專利名稱：有關(guān)鋪設(shè)水下管道的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用一管道鋪設(shè)船(vessel)或平底船例如在海床上鋪設(shè)水下管道。該發(fā)明尤其適于在深水中鋪設(shè)大直徑鋼管，但也并不僅限于此。
公開號(hào)為WO-A-95/22484的國(guó)際專利申請(qǐng)(PCT)揭示了一種傳統(tǒng)型的管道鋪設(shè)船。管道是圍繞一垂直放在船中的卷筒盤繞，并從位于船的尾部的一滑道上下水。該滑道裝有諸必要的管道調(diào)整裝置，即形成一有固定曲率的彎路以使管道具有一固定曲率的裝置、一在彎路后給管道一相反方向的曲率以將管道拉直用的矯直器、一管道牽拉器以及一固定管道端部用的管道夾。該滑道在其下端可轉(zhuǎn)動(dòng)，并能抬高或降低以在管道鋪設(shè)過程中達(dá)到一所需的管道下水的角度或一將管道放到卷筒上用的所需的(平)放角度。
在深水(例如，深至500米或更深)中鋪設(shè)管道需要一陡的下水角(60°-90°)。當(dāng)滑道較陡地升起時(shí)，管道在圍繞彎路通過時(shí)必須彎曲幾乎6°。由于在牽拉器的作用下(或一旦管道在鋪設(shè)時(shí)由懸在水中的管道的重量)管道繞著彎路被拉動(dòng)，并且卷筒被制動(dòng)和/或“逆向”驅(qū)動(dòng)以保持一向后牽拉，因此當(dāng)管道圍繞彎路通過時(shí)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。這樣就嚴(yán)重限制了在管道圍繞彎路通過時(shí)不發(fā)生皺折的鋼管的最大直徑。
在公開號(hào)為WO-A-94/06678的國(guó)際專利申請(qǐng)(PCT)中提出的另一設(shè)計(jì)的看法是，縮短管道下水點(diǎn)與卷筒之間的距離，縮小在走向下水點(diǎn)的通路上的管道的曲率，以及減少管道彈性彎曲次數(shù)(由于每次彈性彎曲步驟增大了彈性皺折和斷裂的危險(xiǎn)性，也增加了所做的功，因此也增加了鋪設(shè)管道所需的能量)。帶有管道的卷筒是沿縱向安裝在一船中，并當(dāng)船被絞盤式(側(cè)向)推進(jìn)時(shí)管道是在船的側(cè)面上下水中的。在一方案中，有一架空的龍門起重機(jī)可沿著船方向移動(dòng)，并用作一支撐諸管道下水組件的水平絞車(1evelwind)。但是，這個(gè)提議在一下水平臺(tái)上只留出一小空間，以用來安裝一管道矯直器、一管道牽拉器和一管端固定夾。另外，它還是難以避免在陡的下水角情況下在大直徑管道中產(chǎn)生應(yīng)力。
本發(fā)明是考慮到上述所討論的問題后進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
與使用一作用在一直段管道上的管道牽拉器的先前技術(shù)相比，本發(fā)明的一個(gè)方面是使用一個(gè)可沿一彎路牽拉管道的牽拉器。這樣的一個(gè)牽拉器有兩個(gè)直接的優(yōu)點(diǎn)。第一，由于該牽拉器能沿彎路引導(dǎo)管道，而不是在彎路的下游拉動(dòng)管道，所以減小了管道中的應(yīng)力；第二，該牽拉器能設(shè)置在下水滑道或平臺(tái)的上游處，故在下水平臺(tái)本身上為諸管道調(diào)整組件，諸如管道矯直器和固定夾留出較多的空間。
該牽拉器可例如包括一導(dǎo)軌式牽拉器(tracked tensioner)和形成用于牽拉器導(dǎo)軌的彎路的適用的導(dǎo)向裝置。但是，本發(fā)明的一可取的特點(diǎn)是，該牽拉器包括至少一可在一弧形路線上被前后引導(dǎo)的往復(fù)式夾子，該夾子被啟動(dòng)后沿一方向移動(dòng)時(shí)夾住管道(這樣，管道與夾子一起移動(dòng))，并當(dāng)夾子沿一反方向退回時(shí)將管道放掉(這樣，夾子相對(duì)于管道退回)。更可取的是，該牽拉器包括至少兩個(gè)這樣的夾子(在最佳實(shí)施例中是兩個(gè))，一個(gè)設(shè)在另一個(gè)的下游，并按相反相位工作(即，一個(gè)夾子啟動(dòng)后拉管道，而同時(shí)另一個(gè)退回，當(dāng)兩只夾子夾住管道時(shí)有一定時(shí)間的重疊以使在放掉管道前達(dá)到同步)。
每個(gè)夾子能被支撐在沿一限定弧形彎路的彎曲導(dǎo)軌移動(dòng)的一相應(yīng)的滑座上。彎路的彎曲度可固定也可調(diào)節(jié)的。例如，可由許多導(dǎo)軌段組成一可調(diào)的彎曲導(dǎo)軌，這些導(dǎo)軌段彼此可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并由調(diào)節(jié)裝置將它們彼此相連，用來以一限定曲率的所需的相對(duì)角度固定相鄰的兩導(dǎo)軌段。該調(diào)節(jié)裝置可包括在一端連接于一導(dǎo)軌段而另一段則連接于另一相鄰的導(dǎo)軌段的液壓箱體或千斤頂(jack)。
與使用一長(zhǎng)度固定的可轉(zhuǎn)動(dòng)的管道下水機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的另一方面是，使用一可伸縮延伸的管道下水機(jī)構(gòu)。
可取的是，該下水機(jī)構(gòu)限定一有一恒定曲率半徑的弧形路線，該弧形路線可伸縮地延伸以改變管道下水角(通過改變?cè)撀肪€的弧形部分的長(zhǎng)度)。這樣一種結(jié)構(gòu)是有利的，這是因?yàn)樵撓滤畽C(jī)構(gòu)的上游端位置并不取決于管道下水角。上游端可保持在一預(yù)定的最佳位置以從卷筒輸送管道。
該管道下水機(jī)構(gòu)的可伸縮部分能收置在一裝有外管的部分中，或者可簡(jiǎn)單地設(shè)置在一裝有固定管道的部分的旁邊(這樣，該固定部分與該可伸縮部分彼此重疊)。該機(jī)構(gòu)可包括一單個(gè)伸縮段或多個(gè)伸縮段。
本發(fā)明的再一方面是，沿著在卷筒與下水甲板或平臺(tái)之間的具恒定曲率的一路線引導(dǎo)管道，其中的彎曲角大致等于當(dāng)管子拉出卷筒后的殘余彎曲度。
按照本發(fā)明的這個(gè)方面，可以理解的是，從卷筒上被拉出的鋼管將會(huì)有在管道盤繞于卷筒的過程中因?yàn)槠渌苄宰冃卧斐傻囊粴堄嗲?。通過利用有相同曲率的下水路線后，能明顯減小管道上和管道處理機(jī)械上的應(yīng)力。能減小對(duì)大直徑管尤為重要的管道皺折的危險(xiǎn)性，使可鋪設(shè)大直徑鋼管。
在另一方面，一下水機(jī)構(gòu)限定了一架空于一具有管道的卷筒上方面延伸的彎曲的送管路線，管道被下水機(jī)構(gòu)沿著彎曲的送管路線所支撐，通過在一基本上垂直(橫交)于卷筒軸線的平面內(nèi)改變?cè)搹澢乃凸苈肪€的位置，即可調(diào)節(jié)下水角度。
可取的是，該彎曲路線有一基本上恒定的彎曲角，例如，等于從卷筒上拉出的管道的殘余彎曲度。
該彎曲路線例如可相對(duì)于卷筒抬起或降低?；蛘撸蛄硗?，彎曲路線的角度能相對(duì)于卷筒改變。在至少一個(gè)最佳實(shí)施例中，彎曲的路線是圍繞卷筒軸線可移動(dòng)的。
本發(fā)明的另一方面是，提供一弧形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括諸限定一送管路線的弧形構(gòu)件，該路線的重量沿著該路線由諸構(gòu)件支撐，相鄰構(gòu)件間的圓弧角可調(diào)節(jié)，以限定一所需彎曲度的路線。
本發(fā)明的再一方面有關(guān)于通常用在管道鋪設(shè)船上的拋下/收回(abandonment/recovery)系統(tǒng)，用以處理一管道的端部。與安裝這樣一系統(tǒng)的絞盤的甲板的傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明的另一方面是，安裝該鉸盤使它可隨用作一水平絞車的一下水機(jī)構(gòu)移動(dòng)。這樣的技術(shù)能提供一種比起先前技術(shù)簡(jiǎn)單得多的拋下/收回系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
盡管能獨(dú)立使用本發(fā)明的上述諸方面，通過組合地使用某些方面能取得明顯的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在參照諸附圖描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，這些實(shí)施例僅僅為了舉例說明用。其中的附圖為

圖1是管道下水機(jī)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3是在圖1中使用的諸牽拉器夾子的示意圖；圖4是圖1所示結(jié)構(gòu)中使用的拋下和收回系統(tǒng)的示意圖；圖5是管道下水機(jī)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意圖；圖6是在圖5中使用的弧形臂的示意圖；圖7是管道下水機(jī)構(gòu)的第三實(shí)施例的示意圖；圖8是管道下水機(jī)構(gòu)的第四實(shí)施例的示意圖；圖9是管道下水機(jī)構(gòu)的第五實(shí)施例的示意圖；圖10和11示意表示了管道下水機(jī)構(gòu)的第六實(shí)施例；圖12示意表示了在圖10和11的結(jié)構(gòu)中使用的一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖13a和13b是管道下水機(jī)構(gòu)的第七實(shí)施例的另外兩種設(shè)計(jì)的示意圖；圖14是管道下水機(jī)構(gòu)的第八實(shí)施例的示意圖；圖15是管道下水機(jī)構(gòu)的第九實(shí)施例的示意圖；圖16是管道下水機(jī)構(gòu)的第十實(shí)施例的示意圖。
先看圖1-4。一卷繞有鋼管的卷筒30安裝在一管道鋪設(shè)船的殼體32中。在這一實(shí)施例中，卷筒30安裝在一頂部敞開的圓形箱體34中，該箱體中可用海水注入以使卷筒30至少部分飄浮，如此減輕了必須由支撐卷筒30的諸軸承(未圖示)承擔(dān)的重量。但是，在其它實(shí)施例中，卷筒可簡(jiǎn)單地由直接連接于船的殼體32的諸大軸承支撐。
卷筒30沿縱向安裝在殼體32中，即其軸線平行于殼體32的頭-尾軸線。管道利用一下水機(jī)構(gòu)36鋪設(shè)在殼體的側(cè)部，而船則是由適用的推進(jìn)器(未圖示)或拉在錨繩上以絞盤方式(即側(cè)向)驅(qū)動(dòng)。這樣一種側(cè)向鋪設(shè)技術(shù)在前面提到的公布號(hào)為W-A-94/06678的國(guó)際申請(qǐng)中已描述過。
下水機(jī)構(gòu)36由一用諸固定的撐桿42安裝在一滑座40之上方的弧形上方件38組成?；?0可在一對(duì)設(shè)置在卷筒30旁邊的甲板上的導(dǎo)軌44上移動(dòng)，使該下水機(jī)構(gòu)象一水平絞車可移動(dòng)。
上方件38的彎曲角基本上等于從卷筒上拉出的管道的平均殘余曲率。這一殘余曲率按已知方式取決于鋼管的直徑和厚度，以及在卷筒上的卷繞直徑。在使上方件38的曲率等于殘余曲率后，從卷筒拉出的管道自然跟隨著上方件38的曲線而不必要求附加的彎曲，或只要減小了的彎曲和從而較低有阻力。管子重量由諸輥?zhàn)?5或安裝在上方件38上的潤(rùn)滑墊(未圖示)承擔(dān)。
管道在下水機(jī)構(gòu)上借助于一牽拉器裝置牽拉，該裝置由分別由第一和第二往復(fù)夾子滑座50和52攜帶的第一和第二夾子46和48組成。看圖3，夾子滑座50和52可在安裝于上方件38上的一弧形導(dǎo)軌54上滑動(dòng)。第一夾子滑座50在導(dǎo)軌54的第一部分54a內(nèi)移動(dòng)，第二夾子滑座52則在第一部分54a的下游、在導(dǎo)軌的第二部分54b內(nèi)移動(dòng)。受液壓箱體56的驅(qū)動(dòng)，滑座50與52以相反方向移動(dòng)。當(dāng)夾子滑座從左向左(周面中)前移時(shí)，每只夾子啟動(dòng)以?shī)A持住管道，而當(dāng)滑座從左退回到右側(cè)時(shí)就將管道釋放掉。所以，管道由兩只夾子46和48沿著弧形路線以“接力”方式被拉動(dòng)。為提高夾緊穩(wěn)定性和提高鋪設(shè)速度，滑座后退時(shí)要比前進(jìn)時(shí)稍微快些，這樣，一個(gè)夾子的前進(jìn)步驟的開始總是與另一夾子的前進(jìn)步驟的結(jié)束相重疊。在兩只夾子同時(shí)夾住管道時(shí)有一段時(shí)間的重疊，這樣，就確保了在夾子轉(zhuǎn)換時(shí)刻不會(huì)使管道滑脫。
與先前技術(shù)中在彎路的下游區(qū)拉動(dòng)管道技術(shù)相比，牽拉夾子50和52沿著弧形路線的定位有助于減小加于管道上的應(yīng)力，這是因?yàn)闋坷髌鸬搅搜刂⌒温肪€引導(dǎo)管道的作用。這意味著能處理較大直徑的鋼管而管子皺折的危險(xiǎn)性大大減小了。
下水機(jī)構(gòu)36的下游端由一相對(duì)于上方件38而可伸縮地安裝并支撐在一可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的撐桿60上的下水構(gòu)件58組成。正如從該下水件(見圖1中的虛線所示)的延伸出的位置清楚可看出的，該下水件包括一具有與上方件38相同的彎曲角的彎曲部分58a和一在其上安裝有一傳統(tǒng)的管道矯直器62(由一上方壓輥組成)和一端部夾子64的直端部分58b。該下水件在一收縮位置(圖1中的實(shí)線)與一伸展位置(圖1中的虛線所示)之間移動(dòng)，從而能設(shè)定一所需的下水角度。依靠一合適的液壓箱體可使該下水件58相對(duì)于上方件38移動(dòng)?；蛘?，利用端部夾子64夾持住管道的端部，牽拉器夾子46和48能驅(qū)動(dòng)管道以朝外推動(dòng)下水件58，或者將該下水件向后拉。
這一實(shí)施例能達(dá)到的主要優(yōu)點(diǎn)是，下水路線的曲率與下水角度無關(guān)，下水角的范圍能較寬，且在管道上的應(yīng)力很小。另外，下水路線的彎曲率是恒定的，等于管道的殘余曲率。
參閱圖4，一拋下和收回(A/R)系統(tǒng)安裝在下水機(jī)構(gòu)36上，用于管子的端部的鋪設(shè)和收回。該A/R系統(tǒng)包括一安裝在滑座40上的絞盤66、諸安裝在諸固定撐桿42上的中間帶輪68和一安裝在一搖臂(未圖示)上的末端帶輪70，這樣，使它可擺到下水構(gòu)件58上方的位置。在使用時(shí)，一根帶有一浮標(biāo)的繩子71能連接于一固定于管道端部的艏導(dǎo)纜鉗或墊板孔眼，用以將該管端拋到水下，或此后將它收回。當(dāng)具有了包括安裝如一水平絞車移動(dòng)的下水機(jī)構(gòu)36上的絞盤66的整個(gè)A/R系統(tǒng)后，比起先前技術(shù)來該A/R系統(tǒng)的設(shè)計(jì)明顯地簡(jiǎn)化了。
圖5表示出第二實(shí)施例。該第二實(shí)施例的主要差別是，下水機(jī)構(gòu)36包括一跨立在卷筒30上方的門式框架80。該門式框架80象一個(gè)水平絞車以和第一實(shí)施例中的下水機(jī)構(gòu)36相同的方式在甲板導(dǎo)軌82上從頭到尾地移動(dòng)。如在圖5中諸部分示意表示的，該門式框架是由幾個(gè)互連的諸桁架構(gòu)成的。該門式框架80支撐著一在位于其正上方的、在幾根垂直導(dǎo)軌(未圖示)上可上下移動(dòng)的中心天橋84。該天橋84裝有上述一些牽拉器夾子46和48、弧形導(dǎo)軌54和若干個(gè)支撐輥輪45。一攜帶著矯直器62和端部夾子64的下水平臺(tái)86由門式框架80的一橫向延長(zhǎng)部88所支撐。
在第二實(shí)施例中，下水角是由天橋84的高度和下水平臺(tái)86的角度結(jié)合起來確定的。如圖5中兩個(gè)位置所示，下水平臺(tái)在一用于將管道裝載在卷筒上并為淺水鋪設(shè)的最大上抬位置90與一用于深水鋪設(shè)的最大沉降位置92之間移動(dòng)。在沉降位置92時(shí)，利用一鉸接臂94將弧形彎曲部分保持在夾子46和48的下游處。現(xiàn)在看圖6，該臂94由可轉(zhuǎn)動(dòng)地互連的幾分段96組成。諸相鄰的分段96也利用一用來設(shè)定一分段相對(duì)另一分段的角度的液壓箱體98相互連接起來，從而組成一所需的直形或曲線性路線。
該鉸接臂的相同設(shè)計(jì)也可用于形成彎曲軌道54，上述的夾子52和54可在其上滑動(dòng)。使用這種鉸接軌道的優(yōu)點(diǎn)在于，該軌道的曲率可配合于不同的殘余管道曲率。如上面講述的，下水路線的曲率要與管道殘余曲率相等，而后者取決于管道直徑、管壁厚度、材料屈服應(yīng)力和管子在卷筒上的卷繞直徑。
作為一個(gè)修改，第一實(shí)施例的可伸縮的下水件58可代替圖5所示的鉸接臂94和下水平臺(tái)86，而作為實(shí)現(xiàn)可變下水角的另一種技術(shù)。
盡管在附圖中未予明確表示出來，在這個(gè)實(shí)施例和下面諸實(shí)施例中，與前面的類似的A/R系統(tǒng)安裝在作為一水平絞車可相對(duì)于卷筒30移動(dòng)的下水機(jī)構(gòu)36上。
圖7表示了第三實(shí)施例。
第三實(shí)施例中的主要區(qū)別是，門式框架80支撐著一在圖7中已表示出其兩個(gè)位置的、角度方向可移動(dòng)的弧形下水器100，而不是支撐一可升起的天橋。該下水器100裝在兩同心的導(dǎo)軌102和104上，其一端106由一嚙合于下方導(dǎo)軌102的齒輪108引導(dǎo)，另一端由一嚙合于上方導(dǎo)軌104的齒輪112引導(dǎo)。在門式框架80的下部接近于端部106處設(shè)置有一下方導(dǎo)軌102用的支撐機(jī)構(gòu)(未圖示)，而在卷筒的另一側(cè)有一類似的機(jī)構(gòu)。
該下水器100裝著牽拉裝置組件(上面所討論的)、矯直器和未端部夾子。下水器100在一用于將管道放在卷筒上并為淺水鋪設(shè)的最大上抬位置114與一用于深水鋪設(shè)的最大沉降位置116之間移動(dòng)。為了設(shè)定所需的下水角，可驅(qū)動(dòng)齒輪108和102以使下水器100沿著導(dǎo)軌102和104前進(jìn)，直至下水器100的末端110位于正確的下水角位置。
圖8表示出第四實(shí)施例。這與圖7所示的類似，所不同的只是省略了門式框架的上部，留下的是一弧形框架120，其上安裝了下水器100。該下水器100可在弧形架120的外圓周上在導(dǎo)軌122上作角度方向移動(dòng)。
圖9表示出第五實(shí)施例，它與圖8的十分相似。唯一明顯的區(qū)別是，箱體34上做有一加強(qiáng)的桁架式邊緣支架124，用來承擔(dān)弧形框架120和下水器100的重量?；⌒慰蚣?20在安裝于邊緣支架124上、而不是裝在甲板導(dǎo)軌上的幾根導(dǎo)軌126上滑動(dòng)。這有利于騰出卷筒30四周的甲板空間，能有更多的空間供管道處理人員可在其中工作。
與第一、二實(shí)施例的情況相同，第三、四和五實(shí)施例均使用了一有等曲率的下水路線和沿著弧形路線作用的牽拉夾子46和48，使能處理大直徑鋼管。
圖10和11表示出第六實(shí)施例，它與第三、四和五實(shí)例稍有區(qū)別，其中的下水機(jī)構(gòu)130被裝在卷筒30四周的一籠子134的諸導(dǎo)軌132上。該下水機(jī)構(gòu)130可作為一水平絞車被驅(qū)動(dòng)而沿著諸導(dǎo)軌從頭到尾滑動(dòng)。如前面所述，該下水機(jī)構(gòu)130裝著牽拉組件、矯直器62和末端部夾子64。
為了設(shè)定一所需的下水角，籠子134與卷筒30一起旋轉(zhuǎn)(使管道不會(huì)從卷筒上進(jìn)行退繞運(yùn)動(dòng))。一旦達(dá)到了所需的下水角，籠子14就相對(duì)于船本體被固定在那個(gè)方位。此后，卷筒30能相對(duì)于籠子134旋轉(zhuǎn)，以使管道能從卷筒30上拉出或繞在卷筒30上。籠子134有一敞口區(qū)，管道從卷筒經(jīng)過該敞口到下水機(jī)構(gòu)130。
位于甲板上、在卷筒30的一端的一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)138使卷筒30和籠子134轉(zhuǎn)動(dòng)。看圖12，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一通過一齒輪箱142驅(qū)動(dòng)卷筒和籠子的電動(dòng)機(jī)140。一第一離合器144將齒輪箱輸出軸連接于一與籠子134的外緣148嚙合的齒輪146。一第二離合器150將齒輪箱輸出軸連接于一與卷筒30的邊緣凸緣上的導(dǎo)軌154嚙合的齒輪152。當(dāng)嚙合了兩離合器144和150時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就使卷筒30和籠子134一致地轉(zhuǎn)動(dòng)，如只嚙合第二離合器150，卷筒30能相對(duì)于籠子134轉(zhuǎn)動(dòng)，或在管道鋪設(shè)過程中保持向后張力。
圖13a表示出略有修改的第七實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，籠子的尺寸縮小了，使它不再全部包圍住卷筒30，而是籠子134’僅僅跨立在卷筒30的兩側(cè)。量是，在其它方面均與第六實(shí)施例的相同。在圖136中，不是一包圍住的籠子，而是用一弧形滑座135支撐著下水器130。該滑座可旋轉(zhuǎn)地安裝在卷筒的端凸緣137上，使在卷筒與滑座135之間可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。利用一與滑座用繩索相連接的驅(qū)動(dòng)絞盤139，以使滑座圍繞著端部凸緣137的外圓周作角度方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可控制下水角。
看圖14，在第八實(shí)施例中，下水機(jī)構(gòu)包括一搖臂吊車160，它可平行于卷筒30地在甲板導(dǎo)軌162上移動(dòng)，用作一水平絞車。吊車的吊臂裝著上述的牽拉夾子、管道矯直器和示端部固定夾子，并限定了一條從卷筒30到下水點(diǎn)的彎曲的下水路線。吊車能抬高和降低以設(shè)定所需的下水角。吊車的一抬起位置適于裝載管道和在淺水中鋪設(shè)管道，而其一降低的位置適于在深水中鋪設(shè)管道。在該降低的位置，搖臂能放在船的甲板上，或被撐在甲板上，以釋放在吊車上舉纜繩中的應(yīng)力。這一實(shí)施例尤其適于通過改變一具有一抓手和一裝載吊車的現(xiàn)存的船而實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)也對(duì)船舶所有者頗有吸引力，這是因?yàn)榈踯嚹苡糜谄渌康模勾杀皇褂糜诶?，?dāng)不進(jìn)行管道鋪設(shè)工作時(shí)運(yùn)輸貨物。
圖15表示了另一“吊車”型實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，下水機(jī)構(gòu)包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一滑座166上的扇形臂164，而滑座166可在安裝于條箱體34的上表面上的諸導(dǎo)軌168上滑動(dòng)。該扇形臂164裝著前面所述的牽拉夾子46和48、管道矯直器62和末端部固定夾子64，并限定了一條從卷筒30到下水點(diǎn)的、具有等曲率的彎曲的下水路線。通過扇形臂164圍著滑座166轉(zhuǎn)動(dòng)，就可簡(jiǎn)單地調(diào)整并且滑座能用作一水平絞車沿著諸導(dǎo)軌166移動(dòng)。
看圖16，在第十實(shí)施例中，扇形臂164’安裝在一可在一天橋或門式框架170上與龍骨線直交的方向移動(dòng)的滑座166’上，以增大扇形臂164’與船之間的間距，以便設(shè)定大的下水角。門式框架170可作為一水平絞車在甲板導(dǎo)軌17上移動(dòng)。
可以理解的是，上述諸實(shí)施例提供了用于鋪設(shè)從一輥輪或卷筒來的管道的機(jī)構(gòu)，在這些機(jī)構(gòu)中，管道是在一均勻彎曲的路線上從卷筒被引導(dǎo)到下水點(diǎn)。一作用于管道的彎曲段上的一牽拉裝置以及大致等于管道的殘余曲率的彎曲角度的使用，使管道通過下水機(jī)構(gòu)時(shí)加在它上的應(yīng)力很小。所以，能處理大直徑管道而不會(huì)有皺折的危險(xiǎn)，而且，能以為深水中鋪設(shè)管道所必需的很陡的下水角度將管道放入水中。
通常，在上述諸實(shí)施例中，下水角能從大約10°(從水平面向下)變化到60°以上(從水平面向下)，這10°下水角是在從海岸上裝載管道過程中和在很淺的水中鋪設(shè)管道時(shí)使用的下水角，而60°下水角是在很深的水中鋪設(shè)管道中使用的。一般，大約為65°的下水角是適用的，但也可能達(dá)到90°之大的下水角(盡管75°-80°是可能最大的適用的下水角)。
盡管在前述一些實(shí)施例中的卷筒安裝時(shí)是使其軸線平行于船的從頭到尾的縱向，而在另些實(shí)施例中，可使卷筒的軸線橫交于船。例如，卷筒可沿橫交于船頭部的方向安裝，管道可用下水機(jī)構(gòu)鋪設(shè)在船頭部之上方?；蛘?，卷筒可設(shè)置在船的中部和船體中分面(以與一挖泥船體類似的方式)，以提供一敞開的間隙，通過該間隙可鋪設(shè)管道，或能通過一月牙池(moonpool)使管道放入水中。
盡管在前面的描術(shù)中力圖使人對(duì)本發(fā)明的那些特點(diǎn)予以重視并相信它們是尤其重要的，但應(yīng)該理解的是，凡是前面提到的和/或在附圖中表示出的然而不管是否強(qiáng)調(diào)過的那些具有專利性的特點(diǎn)的組合，均是申請(qǐng)人要保護(hù)的。
權(quán)利要求
1.一種水下鋪設(shè)管道用的船，它包括一從船上放下水管道用的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)限定一沿其送入管道的路線，該機(jī)構(gòu)包括管道牽拉裝置，該裝置可操作地沿該路線的一彎曲部分夾住管道。
2.如權(quán)利要求1所述的船，其特征在于，牽拉裝置包括至少一個(gè)可操作地抓住管道的夾子，該夾子沿著一弧形路線可往復(fù)移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的船，其特征在于，它包括所述諸夾子中的至少兩個(gè)以互補(bǔ)方式操縱的夾子，一個(gè)夾子可操作地夾住管道以沿夾子移動(dòng)的方向牽拉該管道，另一個(gè)夾子未夾管道而朝相反方向移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的船，其特征在于，還包括一限定該夾子或諸夾子的移動(dòng)路線的弧形軌道或槽路。
5.如權(quán)利要求4所述的船，其特征在于，該夾子或每個(gè)夾子安裝在一相應(yīng)的沿著軌道或槽路可移動(dòng)的滑座上。
6.如權(quán)利要求4或5所述的船，其特征在于，軌道或槽路的曲率是可調(diào)的。
7.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的船，其特征在于，還包括一卷筒；下水機(jī)構(gòu)的位置在一基本上垂直于卷筒軸線的平面內(nèi)是可調(diào)節(jié)的。
8.一種水下鋪設(shè)管道用的船，它包括一從船上放下水管道用的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)包括一相對(duì)于一第二部分可伸縮地安裝的第一部分，管道下水角度是由第一和第二部分的相對(duì)位置確定的。
9.如權(quán)利要求8所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)限定沿其送入管道并將下水的一彎曲路線，該路線的弧形長(zhǎng)度是由下水機(jī)構(gòu)的第一部分相對(duì)于第二部分的相對(duì)位置確定的。
10.如權(quán)利要求9所述的船，其特征在于，下水機(jī)構(gòu)的第二部分相對(duì)于第一部分可角度方向移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求8，9或10所述的船，其特征在于，下水機(jī)構(gòu)的第一部分安裝在其上卷繞管道的一卷筒的鄰近處，該下水機(jī)構(gòu)的第二部分裝著管道矯直器裝置和一管道末端固定夾子。
12.如權(quán)利要求11所述的船，其特征在于，下水機(jī)構(gòu)的第一部分裝著管道牽拉器裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的船，其特征在于，管道牽拉器裝置是可操作地沿著一彎曲路線夾住該管道。
14.一種水下鋪設(shè)具有一預(yù)定類型的管道用的船，該船體包括一圍繞其上卷繞管道的卷筒和一將從該卷筒拉出的管道放入水中的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)限定一在下水之前從該卷筒延伸到一管道矯直器的、具有基本上等曲率的送管路線，該路線的曲率基本上與所述類型的管道有關(guān)的、由于圍著卷筒卷繞時(shí)造成的殘余曲率相等。
15.如權(quán)利要求14所述的船，其特征在于，還包括沿著彎曲路線牽拉管道用的管道牽拉裝置。
16.如權(quán)利要求14或15所述的船，其特征在于，下水機(jī)構(gòu)可移動(dòng)以在一基本上垂直于卷筒軸線的平面內(nèi)改變彎曲路線的位置，從而改變下水角。
17.如權(quán)利要求14或15所述的船，其特征在于，下水機(jī)構(gòu)包括第一和第二可伸縮部分，該彎曲路線的長(zhǎng)度由第一部分相對(duì)于第二部分的位置確定。
18.如權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)限定的一船和一圍繞該船的卷筒卷繞的預(yù)定類型的管道的組合。
19.一種在水下鋪設(shè)管道用的船，該船體包括一圍著其上卷繞管道用的卷筒和一將從該卷筒拉出的管道放入水中用的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)限定一在該卷筒上方架空地延伸的彎曲送管路線，該下水機(jī)構(gòu)沿著該路線支撐著該管道，為了控制該管道下水角，該下水機(jī)構(gòu)可移動(dòng)以在一垂直于該卷筒的軸線的平面內(nèi)改變?cè)搹澢肪€的位置。
20.如權(quán)利要求19所述的船，其特征在于，該彎曲路線有一基本上相等的曲率半徑。
21.如權(quán)利要求19或20所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括相對(duì)于卷筒抬起或下降該彎曲路線用的裝置。
22.如權(quán)利要求19，20或21所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括改變?cè)搹澢肪€相對(duì)于該卷筒的角度的裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括改變?cè)搹澢肪€圍繞該卷筒軸線的角度位置的裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括一在其內(nèi)放置該卷筒用的籠子，該籠子可繞著該卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)。
25.如權(quán)利要求19、20、21、22或23所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括一跨立在該卷筒之上的門式框架，該門式框架可沿一基本上平行于該卷筒軸線的方向移動(dòng)。
26.如權(quán)利要求19、20、21、22或23所述的船，其特征在于，該下水機(jī)構(gòu)包括一搖臂吊車。
27.一種在水下鋪設(shè)管道用的船，它包括一從該船將該管道放入水中用的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)包括諸限定一送管路線的鉸接構(gòu)件，沿著該路線諸該構(gòu)件支撐著該管道的重量，相鄰兩構(gòu)件之間的鉸接角度可調(diào)節(jié)，以限定具有一所需曲率的一路線。
28.如權(quán)利要求27所述的船，其特征在于，相鄰兩鉸接構(gòu)件彼此以樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)方式相連，并連接于相應(yīng)可變的延伸裝置的諸相對(duì)端，以改變鉸接的角度。
29.一種在水下鋪設(shè)管道用的船，它包括一圍著其上卷繞管道用的卷筒；一將從該卷筒拉出的管道放入水中用的下水機(jī)構(gòu)，該下水機(jī)構(gòu)可沿一平行于該卷筒軸線的方向移動(dòng)，和一在處理一管道端時(shí)使用的拋下/收回系統(tǒng)，該拋下/收回系統(tǒng)包括與該下水機(jī)構(gòu)一起沿所述基本上平行于該卷筒軸線的方向移動(dòng)的鉸盤。
30.如權(quán)利要求29所述的船，其特征在于，該拋下/收回系統(tǒng)安裝在該下水機(jī)構(gòu)上。
31.一種在水下鋪設(shè)管道用的船，該船基本上是參閱任何一附圖而在前面描述的船。
全文摘要
一種管道鋪設(shè)船包括其軸線平行于船體的頭—尾方向安裝的一帶管道的卷筒。一下水機(jī)構(gòu)包括一可相對(duì)移動(dòng)以改變下水角的諸可伸縮弧形構(gòu)件。諸管夾沿著一彎曲路線夾住管道,并可沿著一彎曲軌道往復(fù)移動(dòng)以牽拉管道。彎曲路線有一基本上等于從卷筒拉出的管道的殘余曲率的彎曲角。下水角能通過在一基本上垂直于卷筒軸線的平面內(nèi)移動(dòng)彎曲路線的角度或位置而被調(diào)節(jié)。一拋下/收回系統(tǒng)安裝在下水機(jī)構(gòu)上,它可作為一水平絞車沿著卷筒的旁邊移動(dòng)。
文檔編號(hào)F16L1/26GK1188202SQ9712262
公開日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月28日
發(fā)明者亞歷山大, 克雷格, 朗 申請(qǐng)人:J·雷·麥克德莫特股份有限公司