СИСТЕМА СБРОСА И ПОДЪЕМА ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2021 года по МПК F16L1/20 F16L1/16 

Изобретение относится к сбросу и подъему подводного трубопровода.

Подводные трубопроводы укладывают на морское дно с помощью трубоукладочных судов, причем на борту таких судов отрезки трубы соединяют и часто сваривают друг с другом для образования трубопровода. Несмотря на то, что в нижеприведенном описании в основном дается ссылка на сварные соединения, может быть предусмотрено любое соединение между отрезками трубы, и изобретение не ограничивается до сварных отрезков трубы. После соединения или сварки отрезков трубы друг с другом, отрезки трубы, соединенные друг с другом, опускают в воду на морское дно.

В настоящее время существуют два основных способа укладки трубопроводов: J-способ укладки и S-способ укладки.

J-способ укладки широко используется для глубоководной и ультраглубоководной укладки трубы. С помощью этого способа отрезок трубы поднимают в вертикальное положение, соединяют или сваривают с магистральным трубопроводом и опускают непосредственно в воду с одним изгибом, придавая укладываемому трубопроводу форму буквы «J». На борту трубоукладочного судна трубопровод поддерживается вертикально ориентированной опорной конструкцией трубопровода, которая поддерживает трубопровод и направляет трубопровод в воду. J-способ обычно нельзя использовать на мелководье и имеет сравнительно невысокую скорость.

S-способ укладки обычно используют на мелководье, для глубоководной укладки, а также ультраглубоководной укладки трубопроводов. С помощью этого способа каждый отрезок трубы, который должен быть присоединен к магистральному трубопроводу, присоединяют или приваривают к указанному трубопроводу и перемещают, начиная с горизонтальной ориентации, по опорной конструкции трубопровода, так называемому стингеру, причем на опорной конструкции трубопровода указанный трубопровод изгибается в направлении морского дна. Во время опускания на морское дно трубопровод изгибается с образованием второго изгиба в противоположном направлении и укладывается на морское дно в ориентации, по существу, параллельной морскому дну. Двойной изгиб придает укладываемому трубопроводу форму буквы «S». S-способ укладки обычно имеет большую скорость, по сравнению с J-способом за счет наличия большого количества рабочих площадок.

Как при использовании J-способа укладки, так и S-способа укладки, каждый отрезок трубы после соединения или сварки с магистральным трубопроводом сначала проходит через ряд натяжных устройств, которые прижимаются вокруг трубопровода рядом с концом трубопровода со стороны судна и могут прикладывать тяговое усилие к трубопроводу.

Когда укладываемый трубопровод должен быть сброшен с трубоукладочного судна, например, в случае надвигающегося шторма, обычный способ сброса трубопровода состоит из первого приваривания крепления трубопровода, известного как головка сброса-подъема, к концу трубопровода со стороны судна. В дальнейшем, по меньшей мере, один трос сброса-подъема, который первым его концом намотан вокруг барабана лебедки, соединяют вторым концом с головкой сброса-подъема посредством съемного соединителя, как правило, одного крюка или C-крюка, который расположен на втором конце троса сброса-подъема. После соединения троса сброса-подъема с головкой сброса-подъема конец трубопровода со стороны судна опускают на морское дно, разматывая трос сброса-подъема с помощью лебедки. Когда конец трубопровода со стороны судна оказывается на морском дне, трос отсоединяют от головки сброса-подъема и втягивают так, чтобы судно могло уплыть.

Сброшенный трубопровод в дальнейшем поднимают посредством опускания съемного соединителя, в частности, C-крюка, который расположен на втором конце троса сброса-подъема, на морское дно. Когда C-крюк почти достигает дна, судно располагается так, что крюк находится вблизи подъемного стропа, который соединен с головкой сброса-подъема. Далее начинается операция соединения для соединения C-крюка с подъемным стропом. Эта операция соединения является так называемой операцией «улавливания», причем подъемный строп соединяется с крюком посредством захватывания петли подъемного стропа C-крюком. Для способствования захватыванию петли подъемного стропа указанный подъемный строп, в целом, поддерживается с помощью буя. После захватывания петли подъемного стропа C-крюком можно начинать фактический подъем трубопровода посредством втягивания троса сброса-подъема, таким образом, втягивая конец трубопровода, соединенный с тросом сброса-подъема в направлении судна.

Несмотря на то, что известное оборудование сброса-подъема, содержащее головку сброса-подъема, подъемный строп и C-крюк, является эффективным, известное оборудование сброса-подъема имеет ряд недостатков. Первым недостатком является то, что известное оборудование сброса-подъема может повреждать опору трубопровода, стингер и другое погрузочно-разгрузочное оборудование трубопровода на борту судна и, соответственно, также может оказываться воздействие на отрезки трубы во время транспортировки. Опора трубопровода, стингер и другое погрузочно-разгрузочное оборудование в основном предназначено для поддержания и транспортирования отрезков трубы и должно транспортировать оборудование сброса-подъема, вызывающее такие проблемы. Кроме того, вышеописанная операция «улавливания», выполняемая с помощью известного оборудования сброса-подъема, в котором подъемный строп захватывается C-крюком, требует сложных перемещений C-крюка на морском дне.

В этом описании приведена ссылка на US-5318384, по отношению к которой, по меньшей мере, признаки в приложенном независимом пункте формулы изобретения обладают новизной, поскольку в US-5318384 приведено описание гибкого соединителя в форме путовой цепи.

Одна из задач изобретения заключается в том, чтобы устранить по меньшей мере один из вышеуказанных недостатков известного оборудования сброса-подъема.

Кроме того, изобретение предлагает систему сброса и подъема морского трубопровода.

Решение поставленных задач и достижение технического результата обеспечивается следующей совокупностью признаков.

Система сброса и подъема подводного трубопровода содержит:

узел крепления трубопровода, выполненный с возможностью крепления к концу трубопровода; и

узел крепления троса, выполненный с возможностью крепления к по меньшей мере одному тросу сброса и подъема; при этом

узел крепления трубопровода и узел крепления троса, каждый, содержит соответствующую одну из двух сопрягающихся частей соединителя, причем узел крепления трубопровода включает в себя

одну из двух частей соединителя; и

крепление трубопровода, выполненное с возможностью крепления к отрезку трубы подводного трубопровода;

гибкий соединитель, отрезок которого выполнен с возможностью соединения крепления трубопровода с указанной одной из двух частей соединителя узла крепления трубопровода,

согласно изобретению, отрезок гибкого соединителя имеет по существу постоянную кольцевую форму по существу постоянного размера.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, сопрягающиеся части соединителя образуют соединитель охватываемого/охватывающего типа.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, постоянная кольцевая форма является формой из группы осесимметричных форм, содержащей цилиндрическую и многоугольную формы.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, соединитель имеет цилиндрическую или многоугольную конфигурацию.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, узел крепления трубопровода и узел крепления троса имеют цилиндрическую или многоугольную конфигурацию.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, в сопряженном состоянии частей соединителя узел крепления трубопровода, соединитель и узел крепления троса образуют группу непрерывных осесимметричных, а именно, цилиндрических или многоугольных, наружных поверхностей, обеспечивающих постепенный переход диаметра от конца узла крепления трубопровода, который выполнен с возможностью крепления к подводному трубопроводу, вдоль узла крепления трубопровода, соединителя и узла крепления троса.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, гибкий соединитель содержит множество примыкающих тел, имеющих цилиндрическую, осесимметричную или многоугольную конфигурацию.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, соединитель имеет осесимметричную конфигурацию, а именно, цилиндрическую или многоугольную конфигурацию; при этом наружный диаметр осесимметричной конфигурации по существу такой же, как и наружный диаметр соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, гибкий соединитель выполнен с возможностью обеспечения изгиба по меньшей мере на 90 градусов и соответствующего радиуса для укладки трубопровода.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, сопрягающиеся концы примыкающих осесимметричных тел имеют взаимодополняющие взаимодействующие профили или соединение между собой для обеспечения шарнирного соединения между примыкающими телами.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, взаимодополняющие профили обеспечивают шарнирное соединение между примыкающими осесимметричными телами в диапазоне от 5 до 15 градусов, предпочтительно от 8 до 12 градусов, предпочтительнее 10 градусов.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, примыкающие осесимметричные тела шарнирно соединены друг с другом, образуя ряд универсальных шарниров.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, осесимметричные тела имеют по меньшей мере один сферический выступ на одном конце и сферическое посадочное место на другом конце, так что сферический выступ одного из двух примыкающих осесимметричных тел вставлен в сферическое посадочное место другого одного из двух примыкающих осесимметричных тел, образуя сферическое соединение между двумя примыкающими осесимметричными телами.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, по меньшей мере одно из осесимметричных тел нагружено относительно других осесимметричных тел.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, между по меньшей мере одним нагруженным осесимметричным телом и частью соединителя узла крепления трубопровода расположено множество ненагруженных осесимметричных тел, которые предпочтительно обеспечивают изгиб по меньшей мере на 90 градусов.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, гибкий соединитель содержит по меньшей мере один строп, проходящий через осесимметричные элементы от одного конца гибкого соединителя до другого его конца, при этом строп имеет петлю на обоих концах гибкого соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, строп образует бесконечную петлю.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, для соединения стропа с креплением трубопровода и частью соединителя крепление трубопровода и часть соединителя снабжены крюком.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, гибкий соединитель содержит три стропа; при этом для соединения стропов с креплением трубопровода и частью соединителя крепление трубопровода и часть соединителя снабжены тремя крюками, каждый из которых имеет корпус, выступающий от соответствующей поверхности корпуса основания, причем поверхности, от которых выступают корпуса крюков, соответствуют поверхностям тетраэдра.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, периферийная боковая поверхность выступающего корпуса крюка является вогнутой вдоль по меньшей мере части периферийной длины боковой поверхности, образуя канал для петли одного из стропов.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, поперечное сечение каждого корпуса крюка в плоскости, параллельной соответствующей поверхности, от которой выступает корпус крюка, имеет форму капли, при этом вершина капли обращена в сторону от соответствующего крепления трубопровода или части соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, соединитель имеет цилиндрическую или многоугольную наружную поверхность, проходящую вдоль сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии частей соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит осесимметричную внешнюю стенку, внутри периферии которой выполнена сопрягающаяся полость, в которой размещена другая одна из двух сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, сопрягающаяся полость и размещенная в ней часть соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя взаимодополняют друг друга по размеру и форме.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, по меньшей мере одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит по меньшей мере один выступающий зацепляющийся элемент, выполненный с возможностью зацепления с другой одной из сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, зацепляющийся элемент подвижно расположен в углублении части соединителя, которая содержит зацепляющийся элемент, при этом указанное углубление выходит на поверхность указанной части соединителя, а зацепляющийся элемент выполнен с возможностью выборочного перемещения между зацепленным состоянием и свободным состоянием, причем в зацепленном состоянии зацепляющийся элемент выступает от поверхности указанной части соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, только одна из сопрягающихся частей соединителя содержит выборочно перемещающийся зацепляющийся элемент, при этом узел крепления троса содержит часть соединителя, которая включает в себя выборочно перемещающиеся зацепляющиеся элементы.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, зацепляющийся элемент представляет собой шарик.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов, каждый из которых расположен на соответствующей одной из двух сопрягающихся частей соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов, каждый из которых расположен на соответствующей одной из двух сопрягающихся частей соединителя, при этом другой один из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов является посадочным местом под шарик, выполненным с возможностью зацепления с шариком в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя, при этом посадочное место под шарик предпочтительно является сферическим углублением или кольцевой канавкой.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, соединитель имеет осесимметричную конфигурацию; и узел крепления троса содержит кожух осесимметричной конфигурации, один конец которого имеет по существу такой же наружный диаметр, как и наружный диаметр соединителя, а по меньшей мере другой конец цилиндрического кожуха сужается к центральной оси осесимметричного кожуха.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, соединитель имеет осесимметричную конфигурацию; и крепление трубопровода содержит корпус осесимметричной конфигурации, при этом наружный диаметр указанного цилиндрического корпуса у конца части соединителя по существу такой же, как и наружный диаметр соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, наружный диаметр осесимметричного корпуса на конце трубопровода и наружный диаметр осесимметричного корпуса на конце части соединителя отличаются, и осесимметричный корпус сужается между концом трубопровода и концом части соединителя.

В преимущественном варианте выполнения система согласно изобретению, содержит буй и соединительную проволоку, выполненную с возможностью соединения части соединителя узла крепления трубопровода с буем.

В преимущественном варианте выполнения система согласно изобретению, содержит направляющую проволоку, которая одним концом соединена с частью соединителя узла крепления трубопровода, предпочтительно на центральной продольной оси части соединителя или рядом с ней; и направляющий канал через часть соединителя узла крепления троса, выполненный с возможностью прохождения через него направляющей проволоки и расположенный так, что при перемещении части соединителя узла крепления троса вдоль направляющей проволоки к ее концу, который соединен с частью соединителя узла крепления трубопровода, часть соединителя узла крепления троса направляется к части соединителя крепления трубопровода для сопряжения.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, другой конец направляющей проволоки соединен с буем.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, крепление трубопровода узла крепления трубопровода снабжено опорной рамой для поддержки буя.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, наружная поверхность узла крепления трубопровода или узла крепления троса имеет опорную раму для буя, при этом опорная рама выполнена с возможностью съемного крепления буя и установлена с возможностью поворота на указанной наружной поверхности для вращения вокруг центральной продольной оси узла крепления трубопровода или узла крепления троса.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, опорная рама содержит направляющие стенки для направления опорной рамы по опорному ролику трубопровода трубоукладочного судна.

Система сброса и подъема согласно изобретению содержит узел крепления трубопровода, выполненный с возможностью крепления к концу трубопровода; узел крепления троса, выполненный с возможностью крепления к по меньшей мере одному тросу сброса и подъема; при этом узел крепления трубопровода и узел крепления троса, каждый, содержит соответствующую одну из двух сопрягающихся частей соединителя и гибкий соединитель согласно независимому пункту формулы изобретения. Поскольку внешняя форма и размер гибкого соединителя по существу постоянные, образуется постоянная непрерывная наружная поверхность в отличие от наружного профиля, формы и размера цепи известного уровня техники, которая остается гибкой, в частности, относительно размера, профиля и формы транспортировочных элементов трубопровода и компонентов опоры трубопровода, стингера и другого погрузочно-разгрузочного оборудования трубопровода на борту судна. Следовательно, гибкий соединитель во время прохождения через транспортировочные элементы трубопровода и компоненты опоры трубопровода, стингера и другого погрузочно-разгрузочного оборудования трубопровода на борту судна не будет вызывать их повреждения, так что обеспечивается плавное движение системы сброса-подъема согласно изобретению по опоре трубопровода, стингеру и другому погрузочно-разгрузочному оборудованию трубопровода на борту судна, которые предназначены для перемещения отрезков трубопровода.

Предпочтительно, две сопрягающиеся части соединителя образуют соединитель охватываемого/охватывающего типа. Это позволяет внешней стороне части соединителя определять протяженность гибкого соединителя с точки зрения его формы и размера, при этом обеспечивается усовершенствование с целью уменьшения повреждения транспортировочных элементов трубопровода и компонентов опоры трубопровода, стингера и другого погрузочно-разгрузочного оборудования трубопровода на борту судна во время прохождения через них системы сброса-подъема согласно изобретению.

Постоянная кольцевая форма может представлять собой форму из группы форм, имеющих цилиндрическое сечение, т.е. круглое поперечное сечение, осесимметричное сечение и многоугольное сечение. Также могут использоваться другие формы, причем наружная поверхность гибкого соединителя, соответственно, по существу, непрерывная, т.е. по существу является гладкой поверхностью, движущейся по элементам и компонентам опоры трубопровода, стингера и другого погрузочно-разгрузочного оборудования трубопровода на борту судна.

В последующем описании ссылка на цилиндрические части и элементы относится, по меньшей мере, также к симметричным и многоугольным кольцевым формам, также определяющим цилиндрический контур.

В известном оборудовании сброса-подъема, содержащем подъемный строп и C-крюк, ориентированный в сторону проем C-крюка требует сложного перемещения C-крюка относительно подъемного стропа для зацепления подъемного стропа C-крюком. Во время операции улавливания для подъема трубопровода после сброса сложные перемещения C-крюка, связанные с зацеплением подъемного стропа C-крюком на морском дне, выполняются посредством перемещения трубоукладочного судна по морской поверхности. Такие сложные перемещения C-крюка по морскому дну посредством перемещения трубоукладочного судна по морской поверхности являются очень сложными и занимают много времени. Кроме того, подъемный строп имеет резкое изменение в радиальных размерах между трубопроводом и C-крюком, причем они оба имеют большие радиальные размеры. Это резкое изменение радиальных размеров проходит на значительном расстоянии из-за длины петли подъемного стропа, которая требуется для обеспечения зацепления петли подъемного стропа с C-крюком. Это резкое изменение радиальных размеров на значительном расстоянии затрудняет поддержку и транспортировку оборудования сброса-подъема, содержащего подъемный строп и C-крюк, на оборудовании для поддержки трубопровода и транспортировки трубопровода на борту судна. Как следствие, отдельные части опорного/транспортировочного оборудования должны проектироваться согласно непропорционально высокому коэффициенту безопасности по сравнению с обычной укладкой трубопровода при использовании обычной системы сброса-подъема, что больше не является обязательным, исходя из системы сброса-подъема согласно изобретению.

Что касается известного использования подъемного стропа и C-крюка, предпочтительное использование соединителя охватываемого/охватывающего типа согласно изобретению упрощает перемещения частей соединителя относительно друг друга для соединения и разъединения узла крепления трубопровода на морском дне, который крепится к трубопроводу, и узла крепления троса, который крепится к тросу (тросам) сброса-подъема. Соединение требует только выравнивания частей соединителя и вставления охватываемой части соединителя в охватывающую часть соединителя. Как подробно описано ниже со ссылкой на фигуры, показывающие варианты выполнения системы согласно изобретению, соединение частей соединителя, образующих соединитель охватываемого/охватывающего типа согласно изобретению, требует менее сложных перемещений частей соединителя относительно друг друга по сравнению с зацеплением подъемного стропа с C-крюком по известному уровню техники. Кроме того, использование соединителя охватываемого/охватывающего типа согласно изобретению вместо подъемного стропа и C-крюка устраняет резкое изменение радиальных размеров, имеющих отношение к подъемному стропу и C-крюку.

Кроме того, поскольку соединитель охватываемого/охватывающего типа системы согласно изобретению не требует наличия проема, ориентированного в сторону, боковая поверхность (поверхности), которые контактируют с опорным и транспортировочным оборудованием трубопровода, могут быть модифицированы, так чтобы они в большей степени соответствовали опорному и транспортировочному оборудованию трубопровода.

В предпочтительном варианте выполнения системы согласно изобретению соединитель имеет цилиндрическую наружную конфигурацию. Такой соединитель, который также именуется цилиндрическим соединителем, благодаря цилиндрической наружной конфигурации более приспособлен к опорному и транспортировочному оборудованию трубопровода на борту трубоукладочного судна, чем C-крюк и подъемный строп известного оборудования сброса-подъема. Предпочтительно, предпочтительный соединитель охватываемого-охватывающего типа имеет цилиндрическую наружную поверхность. Более предпочтительно, цилиндрическая наружная поверхность проходит вдоль сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии частей соединителя.

В частности, цилиндрическая конфигурация соединителя обеспечивает постепенные изменения диаметра вдоль узла крепления трубопровода и узла крепления троса, делая менее затруднительным переход между узлом крепления трубопровода и узлом крепления троса применительно к опорному и транспортировочному оборудованию трубопровода на борту судна, которое в первую очередь предназначено для поддержки и транспортировки трубопровода.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению узел крепления трубопровода и узел крепления троса имеют цилиндрическую конфигурацию. В предпочтительном варианте выполнения в сопряженном состоянии частей соединителя узел крепления трубопровода, соединитель и узел крепления троса образуют группу непрерывных цилиндрических наружных поверхностей, которые обеспечивают постепенный переход диаметра от конца узла крепления трубопровода, который выполнен с возможностью крепления к морскому трубопроводу, вдоль узла крепления трубопровода, соединителя и узла крепления троса.

В соответствии с другим преимущественным вариантом выполнения системы согласно изобретению узел крепления трубопровода содержит одну из двух частей соединителя; крепление трубопровода, которое выполнено с возможностью крепления к отрезку трубы морского трубопровода; и гибкий соединитель, соединяющий крепление трубопровода с частью соединителя, причем гибкий соединитель имеет цилиндрическую конфигурацию с круглым, осесимметричным, многоугольным или аналогичным профилем поперечного сечения. Предпочтительно, гибкий цилиндрический соединитель выполнен с возможностью обеспечения изгиба, по меньшей мере, на 90° и радиуса, образуемого в гибком соединении и/или гибким соединением.

В соответствии с преимущественным вариантом выполнения наружный размер или наружный диаметр гибкого предпочтительно цилиндрического, осесимметричного или многоугольного соединителя, по существу, такой же, как и наружный размер или наружный диаметр цилиндрического, осесимметричного или многоугольного соединителя, для получения непрерывной наружной поверхности практически всей системы сброса-подъема.

В предпочтительном варианте выполнения системы согласно изобретению, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий соединитель, указанный гибкий соединитель содержит множество примыкающих тел, имеющих цилиндрическую геометрию с круглым, осесимметричным, многоугольным или аналогичным профилем поперечного сечения. Предпочтительно, множество примыкающих тел образует группу непрерывных цилиндрических, осесимметричных или многоугольных наружных поверхностей. Предпочтительно, размер или наружный диаметр цилиндрических тел, по существу, такой же, как и размер или наружный диаметр наружной поверхности соединителя.

В преимущественном варианте выполнения системы, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий соединитель, который содержит множество примыкающих цилиндрических тел, примыкающие концы примыкающих цилиндрических тел имеют взаимодополняющие профили, взаимодействующие для получения шарнирного соединения между примыкающими цилиндрическими телами. В предпочтительном варианте выполнения взаимодополняющие профили обеспечивают шарнирное соединение между примыкающими цилиндрическими телами в диапазоне 5-15°, предпочтительно 8-12°, наиболее предпочтительно 10°.

В преимущественном варианте выполнения системы, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий цилиндрический, осесимметричный или многоугольный соединитель, который содержит множество примыкающих цилиндрических тел, примыкающие цилиндрические, осесимметричные или многоугольные тела шарнирно соединены друг с другом, образуя группу U-шарниров, также известных как универсальные шарниры.

В другом преимущественном варианте выполнения системы, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий цилиндрический, осесимметричный или многоугольный соединитель, который содержит множество примыкающих цилиндрических тел, цилиндрические, осесимметричные или многоугольные тела имеют по меньшей мере сферический выступ на одном конце и сферическое посадочное место на другом конце, так что сферический выступ одного из двух примыкающих цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел вставлен в сферическое посадочное место другого одного из двух примыкающих цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел, образуя сферическое соединение между двумя примыкающими цилиндрическими, осесимметричными или многоугольными телами.

В другом преимущественном варианте выполнения системы, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий соединитель, который содержит множество примыкающих цилиндрических или многоугольных тел, по меньшей мере, одно из цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел нагружено относительно других из цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел. Предпочтительно, вес нагруженного цилиндрического, осесимметричного или многоугольного тела по существу больше веса других ненагруженных цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел. Более предпочтительно, ненагруженные цилиндрические, осесимметричные или многоугольные тела являются приблизительно нейтрально плавучими, в то время как нагруженное цилиндрическое, осесимметричное или многоугольное тело является отрицательно плавучим. В предпочтительном варианте выполнения между по меньшей мере одним нагруженным цилиндрическим, осесимметричным или многоугольным телом и соединителем узла крепления трубопровода расположено множество ненагруженных цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел, причем предпочтительно множество ненагруженных цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел обеспечивают изгиб по меньшей мере на 90°.

В преимущественном варианте выполнения системы, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий соединитель, указанный гибкий соединитель содержит по меньшей мере один строп, продолжающийся через цилиндрические, осесимметричные или многоугольные элементы от одного конца гибкого соединителя до другого его конца, при этом строп имеет петлю на обоих концах гибкого соединителя. В предпочтительном варианте выполнения строп является стропом в виде бесконечной петли.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, в котором узел крепления трубопровода содержит гибкий соединитель, включающий в себя по меньшей мере один строп, крепление трубопровода и часть соединителя оснащены крюками для соединения по меньшей мере одного стропа с креплением трубопровода и частью соединителя. Предпочтительно, крюки расположены в кожухе, имеющем цилиндрическую наружную поверхность, причем диметр цилиндрической, осесимметричной или многоугольной наружной поверхности по существу такой же, как и диаметр цилиндрических, осесимметричных или многоугольных тел.

В предпочтительных вариантах выполнения гибкий соединитель может содержать три стропа, при этом для соединения стропов с креплением трубопровода и частью соединителя крепление трубопровода и часть соединителя оснащены тремя крюками, причем каждый крюк имеет корпус крюка, выступающий от соответствующей поверхности корпуса основания, причем поверхности, от которых выступают корпуса крюков, соответствуют поверхностям тетраэдра. В другом предпочтительном варианте выполнения периферийная боковая поверхность выступающего корпуса крюка является вогнутой вдоль по меньшей мере части периферийной длины боковой поверхности, образуя канал для петли одного из стропов. Несмотря на то, что предпочтительным является наличие трех стропов и соответствующих крюков, как вариант, гибкий соединитель может иметь больше или меньше трех стропов и соответствующих крюков.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, в котором крепление трубопровода и часть соединителя оснащены тремя крюками, и каждый крюк имеет корпус крюка, выступающий от соответствующей поверхности корпуса основания, причем поверхности, от которых выступают корпуса крюков, соответствуют поверхностям тетраэдра, поперечное сечение каждого корпуса крюка в плоскости, параллельной соответствующей поверхности, от которой выступает корпус крюка, имеет форму капли, при этом вершина капли обращена в сторону от соответствующего крепления трубопровода или части соединителя.

В соответствии с другим преимущественным вариантом выполнения системы согласно изобретению крепление трубопровода содержит цилиндрический корпус, при этом наружный диаметр части соединителя на конце цилиндрического корпуса по существу такой же, как и наружный диаметр цилиндрического охватываемого/охватывающего соединителя. В предпочтительном варианте выполнения наружный диаметр цилиндрического корпуса на конце трубопровода и наружный диаметр цилиндрического корпуса на конце части соединителя отличаются, и цилиндрический корпус сужается между концом трубопровода и концом части соединителя.

В соответствии с другим преимущественным вариантом выполнения системы согласно изобретению узел крепления троса содержит цилиндрический кожух, который на одном конце имеет по существу такой же наружный диаметр, как и наружный диаметр цилиндрической наружной поверхности соединителя, и который по меньшей мере на другом конце цилиндрического кожуха сужается к центральной оси цилиндрического кожуха.

В соответствии с другим преимущественным вариантом выполнения системы согласно изобретению система содержит буй и соединительную проволоку, выполненную с возможностью соединения части соединителя узла крепления трубопровода с буем.

В соответствии с другим преимущественным вариантом выполнения системы согласно изобретению система содержит направляющую проволоку, которая на одном конце соединена с частью соединителя узла крепления трубопровода, предпочтительно на центральной продольной оси части соединителя или рядом с ней, направляющий канал через часть соединителя узла крепления троса, выполненный с возможностью прохождения через него направляющей проволоки и расположенный так, что при перемещении части соединителя узла крепления троса направляющей проволоки к ее концу, который соединен с частью соединителя узла крепления трубопровода, часть соединителя узла крепления троса направляется к части соединителя крепления трубопровода для сопряжения. В предпочтительном варианте выполнения направляющая проволока другим концом соединена с буем, предпочтительно, с тем же буем, что упомянут выше. Охватываемая часть соединителя может свободно перемещаться вверх и вниз в зависимости от перемещений судна без значительной передачи движения охватывающей части соединителя, сводя к минимуму вынужденные перемещения и способствуя быстрому соединению.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, в котором система оснащена буем, узел крепления трубопровода или узел крепления троса оснащен опорной рамой для поддержки буя. В предпочтительном варианте выполнения опорная рама выполнена с возможностью съемного крепления буя и установки с возможностью поворота на креплении трубопровода или креплении троса для вращения вокруг центральной продольной оси крепления трубопровода или крепления троса. В преимущественном варианте выполнения опорная рама содержит направляющие стенки для направления опорной рамы по опорному ролику трубопровода трубоукладочного судна.

В преимущественном варианте выполнения одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит цилиндрическую внешнюю стенку, внутри периферии которой выполнена сопрягающаяся полость, в которой размещена другая из двух сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя. В предпочтительном варианте выполнения сопрягающаяся полость и размещенная в ней часть соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя взаимодополняют друг друга по размеру и форме.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению по меньшей мере одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит по меньшей мере один выступающий зацепляющийся элемент, выполненный с возможностью зацепления с другой одной из сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя. В предпочтительном варианте выполнения зацепляющийся элемент подвижно расположен в углублении части соединителя, которая содержит зацепляющийся элемент, при этом указанное углубление выходит на поверхность указанной части соединителя, а зацепляющийся элемент выполнен с возможностью выборочного перемещения между зацепленным состоянием и свободных состоянием, причем в зацепленном состоянии зацепляющийся элемент выступает от поверхности указанной части соединителя. Согласно преимущественному варианту выполнения только одна из сопрягающихся частей соединителя содержит выборочно перемещающиеся зацепляющиеся элементы, причем узел крепления троса содержит часть соединителя, которая включает в себя выборочно перемещающиеся зацепляющиеся элементы.

В предпочтительном варианте выполнения системы согласно изобретению по меньшей мере одна из частей соединителя содержит по меньшей мере один подвижный зацепляющийся элемент, представляющий собой шарик. В качестве варианта по меньшей мере один подвижный зацепляющийся элемент представляет собой захватывающий зуб или защелкивающуюся пластину.

В преимущественном варианте выполнения системы согласно изобретению, в которой, по меньшей мере, одна из частей соединителя содержит по меньшей мере один выступающий зацепляющийся элемент, выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов, каждый из которых расположен на соответствующей одной из двух сопрягающихся частей соединителя. В предпочтительном варианте выполнения один из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов является подвижным шариком согласно вышеописанному варианту выполнения, в то время как другой один из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов является посадочным местом под шарик, выполненным с возможностью зацепления с шариком в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя, при этом посадочное место под шарик предпочтительно является сферическим углублением или кольцевой канавкой. В качестве варианта, по меньшей мере, один подвижный зацепляющийся элемент является захватывающим зубом или защелкивающейся пластиной, и взаимодействующий зацепляющийся элемент является кольцевой канавкой, которая может зацепляться по меньшей мере с одним захватывающим зубом или защелкивающейся пластиной. Согласно другому варианту выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов соединителя байонетного типа.

Приложенные чертежи используются для пояснения неограничивающих примеров предпочтительных вариантов выполнения. Вышеуказанные и другие преимущества, особенности и задачи изобретения станут более понятны из последующего описания со ссылкой на чертежи.

На фиг. 1 показана система согласно варианту осуществления изобретения, вид сбоку;

на фиг. 2 - система по фиг. 1, вид в продольном разрезе;

на фиг. 3 - соединитель охватываемо-охватывающего типа системы по фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 3A - фрагмент соединителя охватываемо-охватывающего типа системы по фиг. 1, вид в продольном разрезе;

на фиг. 4 - соединитель охватываемо-охватывающего типа по фиг. 3, вид в продольном разрезе;

на фиг. 5 - крепление трубопровода системы по фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 6 - гибкий соединитель системы по фиг. 1, вид в перспективе;

на фиг. 6A и 6B - концы гибкого соединителя, указанные соответствующими стрелками VIA и VIB на фиг. 2, вид в увеличенном масштабе;

на фиг. 7 - часть трубоукладочного судна во время использования системы по фиг. 1, вид сбоку;

на фиг. 8 и 9 - части системы по фиг. 1 на морском дне во время выполнения операций сброса, вид сбоку;

на фиг. 10 и 11 - части системы по фиг. 1 на морском дне во время выполнения операций подъема, вид сбоку.

На фиг. 1 и 2 показан вариант выполнения системы 1 сброса-подъема подводного трубопровода 3 согласно изобретению. Система 1 показана с узлом 5 крепления трубопровода, узлом 7 крепления тросов и соединителем 11 охватываемо-охватывающего типа, имеющего цилиндрическую геометрию и далее именуемого цилиндрическим соединителем 11.

Узел 5 крепления трубопровода прикреплен к концу 13 подводного трубопровода 3. Узел 7 крепления тросов прикреплен к соответствующим концам тросов комплекта 15 из четырех тросов сброса-подъема. Другие концы комплекта 15 тросов сброса-подъема намотаны на соответствующие барабаны лебедки сброса-подъема на борту трубоукладочного судна 95 (показано на фиг. 7).

На фиг. 1 и 2 цилиндрический соединитель 11 соединяет узел 7 крепления тросов с узлом 5 крепления трубопровода. Таким образом, комплект 15 тросов 15 сброса-подъема соединен с подводным трубопроводом 3 соответственно с помощью узла 7 крепления тросов, цилиндрического соединителя 11 и узла 5 крепления трубопровода.

Цилиндрический соединитель 11 содержит две сопрягаемые части: охватывающую часть 17 соединителя и охватываемую часть 19 соединителя. Охватывающая часть 17 соединителя входит в состав узла 5 крепления трубопровода. Охватываемая часть 19 соединителя входит в состав узла 7 крепления троса. На фиг. 1 и 2 охватывающая часть 17 соединителя и охватываемая часть 19 соединителя находятся в сопряженном состоянии.

На фиг. 3 и 4 подробно показан цилиндрический соединитель 11. На фиг. 3 охватывающая часть 17 соединителя и охватываемая часть 19 соединителя находятся в несопряженном состоянии. Охватываемую часть 19 соединителя вставляют и помещают в полость 21 сопряжения внутри периферии цилиндрической наружной стенки 23 охватывающей части 17 соединителя. Полость 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность 25 сопряжения, в то время как охватываемая часть 19 соединителя имеет цилиндрическую наружную поверхность 27 сопряжения. Наружный диаметр do19 наружной поверхности сопряжения охватываемой части 19 соединителя точно соответствует внутреннему диаметру di17 внутренней поверхности сопряжения полости 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя.

Охватываемая часть 19 соединителя содержит множество шариков 29, каждый из которых подвижно расположен в соответствующем углублении 31. В показанном сопряженном состоянии частей 17, 19 соединителя на фиг. 4 шарики 29 выступают из цилиндрической наружной поверхности 27 сопряжения охватываемой части 19 соединителя в кольцевые канавки 33, которые выполнены во внутренней поверхности 25 сопряжения полости 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя. Шарики 29 и кольцевые канавки 33 являются взаимодействующими входящими в зацепление элементами, которые обеспечивают, что в сопряженном состоянии частей 17 и 19 соединителя, в котором шарики 29 проходят в кольцевые канавки 33, охватывающая часть 17 соединителя входит в зацепление с охватываемой частью 19 соединителя. Таким образом, части 17 и 19 соединителя соединяются.

Для разъединения частей 17, 19 соединителя шарики 29 должны выйти из кольцевых канавок 33 в углубления 31. Цилиндрический соединитель 11, показанный на фиг. 3 и 4, избирательно можно приводить в действие для разъединения частей 17, 19 соединителя. Кроме того, охватываемая часть 19 соединителя содержит цилиндрический сердечник 35 и цилиндрическую втулку 37, которая соосно расположена на цилиндрической наружной поверхности сердечника 35 с возможностью скольжения по ней в осевом направлении. Втулка 37, которая также именуется шариковой обоймой, имеет сквозные отверстия, каждое из которых представляет собой одно из углублений 31. Сердечник 35 имеет гнезда 39 под шарики в цилиндрической наружной поверхности, каждое из которых выровнено с соответствующим углублением 31. Каждый шарик 29, расположенный в углублении 31, взаимодействует с соответствующим гнездом 39 под шарик, которое выровнено с соответствующим углублением 31. Гнездо 39 под шарик имеет наклонную направляющую плоскость 41, которая, когда сердечник 35 движется относительно втулки 37 в осевом направлении, обозначенном стрелкой E, контактирует с шариком 29, взаимодействуя с ним, и вынуждает шарик 29 перемещаться в наружном радиальном направлении, указанном стрелкой D. Когда сердечник 35 движется относительно втулки 37 в противоположном осевом направлении, обозначенном стрелкой C, наклонная направляющая плоскость 41 гнезда 39 под шарик движется в сторону от взаимодействующего с ней шарика, тем самым, позволяя шарику 29 двигаться в углубление 31 в радиальном направлении, обозначенном стрелкой F. Это позволяет шарикам 29 выходить из кольцевых канавок 33 и разъединять части 17, 19 соединителя. Охватываемая часть 19 соединителя оснащена селективно приводимым в действие стопором, который выполнен с возможностью блокирования осевого перемещения втулки 37 относительно сердечника 35. Селективно приводимый в действие стопор может управляться рукояткой 38.

Как показано на фиг. 3 и 4, охватывающая часть 17 соединителя содержит чашеобразный корпус 43, в котором расположена полость 21 сопряжения. На цилиндрической наружной поверхности чашеобразного корпуса 43 закреплена распорная втулка 45, которая образует цилиндрическую наружную поверхность 47 цилиндрического соединителя 11. В сопряженном состоянии частей 17 и 19 соединителя, как показано на фиг. 4, цилиндрическая поверхность 47 проходит вдоль частей 17, 19 соединителя. Цилиндрическая наружная поверхность 47 имеет наружный диаметр do47.

Как показано на фиг. 3 и 4, охватываемая часть 19 соединителя прикреплена к креплению 49 тросов, который входит в состав узла 7 крепления тросов. Крепление 49 тросов оснащено проушинами 51, в частности, четырьмя проушинами, каждая из которых выполнена с возможностью соединения с соответствующим тросом 15a, 15b, 15c, 15d сброса-подъема. Как показано на фиг. 1 и 2, узел 7 тросов также содержит цилиндрический кожух 53, который на одном конце 55 рядом с цилиндрическим соединителем 11 имеет наружный диаметр do55, который является таким же или по существу таким же, как и наружный диаметр do47 цилиндрической наружной поверхности 47 цилиндрического соединителя 11. Цилиндрический кожух 53 сужается к своему противоположному концу 57 от цилиндрического соединителя 11, так что наружный диаметр do57 на противоположном конце 57 меньше наружного диаметра do55 на конце 55 рядом с цилиндрическим соединителем 11. В частности, наружный диаметр do57 на конце 57 приближается к наружному диаметру связки, которая образована комплектом 15 тросов сброса-подъема. Таким образом, цилиндрический кожух 53 обеспечивает плавный переход к наружному диаметру do47 цилиндрической наружной поверхности 47. Следовательно, тросы 15 сброса-подъема соединены с креплением 49 тросов, к которому прикреплена охватываемая часть 19 соединителя. Тросы 15 сброса-подъема проходят через цилиндрический кожух 53, который проходит вдоль крепления 49 тросов и в сторону от охватывающей части 19 соединителя.

Как показано на фиг. 3 и 4, чашеобразный корпус 43 охватывающей части 17 соединителя прикреплен к корпусу 59 основания. Корпус 59 основания содержит расположенные на нем три корпуса 61, 63, 65 крюков. Каждый корпус 61, 63, 65 крюка выступает от соответствующей поверхности 67, 71, 73 корпуса 59 основания, причем каждая поверхность соответствует поверхности тетраэдра. Каждый корпус 61, 63, 65 крюка имеет поперечное сечение каплеобразной формы в плоскости, параллельной соответствующей поверхности 67, 71, 73, от которой выступает корпус 61, 63, 65 крюка, причем вершина капли направлена в сторону от охватывающей части 17 соединителя. Периферийная боковая поверхность 61a, 63a, 65a выступающих корпусов 61 63, 65 крюков является вогнутой. Каждая из вогнутых боковых поверхностей 61a, 63a, 65a образует канал для одного из трех стропов 75, 77, 79 гибкого соединителя 81, который, как показано на фиг. 1 и 2, входит в состав узла 5 крепления трубопровода. Как показано на фиг. 3 и 4, выполнено связывающее кольцо 82 для связывания стропов 75, 77, 79 и препятствования отсоединению стропов 75, 77, 79. Как показано на фиг. 3 и 4, распорная втулка 45, которая обеспечивает цилиндрическую наружную поверхность 47 цилиндрического соединителя 11, проходит поверх корпусов 61, 63, 65 крюков.

Гибкий соединитель 81 соединяет охватывающую часть 17 соединителя с креплением 83 трубопровода. Крепление 83 трубопровода содержит цилиндрический корпус 85, который на одном конце 87 прикреплен к концу 13 подводного трубопровода 3. В частности, сужающийся цилиндрический корпус 85 приварен к концу 13 подводного трубопровода 3. Как показано на фиг. 5, противоположный конец 89 цилиндрического корпуса 85 прикреплен к корпусу 159 основания. Корпус 159 основания содержит расположенные на нем три корпуса 161, 163, 165 крюков. Каждый корпус 161, 163, 165 крюка выступает от соответствующей поверхности 167, 171, 173 корпуса 159 основания, причем каждая поверхность соответствует поверхности тетраэдра. Каждый корпус 161, 163, 165 крюка имеет сечение каплеобразной формы в плоскости, параллельной соответствующей поверхности 167, 171, 173, от которой выступает корпус 161, 163, 165 крюка, причем вершина капли направлена в сторону от крепления 83 трубопровода. Периферийная боковая поверхность 161a, 163a, 165a выступающих корпусов 161 163, 165 крюков является вогнутой. Каждая из вогнутых боковых поверхностей 161a, 163a, 165a образует канал для одного из трех стропов 75, 77, 79 гибкого соединителя 81, который, как показано на фиг. 1 и 2, входит в состав узла 5 крепления трубопровода.

Как показано на фиг. 1 и 2 и фиг. 6A и 6B, гибкий соединитель 81 содержит множество примыкающих цилиндрических тел 91. Примыкающие цилиндрические тела 91 образуют ряд 93 цилиндрических тел 91. Каждое из примыкающих цилиндрических тел 91 имеет центральное сквозное отверстие, через которое продолжаются три стропа 75, 77, 79. Стропы 75, 77, 79 являются стропами в виде бесконечной петли, каждый из которых обеспечивает наличие соответствующей петли, прилегающей к каждому из концов 93a, 93b ряда 93 цилиндрических тел 91.

Наружный диаметр do91 каждого из цилиндрических тел 91 является одинаковым или, по меньшей мере, по существу, одинаковым, обеспечивая наличие группы непрерывных цилиндрических наружных поверхностей. Со ссылкой на фиг. 6A наружный диаметр do91 цилиндрических тел 91 такой же или, по существу, такой же, как и наружный диаметр do47 цилиндрической наружной поверхности 47 цилиндрического соединителя 11. Как показано на фиг. 6A и 6B, на конце 93b ряда 93 цилиндрических тел 91 установлена переходная втулка 92, которая образует плавный переход между цилиндрической наружной поверхностью цилиндрического тела 91 на конце 93b ряда 93 и наружной поверхностью опорной втулки 45, которая образует цилиндрическую наружную поверхность 47 цилиндрического соединителя 11.

Кроме того, со ссылкой на фиг. 6B наружный диаметр do89 цилиндрического корпуса 85 крепления 83 трубопровода на конце 89, примыкающем к гибкому соединителю 81, такой же или, по существу, такой же, как и наружный диаметр do91 цилиндрических тел 91. Как показано фиг. 6A и 6B, на конце 93a ряда 93 цилиндрических тел 91 установлена переходная втулка 92. Совместно с наружной поверхностью распорной втулки 46, которая установлена на конце 89 крепления 83 трубопровода и проходит вдоль корпусов 161, 163, 165, переходная втулка 92 образует плавный переход между цилиндрической наружной поверхностью цилиндрического тела 91 на конце 93a ряда 93 и цилиндрической наружной поверхностью цилиндрического корпуса 85 крепления 83 трубопровода.

Это обеспечивает плавный переход между наружной поверхностью цилиндрических тел 91 и креплением 83 трубопровода. Как показано на фиг. 5, наружный диаметр do87 на противоположном конце 87 цилиндрического корпуса 85 крепления 83 трубопровода такой же или, по существу, такой же, как и наружный диаметр do3 подводного трубопровода 3. Поскольку наружный диаметр do89 на конце 89 цилиндрического корпуса 85 крепления 83 трубопровода больше наружного диаметра do87 на другом конце 87, цилиндрический корпус 85 сужается для обеспечения плавного перехода между наружной поверхностью морского трубопровода 3 и наружной поверхностью цилиндрических тел 91 гибкого соединителя 81.

Таким образом, со ссылкой на фиг. 1 в сопряженном состоянии частей 17, 19 соединителя крепление 83 трубопроводов, гибкий соединитель 81, цилиндрический соединитель 11 и цилиндрический кожух 53 образуют группу цилиндрических наружных поверхностей, которые обеспечивают плавный переход от наружной поверхности подводного трубопровода 3 вдоль узла 5 крепления трубопровода, цилиндрического соединителя 11 и узла 7 крепления троса к комплекту тросов 15 сброса-подъема. Со ссылкой на фиг. 7 это как преимущество способствует плавному переходу узла 5 крепления трубопровода, цилиндрического соединителя 11 и узла 7 крепления троса по стингеру 93 трубоукладочного судна 95 во время сброса и подъема подводного трубопровода 3.

Как показано на фиг. 1, 2 и 6A и 6B, примыкающие концы примыкающих цилиндрических тел 91 гибкого соединителя 81 имеют комплементарные формы, которые взаимодействуют для обеспечения шарнирного соединения между примыкающими цилиндрическими телами 91. Как показано, примыкающие цилиндрические тела 91 шарнирно соединены друг с другом, так что образована группа U-шарниров, также известных как универсальные шарниры. В частности, для каждой группы из трех примыкающих цилиндрических тел 91a, 91b, 91c среднее цилиндрическое тело 91b шарнирно соединено с шарнирным телом 91a из числа других цилиндрических тел для поворачивания вокруг первой шарнирной оси a, между тем как среднее цилиндрическое тело 91b шарнирно соединено с шарнирным телом 91c из числа других цилиндрических тел для поворачивания вокруг второй шарнирной оси b, причем первая шарнирная ось a и вторая шарнирная ось b проходят перпендикулярно относительно друг друга. В другом варианте выполнения (не показан) цилиндрические тела 91 имеют сферический выступ на одном конце и сферическое гнездо на другом конце, так что сферический выступ одного из двух примыкающих цилиндрических тел входит в сферическое гнездо другого из двух примыкающих сферических тел, тем самым, обеспечивая сферическое соединение между примыкающими сферическими телами вместо U-шарнира.

Со ссылкой на фиг. 10 в варианте выполнения, показанном на фиг. 6A и 6B, каждое сферическое соединение обеспечивает поворот на угол α между примыкающими сферическими телами 91, равный 10°. Как показано на фиг. 11, гибкий соединитель 81 позволяет получить угол β дугообразно изгиба равный 90°.

Как показано на фиг. 1 и 2, система 1 содержит буй 103. Как объясняется ниже со ссылкой на фиг. 8-11, буй 103 используется во время операций разъединения и соединения. Когда буй 103 не используется, буй 103 расположен с возможностью отделения на опорной раме 115, которая установлена на цилиндрическом кожухе 53 узла 7 крепления троса. Опорная рама 115 установлена с возможностью вращения на цилиндрическом кожухе 53 для вращения вокруг центральной продольной оси узла 7 крепления троса. Опорная рама 115 содержит направляющие стенки 117 для направления опорной рамы 115 по опорным роликам 119 трубопровода, расположенным на стингере 93 трубоукладочного судна 95, показанного на фиг. 7.

На фиг. 8 и 9 показано отсоединение комплекта тросов сброса-подачи от трубопровода 3 во время операции сброса после укладки трубопровода 3 на морское дно 101. На фиг. 8 показано, что после укладки трубопровода 3 на морское дно 101 буй 103 был снят с опорной рамы 115. Буй 103 соединен с охватывающей частью 17 соединителя тросом 105. На фиг. 8 показано, что после снятия буя 103 указанный буй 103 перетаскивает охватывающую часть 17 соединителя вверх, тем самым перемещая по оси втулку 37 охватываемой части 19 соединителя (фиг. 3 и 4) в направлении стрелки C относительно сердечника 35 охватываемой части 19 соединителя. Втулка 37 охватываемой части 19 соединителя в дальнейшем входит в контакт со стопором, предусмотренным в охватываемой части 19 соединителя в определенном положении относительно сердечника 35, и в этом положении шарики 29 могут выходить из кольцевых канавок 33 охватывающей части 17 соединителя в углубления 31. Это в дальнейшем позволяет охватываемой части 19 соединителя выходить из полости 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя посредством втягивания комплекта 15 тросов сброса-подъема. Как показано на фиг. 9, после вытягивания охватываемой части 19 соединителя из полости 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя буй 103 удерживает охватывающую часть 17 соединителя в направленной вверх ориентации с направленной вверх сопрягающейся полостью 21 и подготовлен для размещения охватываемой части 19 соединителя во время операции подъема.

На фиг. 10 и 11 показано соединение комплекта 15 тросов сброса-подъема с трубопроводом 3 во время операции подъема трубопровода 3, который сброшен и уложен на морское дно 101. На фиг. 10 конец 13 подводного трубопровода 3 уложен на морское дно 101. Части 17, 19 соединителя разъединены. Охватывающая часть 17 соединителя удерживается в направленной вверх ориентации с помощью буя 103, который соединен с охватывающей частью 17 соединителя посредством троса 105. Трос 105 содержит две части 105a, 15b, которые соединены с помощью выборочно разъединяемого соединительного устройства 107.

Со ссылкой на фиг. 10 и фиг. 6A и 6B одно из цилиндрических тел 91 гибкого соединителя 81, именуемое нагруженным цилиндрическим телом 109, оснащено грузом, который обусловливает, что нагруженное цилиндрическое тело 109 и цилиндрические тела 91 между нагруженным цилиндрическим телом 109 и креплением 83 трубопровода остаются уложенными на морском дне, в то время как буй 103 изгибает часть гибкого соединителя 81 между нагруженным цилиндрическим телом 109 и охватывающей частью 17 соединителя, так что охватывающая часть 17 соединителя находится в направленной вверх ориентации с направленной вверх полостью 21 сопряжения и подготовлена для размещения охватываемой части 19 соединителя. Как показано на фиг. 10, для направления охватываемой части 19 соединителя в полость 21 сопряжения первая направляющая проволока 111, которая на одном конце соединена с охватывающей частью 17 соединителя на центральной продольной оси охватывающей части 17 соединителя или рядом с ней, проходит через направляющий канал 113, который проходит через охватываемую часть 19 соединителя. В показанном варианте выполнения направляющая проволока 111 проходит через направляющий канал 113 посредством дистанционно-управляемого аппарата 115. В дальнейшем дистанционно-управляемый аппарат 115 управляет выборочно разъединяемым соединительным устройством 107 троса 105, тем самым, разъединяя соединение троса 105 с буем 103. Далее буй 103 поднимается в направлении стрелки F и плотно натягивает направляющую проволоку 111, как показано на фиг. 11, так что охватываемая часть 19 соединителя и сопрягающаяся полость 21 охватывающей части 17 соединителя выравниваются с целью сопряжения. В дальнейшем за счет ослабления комплекта 15 тросов сброса-подъема охватываемая часть 19 соединителя опускается и направляется вдоль направляющей проволоки 111 в полость 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя. В то время как охватываемая часть 19 соединителя вставляется в полость 21 сопряжения и скользит по втулке 37, шарики 29 охватываемой части 19 соединителя вынуждены выступать из цилиндрической поверхности 27 охватываемой части 19 соединителя в кольцевые канавки 33 охватывающей части 17 соединителя, так что охватываемая часть 19 соединителя и охватывающая часть 17 соединителя соединяются, как только охватываемая часть соединителя полностью вставляется в полость 21 сопряжения охватывающей части 17 соединителя. Таким образом, устанавливается соединение между сброшенным подводным трубопроводом 3 и комплектом 15 тросов сброса-подъема.

После установления соединения между сброшенным подводным трубопроводом и комплектом 15 тросов сброса-подъема трубоукладочное судно, на котором подвешен комплект 15 тросов сброса-подъема, выполняет подъемное действие, обусловливая вытягивание вверх сопряженных частей 17, 19 соединителя, причем часть гибкого соединителя 81 между нагруженным цилиндрическим телом 109 и креплением 83 трубопровода, которая остается на морском дне, служит в качестве компенсатора подъема. Резкое перемещение вверх охватывающей части 17 соединителя вынуждает нагруженное цилиндрическое тело 109 покидать морское дно и подниматься вверх, тем самым препятствуя подниманию конца 13 трубопровода 3 в сторону. Следует отметить, что также во время операции сброса после укладки трубопровода на морское дно и перед выведением охватываемой части 19 соединителя и охватывающей части 17 соединителя из сопряженного состояния, как показано на фиг. 8, нагруженное цилиндрическое тело 109 обеспечивает такую же компенсацию подъема.

Несмотря на то, что идеи изобретения были описаны со ссылкой на конкретные варианты выполнения, следует принять во внимание, что описание приведено исключительно в качестве примера и не ограничивает объем защиты, установленный в приложенной формуле изобретения.

Изобретение относится к строительству подводных трубопроводов. Система (1) сброса и подъема подводного трубопровода (3) согласно изобретению содержит узел (5) крепления трубопровода, выполненный с возможностью крепления к концу (13) трубопровода. Также система содержит узел (7) крепления троса, выполненный с возможностью крепления к по меньшей мере одному тросу (15) сброса и подъема. Узел (5) крепления трубопровода содержит гибкий соединитель (81), соединяющий крепление (83) трубопровода с частью (17) соединителя узла (5) крепления трубопровода. Отрезок гибкого соединителя (81) имеет по существу постоянную кольцевую форму по существу постоянного размера. 38 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Система сброса и подъема подводного трубопровода, содержащая:

узел крепления трубопровода, выполненный с возможностью крепления к концу трубопровода; и

узел крепления троса, выполненный с возможностью крепления к по меньшей мере одному тросу сброса и подъема; при этом

узел крепления трубопровода и узел крепления троса, каждый, содержит соответствующую одну из двух сопрягающихся частей соединителя, причем узел крепления трубопровода включает в себя

одну из двух частей соединителя; и

крепление трубопровода, выполненное с возможностью крепления к отрезку трубы подводного трубопровода;

гибкий соединитель, отрезок которого выполнен с возможностью соединения крепления трубопровода с указанной одной из двух частей соединителя узла крепления трубопровода,

отличающаяся тем, что отрезок гибкого соединителя имеет по существу постоянную кольцевую форму по существу постоянного размера.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сопрягающиеся части соединителя образуют соединитель охватываемого/охватывающего типа.

3. Система по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что постоянная кольцевая форма является формой из группы осесимметричных форм, содержащей цилиндрическую и многоугольную формы.

4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что соединитель имеет цилиндрическую или многоугольную конфигурацию.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что узел крепления трубопровода и узел крепления троса имеют цилиндрическую или многоугольную конфигурацию.

6. Система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что в сопряженном состоянии частей соединителя узел крепления трубопровода, соединитель и узел крепления троса образуют группу непрерывных осесимметричных, а именно цилиндрических или многоугольных, наружных поверхностей, обеспечивающих постепенный переход диаметра от конца узла крепления трубопровода, который выполнен с возможностью крепления к подводному трубопроводу, вдоль узла крепления трубопровода, соединителя и узла крепления троса.

7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что гибкий соединитель содержит множество примыкающих тел, имеющих цилиндрическую, осесимметричную или многоугольную конфигурацию.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что соединитель имеет осесимметричную конфигурацию, а именно цилиндрическую или многоугольную конфигурацию; при этом наружный диаметр осесимметричной конфигурации по существу такой же, как и наружный диаметр соединителя.

9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что гибкий соединитель выполнен с возможностью обеспечения изгиба по меньшей мере на 90° и соответствующего радиуса для укладки трубопровода.

10. Система по любому из пп. 7-8, отличающаяся тем, что сопрягающиеся концы примыкающих осесимметричных тел имеют взаимодополняющие взаимодействующие профили или соединение между собой для обеспечения шарнирного соединения между примыкающими телами.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что взаимодополняющие профили обеспечивают шарнирное соединение между примыкающими осесимметричными телами в диапазоне от 5 до 15°, предпочтительно от 8 до 12°, предпочтительнее 10°.

12. Система по любому из пп. 10 или 11, отличающаяся тем, что примыкающие осесимметричные тела шарнирно соединены друг с другом, образуя ряд универсальных шарниров.

13. Система по любому из пп. 10-12, отличающаяся тем, что осесимметричные тела имеют по меньшей мере один сферический выступ на одном конце и сферическое посадочное место на другом конце, так что сферический выступ одного из двух примыкающих осесимметричных тел вставлен в сферическое посадочное место другого одного из двух примыкающих осесимметричных тел, образуя сферическое соединение между двумя примыкающими осесимметричными телами.

14. Система по любому из пп. 7-13, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из осесимметричных тел нагружено относительно других осесимметричных тел.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что между по меньшей мере одним нагруженным осесимметричным телом и частью соединителя узла крепления трубопровода расположено множество ненагруженных осесимметричных тел, которые предпочтительно обеспечивают изгиб по меньшей мере на 90°.

16. Система по любому из пп. 7-15, отличающаяся тем, что гибкий соединитель содержит по меньшей мере один строп, проходящий через осесимметричные элементы от одного конца гибкого соединителя до другого его конца, при этом строп имеет петлю на обоих концах гибкого соединителя.

17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что строп образует бесконечную петлю.

18. Система по любому из пп. 16 или 17, отличающаяся тем, что для соединения стропа с креплением трубопровода и частью соединителя крепление трубопровода и часть соединителя снабжены крюком.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что гибкий соединитель содержит три стропа; при этом для соединения стропов с креплением трубопровода и частью соединителя крепление трубопровода и часть соединителя снабжены тремя крюками, каждый из которых имеет корпус, выступающий от соответствующей поверхности корпуса основания, причем поверхности, от которых выступают корпуса крюков, соответствуют поверхностям тетраэдра.

20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что периферийная боковая поверхность выступающего корпуса крюка является вогнутой вдоль по меньшей мере части периферийной длины боковой поверхности, образуя канал для петли одного из стропов.

21. Система по любому из пп. 19 или 20, отличающаяся тем, что поперечное сечение каждого корпуса крюка в плоскости, параллельной соответствующей поверхности, от которой выступает корпус крюка, имеет форму капли, при этом вершина капли обращена в сторону от соответствующего крепления трубопровода или части соединителя.

22. Система по любому из пп. 1-21, отличающаяся тем, что соединитель имеет цилиндрическую или многоугольную наружную поверхность, проходящую вдоль сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии частей соединителя.

23. Система по п. 22, отличающаяся тем, что одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит осесимметричную внешнюю стенку, внутри периферии которой выполнена сопрягающаяся полость, в которой размещена другая одна из двух сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя.

24. Система по п. 23, отличающаяся тем, что сопрягающаяся полость и размещенная в ней часть соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя взаимодополняют друг друга по размеру и форме.

25. Система по любому из пп. 1-24, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из двух сопрягающихся частей соединителя содержит по меньшей мере один выступающий зацепляющийся элемент, выполненный с возможностью зацепления с другой одной из сопрягающихся частей соединителя в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя.

26. Система по п. 25, отличающаяся тем, что зацепляющийся элемент подвижно расположен в углублении части соединителя, которая содержит зацепляющийся элемент, при этом указанное углубление выходит на поверхность указанной части соединителя, а зацепляющийся элемент выполнен с возможностью выборочного перемещения между зацепленным состоянием и свободным состоянием, причем в зацепленном состоянии зацепляющийся элемент выступает от поверхности указанной части соединителя.

27. Система по п. 26, отличающаяся тем, что только одна из сопрягающихся частей соединителя содержит выборочно перемещающийся зацепляющийся элемент, при этом узел крепления троса содержит часть соединителя, которая включает в себя выборочно перемещающиеся зацепляющиеся элементы.

28. Система по любому из пп. 26 или 27, отличающаяся тем, что зацепляющийся элемент представляет собой шарик.

29. Система по любому из пп. 25-28, отличающаяся тем, что выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов, каждый из которых расположен на соответствующей одной из двух сопрягающихся частей соединителя.

30. Система по п. 28, отличающаяся тем, что выступающий зацепляющийся элемент является одним из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов, каждый из которых расположен на соответствующей одной из двух сопрягающихся частей соединителя, при этом другой один из двух взаимодействующих зацепляющихся элементов является посадочным местом под шарик, выполненным с возможностью зацепления с шариком в сопряженном состоянии сопрягающихся частей соединителя, при этом посадочное место под шарик предпочтительно является сферическим углублением или кольцевой канавкой.

31. Система по любому из пп. 1-30, отличающаяся тем, что соединитель имеет осесимметричную конфигурацию и узел крепления троса содержит кожух осесимметричной конфигурации, один конец которого имеет по существу такой же наружный диаметр, как и наружный диаметр соединителя, а по меньшей мере другой конец цилиндрического кожуха сужается к центральной оси осесимметричного кожуха.

32. Система по любому из пп. 1-31, отличающаяся тем, что соединитель имеет осесимметричную конфигурацию; и крепление трубопровода содержит корпус осесимметричной конфигурации, при этом наружный диаметр указанного цилиндрического корпуса у конца части соединителя по существу такой же, как и наружный диаметр соединителя.

33. Система по п. 32, отличающаяся тем, что наружный диаметр осесимметричного корпуса на конце трубопровода и наружный диаметр осесимметричного корпуса на конце части соединителя отличаются и осесимметричный корпус сужается между концом трубопровода и концом части соединителя.

34. Система по любому из пп. 1-33, содержащая буй и соединительную проволоку, выполненную с возможностью соединения части соединителя узла крепления трубопровода с буем.

35. Система по любому из пп. 1-34, содержащая направляющую проволоку, которая одним концом соединена с частью соединителя узла крепления трубопровода, предпочтительно на центральной продольной оси части соединителя или рядом с ней; и

направляющий канал через часть соединителя узла крепления троса, выполненный с возможностью прохождения через него направляющей проволоки и расположенный так, что при перемещении части соединителя узла крепления троса вдоль направляющей проволоки к ее концу, который соединен с частью соединителя узла крепления трубопровода, часть соединителя узла крепления троса направляется к части соединителя крепления трубопровода для сопряжения.

36. Система по п. 35, отличающаяся тем, что другой конец направляющей проволоки соединен с буем, предпочтительно с буем по п. 32.

37. Система по любому из пп. 32 или 36, отличающаяся тем, что крепление трубопровода узла крепления трубопровода снабжено опорной рамой для поддержки буя.

38. Система по п. 37, отличающаяся тем, что наружная поверхность узла крепления трубопровода или узла крепления троса имеет опорную раму для буя, при этом опорная рама выполнена с возможностью съемного крепления буя и установлена с возможностью поворота на указанной наружной поверхности для вращения вокруг центральной продольной оси узла крепления трубопровода или узла крепления троса.

39. Система по п. 38, отличающаяся тем, что опорная рама содержит направляющие стенки для направления опорной рамы по опорному ролику трубопровода трубоукладочного судна.