТ),

121 - средство давления на трубу/вращающиеся колесики,

122 - шарнирная петля РПК (РРТ),

123 - средства переключения РПК (РРТ).

Claims (23)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Барабан (10) лебедки для транспортирования удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) между плавучим судном (2) и находящейся под судном толщей воды, содержащий выполненный с возможностью вращения цилиндрический корпус (100) для наматывания удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) вокруг аксиальной оси (11) корпуса (110), причем указанный корпус (100) содержит цилиндрическую контактную поверхность (35) для опосредованного удержания по меньшей мере части удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47), отличающийся тем, что барабан (10) лебедки дополнительно содержит бесконечную цепь (18), наматываемую, по меньшей мере частично, вокруг цилиндрического корпуса (100) по спирали относительно продольной оси (11) корпуса (100) и действующую в качестве промежуточного слоя между цилиндрической контактной поверхностью (35) и указанным удлиненным предметом (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47), и направляющую (17) перемещения цепи, проходящую поперечно аксиальной длине цилиндрического корпуса (100) для направления бесконечной цепи (18) между зоной (Т) выхода цепи в зоне (7а) первого аксиального торца цилиндрического корпуса (100) и зоной (Е) входа цепи в зоне (7Ь) второго аксиального торца цилиндрического корпуса (100), причем зона (7Ь) второго аксиального торца расположена на противоположном аксиальном торце цилиндрического корпуса (100).
2. 2. Барабан (10) лебедки по п.1, отличающийся тем, что он выполнен таким образом, чтобы при эксплуатации обеспечить вход бесконечной цепи (18) в цилиндрический корпус (100) и выход из него с ненулевым входным углом и ненулевым выходным углом соответственно, причем входной угол и выходной угол определены относительно общего направления вращения цилиндрического корпуса (100).
3. 3. Барабан (10) лебедки по п.2, отличающийся тем, что углы идентичны или почти идентичны друг другу.
4. 4. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что барабан (10) лебедки дополнительно содержит спиралезадающий элемент (110), расположенный в одной или обеих или возле одной или обеих из зоны (7а) первого аксиального торца и зоны (7Ь) второго аксиального торца, причем спиралезадающий элемент (110) выполнен с возможностью принуждения бесконечной цепи (18) к движению по спирали.
5. 5. Барабан (10) лебедки по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере один из спиралезадающих элементов (110) расположен в зоне (Е) входа цепи или возле нее.
6. 6. Барабан (10) лебедки по п.4 или 5, отличающийся тем, что спиралезадающий элемент (110) выполнен с возможностью частично следовать цилиндрической контактной поверхности (35).
7. 7. Барабан (10) лебедки по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что вынужденное/заданное направление по спирали, по меньшей мере частично, является результатом скользящего контакта одной или обеих боковых сторон бесконечной цепи (18) по меньшей мере с одним спиралезадающим элементом (110).
8. 8. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что бесконечная цепь (18) состоит из множества опорных элементов (19), расположенных торец-в-торец с помощью гибких соединительных элементов (27, 28), причем соединительные элементы (27, 28) выполнены таким образом, чтобы обеспечить для расположенных рядом друг с другом опорных элементов (19) возможность перемещения относительно друг друга.

   - 12 026392
9. 9. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждый опорный элемент (19) содержит опорную поверхность (29) для удержания удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) при наматывании вокруг цилиндрического корпуса (100), причем геометрия опорной поверхности (29) выполнена таким образом, чтобы обеспечивать опору и ограничение взаимного перемещения между указанным удлиненным предметом (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) и соответствующими одним или несколькими опорными элементами (19), боковые направляющие поверхности (32) для обеспечения скользящего контакта между опорным элементом (19) и по меньшей мере одним соседним опорным элементом (19) в аксиальном направлении цилиндрического корпуса (100) и колодки (31), расположенные на противоположной стороне опорной поверхности (29), для обеспечения фрикционного контакта между опорным элементом (19) и цилиндрической контактной поверхностью (35), причем колодки (31) выполнены с возможностью обеспечения такого фрикционного контакта, чтобы обеспечивать и гарантированный кабестановый эффект на удлиненном предмете (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) при эксплуатации, и возможность перемещения опорных элементов (19) относительно друг друга в продольном направлении.
10. 10. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что барабан (10) лебедки дополнительно содержит первый радиальный прижим (23а) и второй радиальный прижим (23Ь), присоединенные к цилиндрическому корпусу (100) в зоне (Т) выхода цепи и зоне (Е) входа цепи, соответственно, или возле зоны (Т) выхода цепи и зоны (Е) входа цепи, соответственно, при этом радиальные прижимы (23а, 23Ь) выполнены с возможностью обеспечения требуемого пространственного расположения бесконечной цепи (18) при ее выходе из цилиндрического корпуса (100) и при повторном входе в него.
11. 11. Барабан (10) лебедки по п.10, отличающийся тем, что спиралезадающий элемент (110) соединен с одним из первого и второго радиальных прижимов (23а, 23Ь) или с обоими радиальными прижимами (23а, 23Ь) или образует с ними единое целое.
12. 12. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что барабан (10) лебедки дополнительно содержит опору оконцовки (44), удерживаемую на бесконечной цепи (18), при этом опора оконцовки (44) расположена в зоне (Р) наматывания удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) или вблизи нее, либо в зоне (И) сматывания удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) или вблизи нее, для приема, удержания и высвобождения оконцовки (42), расположенной на одном конце удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47).
13. 13. Барабан (10) лебедки по п.12, отличающийся тем, что опора оконцовки (44) разъемным образом соединена с первым радиальным прижимом (23а) и вторым радиальным прижимом (23Ь) парковочными средствами (53а, 53Ь, 54, 48а, 48Ь, 49).
14. 14. Барабан (10) лебедки по п.13, отличающийся тем, что парковочные средства (53а, 53Ь, 54, 48а, 48Ь, 49) содержат замок (53а, 53Ь), предназначенный для разъемного крепления опоры оконцовки (44) в запаркованном положении и преодолимый удерживающий элемент (48а, 48Ь), препятствующий скольжению опоры оконцовки (44) в одном из ее двух продольных направлений на соответствующем радиальном прижиме (23а, 23Ь), при ее нахождении в запаркованном положении, причем продольное направление определено как направление вдоль по длине радиальных прижимов (23а, 23Ь).
15. 15. Барабан (10) лебедки по п.14, отличающийся тем, что парковочные средства (53а, 54, 48а, 49) на первом радиальном прижиме (23а) отличаются от парковочных средств (53Ь, 54, 48Ь, 49) на втором радиальном прижиме (23Ь) тем, что парковочные средства (53а, 54, 48а, 49) на первом радиальном прижиме (23а) дополнительно содержат непреодолимый стопор (49), предотвращающий скольжение опоры оконцовки (44) в другом из ее двух продольных направлений на первом радиальном прижиме (23а).
16. 16. Барабан (10) лебедки по любому из пп.11-15, отличающийся тем, что опора оконцовки (44) выполнена с возможностью удержания по меньшей мере на одной опорной поверхности (50) для опоры оконцовки бесконечной цепи (18).
17. 17. Барабан (10) лебедки по любому из пп.11-16, отличающийся тем, что опора оконцовки (44) содержит второе средство (45Ь) зацепления оконцовки для приема первого средства (45а) зацепления оконцовки в процессе работы, причем первое средство (45а) зацепления оконцовки является частью оконцовки (42).
18. 18. Барабан (10) лебедки по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что барабан (10) лебедки дополнительно содержит радиальную прижимную каретку (120), расположенную по меньшей мере на одном из торцов цилиндрического корпуса (100), причем указанная каретка выполнена с возможностью приложения давления/удерживающего усилия по меньшей мере к одной части удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47), располагающегося на цилиндрическом корпусе (100) при эксплуатации.
19. 19. Барабан (10) лебедки по п.18, отличающийся тем, что при эксплуатации каретка (120) выполне- 13 026392 на с возможностью приложения давления/удерживающего усилия только, если число витков удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) вокруг цилиндрического корпуса (100) меньше заданного числа витков.
20. 20. Способ управления движением удлиненного предмета (6), подвешенного посредством барабана (10) лебедки по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что содержит этапы:

    a) подача удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) на барабан (10) лебедки с первой скоростью; и

    b) работа барабана (10) лебедки со скоростью вращения, которая соотносится с указанной первой скоростью так, что обеспечено управление динамическим трением между удлиненным предметом (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) и поверхностью барабана (10) лебедки.
21. 21. Способ по п.20, в котором этап а) выполняют путем применения натяжителя (20).
22. 22. Способ по п.20 или 21, в котором скорость, с которой удлиненному предмету (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) позволено входить в барабан (10), регулируют таким образом, чтобы поддерживать относительное перемещение между барабаном (10) и удлиненным предметом (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47).
23. 23. Судно (2) для укладки удлиненного предмета (6, 6а, 6Ь, 39, 42, 43, 45а, 47) в толщу воды и извлечения его из толщи воды, содержащее корпус (3) судна и палубу (4), и дополнительно отличающееся тем, что оно содержит барабан (10) лебедки по любому из пп.1-19.