Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к трубоукладочным судам и способам укладки трубопроводов. Наиболее часто трубоукладочные суда и способ укладки трубопровода, раскрытые в настоящем изобретении, используются при добыче нефти и газа в открытом море (или любом другом водоеме).
Уровень техники
Как правило трубоукладочные суда производят укладку трубопровода для морской добычи нефти или газа либо по S-образной схеме, либо по J-образной схеме.
При укладке по S-образной схеме трубопровод выходит из судна под малым наклоном к горизонту, либо без наклона к горизонту, приобретает более крутой наклон в воде, затем возвращается по существу в горизонтальное положение на дне моря. Натяжение трубопровода часто обеспечивается последовательно расположенными натяжными устройствами, установленными вдоль траектории укладки трубопровода на судне.
Натяжные устройства поддерживают вес трубопровода и управляют траекторией трубопровода. Укладка по S-образной схеме является предпочтительной на меньших глубинах, где естественная траектория трубопровода лишь иногда отклоняется на малый угол при его продвижении к морскому дну. Примеры укладки по S-образной схеме раскрыты в международных заявках на изобретения (заявках PCT) с соответствующими номерами публикации: WO 2006/085739 и WO 2007/000609.
При укладке по J-образной схеме трубопровод выходит из судна с крутым наклоном или вертикально, и наклон непрерывно уменьшается до тех пор, пока трубопровод не окажется по существу в горизонтальном положении на дне моря. Укладка по J-образной схеме предполагает перемещение новой секции трубопровода по существу из горизонтального положения (вдоль палубы судна) в вертикальное положение параллельное трубоукладочной вышке для укладки по J-образной схеме, установленной на судне. Нижний край новой секции трубопровода приваривается к верхнему краю трубопровода, который удерживается в неподвижном состоянии, свисая с судна, при помощи фиксирующего зажима, расположенного у основания трубоукладочной вышки для укладки по J-образной схеме. После добавления новой секции трубопровода к существующему трубопроводу фиксирующий зажим раскрывается, и трубопровод спускается вниз по трубоукладочной вышке для укладки по J-образной схеме. Во время данного опускания натяжение трубопровода может обеспечиваться при помощи подвижного блока или натяжных устройств. Верхний край добавленного участка трубопровода (т.е. верхний край новой секции трубопровода) затем зажимается фиксирующим зажимом, подвижный блок, при его наличии, возвращается в исходное положение в верхней части вышки для укладки по J-образной схеме, и процесс повторяется. Укладка по J-образной схеме применяется преимущественно для укладки трубопровода на больших глубинах (т.е. на глубинах обычно превышающих 1000 м). Примеры укладки по J-образной схеме раскрыты в международных заявках на изобретение (заявках РСТ) с соответствующими номерами публикации: WO 2009/153352 и WO 2009/153354.
Из уровня техники известны патент на изобретение US 6,910,848 В1, дата публикации - 28.06.2005 г., патент на изобретение US 6,352388 В1, дата публикации - 05.03.2002 г., опубликованная международная заявка на изобретение WO 2004/068012 А2, дата публикации - 12.08.2004 г. и опубликованная международная заявка на изобретение WO 2009/148297 А1, дата публикации - 10.12.2009 г. Вышеуказанные источники информации составляют ближайший уровень техники настоящего изобретения.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в разработке усовершенствованного трубоукладочного судна и усовершенствованного способа укладки трубопровода с судна в сравнении с предшествующим уровнем техники.
Технический результат настоящего изобретения заключается повышении устойчивости, надежности и долговечности трубоукладочной вышки и трубоукладочного судна в целом за счет снижения центра тяжести трубоукладочной вышки, повышение маневренности и проходимости трубоукладочного судна за счет снижения высоты трубоукладочной вышки, повышение эффективности загрузки ветвей трубопровода на трубоукладочную вышку.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее главную палубу и трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна, содержащую первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, подвижно установленную на первой нижней секции. При этом трубоукладочная вышка выполнена с возможностью перемещения между первым трубоукладочным положением, в котором вторая верхняя секция расположена выше первой нижней секции. Труба установлена с возможностью перемещения в процессе укладки от второй верхней секции к первой нижней секции, и вторым сложенным положением, в котором вторая верхняя секция перемещена относительно первой нижней секции, а общая высота трубоукладочной вышки уменьшена.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью трансформации между первым трубоукладочным положением и вторым сложенным положением посредством шарнирного соединения первого конца второй верхней секции с дальним концом первой нижней секции.
Вторая верхняя секция может быть выполнена с возможностью перемещения относительно первой нижней секции посредством перемещения второго конца второй верхней секции вниз до упора на главную палубу во втором сложенном положении.
Первая нижняя секция может быть направлена вверх от своего проксимального конца под фиксированным углом относительно главной палубы.
Судно может соде ржать корпус, при этом проксимальный конец первой нижней секции может являться неотъемлемой частью корпуса.
Первая нижняя секция может быть направлена вверх под углом, приблизительно равным 90 градусов, относительно главной палубы.
Трубоукладочная вышка может соде ржать гидроцилиндр, выполненный с возможностью перемещения второй верхней секции относительно первой нижней секции.
Трубоукладочная вышка может соде ржать стопорные штифты фиксации второй верхней секции относительно первой нижней секции в требуемом положении.
Первая нижняя секция трубоукладочной вышки может содержать первую нижнюю часть, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю часть, направленную вверх от дистального конца первой нижней части и подвижно установленную на первой нижней части, при этом первая нижняя секция трубоукладочной вышки может быть выполнена с возможностью перемещения между первым трубоукладочным положением, в котором вторая верхняя часть может быть расположена выше первой нижней части, а труба может быть установлена с возможностью перемещения в процессе укладки от второй верхней части к первой нижней части, и вторым сложенным положением, в котором вторая верхняя часть перемещена относительно первой нижней части, а общая высота первой нижней секции уменьшена.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью трансформации между первым трубоукладочным положением и вторым сложенным положением посредством шарнирного соединения первого конца второй верхней части с дальним концом первой нижней части.
Первая нижняя секция трубоукладочной вышки может содержать гидроцилиндр, выполненный с возможностью перемещения второй верхней части относительно первой нижней части.
Первая нижняя секция трубоукладочной вышки может содержать стопорные штифты фиксации второй верхней части первой нижней секции относительно первой нижней части первой нижней секции в требуемом положении.
Трубоукладочная вышка может содержать подвижный зажим, выполненный с возможностью перемещения лишь вдоль первой нижней секции трубоукладочной вышки.
Трубоукладочная вышка может содержать лебедочную систему, выполненную с возможностью перемещения подвижного зажима, при этом лебедочная система может включать верхний приводной ременный шкив и трос, соединенный с подвижным зажимом и проходящий через верхний приводной ременной шкив, при этом верхний приводной ременной шкив может быть выполнен с возможностью перемещения от второй верхней части первой нижней секции трубоукладочной вышки до первой нижней части первой нижней секции трубоукладочной вышки, и с возможностью перемещения в первую нижнюю часть первой нижней секции трубоукладочной вышки во втором сложенном положении.
Вторая верхняя секция трубоукладочной вышки и вторая верхняя часть первой нижней секции трубоукладочной вышки могут являться, по существу, параллельными главной палубе судна во втором сложенном положении.
Вторая верхняя секция трубоукладочной вышки и вторая верхняя часть первой нижней секции трубоукладочной вышки могут быть расположены под углом, равным приблизительно 90 градусов, к первой нижней части первой нижней секции трубоукладочной вышки во втором сложенном положении.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
Трубоукладочная вышка может содержать первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы судна, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция может быть выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
Проксимальный конец первой нижней секции может являться неотъемлемой частью корпуса судна.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее главную палубу, трубоукладочную вышку, содержащую основание и направленную вверх от главной палубы, и подъемник ветви трубопровода, который выполнен с возможность поворота ветви трубопровода из, по существу, горизонтального положения, относительно основания трубоукладочной вышки, в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышке, при этом подъемник ветви трубопровода установлен с возможностью перемещения вдоль трубоукладочной вышки и с возможностью поворота ветви трубопровода в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышка с последующим подъемом ветви трубопровода в вверх на трубоукладочную вышку.
Подъемник ветви трубопровода может иметь форму траверсы и выполнен с возможностью перемещения по направлению к трубоукладочной вышке с одновременным подъемом на трубоукладочную вышку своего первого ближайшего к ней конца.
Подъемник ветви трубопровода может быть установлен с возможностью подъема первого конца от основания трубоукладочной вышки вверх на высоту, соответствующую длине ветви трубопровода, с возможностью последующего поворота ветви трубопровода в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышке, и с возможностью последующего подъема первого конца вверх и всей ветви трубопровода на трубоукладочную вышку.
Первый конец подъемника ветви трубопровода может быть установлен на лебедочной системе с возможностью подтяжки вверх относительно трубоукладочной вышки.
Первый конец подъемника ветви трубопровода может быть установлен в направляющем устройстве с возможностью направления указанным устройством вверх относительно трубоукладочной вышки.
Второй конец подъемника ветви трубопровода может быть установлен в направляющем устройстве вдоль главной палубы, с возможностью направления указанным устройством второго конца при вращении подъемника ветви трубопровода.
Направляющее устройство второго конца может быть соединено с направляющим устройством первого конца, при этом направляющее устройство второго конца может быть выполнено с возможностью направления второго конца вдоль главной палубы у основания трубоукладочной вышки, а направляющее устройство первого конца может быть выполнено с возможностью направления второго конца вверху трубоукладочной вышки.
Подъемник ветви трубопровода на своем втором конце может содержать стопор, при этом стопор может являться опорой для ветви трубопровода и может быть выполнен с возможностью восприятия значительной части веса ветви трубопровода при подъеме ветви трубопровода вверх на трубоукладочную вышку.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
Трубоукладочная вышка может содержать первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы судна, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция может быть выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
Проксимальный конец первой нижней секции может являться неотъемлемой частью корпуса судна.
В соответствии еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее главную палубу и трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна, содержащую подвесное зажимное устройство, расположенное в нижней области трубоукладочной вышки и выполненное с возможностью удержания трубопровода, спущенного с судна, подвижной зажим, выполненный с возможностью перемещения вдоль длины трубоукладочной вышки, первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, направленную вверх от первой нижней секции и имеющую длину, равную по меньшей мере одной трети длины первой нижней секции, при этом траектория перемещения подвижного зажима ограничена первой нижней секцией трубоукладочной вышки.
Трубоукладочная вышка может содержать дополнительный зажим, расположенный выше траектории перемещения подвижного зажима на второй верхней секции трубоукладочной вышки.
Трубоукладочная вышка может содержать три центрирующих зажима, расположенных на второй верхней секции трубоукладочной вышки.
Один из указанных центрирующих зажимов может является фрикционным зажимом.
Трубоукладочная вышка может содержать дополнительный зажим, расположенный на первой нижней секции.
Трубоукладочная вышка может содержать второй дополнительный зажим, расположенный на первой нижней секции.
Подвесное зажимное устройство может являться неподвижным зажимным устройством и может соде ржать фрикционный зажим и разъемный хомут.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
Трубоукладочная вышка может содержать первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы судна, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция может быть выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
Проксимальный конец первой нижней секции может являться неотъемлемой частью корпуса судна.
Также в рамках настоящего изобретения предложен способ укладки трубопровода на морское дно с судна, включающий укладку трубопровода с, по существу, вертикальной трубоукладочной вышки, пропускание трубопровода при его сходе с судна через направляющие, посредством которых управляют кривизной трубопровода, ориентирование траектории укладки трубопровода при его сходе с направляющих с отклонением от судна, горизонтальную составляющую которой выбирают приблизительно параллельной траектории укладки трубопровода на морском дне, регулирование положения судна в соответствии с ситуацией на море, продольную ось которого отклоняют по траектории укладки трубопровода на морском дне и по горизонтальной составляющей траектории укладки трубопровода при сходе с направляющих, и управление судном в направлении, по существу, параллельном траектории укладки трубопровода на морском дне.
Также в рамках настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее устройства для укладки трубопровода с судна по S-образной схеме и трубоукладочную вышку, выполненную с возможностью укладки трубопровода с судна по J-образной схеме, при этом трубоукладочная вышка расположена в средней части судна посередине вдоль линии укладки трубопровода по S-образной схеме между участком, совпадающим с направлением укладки трубопровода по S-образной схеме, и участком, противоположным направлению укладки трубопровода по S-образной схеме.
Трубоукладочная вышка может быть направлена вверх под фиксированным углом, равным приблизительно 90 градусов, относительно главной палубы судна.
Трубоукладочная вышка может быть расположена на одной стороне от центральной оси судна.
Корпус судна может содержать проем, выполненный с возможностью входа трубопровода в воду с трубоукладочной вышки.
Трубоукладочное судно может являться монокорпусным.
Трубоукладочная вышка может быть расположена по длине судна в его средней трети.
Судно может содержать систему прекращения и возобновления укладки трубопровода, выполненные с возможностью использования и с устройствами для укладки трубопровода по S-образной схеме и с трубоукладочной вышкой, выполненной с возможностью укладки трубопровода по J-образной схеме.
Трубоукладочная вышка может быть выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
Трубоукладочная вышка может содержать первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы судна, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция может быть выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
Проксимальный конец первой нижней секции может являться неотъемлемой частью корпуса судна.
Также в рамках настоящего изобретения предложен способ укладки трубопровода, включающий укладку части трубопровода с судна по S-образной схеме и укладку другой части трубопровода с трубоукладочной вышки судна по J-образной схеме.
Предпочтительно, чтобы высоту трубоукладочной вышки можно было уменьшить настолько, чтобы высота трубоукладочного судна от нижней линии киля при сложенном положении трубоукладочной вышки была меньшей, чем 85 м, предпочтительно - не превосходящей приблизительно 81,5 м. Можно сравнить эту высоту с высотой судна при укладочном положении вышки: эта высота составляет приблизительно 125 м.
Таким образом, появляется возможность прохода судна под большим количеством мостов или других объектов, ограничивающих движение высокомерных судов.
Предпочтительно, чтобы высоту трубоукладочной вышки в сложенном положении можно было уменьшить по крайней мере так, чтобы высота судна от линии киля была меньшей, чем 70 м, предпочтительно не превосходящей приблизительно 67 м. Это позволит судну, например, удовлетворять ограничению на высоту при прохождении под мостом Бальбоа через Панамский канал или под мостом через Босфор.
Предпочтительно, чтобы высота первой нижней части первой нижней секции вышки от нижней линии киля составляла приблизительно 60 м. Когда вышка находится в сложенном положении, габаритная высота судна включает также ширину второй верхней части первой нижней секции (ширину - так как она повернута на 90 градусов относительно первой нижней части). Следовательно, высота судна в сложенном положении составляет 67 м.
Предпочтительно, чтобы высота второй верхней части первой нижней секции составляла приблизительно 16 м. В одном варианте, когда вышка находится в сложенном положении, габаритная высота судна включает высоту первой нижней части, высоту второй верхней части первой нижней секции и высоту сварочной площадки, находящейся наверху второй верхней части. Сварочная площадка имеет обычно высоту 5,5 м. Следовательно, высота судна в сложенном положении в данном примере составит 81,5 м (60 м+16 м+5,5 м).
Предпочтительно, чтобы высота второй верхней секции вышки составляла приблизительно 49 м. Следовательно, высота судна в укладочном положении в данном примере составит 125 м (60 м+16 м+49 м).
Предпочтительно, чтобы трубоукладочная вышка была установлена, по существу, вертикально. Это позволяет применять трубоукладочную вышку на максимально возможной глубине. Однако объем настоящего изобретения охватывает и случай регулируемого наклона вышки. Этот способ позволяет укладывать трубопровод при различных глубинах моря. Предпочтительно, чтобы направляющие, через которые трубопровод проходит, оставляя судно, окружали трубопровод со всех сторон, и предпочтительно, чтобы они могли эффективно воздействовать на него по всей окружности (360 градусов) сечения трубопровода.
Предпочтительное отклонение продольной оси судна от пути прохождения трубопровода зависит от условий на море и погодных условий, но оно может быть существенным. Например, оно может быть большим 20 градусов и даже большим 45 градусов.
Фрикционный центрирующий зажим, расположенный выше пути перемещения подвесного зажима на второй верхней секции вышки, раскрыт и включен в формулу настоящего изобретения из заявки Великобритании на изобретение, под названием "Зажимное устройство для трубоукладочного судна и способ укладки трубопровода" и под номером "P015338GB" и ту же дату подачи, что и настоящая заявка. Содержание указанной заявки считается полностью включенным в описание настоящего изобретения по ссылке. Формула настоящего изобретения может включать любой из признаков, раскрытых в указанной заявке Великобритании на изобретение. В частности, пункты формулы настоящего изобретения могут быть изменены так, что они будут включать признаки, относящиеся к центрирующему зажиму.
Специалистам будет, конечно, понятно, что признаки, приведенные по отношению к одному варианту осуществления настоящего изобретения могут быть включены в другие варианты настоящего изобретения. Например, все признаки, относящиеся к первому, второму и третьему варианту настоящего изобретения могут сочетаться - и действительно сочетаются - в описанном ниже судне, являющемся вариантом осуществления настоящего изобретения, а способ, предложенный согласно настоящему изобретении, может включать любой из признаков, описанных для устройства, предложенного в настоящем изобретении, и наоборот.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны с помощью примеров, со ссылками на следующие сопровождающие схематические чертежи:
Фиг.1 - пространственный вид трубоукладочного судна в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - вид сбоку трубоукладочной вышки в первоначальном состоянии на трубоукладочном судне, представленном на фиг.1;
Фиг.3 - виду спереди трубоукладочной вышки в первоначальном состоянии;
Фиг.4 - виду сверху части трубоукладочной вышки в первоначальном состоянии;
Фиг.5 - пространственный вид подъемника ветви трубопровода на главной палубе трубоукладочного судна, представленного на фиг.1;
Фиг.6 - пространственный вид зажимного устройства трубоукладочной вышки;
Фиг.7 - вид спереди зажимного устройства трубоукладочной вышки;
Фиг.8 - вид сбоку зажимного устройства трубоукладочной вышки;
Фиг.9 - вид снизу фрикционного зажима в зажимном устройстве трубоукладочной вышки;
Фиг.10 - вид в перспективе центрирующего зажима;
Фиг.11 - вид в перспективе части центрирующего зажима трубоукладочной вышки;
Фиг.12 - вид в перспективе подвесного зажимного устройства;
Фиг.13 - вид в перспективе блока обработки элементов большого размера;
Фиг.14 - вид сбоку трубоукладочной вышки на первом этапе укладки с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.15 - вид сверху части трубоукладочной вышки на первом этапе укладки;
Фиг.16 - вид сбоку трубоукладочной вышки на втором этапе укладки с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.17 - вид сбоку трубоукладочной вышки на третьем этапе укладки с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.18 - вид сбоку трубоукладочной вышки на четвертом этапе укладки на судне, показанном на фиг.1;
Фиг.19 - вид сбоку трубоукладочной вышки на пятом этапе укладки с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.20 - вид сбоку трубоукладочной вышки на шестом этапе укладки с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.21 - виду сбоку трубоукладочной вышки в укладочном положении с судна, показанного на фиг.1;
Фиг.22 - виду сбоку трубоукладочной вышки в сложенном положении на судне, показанном на фиг.1;
Фиг.23 - виду сбоку трубоукладочной вышки в сложенном положении под мостками, на судне, показанном на фиг.1;
Фиг.24 - вид сверху судна, показанного на фиг.1, и траектория укладки трубопровода.
Осуществление изобретения
На Фигуре 1 показано трубоукладочное судно 100. Судно 100 имеет носовую часть 102 и кормовую часть 101. Нижняя линия судна, называемая линией киля, обозначена позицией 104. На главной палубе 103 судна, на его кормовой части 101, расположено несколько разнообразных мостков для укладки трубопровода, также называемых рампами, составляющих устройство 200 для укладки трубопровода по S-образной схеме. Другое устройство для укладки трубопровода по S-образной схеме находится по направлению к носовой части судна, как более это подробно описано в международной заявке (заявке PCT) с номером публикации WO 2008/107186, содержание который считается включенным в описание настоящего изобретения по ссылке. В кормовой части 101 имеется проем 202 для укладки трубопровода по S-образной схеме, предназначенный для погружения трубопровода в воду вблизи кормовой части судна 100. На судне 100 находится также трубоукладочная вышка 300 для укладки трубопровода по J-образной схеме, она находится в средней части судна посередине вдоль линии укладки трубопровода по S-образной схеме между участком.
На фигурах 2 и 3 более подробно показаны трубоукладочная вышка 300 для укладки трубопровода по J-образной схеме и необходимое для нее вспомогательное оборудование. Трубоукладочная вышка 300 направлена вверх от главной палубы 103 судна.
Под вышкой 300 укладки трубопровода по схеме "J" в корпусе судна находится проем 302, ведущий к расположенной под судном воде. Данный проем позволяет трубопроводу P спускаться в воду с вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J".
Как будет ясно из нижеследующего описания, трубопровод включает в себя уже уложенный трубопровод (в котором трубопровод содержит ветви трубопровода, которые, по существу, уже были сварены друг с другом и спущены с судна 100 ниже килевой линии 104 судна 100). Данный уложенный трубопровода обозначен буквой Р. Трубопровод также включает в себя трубопровод, который еще не полностью уложен и еще удерживается на судне 100. Данный не полностью уложенный трубопровод состоит из группы ветвей PS, PI, P2, P3, которые либо уже сварены вместе или еще только будут сварены с последующей укладкой надлежащим образом.
В частности, PS представляет собой ветвь трубопровода, нижняя часть которой уже приварена к уложенному трубопроводу Р. Следовательно, часть ветви PS уже спущена ниже килевой линии 104, а часть еще находится на судне 100. Ветвь Р1 представляет собой ветвь, приваренную к верхней части ветви PS и удерживаемую в нижней секции вышки укладки трубопровода по схеме "J", ветвь P2 представляет собой ветвь, которая удерживается в верхней секции вышки укладки трубопровода по схеме "J" и будет приварена к верхней части ветви Р1 в надлежащим образом, а ветвь P3 является находящейся в подъемнике ветвью, которая будет приварена к верхней части ветви P2 надлежащим образом.
К боковой стороне проема 302 прикреплен желоб 320 (иногда называемый стингер для укладки трубопровода по схеме "J") который управляет ориентацией трубопровода P при входе в воду.
Над желобом 320 и ниже палубы 103 имеется подвесное зажимное устройство 330. Подвесное зажимное устройство 330 расположено вблизи желоба 320 и непосредственно над уровнем воды.
Над подвесным зажимным устройством 330 расположено подвижное зажимное устройство 340, установленное на двух рельсах 342. Рельсы 342 проходят над подвесным зажимным устройством 330, продолжаются вверх через проем 302, проходят через палубу 103 судна 100 и продолжаются вверх через вышку 300 укладки трубопровода по схеме "J", немного не доходя до сварочной площадки 500, расположенной на вышке 300 укладки трубопровода по схеме "J" приблизительно в середине по ее высоте.
Подвижное зажимное устройство 340 содержит фрикционный зажим 343, установленный на тележке 341 на рельсах 342. Тележка 341 содержит четыре башмака 345 (по одному на каждом угле), которые смонтированы на колесах и действуют в качестве поперечных направляющих для направления подвижного зажимного устройства 340 вверх по рельсам 342. В верхней части каждого рельса расположен верхний желобчатый блок 344 с приводным ременным шкивом 346. Подвижное зажимное устройство 340 может перемещаться вверх и вниз по рельсам 342 при помощи тросов 347, проходящих вверх, через эти приводные ременные шкивы, и прикрепленных к подвижному зажимному устройству 340.
Фрикционный зажим 343 выровнен таким образом, что он располагается вдоль траектории укладки трубопровода, т.е. вдоль оси 303 укладки трубопровода. Рельсы 342 проходят параллельно оси 303 укладки трубопровода. Фрикционный зажим 343 имеет две передние дверцы (не показаны), которые могут открываться и предназначены для помещения внутрь зажима ветви трубопровода, содержащей крупногабаритный элемент. Кроме того, фрикционный зажим 343 установлен на тележку 341 посредством эластичных опор, обеспечивающих его отклонение на +/-1 градус во время помещения крупногабаритного элемента.
На палубе 103 судна с одной стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" расположена площадка 600 нанесения покрытия. Площадка 600 нанесения покрытия установлена на роликах 602, которые движутся по пути 601 на палубе 103 и позволяют перемещаться площадке 600 нанесения покрытия между положением вблизи основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" (рабочим положением) и положением, несколько смещенным от основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" (положением покоя). За счет этого обеспечивается прохождение мимо площадки 600 нанесения покрытия подвижного зажимного устройства 340 и крупногабаритных предметов.
Площадка 600 нанесения покрытия выполнена отдельно от сварочной площадки 500 и располагается на другой высоте. За счет этого обеспечивается нанесение покрытия на ветвь трубопровода при его прохождении через площадку 600 нанесения покрытия (т.е. в процессе укладки трубопровода подвижным зажимным устройством 330) после приваривания к вышерасположенной ветви трубопровода. Этапы нанесения покрытия и сварки могут осуществляться независимо и параллельно. На площадке 600 нанесения покрытия также могут проводиться неразрушающие испытания трубопровода и, при необходимости, ремонт или замена сварочных швов с дефектами.
С другой стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" находится платформа 700 для транспортировки крупногабаритных предметов.
Также на этой другой стороне вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" находится подъемник 400 ветви трубопровода. Подъемник 400 ветви трубопровода установлен на рельсах 405, которые проходят от основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", вдоль палубы 103 судна таким образом, что подъемник 400 ветви трубопровода может размещаться на палубе 103 судна горизонтально. Рельсы 405 проходят также вверх по существу по всей длине этой стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J". Подъемник 400 ветви трубопровода удерживает ветвь P3 трубопровода, состоящую из 3 стыков. Когда подъемник 400 ветви поднимается вверх на вышку 300 по рельсам 405, ветвь P3 трубопровода выравнивается с осью 408 ветви, которая параллельна оси 303 укладки трубопровода. Более подробно подъемник 400 ветви трубопровода раскрывается при описании Фигуры 5.
Разнообразные зажимы и прочее укладочное оборудование располагаются вдоль вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", как это будет раскрыто ниже.
Если смотреть в направлении от верхней части вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" к нижней части, то сначала будет расположено зажимное устройство 800 вышки, включающее сочлененный фрикционный центрирующий зажим 819. Зажимное устройство 800 вышки выполнено с возможностью поворота для перемещения ветви трубопровода от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода. На Фигурах 2 и 3 показано, что зажимное устройство 800 вышки зажимает ветвь Р2 трубопровода с одной стороны вышки 300 между осью 408 ветви и осью 303 укладки трубопровода. Зажимной устройство 800 вышки более подробно раскрывается при описании Фигур 6-8.
Если смотреть далее по направлению к нижней части вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", то над рабочей площадкой 500 расположен манипулятор 371 вышки. Манипулятор 371 вышки выполнен сочлененным (имеющим первое и второе звено) также как и сочлененный фрикционный центрирующий зажим 819 зажимного устройства 800 вышки. В связи с этим, подобно тому, как фрикционный центрирующий зажим 819 перемещает верхний край ветви P3 трубопровода от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода, манипулятор 371 вышки работает таким же образом для направления нижнего участка ветви P3 трубопровода. За счет этого ветвь P3 трубопровода остается в вертикальном положении, и обеспечивается ее выравнивание с осью 303 укладки трубопровода.
Ролик 370 вышки расположен примерно посередине между зажимным устройством 800 вышки и манипулятором 371 вышки и находится на оси 303 укладки трубопровода. Ролик 370 вышки может захватывать и освобождать ветвь Р2 на оси 303 укладки трубопровода.
Центрирующий зажимной механизм 352 установлен над манипулятором 371 вышки и более подробно раскрывается при описании Фигур 10 и 11.
Сварочная площадка 500 снабжена крышей 502, на которой установлен поворотный стол 503. Поворотный стол 503 снабжен центральным отверстием для трубы (не показано). В результате поворотный стол обеспечивает выполнение сварного шва по всему периметру (окружности) ветвей трубопровода.
На данной площадке осуществляется приваривание ветви трубопровода над площадкой (например, ветви Р2) к ветви трубопровода под площадкой (например, ветви Р1), которая к этому моменту может рассматриваться, как верхний край трубопровода. На сварочной площадке 500 также проводится неразрушающее тестирование для проверки ветвей трубопровода.
Центрирующий зажимной механизм 353 установлен на крыше 502 сварочной площадки 500. Данный центрирующий зажимной механизм 353 идентичен центрирующему зажимному механизму 352, расположенному выше на вышке 300 укладки трубопровода по схеме "J".
Сварочная площадка 500 снабжена балконом 550 безопасности, расположенным сбоку от сварочной площадки 500 под осью 408 ветви. Балкон 550 безопасности предотвращает падение ветви трубопровода (ветви Р2) при перемещении от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода.
Под полом 501 сварочной площадки 500 находится другой зажим 372. Этот зажим 372 удерживает трубопровод Р, включающий и ранее приваренную ветвь Р1, в требуемом положении в нижней секции вышки.
Аналогичный зажим 373 имеется в нижней секции вышки. Этот зажим 373 расположен ближе к верху нижней части нижней секции вышки. Этот зажим установлен на отклоняемом основании таким образом, что он может откланяться коси 303 укладки трубопровода и обратно. Поскольку зажим 372 может перемещаться от оси 303 укладки трубопровода, обеспечивается перемещение подвижного зажимного устройства 340 вверх и вниз по оси 303 укладки трубопровода и проход через этот зажим 373.
На Фигуре 2 также показан шарнирно установленный гидроцилиндр 316, который применяется для складывания вышки 300 в положение для транспортировки и прохождения мостов.
На Фигуре 4 показан вид в плане зажимного устройства 800 вышки, удерживающего ветвь трубопровода на оси 408 ветви. На фигуре также показано положение оси 303 укладки трубопровода вышки 300.
На Фигуре 5 показан подъемник 400 ветви трубопровода, расположенный у основания вышки 300. Подъемник ветви трубопровода содержит основную балочную конструкцию 409 с тремя зажимами 401, 402, 403, распределенными по длине балки 409. Эти зажимы 401, 402, 403 удерживают ветвь трубопровода P3 на подъемники ветви. Эти зажимы обеспечивают безопасную работу и остаются закрытыми, например, в случае отсутствия гидравлической энергии. Они также не открываются до тех пор, пока ветвь P3 захватывается зажимным устройством 800 вышки и манипулятором 371, как будет раскрыто ниже. Эти зажимы обеспечивают восприятие осевой нагрузки, составляющей 10% от веса самой тяжелой из используемых ветвей трубопровода.
Подъемник 400 ветви также снабжен башмаком 404 у второго края, наиболее удаленного от вышки 300. Башмак 404 обеспечивает постоянную опору для ветви P3 трубопровода, пока она находится на подъемнике 400 ветви, и обеспечивает восприятие веса наиболее тяжелой из используемых ветвей трубопровода. Основная балочная конструкция 409 установлена в районе своего первого края на подвижной тележке 406. Данная подвижная тележка 406 перемещается вверх и вниз вдоль вышки 300 по рельсам 405a. Также имеются дополнительные рельсы 405b, которые идут от основания вышки вдоль палубы 103 судна и являются направляющими для ролика, имеющегося на втором крае подъемника 400 ветви. Важным является то, что рельсы 405b являются криволинейными в зоне основания вышки 300 для обеспечения опоры для второго края подъемника 400 ветви в данной зоне и предотвращения заклинивания подъемника на углу около основания вышки.
На Фигурах 6-9 приведены местные виды зажимного устройства 800 вышки около верхней части вышки 300. Зажимное устройство вышки содержит тележку 801 с роликами 804 на каждом из четырех углов. Ролики 804 входят в зацепление с двумя вертикальными параллельными рельсами 802 для обеспечения перемещения тележки 801 вверх и вниз по рельсам 802 на +/-1800 мм. Гидравлический цилиндр 803 соединен с верхней частью тележки 801 для управления перемещением тележки 801 по рельсам 802. Гидравлический цилиндр 803 также работает, как система компенсации веса для точного управления приближением ветви Р2 трубопровода к трубопроводу Р, к которому она будет присоединена на сварочной площадке 500.
На тележке 801 установлен каркас 805 с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Каркас 805, таким образом, действует как первое звено, идущее наружу в горизонтальном направлении от тележки 801. Первое звено 805 может поворачиваться относительно тележки 801 под действием двух гидравлических цилиндров (не показаны). Каркас 805 содержит вертикальную концевую штангу у периферического края, на которой установлено вспомогательное звено 809. Вспомогательное звено 809 содержит втулочный участок, который посажен на концевую штангу и обеспечивает вращение вспомогательного звена 809 относительно вертикальной концевой штанги. Вспомогательное звено может вращаться относительно первого звена 805 под действием двух вращательных приводных элементов 810, 811, установленных на концевой штанге с обоих краев втулки.
Шарнирно установленное первое звено 805 и вспомогательное звено 809 обеспечивают отклонение вспомогательного звена 809 от оси 408 ветви трубопровода к оси 303 укладки трубопровода.
Это означает, что ветвь Р2, удерживаемая зажимным устройством 800 вышки (как будет описано ниже), может перемещаться к оси 303 укладки трубопровода от оси 408 ветви. За счет этого также обеспечивается центрирование ветви Р2 трубопровода на оси 303 укладки трубопровода относительно расположенного под ней трубопровода Р, к которому она должна быть присоединена.
На периферическом крае вспомогательного звена 809 расположено монтажное кольцо 813 с проходящей в вертикальном направлении рамой 820 корпуса внутреннего центрирующего зажима внутри монтажного кольца 813. Монтажное кольцо 813 шарнирно установлено на вспомогательном звене 809 с возможностью вращательного перемещения относительно первой горизонтальной оси, а рама 820 корпуса шарнирно установлена на монтажном кольце 813 с возможностью вращательного перемещения относительно второй горизонтальной оси перпендикулярной первой горизонтальной оси.
Эти два шарнирных крепления, таким образом, определяют карданный шарнир, обеспечивающий вращение рамы 820 корпуса относительно вертикальной оси в любом направлении. Вращение ограничено примерно тремя градусами за счет ограничительного кольца 812, закрепленного на вспомогательном звене 809. Кроме того, внутри кольца 812 имеются выдвижные ограничители, которые в выдвинутом состоянии предотвращают вращение рамы 820 корпуса. Рама 820 корпуса имеет форму продолговатой клети. Внутри данной клети находится направляющая 823 внутреннего центрирующего зажима, имеющая форму вытянутой трубки, проходящей вдоль продольной оси клети. Направляющая 823 имеет диаметр, соответствующий внутреннему центрирующему зажиму 827, расположенному в направляющей 823. Направляющая 823 прикреплена к внутренней части клети при помощи универсального шарнира 826. Данный универсальный шарнир 826 обеспечивает небольшое отклонение направляющей 823 внутри клети. На нижнем краю направляющей 823 имеется конический защитный элемент 824. Данный конический защитный элемент 824 установлен вокруг верхней части ветви Р2 трубопровода при помощи 4 гидравлических цилиндров 825.
Кроме того, также у нижней части направляющей 823 имеются четыре радиальных предохранительных штифта 828, которые могут перемещаться внутрь и наружу для предотвращения проваливания внутреннего центрирующего зажима сквозь направляющую 823. В качестве дополнительного/альтернативного предохранительного механизма предохранительные штифты могут устанавливаться у верхнего края внутреннего центрирующего зажима 827 для фиксации внутреннего центрирующего зажима в верхней части направляющей 823.
Под монтажным кольцом 813 расположено еще одно кольцо 814 для установки поворотного фрикционного зажима 819 у нижнего края рамы 820 корпуса. Еще одно кольцо 817 расположено под кольцом 814, и между кольцами 814 и 817 установлена поворотная втулка 818. Втулка 818 может поворачиваться относительно продольной оси рамы 820 корпуса.
По периметру втулки 818 распределены 6 радиальных цилиндров 815, которые могут перемещаться в радиальном направлении внутрь и наружу относительно продольной оси. У внутреннего края каждого цилиндра 815 имеется фрикционная накладка 816. Радиальные цилиндры 815 могут перемещаться внутрь и наружу для обеспечения захвата этими фрикционными накладками 816 ветви Р2 трубопровода и восприятия ее веса. Поскольку фрикционные накладки 816 могут перемещаться внутрь и наружу, обеспечивается размещение ветвей трубопровода множества диаметров (диаметров от 20,32 до 91,44 см). Как показано на Фигуре 9, фрикционные накладки 816 имеют форму соответствующую скругленной форме внешнего периметра ветви Р2 трубопровода. Втулка 818 может поворачиваться на +/-190 градусов вокруг продольной оси для обеспечения поворота ветви Р2 трубопровода в любое положение относительно оси. За счет этого обеспечивается зазор между конусами и выравнивание ветви Р2 трубопровода относительно трубопровода Р, к которому она присоединяется, с учетом отклонения от круглости.
Верхняя часть внутреннего центрирующего зажима 827 соединена с кабелем 822, который намотан на колесо 821 лебедки внутреннего центрирующего зажима. Данное колесо лебедки установлено в верхней части рамы 820 корпуса внутреннего центрирующего зажима. Колесо 821 лебедки может вращаться для разматывания и сматывания кабеля 822, вызывающего опускание и поднятие внутреннего центрирующего зажима по направляющей 823. За счет полного разматывания кабеля 822 внутренний центрирующий зажим 827 может опускаться через ветвь Р2 трубопровода, удерживаемую фрикционным зажимом 819 до уровня пола 501 сварочной площадки 500.
Фрикционный зажим 819 и рама корпуса внутреннего центрирующего зажима выполнены с возможностью относительного вращения вокруг оси рамы корпуса, но не имеют других способов регулировки, поэтому, когда зажим 819 зажимает верхнею часть ветви Р2 трубопровода, рама корпуса внутреннего центрирующего зажима автоматически выравнивается с ветвью Р2 трубопровода. Кроме того, данное выравнивание сохраняется при отклонении рамы корпуса и фрикционного зажима относительно вертикальной оси при выравнивании ветви трубопровода.
Зажимное устройство 800 вышки содержит систему предварительного нагрева (не показана) для индукционного нагрева ветви Р2 трубопровода.
Зажимы 401, 402, 403 на подъемнике 400 ветви и фрикционный зажим 819 на зажимном устройстве 800 вышки выполнены таким образом, что они не могут находиться в раскрытом состоянии одновременно. За счет этого предотвращается падение ветви Р2 трубопровода. Это достигается за счет наличия ролика с механическим чувствительным элементом на зажимном устройстве 800 вышки, который определяет, что ветвь Р2 зажата фрикционным зажимом 819. Когда ветвь Р2 удерживается фрикционным зажимом 819, ролик с механическим чувствительным элементом упирается в колесо и приводит в действие клапан (или клапана). За счет этого гидравлическая текучая среда направляется по другим каналам и обеспечивается раскрытие зажимов 401, 402, 403. Важно отметить, что при отсутствии гидравлического расхода (т.е. в естественном состоянии) зажимы 401, 402, 403 остаются замкнутыми.
На Фигурах 10 и 11 показан центрирующий зажимной механизм 352 (центрирующий зажимной механизм 353 имеет ту же конструкцию). Зажимной механизм 352 содержит фермовую раму 360, на которой установлен сам зажим. Сам зажим содержит основной корпус 361, расположенный в фермовой конструкции 360, и два зажимных пальца 362, выступающих из основного корпуса 361 наружу фермовой конструкции 360.
Внешний край основного корпуса 361 имеет примерно полукруглое гнездо для размещения половины ветви трубопровода. Два пальца 362 зажима шарнирно установлены на основном корпусе 362 с возможностью поворота внутрь навстречу друг другу. Для привода пальцев 362 зажима установлены гидравлические цилиндры 366. Каждый палец 362 имеет криволинейную внутреннюю кромку, образующую в замкнутом положении совместно с основным корпусом 361 круговое отверстие. Ветвь трубопровода может удерживаться в данном круговом отверстии. Основной корпус 361 также содержит два ролика, а каждый палец содержит один ролик около криволинейных кромок. Эти четыре ролика 365 обеспечивают удержание ветви трубопровода зажимом в заданном горизонтальном положении, одновременно обеспечивая перемещение ветви трубопровода вверх и вниз в вертикальном направлении через зажим.
Ролики 363 установлены на фермовой раме 360 для обеспечения перемещения фермовой рамы 360 вперед и назад относительно вышки 300. Основной корпус 361 зажима также снабжен роликами 364 для перемещения зажима в поперечном направлении относительно фермовой рамы 360.
Далее приводится описание укладки трубопровода при помощи вышки 300 со специальными ссылками на работу зажимного устройства 800 вышки, включающего конструкцию внутреннего центрирующего зажима. Подробности общего функционирования вне зажимного устройства вышки и конструкции внутреннего центрирующего зажимного в общем случае не имеют отношения к настоящему изобретению и не описываются подробно в описании настоящего изобретения. Указанные сведения приводится в заявке на выдачу патента Великобритании под названием "Судно трубоукладочное и способ укладки трубопровода", под номером "P015336GB" и такую же дату подачи, что и настоящая заявка. Как уже было указано, содержимое этой заявки полностью включено в данный документ по ссылке.
На Фигуре 2, описание которой уже было приведено выше, показана вышка 300 укладки трубопровода по схеме "J" и необходимое для нее дополнительное оборудование в первом состоянии. Здесь ветвь Р1 трубопровода находится на нижней секции вышки и приваривается к ветви PS и уложенному трубопроводу Р.
Ветвь Р2 расположена на верхней секции вышки. Она удерживается фрикционным зажимом 819 зажимного устройства 800 вышки и манипулятором 371 вышки. Внутренний центрирующий зажим 827 находится в частично раскрытом состоянии и расположен посередине отрезка ветви Р2 трубопровода. Очевидно, что поскольку фрикционный зажимной и внутренний центрирующий зажимы являются единым узлом, вставка внутреннего центрирующего зажима в ветвь Р2 не требует центрирования этих элементов относительно друг друга. Ветвь Р2 не удерживается непосредственно над ветвью Р1 на оси 303 укладки трубопровода. Вместо этого она удерживается в положении ожидания между осью 408 ветви и осью 303 укладки трубопровода. Ветвь P3 зажата зажимами подъемника 400 ветви на палубе 103 судна.
В состоянии, показанном на Фигуре 2, фрикционный зажим 343 удерживает верхнюю часть ветви PS трубопровода. Подвесное зажимное устройство 330 раскрыто. Подвижное зажимное устройство 340 только что произвело укладку трубопровода после перемещения от верхней части траектории перемещения в нижнюю часть траектории перемещения, как показано на Фигуре 2. Центрирующие зажимные механизмы 352 и 353 раскрыты и фрикционный зажим 819 закрыт и удерживает вес ветви Р2, а манипулятор 371 вышки удерживает нижнюю часть ветви Р2 в требуемом положении.
Подвесное зажимное устройство 330 затем замыкается вокруг ветви PS и воспринимает на себя вес уложенного трубопровода Р, находящегося под ним. Как только подвесное зажимное устройство принимает данный вес на себя, фрикционный зажим 343 освобождает ветвь PS. Первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и соответствующий манипулятор 371 вышки) поворачиваются и перемещают ветвь Р2 на ось 303 укладки трубопровода.
Внутренний центрирующий зажим 827 опускается дальше вниз по ветви Р2 до стыка ветвей Р2 и Р1.
Центрирующие зажимные механизмы 352, 353 и ролик 370 вышки замыкаются вокруг ветви Р2. Манипулятор 371 вышки затем освобождает ветвь Р2 и поворачивается обратно в положение ожидания.
Центрирование производится при помощи центрирующих зажимных механизмов 352, 353. Фрикционный зажим 819 и ролик 370 вышки отслеживают перемещение ветви Р2 и являются ведомыми центрирующими устройствами. При необходимости фрикционный зажим 819 поворачивается для совмещения верхнего края ветви Р1 с нижнем краем ветви Р2 с учетом отклонений от круглости. Данная операция центрирования выполняется операторами на сварочной площадке 500 с использованием ручного портативного пульта управления.
Затем производится сваривание ветвей Р1 и Р2 на сварочной площадке 500, при этом внутренний центрирующий зажим 827 находится в требуемом положении внутри трубопровода у стыка ветвей Р1 и Р2.
Кроме того, возможно нанесение покрытия на ветвь Р1 или проведение другой обработки на площадке 600 нанесения покрытия.
После завершения сваривания ветвей Р1 и Р2 внутренний центрирующий зажим поднимается через ветвь Р1 к раме 820 корпуса. Ролик 370 вышки приводится в действие для удержания ветви Р2 в требуемом положении. После этого фрикционный зажим 819 раскрывается и первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки поворачиваются таким образом, что фрикционный зажим 819 переводится в положение ожидания. Зажим 373 складывается в положение ожидания, а подвижное зажимное устройство 340 перемещается мимо зажима 373 в верхнюю часть его траектории.
Затем фрикционный зажим 819 и манипулятор 371 вышки перемещаются из положения ожидания и замыкаются вокруг следующей ветви P3 трубопровода, которая к этому моменту поднимается на подъемнике 400 ветви, а зажимы 401, 402, 403 подъемника размыкаются. После этого первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и манипулятор 371 вышки) поворачиваются для перемещения ветви P3 в положение ожидания над предохранительным балконом 550. Внутренний центрирующий зажим 827 опускается через ветвь P3 примерно до середины ее длины.
При достижении подвижным зажимным устройством 340 верхней точки траектории непосредственно под сварочной площадкой 500 он замыкается вокруг верхней зоны ветви Р1. После этого подвижное зажимное устройство 340 воспринимает вес уложенного трубопровода P и ветвей PS и Р1. Затем производится раскрытие подвесного зажимного устройства и его опускание для укладки трубопровода. Он опускается в нижнюю точку своей траектории (как показано на Фигуре 2). За счет этого ветвь Р1 подтягивается в положение, занятое ветвью PS на Фигуре 2. За счет этого ветвь Р2 также подтягивается в положение, занятое ветвью Р1 на Фигуре 2. Центрирующие зажимные механизмы 352 и 353 раскрываются, и остальные части также возвращаются в первое состояние, показанное на Фигуре 2, в котором они готовы для укладки другой ветви трубопровода.
Очевидно, что в данном варианте осуществления изобретения верхняя секция вышки используется для приема ветви P3 с подъемника 400 ветви и для выравнивания ветви относительно траектории 303 укладки трубопровода. Нижняя секция вышки используется для сваривания ветвей P3, Р2, Р1 и трубопровода P и опускания состыкованного трубопровода P из верхней части нижней секции при помощи подвижного зажимного устройства 340.
На Фигуре 12 показано подвесное зажимное устройство 330. Подвесное зажимное устройство 330 включает две опорные направляющие 336, которые поддерживают стол 334 подвесного зажима. Предохранительный зажим 333 установлен ниже стола 334 подвесного зажима, между двумя опорными направляющими 336. Фрикционный зажим 332 установлен сверху предохранительного зажима 333 в середине стола 334 удерживающего зажима. Разъемный хомут 331 расположен выше фрикционного зажима 332. Разъемный хомут 331, фрикционный зажим 332 и предохранительный зажим 333 центрированы с осью 303 укладываемого трубопровода.
Подвесное зажимное устройство 330 - главная компонента при работе с трубопроводом Р, так как в ходе укладки он 90% времени удерживает вес погружаемого трубопровода Р. Остальные 10% времени в ходе укладки этот вес удерживается подвижным зажимным устройством 340. Первая нижняя секция вышки 310 через подвесное зажимное устройство 330 и подвижное зажимное устройство 340 принимает нагрузку от укладываемого трубопровода. Нагрузка может составлять приблизительно 2000 т и больше.
Подвесной фрикционный зажим 332, разъемный хомут 331 и предохранительный зажим 333 могут быть убраны (втянуты) после полного открывания двух передних створок (не показаны) на зажимах 331, 332, 333. Это позволяет пропустить через проем 302 элемент большого размера.
Предохранительный зажим 333 является фрикционным зажимом, способным удерживать нагрузку в 2500 т. Он действует как аварийное устройство, служащее для остановки трубы, если обнаружено ее проскальзывание. Когда предохранительный зажим 333 приводится в действие, он зажимает трубопровод P независимо от того, может ли быть нанесено повреждение трубопроводу или его покрытию. Предохранительный зажим оснащен стальными губами для захвата трубопровод Р.
На Фигуре 13 показан блок 700 обработки элементов большого размера. Блок 700 включает опорную раму 701 и поворотную раму 702, установленную шарнирно на одной стороне опорной рамы 701. Поворотная рама 702 может поворачиваться от горизонтального положения, в котором она опирается на опорную раму 701, до вертикального положения, в котором она повернута на 90 градусов относительно опорной рамы 701. Гидравлический цилиндр 708 соединен с опорной рамой 701 и поворотной рамой 702 и служит для выполнения поворота. Основная рама 701 установлена на роликах 703 для перемещения блока 700 по направляющим, расположенным на главной палубе 103 судна и идущим от пункта загрузки элементов большого размера вблизи основания вышки 300 и к этому пункту. Перемещающая система 704, соединенная с основной рамой 701 шатуном 705, обеспечивает перемещение блока по указанным направляющим. Кроме того, могут быть предусмотрены съемные направляющие (не показаны) для перемещения блока 700 поверх проема 302 к пункту складирования, находящемуся с другой стороны вышки 300.
Поворотная рама 702 снабжена упорами 706 для поддержки элементов большого размера. Она также снабжена парой скользящих опор 707 для поддержки элементов большого размера на блоке 700, когда поворотная рама 702 вертикальна. Предусмотрен также гидрозатвор 711, служащий для закрепления элементов большого размера на поворотной раме 702.
Кроме того, имеется гидроцилиндр 709, соединенный с каждой из скользящих опор 707, служащий для перемещения скользящих опор 707 относительно поворотной рамы 702. Это позволяет регулировать положение по вертикали элемента большого размера на поворотной раме 702 относительно вышки 300. Имеется также другой гидроцилиндр 710, служащий для перемещения поворотной рамы 702 в боковом направлении относительно опорной рамы 701. Это позволяет регулировать положение элемента большого размера в поперечном направлении относительно вышки 300.
В рабочем режиме трубопровод укладывается с использованием вышки 300.
На Фигуре 2, которая уже рассматривалась выше, показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в исходном состоянии.
Здесь трубная плеть Р1 находится на первой нижней секции 310 вышки и сваривается с ветвью трубопровода PS и укладываемым трубопроводом Р. Ветвь трубопровода Р2 находится на второй верхней секции 311 вышки. Она удерживается фрикционным зажимом 819 зажимного устройства 800 вышки и ведомым вспомогательным захватом 371. Внутренний центрирующий зажим 827 частично развернут и опущен вниз на половину длины ветви трубопровода Р2. Ветвь трубопровода Р2 удерживается не непосредственно над ветвью трубопровода Р1, на оси 303 траектории укладки трубопровода. Она удерживается в положении готовности между осью 408 поднятой ветви трубопровода и осью 303 траектории укладки трубопровода. Ветвь трубопровода P3 захватывается и помещается на подъемник 400 ветви трубопровода на главной палубе 103 судна.
В исходном состоянии фрикционный зажим 343 удерживает вторую верхнюю часть ветви трубопровода PS. Подвесной зажим 330 открыт.подвижное зажимное устройство 340 только что опустило (погрузило) трубопровод перемещением от верхней точки своего пути перемещения к нижней точке пути перемещения, как показано на Фигуре 2. Площадка 600 нанесения покрытия находится в положении хранения и удалена от основания вышки, а ее створки открыты. Створки сварочной площадки 500 открыты. Зажимы 372, и 373 сжаты вокруг ветви трубопровода Р1, удерживая ее в требуемом положении. Роликовый центратор 370 вышки и центрирующие зажимные устройства 352 и 353 открыты.
На Фигуре 14 показана трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 1". Ниже объяснены изменения по сравнению положением, представленном на Фигуре 2:
i) Подвесной зажим закрыт вокруг ветви трубопровода PS, принимая вес развертываемого трубопровода P ниже этого зажима. Как только подвесной зажим принимает указанный вес, фрикционный зажим 343 открывается и освобождает PS.
ii) Подъемник 400 ветви трубопровода (с ветвью P3) поворачивается, пока не станет параллельным вышке 300, а затем он будет поднят до второй верхней секции 311 вышки 300.
iii) Первое звено 805 и второе звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и, соответственно, ведомого вспомогательного захвата 371) поворачиваются, чтобы поместить ветвь трубопровода Р2 на ось 303 траектории укладки трубопровода, как показано на Фигуре 15.
На Фигуре 16 показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 2". Ниже объяснены изменения по сравнению с положением, представлено на Фигуре 14:
i) Подъемник 400 ветви трубопровода (с ветвью P3) достиг второй верхней секции 311 вышки.
ii) Створки сварочной площадки 500 закрыты вокруг верхней области ветви трубопровода Р1 и нижней области ветви трубопровода Р2.
iii) Внутренний центрирующий зажим 827 опущен далее вниз ветви трубопровода Р2 к стыку ветвей Р2 и Р1.
iv) Подвижное зажимное устройство 340 начинает подниматься вверх по своему пути перемещения.
v) Центрирующие зажимные устройства 352,353 и роликовый центратор 370 вышки закрываются вокруг ветви трубопровода Р2.
vi) Ведомый вспомогательный захват 371 освобождает ветвь трубопровода Р2 и поворачивается назад, к положению готовности.
vii) Выполняется центрирование труб с использованием центрирующих зажимных механизмов 352, 353. Фрикционный зажим 819 и роликовый центратор 370 вышки следуют за движением ветви трубопровода Р2 как "подчиненные" устройства для центрирования труб. В случае необходимости, фрикционный зажим 819 поворачивается, чтобы соответствовать внешним цилиндрическим поверхностям вблизи верхнего края ветви трубопровода Р1 и нижнего края ветви трубопровода Р2. Эта операция центрирования труб выполняется операторами сварочной площадки 500 с помощью переносного пульта.
viii) Сварочной площадкой 500 выполняется сварка ветвей трубопровода Р1 и Р2.
На фиг.17 показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 3". Ниже объяснены изменения по сравнению с положением, представленным на Фигуре 16:
i) Когда подвижное зажимное устройство 340 поднято выше уровня площадки 600 нанесения покрытия, эта площадка перемещается в свое рабочее положение вблизи основания вышки 300. Створки площадки 600 нанесения покрытия закрыты вокруг ветви трубопровода Р1. На площадке 600 нанесения покрытия на ветвь трубопровода Р1 наносится покрытие.
ii) Подвижное зажимное устройство 340 остановлено непосредственно ниже зажима 373.
iii) Как только сварка ветвей трубопровода Р1 и Р2 закончена, внутренний центрирующий зажим поднимается вверх вдоль всей длины ветви трубопровода Р2 к внешней клети 820.
iv) Роликовый центратор 370 вышки приводится в действие так, чтобы ветвь трубопровода Р2 могла удерживаться в требуемом положении. Затем фрикционный зажим 819 открывается, и первое звено 805 и второе звено 809 зажимного устройства 800 вышки поворачиваются так, чтобы фрикционный зажим 819 повернулся в положение готовности.
На Фигуре 18 показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 4". Ниже объясним изменения по сравнению с состоянием, представленным на Фигуре 17:
i) Зажим 373 находится в положении готовности, и подвижное зажимное устройство 340 поднято, минуя зажим 373, к верхней точке пути перемещения.
ii) Фрикционный зажим 819 и ведомый вспомогательный захват 371 перемещаются из положения готовности и закрываются вокруг ветви трубопровода P3, находящейся на подъемнике 400 ветви трубопровода. Зажимы 401, 402, 403 подъемника ветви трубопровода открываются.
На Фигуре 19 показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 5". Ниже объясним изменения по сравнению с состоянием, представленным на Фигуре 18:
i) Первое звено 805 и второе звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и, соответственно, ведомый вспомогательный захват 371) поворачиваются так, чтобы привести ветвь трубопровода P3 в положение готовности, выше балкона безопасности 550.
ii) Внутренний центрирующий зажим 827 опускается вдоль ветви трубопровода P3 приблизительно на половину ее длины.
iii) Подъемник 400 ветви трубопровода (не несущий ветвь трубопровода P3) снова опускается вниз вышки 300, на главную палубу 103 судна 100.
iv) Когда подвижное зажимное устройство 340 достигает верхней точки своего пути перемещения, непосредственно ниже сварочной площадки 500, оно зажимает ветвь трубопровода Р1 в ее верхней области. Подвижное зажимное устройство 340 далее принимает вес погруженного трубопровода P и ветвей трубопровода PS и Р1. Затем подвесной зажим открывается.
На Фигуре 20 показаны трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование в состоянии "Этап 6". Ниже объясним изменения по сравнению с положением, представленным на Фигуре 19:
i) Когда сварка на сварочной площадке 500 закончена, створки площадки открываются.
ii) Когда нанесение покрытия на площадке 600 нанесения покрытия закончено, створки площадки открываются. Площадка нанесения покрытия затем отходит в положение хранения, удаленное от основания вышки.
iii) Затем подвижное зажимное устройство 340 опускается, погружая укладываемый трубопровод. Оно опускается до нижней точки своего пути перемещения (как на Фигуре 2). При этом ветвь трубопровода Р1 перемещается в положение, которое на Фигуре 2 было занято ветвью трубопровода PS. При этом ветвь трубопровода Р2 также опускается, занимая положение, которое на Фигуре 2 занимала ветвь трубопровода Р1. Желоб 320 направляет трубопровод при его погружении и управляет изгибом трубопровода, когда он оставляет судно и направляется к морскому дну.
Затем трубоукладочная вышка 300 и вспомогательное оборудование возвращаются в исходное состояние и готовы добавить к развертываемому трубопроводу новую ветвь трубопровода. Такое возвращение в исходное состояние выполняется следующим образом:
i) Когда подъемник ветви трубопровода достигает главной палубы 103 судна 100, на подъемник 400 ветви трубопровода загружается новая ветвь (Р4).
ii) Зажим 373 перемещается из положения готовности на ось 303 траектории укладки трубопровода. Зажим 373 закрывается вокруг ветви трубопровода Р2. Зажим 372 также закрывается вокруг ветви трубопровода Р2.
iii) Центрирующие зажимные устройства 352, 353 и роликовый центратор 370 вышки открываются.
Можно заметить, что в данном варианте осуществления настоящего изобретения вторая верхняя секция 311 вышки используется для приема ветви трубопровода P3 от подъемника 400 ветви трубопровода и для центрирования ветви трубопровода на оси 303 траектории укладки трубопровода. Первая нижняя секция 310 вышки используется для сварки ветвей трубопровода P3, Р2, Р1 с трубопроводом P и опускания соединенного трубопровода P от верха нижней секции 310 с использованием подвижного зажимного устройства 340.
На Фигурах 21-23 показана трубоукладочная вышка в различных конфигурациях. Вышка включает первую нижнюю секцию 310 и вторую верхнюю секцию 311.
Первая нижняя секция подразделяется на первую нижнюю часть 312 и вторую верхнюю часть 313. Первая нижняя часть 312 первой нижней секции 310 вышки 300 сконструирована как единое целое с остальной частью судна 100 и как продолжение корпуса судна. Это делает вышку 300 более жесткой и упрощает центрирование ветвей с трубопроводом. Первая нижняя часть 312 состоит из двух опор кессонного типа; расположенных по обе стороны оси 303 траектории укладки трубопровода и проема 302. Первая нижняя часть 312 включает зажим 373.
Вторая верхняя часть 313 поворотно установлена на первой нижней части 312, как видно на Фигуре 23. Сварочная площадка 500 расположена на самом верху второй верхней части 313. Сварочная площадка 500 удерживается фланцами с креплением на болтах. Зажим 372 расположен под полом 501 сварочной площадки 500. Центрирующее зажимное устройство 353 расположено на крыше 502 сварочной площадки 500. Вторая верхняя часть 313 содержит также блок 344 шкива подвижного зажимного устройства 340 и ведомый вспомогательный захват 371.
Указанную вторую верхнюю часть 313 первой нижней секции 310 следует поворачивать только в исключительных обстоятельствах (чтобы проходить под низкими мостами), тогда как обычно она закреплена болтами в вертикальном положении.
Вторая верхняя секция 311 поворотно установлена на второй верхней части 313 первой нижней секции 310, как можно видеть на Фигуре 22. Вторая верхняя секция 311 содержит центрирующее зажимное устройство 352, роликовый центратор 370 вышки и зажимное устройство 800 вышки.
Поворотный плунжер 316 гидроцилиндра соединен шарнирно в 315 с первой нижней частью второй верхней секции 311, а также с роликовой тележкой 317, перемещаемой по направляющим, находящимся на первой нижней части 312 первой нижней секции 310 вышки 300. Эти направляющие проходят от нижней части опор кессонного типа первой нижней части 312 вышки к некоторой верхней области, находящейся наверху первой нижней части 312 вышки 300.
Верх трубоукладочной вышки 300 имеет опорный буфер 314, который опирается на соответствующий опорный буфер 107, находящийся на палубе 103 судна 100.
На Фигуре 21, трубоукладочная вышка находится в укладочном положении, и все секции и части секций вышки расположены вертикально. Когда вышка находится в указанном вертикальном укладочном положении, вторая верхняя секция 311 удерживается в требуемом положении относительно второй верхней части 313 первой нижней секции 310 фиксирующими гидравлическими штифтами (не показаны). Высота h1 судна 100 от линии киля 104 до самой высокой точки вышки составляет 125 м.
На Фигуре 22 показана вышка 300 в сложенном положении.
Подъемник 400 ветви трубопровода в этом положении также должен быть опущен на главную палубу 103 судна 100. Чтобы трансформировать вышку в сложенное положение, фиксирующие штифты гидрозатвора, удерживающие вторую верхнюю секцию 311 на второй верхней части 312 первой нижней секции 310, удаляются, чтобы дать возможность второй верхней секции 311 поворачиваться относительно первой нижней секции 310 вышки 310. Затем роликовая тележка 317 опускается вниз по направляющим, что приводит к вращению второй верхней секции 311 вниз таким образом, что опорный буфер 314 вышки опирается на опорный буфер 107 судна. Высота h2 судна 100 от линии киля 104 до самой высокой точки вышки составляет 81,5 м.
На Фигуре 23 показана вышка 300 в конфигурации для прохождения под мостами. Подъемник 400 ветви трубопровода также опущен на главную палубу 103 судна 100 в конфигурации для прохождения под мостами. Чтобы трансформировать вышку в конфигурацию для прохождения под мостами, блок 344 шкива, на котором установлен скользящий фрикционный зажим 343, опускается по направляющим 342 до первой нижней части 312 первой нижней секции 310 вышки. Это гарантирует, что все тросы 347, связанные со подвижным зажимным устройством 340, будут опущены к такой области вышки 300, которая не движется при таком складывании вышки. Благодаря этому, нет необходимости демонтировать тросовое оборудование 347 судна 100, например, для прохождения под мостом. Болты, соединяющие вторую верхнюю часть 313 первой нижней секции 310 с первой нижней частью 312 первой нижней секции, удаляются, чтобы дать возможность второй верхней части 313 поворачиваться относительно первой нижней части 312. Затем роликовая тележка 317 опускается вниз по направляющим, заставляя вторую верхнюю часть 313 поворачиваться до горизонтального положения. Высота судна h3 100 от линии киля 104 до самой высокой точки вышки составляет 67 м.
Если в трубопровод должен быть включен элемент большого размера, то блок обработки элементов большого размера перемещается в положение загрузки, удаленное от основания вышки 300. Ветвь трубопровода большого размера (то есть, содержащая элемент большого размера, а также его верхнее и нижнее трубные продолжения, имеющие вид обычных труб) помещается на блок 700 обработки элементов большого размера на поворотную раму 702 (в горизонтальной положении). Это может быть выполнено с помощью главного подъемного крана судна 100. Затем элемент большого размера фиксируется на месте гидрозатвором 711. Далее указанный блок 700 перемещается к вышке 300. Затем поворотная рама 702 поворачивается и принимает вертикальное положение, параллельное вышке 300. Далее могут применяться различные гидравлические цилиндры 709, 710, чтобы центрировать элемент большого размера с подвижным зажимным устройством 340. Затем фрикционный зажим 343 зажимает верхний конец верхнего трубного продолжения элемента большого размера. Далее освобождается гидрозатвор 711. Затем нижний конец нижнего трубного продолжения сваривается с трубопроводом P на площадке нанесения покрытия, и затем фрикционный зажим 343 опускается, чтобы погрузить элемент большого размера.
Если возникает необходимость приостановить укладку трубопровода P (как при укладке по S-образной схеме, так и при укладке по J-образной схеме), это выполняется с помощью обычной системы приостановки и возобновления укладки труб (не показана). В дальнейшем трубопровод P может быть поднят с использованием той же системы. Таким образом, возможны не только оставление/подъем трубопровода Р, но и переход от способа укладки по S-образной схеме к способу укладки по J-образной схеме (и наоборот) с использованием обычной системы приостановления и подъема труб. Типичная глубина укладки по J-образной схеме - 1000 м или глубже.
Однако варианты настоящего изобретения могут применяться и на глубинах, превышающих 1500 м, так как вышка 300 для укладки по J-образной схеме вертикальна (и, следовательно, позволяет укладывать трубопровод на большой глубине). Нет необходимости предусматривать поворотную вышку для укладки по J-образной схеме, так как судно 100 имеет оборудование для укладки по S-образной схеме, которое может осуществлять укладку на таких глубинах, на которых укладку нужно было бы выполнять с помощью поворотной вышки для укладки по J-образной схеме.
Возможная дополнительная особенность, относящаяся к работе судна, представлена на Фигуре 24, где судно показано при различных направлениях движения (ориентациях) 100a, 100b и 100c. Пунктирной линией 301 на Фигуре 24 показана траектория, по которому укладывается трубопровод. Первая ориентация 100а судна обычна: продольная ось судна параллельна траектории 301 укладки трубопровода; эта ориентация соответствует обычным условиям на море.
Если, однако, возникает сильный накат ветровых волн в направлении, обозначенном стрелкой 105a (перпендикулярной участку пути 301), судно может принимать вторую ориентацию 100b, при которой продольная ось судна близка к перпендикуляру к пути 301 укладки труб, отклоняясь на угол 106a от этого перпендикуляра. В данном частном, почти крайнем, примере угол 106a составляет приблизительно 22,5 градуса. В данном случае судно ориентировано почти против направления наката ветровых волн, и трубопровод при погружении из вышки 300 направляется в поперечном направлении по отношению к оси судна. Так как вышка вертикальна, и желоб 320 снабжен роликами по всей окружности (360 градусов) сечения трубопровода, проходящего через желоб, то последний может направлять трубопровод по этому пути, когда он оставляет судно. Судно по-прежнему движется параллельно траектории 301 (благодаря работе двигательной установки), который отклоняется приблизительно на 67,5 градусов от продольной оси судна.
С другой стороны, как будет ясно, если имеет место сильный накат ветровых волн в направлении, обозначенном стрелкой 105b (перпендикуляр к траектории, 301, но в противоположном направлении к направлению наката ветровых волн, обозначенному стрелкой 105a), то судно может принять третью ориентацию 100c, в которой продольная ось судна почти перпендикулярна траектории 301 укладки трубопровода, отклоняясь на угол 106b от этого перпендикуляра. В данном частном, почти крайнем, примере угол 106b равен приблизительно 22,5 градуса. В данном случае судно ориентировано почти по направлению наката ветровых волн, и трубопровод при погружении из вышки 300 направляется в поперечном направлении по отношению к оси судна. Судно по-прежнему движется параллельно траектории 301 (благодаря работе двигательной установки), который отклоняется приблизительно на 67,5 градусов от продольной оси судна.
Хотя настоящее изобретение было описано и проиллюстрировано со ссылками на конкретные варианты, специалистам обычного уровня в данной области должно быть ясно, что настоящее изобретение предоставляет возможность осуществлять многие различные его варианты, которые не были освещены здесь специально.
Например, вариант, описанный выше, предназначен для укладки ветвей трубопровода, составленных из 3 труб-звеньев (3J). Другими словами, каждая трубная плеть состоит из 3 труб-звеньев, предварительно сваренных или изготовленных некоторым способом как единое целое. Это предварительное изготовление ветвей трубопровода обычно выполняется на судне. Типичная длина ветви трубопровода 3J равна приблизительно 37.5 м. Однако для укладки однозвенных, двухзвенных, четырехзвенных (1J, 2J, 4J) ветвей трубопровода или более длинных ветвей могут применяться другие варианты. Как должно быть понятно, ветвь трубопровода 1J состоит из одной трубного звена.
В качестве другого примера укажем вариант, в котором каждый верхний блок 344 шкива закреплен, и в этой конфигурации тросы 347 можно удалять из блоков 344 шкива, когда вышка трансформируется в сложенное положение, то есть, конфигурацию для прохождения под мостами.
Там, где в вышеприведенном описании настоящего изобретения упоминаются числовые значения или элементы, для которых имеются эквиваленты, которые известны, очевидны или могут быть легко оценены, такие эквиваленты считаются включенными сюда, как если бы они были приведены явно. Для определения истинного объема настоящего изобретения следует обратиться к формуле настоящего изобретения, которая должна интерпретироваться как охватывающая все такие эквиваленты. Следует также иметь в виду, что числовые величины или признаки (особенности), описанные как "предпочтительные", "желательные" и т.п., не ограничивают объем изобретения, устанавливаемый независимыми пунктами формулы настоящего изобретения. Кроме того, должно быть ясно, что такие не обязательные числовые значения или особенности (признаки), хотя и могут быть полезными в некоторых вариантах, могут оказаться нежелательными в других вариантах и поэтому могут отсутствовать.
Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при укладке трубопроводов на дно водоема с судна. Трубоукладочное судно включает главную палубу и трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна. Вышка содержит первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы (103), и вторую верхнюю секцию (311), подвижно установленную на первой нижней секции. Трубоукладочная вышка выполнена с возможностью перемещения между первым трубоукладочным положением, в котором вторая верхняя секция (311) расположена выше первой нижней секции, и вторым сложенным положением, в котором вторая верхняя секция (311) перемещена относительно первой нижней секции, а общая высота трубоукладочной вышки уменьшена. Труба установлена с возможностью перемещения в процессе укладки от второй верхней секции (311) к первой нижней секции. Технический результат: повышение устойчивости, надежности и долговечности трубоукладочной вышки и трубоукладочного судна в целом за счет снижения центра тяжести вышки, повышение маневренности и проходимости судна за счет снижения высоты вышки, повышение эффективности загрузки ветвей трубопровода на трубоукладочную вышку. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 24 ил.
1. Трубоукладочное судно, включающее главную палубу, трубоукладочную вышку, содержащую основание и направленную вверх от главной палубы, и подъемник ветви трубопровода, выполненный с возможностью поворота ветви трубопровода из, по существу, горизонтального положения, относительно основания трубоукладочной вышки, в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышке, при этом подъемник ветви трубопровода установлен для перемещения вдоль трубоукладочной вышки и с возможностью поворота ветви трубопровода в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышке, отличающееся тем, что подъемник ветви трубопровода установлен с возможностью последующего подъема ветви трубопровода ввверх на трубоукладочную вышку.
2. Судно по п.1, отличающееся тем, что подъемник ветви трубопровода имеет форму траверсы и установлен с возможностью перемещения по направлению к трубоукладочной вышке с одновременным подъемом на трубоукладочную вышку своего первого ближайшего к ней конца.
3. Судно по п.2, отличающееся тем, что подъемник ветви трубопровода установлен с возможностью подъема первого конца от основания трубоукладочной вышки вверх на высоту, соответствующую длине ветви трубопровода, с возможностью последующего поворота ветви трубопровода в положение, по существу, параллельное трубоукладочной вышке, и с возможностью последующего подъема первого конца вверх и всей ветви трубопровода на трубоукладочную вышку.
4. Судно по п.3, отличающееся тем, что первый конец подъемника ветви трубопровода установлен на лебедочной системе с возможностью подтяжки вверх относительно трубоукладочной вышки.
5. Судно по п.3, отличающееся тем, что первый конец подъемника ветви трубопровода установлен в направляющем устройстве с возможностью направления указанным устройством вверх относительно трубоукладочной вышки.
6. Судно по п.3, отличающееся тем, что второй конец подъемника ветви трубопровода установлен в направляющем устройстве вдоль главной палубы, с возможностью направления указанным устройством второго конца при вращении подъемника ветви трубопровода.
7. Судно по п.6, отличающееся тем, что направляющее устройство второго конца подъемника ветви трубопровода соединено с направляющим устройством первого конца подъемника ветви трубопровода, при этом направляющее устройство второго конца выполнено с возможностью направления второго конца вдоль главной палубы у основания трубоукладочной вышки, а направляющее устройство первого конца выполнено с возможностью направления второго конца вверху трубоукладочной вышки.
8. Судно по любому из пп.2-7, отличающееся тем, что подъемник ветви трубопровода на своем втором конце содержит стопор, при этом стопор является опорой для ветви трубопровода и выполнен с возможностью восприятия значительной части веса ветви трубопровода при подъеме ветви трубопровода вверх на трубоукладочную вышку.
9. Судно по п.1, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
10. Судно по п.1, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
11. Судно по п.10, отличающееся тем, что проксимальный конец первой нижней секции является неотъемлемой частью корпуса.
12. Трубоукладочное судно, включающее главную палубу и направленную вверх трубоукладочную вышку, содержащую подвесное зажимное устройство, расположенное в нижней области трубоукладочной вышки и выполненное с возможностью удержания трубопровода, спущенного в воду, подвижной зажим, выполненный с возможностью перемещения вдоль длины трубоукладочной вышки, первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, направленную вверх от первой нижней секции и имеющую длину, равную по меньшей мере одной трети длины первой нижней секции, при этом траектория перемещения подвижного зажима ограничена первой нижней секцией трубоукладочной вышки, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит три центрирующих зажима, расположенных на второй верхней секции трубоукладочной вышки.
13. Судно по п.12, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит дополнительный зажим, расположенный выше траектории перемещения подвижного зажима на второй верхней секции трубоукладочной вышки.
14. Судно по п.12, отличающееся тем, что один из указанных центрирующих зажимов является фрикционным зажимом.
15. Судно по п.12, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит дополнительный зажим, расположенный на первой нижней секции.
16. Судно по п.15, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит второй дополнительный зажим, расположенный на первой нижней секции.
17. Судно по любому из пп.12-16, отличающееся тем, что подвесное зажимное устройство является неподвижным зажимным устройством и содержит фрикционный зажим и разъемный хомут.
18. Судно по п.12, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
19. Судно по п.12, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
20. Судно по п.19, отличающееся тем, что проксимальный конец первой нижней секции является неотъемлемой частью корпуса.
21. Способ укладки трубопровода на морское дно с судна по любому из пп. 1, 12, включающий укладку трубопровода с, по существу, вертикальной трубоукладочной вышки, пропускание трубопровода при его сходе с судна через направляющие, посредством которых управляют кривизной трубопровода, ориентирование траектории укладки трубопровода при его сходе с направляющих с отклонением от судна, горизонтальную составляющую которой выбирают приблизительно параллельной траектории укладки трубопровода на морском дне, регулирование положения судна в соответствии с ситуацией на море, продольную ось которого отклоняют по траектории укладки трубопровода на морском дне и по горизонтальной составляющей траектории укладки трубопровода при сходе с направляющих, и управление судном в направлении, по существу, параллельном траектории укладки трубопровода на морском дне.
22. Трубоукладочное судно, включающее устройства для укладки трубопровода по S-образной схеме и трубоукладочную вышку, выполненную с возможностью укладки трубопровода по J-образной схеме, и имеющее центральную ось, при этом трубоукладочная вышка расположена в средней части посередине вдоль линии укладки трубопровода по S-образной схеме между участком, совпадающим с направлением укладки трубопровода по S-образной схеме, и участком, противоположным направлению укладки трубопровода по S-образной схеме, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка расположена на одной стороне от центральной оси.
23. Судно по п.22, отличающееся тем, что корпус содержит проем, выполненный с возможностью входа трубопровода в воду с трубоукладочной вышки.
24. Судно по п.22, отличающееся тем, что оно является монокорпусным.
25. Судно по п.22, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка расположена по длине судна в его средней трети.
26. Судно по любому из пп. 22-25, отличающееся тем, что оно содержит систему прекращения и возобновления укладки трубопровода, выполненную с возможностью использования и с устройствами для укладки трубопровода по S-образной схеме, и с трубоукладочной вышкой, выполненной с возможностью укладки трубопровода по J-образной схеме.
27. Судно по п.22, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка выполнена с возможностью восприятия нагрузки от укладываемого трубопровода в размере 2000 тонн.
28. Судно по п.22, отличающееся тем, что трубоукладочная вышка содержит первую нижнюю секцию, направленную вверх от своего проксимального конца к своему дистальному концу, расположенному выше главной палубы, и вторую верхнюю секцию, установленную на первой нижней секции, при этом первая нижняя секция выполнена с возможностью восприятия всей нагрузки от укладываемого трубопровода.
29. Судно по п.28, отличающееся тем, что проксимальный конец первой нижней секции является неотъемлемой частью корпуса.
30. Способ укладки трубопровода, включающий укладку части трубопровода с судна по S-образной схеме и укладку другой части трубопровода с трубоукладочной вышки судна, имеющего центральную ось, по J-образной схеме, отличающийся тем, что трубоукладочную вышку располагают на одной стороне от центральной оси.
| US 6910848 B1, 28.06.2005 | |||
| WO 2008099355 A1, 21.08.2008 | |||
| WO 2005095835 A1, 13.10.2005 | |||
| МАШИНА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ВОЛОКОН ЛУБЯНЫХ РАСТЕНИЙ | 1928 |
|
SU20257A1 |
| US 3860122 A1, 14.01.1975 | |||
| WO 2007120035 A1, 25.10.2007 | |||
| Измерительный преобразователь квадрата эффективного значения переменного напряжения произвольной формы | 1987 |
|
SU1499247A1 |
| US 6352388 B1, 05.03.2002 | |||
| WO 2004068012 A2, 12.08.2004 | |||
| УСТАНОВКА ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА НА АКВАТОРИИ (ВАРИАНТЫ) | 1994 |
|
RU2140595C1 |
| WO 2009148297 A1, 10.12.2009. | |||
