[發(fā)明專利]系統(tǒng)、設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880025016.4
• 申請日: 2018-02-16
• 公開（公告）號: CN110506176B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·詹姆斯·史密斯;凱瑟琳·瑪格麗特·格辛
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家IHC有限公司
• 主分類號: F16L1/20
• 分類號: F16L1/20;F16L1/19
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;楊明釗

一種用于在J型鋪設(shè)操作中構(gòu)建和部署長形元件(202)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括直立結(jié)構(gòu)(206)；絞拉元件(204)，其能夠沿直立結(jié)構(gòu)(206)內(nèi)的軸線伸縮；聯(lián)接元件(210)，其連接到絞拉元件(204)，用于將絞拉元件(204)聯(lián)接至長形元件(202)；以及捕捉器元件(212)，其被配置為在收回或延伸絞拉元件(204)期間保持聯(lián)接元件(210)與直立結(jié)構(gòu)(206)內(nèi)的預(yù)定軸線對齊。

本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法。特別地但不排他地，本發(fā)明涉及一種用于從海船向海底位置鋪設(shè)管道的系統(tǒng)和方法。

傳統(tǒng)上，可以使用多種技術(shù)將管道以管長連續(xù)的方式從船部署到海床。在“J型鋪設(shè)(J-lay)”系統(tǒng)中，是以組裝線型的方法將管材段按順序添加并固定至正在部署的管道上。一些J型鋪設(shè)系統(tǒng)采用靜式夾具和動式夾具來部署管材段并將其下放成J型鋪設(shè)結(jié)構(gòu)。

在海船上，將管材段從甲板上的水平位置抬起到更豎直的位置并用塔架保持。然后，沿塔架向下下放管材段，直到管材段下端靠近先前已部署管材段的上端(安裝接頭)。之后，通過合適的附接方法，如焊接，將管材段的下端聯(lián)接到先前已部署的管材段的上端。為了使聯(lián)接有效，在附接期間通常將兩個管材段保持或夾持到合適的位置。

附接之后，將管材段例如經(jīng)由月池或船邊緣從海船下放，并重復(fù)該過程。在管道構(gòu)建時，管道沿“鋪設(shè)線”被下放，“鋪設(shè)線”即管道從塔架向海底位置下放時管道所遵循的位置。如圖1所示，鋪設(shè)線遵循字母“J”100的形狀。

因此，焊接的管材是逐漸構(gòu)建并下放入海水中的，并且將鋪設(shè)在海床或溝渠的預(yù)定位置之中。管材可用于沿海床輸送開采的流體諸如石油、天然氣和水，比如從開采平臺輸送至陸上地點。

J型鋪設(shè)技術(shù)可用于在淺水或深水的深度鋪設(shè)管道，深度通常約為750米至1000米。管材直徑通?？稍?至36英寸(12.7至91.44厘米)范圍內(nèi)。管材段長度通常可以是12米，不過多個管材段可以預(yù)焊接成2×12米的長度組(稱作24米雙管接頭)，或3×12米的長度組(稱作36米三管接頭)，或4×12米的長度組(稱作48米四管接頭)，或6×12米的長度組(稱作72米六管接頭)，等等。

J型鋪設(shè)系統(tǒng)可以包括棄置及回收系統(tǒng)。這被用作中止和重新啟動鋪設(shè)作業(yè)的一種方式，并允許使用基于鋼絲繩絞車的系統(tǒng)將管道下放至海床并從海床回收。棄置及回收系統(tǒng)通常使用絞車或一系列絞車將棄置及回收繩索的終端下放到合適位置，使其能夠連接到管道，并隨后將管道吊起/下放。第二絞車有助于引導(dǎo)棄置及回收框架，以幫助防止框架發(fā)生由于例如船運動引起的不必要的搖擺。例如在波濤洶涌的海面上，框架的擺動運動會迅速放大，而這會對系統(tǒng)造成損害。

操縱第二絞車需要額外的操作，這常常需要人工干預(yù)。此外，由于作業(yè)線(firingline)上存在管道，用于下放棄置及回收框架的絞車/絞車系列不能位于管道的作業(yè)線上(管道從J型鋪設(shè)塔架被保持和部署所沿的線)。因此，棄置及回收框架和/或棄置及回收系統(tǒng)與管道之間的任何連接都是偏離作業(yè)線的。棄置及回收框架的連接是借助起重裝備在載人區(qū)域內(nèi)進行的。

此外，改變J型鋪設(shè)塔架相對于船的角度可以對絞車系統(tǒng)中的繩索施加張力負荷。如果系統(tǒng)不符合要求，塔架的角度變化可能會損壞繩索(例如，通過拉伸)，導(dǎo)致塔架在回到原始角度時繩索松弛。在極端情況下，繩索上的張力可能會導(dǎo)致繩索斷裂。

有時，不同的鋪設(shè)操作可能使用不同的管材規(guī)格。因此，J型鋪設(shè)系統(tǒng)的各個方面可適合于允許具有不同管材長度、不同管材直徑或兩者兼有的不同管材尺寸的使用。

先前已部署的管材段的上端通常由懸掛夾具(hang off clamp)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。通常，在不同尺寸的管材鋪設(shè)之間手動更換懸掛夾具的襯墊。襯墊通常由摩擦力相對高的物質(zhì)形成，其在抓握運動時被壓緊管材以保持住管材。懸掛夾具常常位于飛濺區(qū)(部署管材進入大海內(nèi)的區(qū)域)附近的環(huán)境內(nèi)或飛濺區(qū)里面的環(huán)境內(nèi)。對于工人來說，這可能是令人不快的工作環(huán)境。