多活動管鋪設船的制作方法
【專利說明】多活動管鋪設船
[0001]發(fā)明背景
1.發(fā)明領域
[0002]本發(fā)明涉及一種管鋪設船，且更具體地，涉及一種能夠由管段構造管線且以多種不同模式在海上鋪設管線的船。本發(fā)明還涉及這樣的船在管線構造中的用法。
2.
【背景技術】
[0003]必須經常地為各種工業(yè)提供水下管、電纜和其他結構。對于石油和天然氣工業(yè)，可能在鉆機(rig)和鉆井(well)之間需要管線，以用于陸上運輸或甚至用于橫跨水體從一個國家到另一個國家的運輸。柔性管是可用的，柔性管可以以相對長的段設置在輥(roll)上并且部署到船外。然而，對于大口徑管線，該管線是由個體管段構造成的，在該管鋪設過程期間個體管段必須被焊接在一起以形成管線。經常使用管鋪設船執(zhí)行這樣的工作，該管鋪設船被配備成在船自身上制造管線，且當管線被制造時鋪設管線。本發(fā)明針對這樣構造的管線。
[0004]存在兩個用于部署構造的管線的主要操作原則，一般被稱作S鋪設方法和J鋪設方法。S鋪設指的是在船上的大體上水平的裝配線上制造管線并且經由彎曲的鋪設坡道(另外被稱作托管架(stinger))將管線投放到船外的方法。管線從船、穿過水且沿著海床的路徑描述一個S形。J鋪設指的通過從大體上豎直的塔向下部署管線的方法。當管線被降低時，它在船和海床之間采用J形。S鋪設對于大多數(shù)情形是優(yōu)選的過程，因為它允許更大的構造速度，這歸因于裝配線的效率且近乎連續(xù)的操作。一般當在深水中工作時使用J鋪設過程，否則在深水中懸浮的管的重量可能在離開S鋪設托管架的點處的第一過度彎曲中強加過度應力。J鋪設過程相當慢，因為該操作是間歇性的，其中在使管線前進之前，每個新的管段被焊接到串列(string)。其他情形可以指示J鋪設過程的使用，尤其是當靠近鉆機或其他物體工作時。
[0005]已經開發(fā)了專用船以用于以優(yōu)化的方式執(zhí)行這些過程中的每個過程。還存在許多試圖執(zhí)行兩個過程的船。在W02011010207中描述了一種這樣的船，該船在甲板以下設置一個預裝配線用于將管接合成管裝配件，能夠以S鋪設模式部署管線且該船還包括一個J鋪設塔，能夠在該船的一側上方以J鋪設模式部署管線。為此目的，J鋪設塔被安裝到外側露臺結構，該外側露臺結構給該船添加了相當大的寬度。在大浪中，J鋪設塔的外側位置也使它易受船的滾動運動的影響。
[0006]W02012/101233中描述了另一種船，該船具有一個S鋪設裝配件和一個J鋪設塔，該S鋪設裝配件包括一個沿著該船的長度延伸的流水工作線且該J鋪設塔位于該流水工作線以上。該船具有一個延伸的船尾部分，在該船尾部分內設置有一個S鋪設開口。將J鋪設裝置和S鋪設裝置結合在單個船中允許在眾多深度和情形下操作。然而，在單個船的界限內設置兩個設施需要妥協(xié)，尤其是如果還提供附加的設施(諸如，重型升降起重機)。附加的長度顯著增加了船的成本。如果船將穿過水閘和在橋下穿過，則高度和寬度也被限制。
[0007]因此，期望提供一種配置為提供J鋪設操作和S鋪設操作而沒有顯著增加船的尺度的船。

【發(fā)明內容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種管鋪設船，該管鋪設船具有一個船首、一個船尾和一個在其間的露天甲板，并具有一個穿過該露天甲板的船井。該船包括一個S鋪設管部署設施，該S鋪設管部署設施位于該露天甲板以下，具有一個沿著該船的中心線延伸的主流水工作線和一個管裝配工廠，該裝配工廠用于裝配單個長度的管以形成管裝配件且將它們引入到流水工作線中以用于從該船的船尾部署。在此情況下，應理解，術語“船首”和“船尾”、“前方”和“后方”是相對于S鋪設模式中管部署的方向使用的且當未從事管部署時不以其他方式限制船的預期運動方向。該船還包括一個J鋪設管部署設施，用于穿過該船井部署管，該J鋪設管部署設施包括一個位于該船井以上的塔和用于將管裝配件從該流水工作線遞送到該塔的管處理設備，其中該船井被定位到該流水工作線的一側。借助于要求保護的配置，可以實現(xiàn)一種相對緊湊的結構，由此可實現(xiàn)用于該船的最小長度尺度和最小寬度尺度。將理解的是，對于最佳S鋪設操作，用于S鋪設部署的流水工作線應該盡可能的靠近船舶中心線定位，以避免滾動的不利影響。通過將該船井定位到該流水工作線的一側，S鋪設操作可以獨立于穿過該船井的活動進行。具體而言，無需延伸該流水工作線的整個長度以允許由該船井中斷。
[0009]在一個優(yōu)選的構造中，通過一個延伸到露天甲板的隔離艙使船井與流水工作線分開。以此方式，穿過船井的正常訪問僅可能是從該露天甲板以上且管裝配工廠和該流水工作線的前方部分可以被保護而不受外部環(huán)境影響，尤其是防止濺濕和鹽水從船井進入該工廠區(qū)域。
[0010]最優(yōu)選地，該流水工作線在其前方端處包括一個天氣保護區(qū)且該船井延伸到在該天氣保護區(qū)的后方限制的之前的位置。該天氣保護區(qū)限定了不暴露至外部環(huán)境的流水工作線的區(qū)域且可以由允許管通過的適當?shù)姆忾]物(closure)或屏(screen)界定。焊接和其他接合操作優(yōu)選地在此區(qū)域內進行，盡管，將理解的是，如果需要，它們還可以在其他地方進行。該流水工作線的后方部分包括張緊器，所述張緊器控制管從該船的船尾的向后的部署。此區(qū)域一般至少部分地向環(huán)境打開。該船井被定位在船中部，該船中部定心在該船的中點的稍后方，如下文將進一步解釋的。
[0011]該船井優(yōu)選地為矩形形狀，具有平行于中心線的、是其寬度至少兩倍的長度。該細長形狀允許它使最靠近流水工作線和該船的中心線的空間最大化。還確保當J鋪設塔被傾斜時操作可以進行，如下文也將進一步描述的。優(yōu)選地，該船井具有至少7米的寬度，以確保龐大裝備通過。最優(yōu)選地，該船井具有大約1m的寬度。該船井優(yōu)選地具有至少15m的長度，更優(yōu)選地至少20m。具體而言，該船井可以在船身處向后向外張開以允許塔的更大傾斜同時限制工廠甲板上的阻礙。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該管裝配工廠被布置為在流水工作線上裝配四接頭。通過利用流水工作線的效率，可以以受控的方式相對迅速地制成四接頭。這可以通過將來自管裝配工廠中其他地方的預先制造的雙接頭裝配來實現(xiàn)。在下面，對四接頭的引用意在指四個或更多個裝配的具有至少40m的長度的管段的裝配件。另外，對流水工作線的引用不意在限制為在S鋪設模式中由管跟隨的精確線，還意在覆蓋鄰近此線的區(qū)域，其中相關的操作和機械被放置在該區(qū)域中且在不必穿過一個艙壁的情況下可以將一個四接頭導引到該區(qū)域。
[0013]最優(yōu)選地，該管處理設備包括一個升降機，該升降機被布置為將四接頭從流水工作線提升到露天甲板。提升可以通過一個穿過露天甲板形成的適當?shù)莫M槽進行且可以從流水工作線或從一個稍微偏離流水工作線的位置垂直地直接進行。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個重要方面，升降機位于在船井的后方。在此情況下，可以將四接頭從流水工作線的區(qū)段中(用于S鋪設操作管的張緊器定位于此)。在流水工作線操作以生產四接頭的情況下，張緊器可以保持打開。對于水平張緊器，可以將四接頭從流水工作線垂直地提升到露天甲板。對于垂直張緊器，優(yōu)選地是，四接頭被側向移位且被提升到鄰近流水工作線的露天甲板。向船井后方的提升確?？梢允顾鏊慕宇^在露天甲板上可以側向運輸準備好呈遞給J鋪設塔。將理解的是，此要求對可以將船井向后定位多遠施加了某些限制，特別是如果大容量起重機將被定位在船尾處。然而，將理解，在船井旁邊或甚至在船井前方的提升也是可能的，其中隨后向后運輸在露天甲板上進行。在此情況下，“船井的后方”意指四接頭的主要部分保持在船井的線外部。然而，將理解，如果四接頭在邊上懸于船井之上，船井操作不被阻礙。
[0015]優(yōu)選地，管處理設備包括一個裝載機臂，該裝載機臂被布置為將來自露天甲板的四接頭倒放(up-end)，以用于呈遞給塔。用于四接頭的存儲架可以被設置在露天甲板上，其中四接頭運輸?shù)揭粋€可以使它們上升的位置。然而，不排除裝載機臂可以使四接頭直接從流水工作線或工廠甲板上升到塔。裝載機臂可以鄰近塔的底座樞轉以在翻轉運動中抓住且倒放一個四接頭。替代地，裝載機臂可以沿塔向上滑動以使四接頭上升。此配置可以是優(yōu)選的，因為當塔向前傾斜時