海中管道安裝系統和方法

專利名稱：海中管道安裝系統和方法
技術領域：
本發明的第1方面涉及將附件安裝在要鋪設到海底的管道上的一種方法，其中利 用海中管道安裝系統鋪設離岸管道，該系統包括參船， 有限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，該塔是可樞轉地安裝在所述船 上和適合用于在塔的第1位置沿著塔的投放線將管道下水進入海中，在塔的第1位置該塔 相對垂線成α角， 支持在投放線下部的懸吊吊夾具組件，用于夾持和支持先前已下水管道的重 量， 拋投和回收(A&R)系統，包括裝設在投放線上面位置的至少一根A&R纜索和有 一個或多個滑輪的滑輪裝置， 附件操作裝置，用于將附件設置在投放線中懸吊吊夾具組件和拋投及回收滑輪 裝置之間。
背景技術：
這樣的海中管道安裝系統在先有技術中是眾所周知的，優選地用于鋪設離岸管道 和/或安裝海底取油立管。這樣的系統包括一艘有船頭和船尾的船舶，該船可以適合執行 絞車鋪管方法，鋪設剛性或柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，它有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔可以樞轉 地安裝在所述的船上。該塔適合在其第1位置向海底的方向在投放線中將管道下水，塔在 第1位置相對垂線成一角度α。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括張 緊裝置；和當利用該塔進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道鋪 設設備可以包括各種夾具如裝設在懸吊吊夾具組件(以下簡稱懸吊組件)中的該組件的夾 鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱(moonpool)附近或通海阱上面，或者在另一 個合適的位置，如在該船的船尾。一般來說這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被 設計成例如絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。將懸吊組件支持在投放線的下部以便支持先前下水的管道。可以允許這樣的懸吊 組件與下水的管道嚙合，如通過夾持。在一個可能的實施例中，懸吊組件由該船支持并包括 相關的懸吊組件樞轉機構以便使懸吊組件與該塔一起樞轉或獨立了該塔樞轉。在另一個可 供選擇的實施例中，由管道下水塔支持懸吊組件和該組件與該塔可以一起樞轉。該管道下水塔支持拋投和回收(A&R)系統，該系統包括至少一根A&R纜索和有一 個或多個A&R滑輪的滑輪裝置。可以使用這樣的A&R系統下降已下水的管道、附件、或裝有 附件的已下水管道。這樣的附件的實例是各種管道終端設備(PLET)和連接器。優選地，將 A&R滑輪裝置裝設在管道下水塔的上面位置，從而使附件可以定位在滑輪裝置的下面。可以將附件存放在甲板區或另一種是在駁船上。通過附件操作裝置將這樣的附件放置在投放線中在懸吊組件和拋投及回收的滑輪結構之間。可由起重機，如海上桅式起重 機或轉向吊桿起重機將附件傳送給附件操作裝置，或通過在A&R系統中的A&R纜索。也可 以使附件操作裝置可滑動地進入投放線中。

發明內容
本發明第1方面的目的在于提供用于將附件安裝到要鋪設到海底的管道上的一 種改進的方法，或至少是另一種可供選擇的方法。按照本發明第1方面的方法包括如下各步驟 從該塔第1位置將管道下水沿對應塔投放線的管道下水軌線入海，在第1位置 該塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中已下水的管道， 將附件放置在塔的投放線中， 將附件連接到懸吊組件中已下水的管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛該附件和已下水的管道， 使懸吊組件脫離已下水管道， 樞轉管道下水塔到附件下水位置，在該位置塔相對垂線成Y角，而Y角顯著不 同于α角，從而產生足夠大的管道下水軌線以便使帶有A&R系統的附件和已下水的管道繼 續下水， 用A&R系統下降帶有已下水管道的附件。這種方式，使從A&R系統懸掛的附件和已下水的管道與塔保持一定的距離。從A&R 系統懸掛附件和已下水管道的這條線可以稱為A&R線。樞轉管道下水塔離開將附件安裝在 管道上的管道下水軌線，有利于下降附件。塔的投放線與管道下水軌線成一角度，可能是 (Υ-α)角，該角優選地超過7°和更優選地超過15°，從而產生足夠大的管道下水軌線以 便使帶A&R系統的附件和已下水管道入海。當在塔投放線中現有的空間受限制時和要裝卸 大的附件時這是特別有利的。樞轉管道下水塔越多，A&R線與塔的投放線就離得越遠。另 一個優點可以是，不需要從投放線拆除管道鋪設設備，如通過移動或通過分離。在優選的實 施例中，相對小的附件可以在塔投放線中在管道下水軌線內下水，而將塔樞轉到附件下水 位置用于使相對大的附件下水。在優選的實施例中，A&R線可伸展大大超過船頭或船尾，或 者超過舷梯。大的，超尺寸的附件如PLET，它不適合裝在管道下水塔的各腿之間或坡道上， 因而可以在遠處的下水軌線即A&R線處安裝。優選地，當附件包括管道終端部分，按照本發明第1方面的方法還包括如下各步 驟 用A&R纜索將附件和已下水管道下水入海直到管道終端部分到達懸吊組件位 置的相同高度， 樞轉管道下水塔從附件下水位置回到第1位置，在附件下水位置該塔相對垂線 成Y角而在第1位置該塔相對垂線成α角，從而使管道下水軌線重新與塔的投放線一致， 使管道終端部分與懸吊組件嚙合，·使A&R纜索與附件分離。在按照本發明第1方面的優選實施例中，塔包括在第1位置與鋪設管道時船運動的預定方向成銳角α，其特征在于樞轉塔到塔的附件下水位置包括較小的銳角Υ或較大 的銳角Y，從而使塔的投放線與管道下水軌線成一角度優選地成(Y _α)角，從而產生足 夠大的管道下水軌線以便使帶A&R系統的附件和已下水管道下水入海。另一種是，塔包括在第1位置與鋪設管道時船運動的預定方向成鈍角α，其特征 在于樞轉塔到塔的附件下水位置包括較小的鈍角Y或較大的鈍角Y，從而使塔的投放線 在與管道下水軌線成(Y _α)角。在還有另一個實施例中，塔包括在第1位置與鋪設管道時船運動的預定方向成銳 角α，其特征在于樞轉塔到塔的附件下水位置包括一個鈍角Y。類似地，在還有另一個可選擇的實施例中，塔包括在第1位置與鋪設管道時船運 動的預定方向成鈍角α，其特征在于樞轉塔到塔的附件下水位置包括一個銳角Υ。本發明的第2方面涉及用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，優選地用于鋪設 海中管道和/或安裝海底取油立管。這樣的系統包括船，該船可以適合執行絞車鋪管方法， 鋪設剛性或柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，該塔有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔圍繞樞 軸可樞轉地安裝在所述船上。該塔適合在其第1位置向海底方向在投放線中將管道下水， 塔在第1位置相對垂線成α角。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括 張緊裝置，和當利用該塔進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道 鋪設設備可以包括各種夾具如裝設在懸吊組件中的該組件的夾鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或者在另一個合適的位 置，如在該船的船尾。一般來說這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被設計成例如 絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。按照本發明第2方面的海中管道安裝系統還包括工作站，該站包括由支持構架支 持的工作平臺和工作人員可以進入去執行檢查操作等，將該工作站支持在管道下水塔的下 部。該工作站還可以包括焊接設備用于焊接各管段互相連接或焊接到附件。還有，海中管道安裝系統包括由支持構架支持在塔投放線下部的懸吊組件，用于 夾持和支持先前下水的管道的重量。本發明第2方面的目的在于提供一種改進的海底鋪管系統，或者至少是另一種可 供選擇的系統。按照本發明的第2方面支持構架可以沿著裝設在管道下水塔下部的支持構架導 軌滑動，該支持構架導軌基本上垂直于塔的轉軸和基本上垂直于塔的投放線，從而使工作 平臺和懸吊組件可以滑動進入和滑動離開塔的投放線。因此，本發明的第2方面提供一種系統，它能將工作平臺設置在塔投放線中，當將 工作平臺設置在塔投放線中時幾乎能或整個360°檢查塔投放線中的管道。工作平臺可以 包括在工作平臺的塔投放線側的一根槽以便當將工作平臺設置在塔投放線中時接納在塔 投放線中的管道。這使工作人員更容易從不同方向去接近管道。例如當管道中的附件或增厚部分必須通過工作站時能將工作平臺設置在塔投放 線之外是有利的。因而將工作平臺設置在塔投放線外面，使工作平臺不會妨礙附件或增厚 部分。優選地，將平行于塔轉軸的平臺轉軸裝設在支持構架和工作平臺之間，從而使工作平臺可以裝有萬向接頭保持獨立于塔位置的水平狀態。將管道下水塔圍繞樞軸可樞轉地 安裝并相對該船可以取許多位置，在正常操作期間也可以改變船的位置。為了在檢查操作 期間跨過工作平臺自然地運動，需要設置工作平臺基本上水平并與塔的位置無關。平臺的 樞軸允許這種獨立的運動。通過優選地包括氣缸或大齒輪和馬達的萬向接頭機構可以獲得 工作平臺相對塔的相對運動。也可以想象使工作平臺相對塔樞轉的其他萬向接頭機構。在一個實施例，工作平臺包括兩個平臺部分，在兩部分之間裝設平行于塔轉軸的 回轉軸，從而使最靠近塔投放線的平臺部分可以轉回以便空出塔投放線周圍的區域。該優 點是，對相對大的工作平臺和用工作平臺沿著支持構架導軌相對很小的移動，可以清空出 圍繞塔投放線的足夠區域，因為最靠近塔投放線的平臺部分可以回轉回來。優選地回轉軸與平臺轉軸一致，但是也可將回轉軸設置在平臺轉軸和最靠近塔投 放線的平臺部分的自由端之間。如果最靠近塔投放線的平臺部分包括從工作臺的自由端伸展到回轉軸的一條溝， 那么該平臺部分被分成兩部分，各部分可以互相獨立地回轉。在一個實施例中，海中管道安裝系統還包括拋投和回收(A&R)系統，它包括由管 道下水塔支持的至少1根A&R纜索和有一個或多個滑輪的滑輪結構。優選地，支持構架還支持一個或多個A&R滑輪，從而使由支持構架支持的一個或 多個滑輪可滑動地進入和離開塔投放線。由支持構架支持的各滑輪可以引導A&R纜索，當 塔是在傾斜位置時這是特別有利的。支持構架的可動性能適合由支持構架支持的一個或多個滑輪的位置，從而使一個 或多個滑輪的位置能適應由一個或多個滑輪引導的至少一根A&R纜索的位置。因此，取決 于塔的角度，A&R纜索可以通過由支持構架支持的滑輪的兩側。本發明的第3方面涉及一種用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，優選地用于 鋪設離岸管道和/或安裝海底取油立管。這樣的系統包括船，該船可以適合執行絞車鋪管 方法，鋪設剛性或柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，它有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔圍繞樞軸 可樞轉地安裝在所述船上。該塔適合在其第1位置向海底方向在投放線中將管道下水，塔 在第1位置相對垂線成一角度α。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括 張裝設備；和當利用該塔進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道 鋪設設備可以包括各種夾具如裝設在懸吊組件中的懸吊組件夾鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或者在另一個合適的位 置，如在該船的船尾。一般來說這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被設計成例如 絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。還有，該系統包括拋投和回收(A&R)系統，它包括由管道下水塔支持的至少一根 A&R纜索和有一個或多個滑輪的滑輪裝置。大多數常規的海中管道安裝系統在管道下水塔 的上面位置裝設整個A&R滑輪裝置。僅在管道下水塔的上面位置裝設滑輪的缺點是這可能 造成A&R纜索沿著坡道或船的邊緣被擦傷，或者，當管道下水軌線通過通海阱，沿著通海阱 的邊緣，甚至有小的偏離導前角和側向導前角的時候都有可能被擦傷。還有，該海中管道安裝系統包括在塔的投放線下部由支持構架支持的懸吊組件， 用于夾持和支持先前下水管道的重量。
本發明第3方面的目的在于提供一種改進的海底鋪管系統，或者至少是另一種可 供選擇的系統。按照本發明的第3方面由支持構架支持懸吊組件和有滑輪轉軸基本上平行于塔 的轉軸的一個或多個滑輪，支持構架可以沿著裝設在管道下水塔下部的支持構架導軌滑 動，該導軌基本上垂直于塔的轉軸也基本上垂直于塔的投放線，從而使由支持構架支持的 一個或多個滑輪和懸吊組件可滑動進入和離開塔的投放線。裝設在塔下部的一個或多個滑輪沿著管道下水塔從上部A&R滑輪引導纜索的構 造允許將A&R鋼索限制在管道下水塔的下部而不是其上部，大大增加了船舶的穩定性。優 選地，裝設在塔的上部和裝設在塔的下部的滑輪之間的距離是能將附件設置在這些滑輪之 間。由支持構架支持一個或多個滑輪的優點是滑輪可以運動進入和離開塔的投放線， 能使管道中的附件或增厚部分通過。因為管道下水塔可以相對垂線樞轉正的或負的兩種角度，所以它能有利地引導至 少一根A&R纜索到塔的兩種角度。按照本發明的第3方面的優選實施例這是可能的，其特 征在于由支持構架支持的滑輪中至少一個適合在滑輪的相反兩側引導至少一根A&R纜索， 和支持構架在由滑輪的第1側引導至少一根A&R纜索的位置和由滑輪的相反側引導至少一 根A&R纜索的另一個位置之間可以滑動。在一個實施例中，由支持構架支持的滑輪中至少一個在基本上平行于塔轉軸的方 向上是可以移動的。用這種方式，可將至少一個可動的滑輪與A&R纜索對齊，但也可以故意 錯開以便能通過該A&R纜索，然后再對齊，從而在A&R纜索的另一側引導該A&R纜索。在另一個實施例中，支持構架支持兩個滑輪，其中至少一個在基本上平行于塔的 轉軸方向上是可動的，從而使A&R系統可從單下降系統調節成雙下降系統，在單下降系統 中將可動的滑輪設置在單根A&R纜索附近以便引導這單根A&R纜索，而在雙下降系統中將 兩個滑輪設置在兩根A&R纜索附近以便引導這兩根A&R纜索。支持構架還可以支持工作人員可以進入的工作平臺以便執行檢查操作等，從而使 工作平臺可滑動地進入和離開塔的投放線。例如當管道中的附件或增厚部分必須通過工作站時能將工作平臺設置在塔投放 線之外是有利的。因而將工作平臺設置在塔投放線外面，使工作平臺不會妨礙附件或增厚 部分。優選地，將平行于塔轉軸的平臺轉軸裝設在支持構架和工作平臺之間，從而使工 作平臺可以裝有萬向接頭保持獨立于塔位置的水平狀態。將管道下水塔圍繞樞軸可樞轉地 安裝并相對該船可以取許多位置，在正常操作期間也可以改變船的位置。為了在檢查操作 期間跨過工作平臺自然地運動，需要設置工作平臺基本上水平并與塔的位置無關。平臺的 樞軸允許這種獨立的運動。優選地通過包括氣缸或大齒輪和馬達的萬向接頭機構可以獲得 工作平臺相對塔的相對運動。也可以想象使工作平臺相對塔樞轉的其他萬向接頭機構。在一個實施例中，工作平臺包括兩個平臺部分，在兩部分之間裝設平行于塔轉軸 的回轉軸，從而使最靠近塔投放線的平臺部分可以轉回以便空出塔投放線周圍的區域。該 優點是，對相對大的工作平臺和用工作平臺沿著支持構架導軌相對很小的移動，可以清空 出圍繞塔投放線的足夠區域，因為最靠近塔投放線的平臺部分可以回轉回來。
優選地回轉軸與平臺轉軸一致，但是也可將回轉軸設置在平臺轉軸和最靠近塔投 放線的平臺部分的自由端之間。如果最靠近塔投放線的平臺部分包括從工作臺的自由端伸展到回轉軸的一條溝， 那么該平臺部分被分成兩部分，各部分可以互相獨立地回轉。本發明的第4方面涉及海中管道安裝的領域，特別是用于鋪設離岸管道和/或安 裝海底取油立管，所述系統至少適合執行絞車鋪管的方法。按照本發明第4方面的系統可 以適合用絞車鋪管方法鋪設柔性的管道但也可鋪設剛性的管道。特別是按照本發明第4方 面的系統適合鋪設的管道是鋼的，總直徑范圍在5-lOOcm，優選地在10-50cm和最大塑料彎 矩為5000kNm (千牛頓米)，優選地為3000kNm。從先前技術已知用于按照絞車鋪管方法鋪設海中管道的絞車鋪管船舶。這些船舶 一般裝備一個或多個存儲絞車用于存儲要安裝的管道。這樣的絞車可以存儲幾百噸的管 道，如3500公噸。該船舶還裝備管道下水塔，該塔包括限定投放線的管道鋪設設備，將該塔可樞轉 地安裝在所述船上和適合用于在第1位置從存儲絞車向海底方向通過投放線將管道下水， 塔在第1位置相對垂線成α角。管道的實際軌線也稱作管道的下水軌線，在下水時它與投 放線一致。角α可以是這樣，該塔包括與船的甲板成銳角或另一種是成鈍角。可以樞轉塔以 便在鋪管期間與船的運動方向包括銳角或鈍角。可以沿著船的縱軸樞轉塔或者另一種是垂 直于船的縱軸樞轉塔，如堅持在該處的情況。可將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或在任何其他合適的位 置，如在該船的船尾、或在船頭，或在一個側邊部分。一般來說這里塔的術語指的是在該船 上豎立的結構，和可被設計成例如絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可 由A型構架組成。這樣的海中管道安裝系統的管道鋪設設備包括裝設在所述塔上提升位置的管道 導軌，它提供彎曲的路徑引導所述管道從絞車到所述塔的投放線中。已知的管道導軌包括 大直徑的管道導引輪或者半圓形的導軌結構，如裝設滾輪或鏈條。這樣的管道導軌有時稱 為對中器。在已知的絞車鋪管系統中管道鋪設設備還包括一個或多個管道張緊裝置，通常是 兩個但還知道有一個或三個的型式，它們由塔支持在管道導軌下面的不同高度上。在通用的設計中每個管道張緊裝置有張緊裝置機架和多個軌道(也稱作鏈軌)， 通常是由所述張緊裝置機架支持的3個或4個軌道。該軌道適合與管道嚙合和支持下水管 道的至少部分重量。在實踐中可以設計單個張緊裝置支持大于50噸的管道重量，而大于 100噸的張緊裝置能力，甚至高至450噸也不是不常見。將軌道用可移動的方式安裝在所述張緊裝置機架上以便允許調節在各軌道之間 的間隙用于容納不同的管道直徑。本發明的目的在于提供一種改進的海底鋪管系統，或者至少是另一種可供選擇的 系統。本發明提供按照它第4方面的海中管道安裝的一種系統，在該系統中管道下水塔 可樞轉到第2位置，在第2位置塔相對垂線成角度β，β角與α角相反，在第2位置管道也可從存儲絞車下水進入到海中。因此，按照本發明的第4方面在塔的第1位置該塔可以傾斜在垂線下的一個角度 范圍內，允許管道在塔的許多位置中下水。傾斜角α可以在0到70°之間的范圍內，更優 選的在0到15°之間，因而0°的傾斜角對應于管道下水塔的垂直取向。在第2位置該塔 可以傾斜在垂線之下的一個角度范圍內，與第1位置相反。因此，當樞轉設置在該船邊緣(船頭、船尾或船的一側)的塔以便在第1位置包括 與甲板成銳角，那么在第2位置該塔包括與甲板成鈍角。類似地，該塔可以在第1位置包括 與甲板成鈍角，而在第2位置成銳角。在優選的實施例中，將管道下水塔設置在該船的船尾 并可以從相對船頭傾斜65°的位置樞轉到第2位置，在第2位置該塔是向后偏斜并成15° 角伸展在船尾上。在優選的實施例中，在第1位置樞轉塔使其在鋪管期間與該船運動的前進方向包 括一銳角，而在第2位置在鋪管期間與該船運動的前進方向包括一鈍角。因而本發明允許在船的向前運動和向后運動時都可鋪設管道。當只有很小的空 間，如靠近現有的海上裝置時這可能是特別有利的。這也可以防止不必要的操縱船舶。在 管道鋪設操作中通常由操作人員給定絞車的速度，而張緊裝置跟隨絞車的速度以便保持恒 定的向后拉力。這由控制系統控制。向后鋪管操作允許該船在鋪設管道的同時向后行駛到 平臺，當它到達平臺時可以相對容易地將管道移交給平臺。可將懸吊組件支持在投放線中張緊裝置之下以便支持先前下水的管道。可以允許 這樣的懸吊組件與已下水的管道嚙合，優選地通過夾持。在一個可能的實施例中，由船舶支 持懸吊組件和懸吊組件包括相關的懸吊組件樞轉機構以便使懸吊組件與塔一起樞轉或獨 立于塔樞轉。在一個代替的實施例中，由管道下水塔支持懸吊組件和懸吊組件可與塔一起 樞轉。在一個特殊的實施例中，設計張緊裝置機架相對常規的管道直徑有加大的尺寸， 從而可以增加軌道之間的間隙到很大的尺寸，這就允許裝配在管道(終端上)或在管道中 的附件如在柔性管道終端上或在管道中的連接器通過。這樣的連接器是體積大的和有基本 上大于管道的直徑，如有直徑大于1米的柔性離岸管道的連接器。因此，該張緊裝置可以允 許連接裝置通過同時保持拉力。當連接裝置已經通過張緊裝置時，驅動懸吊組件。拆除終 端連接，可能包括由于管道連接造成的不精確的校直而必須拆除的幾米管道，和將各管道 終端焊接在一起。通常管道下水塔還支持拋投和回收(A&R)系統，它包括一根或多根A&R纜索和有 一個或多個滑輪的滑輪裝置。可以使用這樣的A&R滑輪裝置下降已下水的管道、附件、或裝 有附件的已下水管道。這樣的附件的實例是管道終端設備(PLET)和連接器。優選地，在管 道下水塔的上面位置裝設A&R滑輪裝置，從而使附件可以定位在滑輪裝置之下。用于鋪設剛性管道的管道下水塔的一個優選實施例還裝有半徑控制器和/或一 個或多個校直器軌道用于調節在一個或多個滑輪上游某位置的剛性管道。有起重機是優選的，優選地在甲板上裝設海上桅式吊機用于執行在甲板上的各種 操作，以及吊離和吊到船上。這樣的起重機的工作能力可以是幾百噸。在各優選的實施例 中，使用起重機來移動大的物體到管道下水軌線。本發明的第5方面涉及一種海中管道安裝系統，優選地用于鋪設海中的管道和/或安裝海底取油立管。這樣一種系統包括船，該船可以適合執行絞車鋪管方法，鋪設剛性或 柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，它有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔可樞轉地 安裝在所述船上。該塔適合在其第1位置向海底的方向在投放線中將管道下水，塔在第1 位置相對垂線成一角度α。在塔的第1位置該塔可以傾斜在垂線下一個角度范圍內，允許 在塔的許多位置使管道下水。傾斜角α可以在0到70°之間的范圍內，更優選地是在0到 15 °之間，而傾斜角為零對應于管道下水塔的垂直取向。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括張緊裝置；和當利用該塔 進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道鋪設設備可以包括各種 夾具如裝設在懸吊組件中的該組件夾鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或者在另一個合適的位 置，如在該船的船尾。一般來說，這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被設計成例 如絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。管道下水塔支持拋投和回收(A&R)系統，該系統包括至少一根A&R纜索和有一個 或多個滑輪的滑輪裝置。可以使用這樣的A&R滑輪裝置下降已下水的管道、附件、或裝有附 件的已下水管道。這樣的附件的實例是管道終端設備(PLET)和連接器。在管道下水塔的 上面位置裝設至少一個A&R滑輪，允許在甲板上裝卸大的物件。最常規的海中管道安裝系 統在管道下水塔的上面位置裝設整個滑輪裝置，從而使附件可定位在滑輪裝置之下。另一 種是，將整個A&R滑輪裝置設置在塔的中間位置，或者完全不由管道下水塔支持。本發明第5方面的目的在于提供一種改進的海底鋪管系統，或至少是另一種可供 選擇的系統。本發明提供按照它的第5方面涉及的拋投和回收滑輪裝置，其特征在于將A&R滑 輪裝置的一個或多個滑輪裝設在管道下水塔的上面位置，而將A&R滑輪裝置的一個或多個 其他滑輪裝設在A&R的臺車上，該車由管道下水塔支持并可以基本上平行于塔投放線運 動。優選地在管道下水塔裝設A&R臺車的軌道，A&R臺車可以沿著它運動。使A&R滑輪裝置的一個或多個滑輪裝設在管道下水塔的上面位置，這樣附件就可 定位在滑輪裝置之下，因而在甲板上有可能裝卸大的物件。最常規的海中管道安裝系統在管道下水塔的上面位置裝設整個A&R滑輪裝置，從 而可將附件定位在滑輪裝置之下。但是，這將造成A&R纜索沿著坡道或船的邊緣被擦傷，或 者，當管道下水軌線通過通海阱，沿著通海阱的邊緣，甚至有小的偏離導前角和側向導前角 的時候都有可能被擦傷。為了防止這種情況，按照本發明的第5方面裝設A&R臺車，它從上面的A&R滑輪沿 著管道下水塔引導纜索。臺車能將A&R鋼纜限制在管道下水塔的較低位置而不是在上面位 置，顯著地增加了船的穩定性。優選地，可將臺車鎖定在它的最低位置，例如用鎖釘，以便取得全部的A&R偏離導 前和側向導前力。在一個優選的實施例中，裝設有恒定張力控制(移動補償)的A&R臺車絞車以便 使A&R臺車沿著管道下水塔運動。這樣有恒定張力控制的專用絞車優選地完全補償船舶的 平移。這可能在同時使用兩個A&R絞車的裝置中是特別有利的，因此將絞車中一個的纜索穿入平衡滑輪并與第2絞車的纜索連接。通過在頂部滑輪中使用脈沖計數器可以同步操作 各絞車。有恒定張力控制的A&R臺車將保持與平衡塊的接觸。另一種是，由與A&R滑輪裝 置相連的A&R提升機使A&R臺車上下運動，由于臺車的重量和滑輪的效率減小了 A&R提升 機的工作能力。在按照本發明第5方面的優選實施例中，管道下水塔可以樞轉到第2位置，在第2 位置塔相對垂線成角度β，β角與α角相反，在第2位置管道也可從存儲絞車下水進入到 海中。在第2位置該塔可以傾斜在垂線下的一個角度范圍內，與第一位置相反。因此，當樞轉設置在該船邊緣(船頭、船尾或船的一側)的塔以便在第1位置包括 與甲板成銳角，那么在第2位置該塔包括與甲板成鈍角。類似地，該塔可以在第1位置包括 與甲板成鈍角，而在第2位置成銳角。在優選的實施例中，將管道下水塔設置在該船的船尾 并可以從相對船頭傾斜65°的位置樞轉到第2位置，在第2位置該塔是向后傾斜并成15° 角伸展在船尾上。在按照本發明第5方面的一個優選實施例中，海中管道安裝還包括用于夾持和支 持先前下水的管道重量的懸吊組件，該組件被支持在A&R臺車最低位置之下。本發明的第6方面涉及一種海中管道安裝系統，優選地用于鋪設離岸管道和/或 安裝海底取油立管。這樣的系統包括一艘有船頭和船尾的船舶，該船可以適合執行絞車鋪 管方法，鋪設剛性或柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，它有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔可樞轉地 安裝在所述的船上。該塔適合在其第1位置向海底的方向在投放線中將管道下水，塔在第 1位置相對垂線成一角度α。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括張緊 裝置；和當利用該塔進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道鋪設 設備可以包括各種夾具如裝設在懸吊組件中的該組件夾鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或者在另一個合適的位 置，如在該船的船尾。一般來說這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被設計成例如 絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。將懸吊組件支持在投放線的下部以便支持先前下水的管道。可以允許這樣的懸吊 組件與下水的管道嚙合，如通過夾持。在一個可能的實施例中，懸吊組件由該船支持并包括 相關的懸吊組件樞轉機構以便使懸吊組件與該塔一起樞轉或獨立于該塔樞轉。在另一個可 供選擇的實施例中，由管道下水塔支持懸吊組件和該組件與該塔可以一起樞轉。該管道下水塔支持拋投和回收(A&R)系統，該系統包括至少一根A&R纜索和有一 個或多個A&R滑輪的滑輪裝置。可以使用這樣的A&R系統下降已下水的管道、附件、或裝有 附件的已下水管道。這樣的附件的實例是各種管道終端設備(PLET)和連接器。優選地，將 A&R滑輪裝置裝設在管道下水塔的上面位置，從而使附件可以定位在滑輪裝置的下面。本發明第6方面的目的在于提供一種改進的海底鋪管系統，或至少是另一種可供 選擇的系統。本發明進一步的目的在于提供改進的管道安裝方法。按照本發明的第6方面將A&R系統安裝在塔上基本上與管道鋪設設備相反，從而 使它限定的A&R線離塔投放線較遠和與投放線相反。還有，按照本發明的第6方面由懸吊 組件移動機構可使懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線中的位置。這就允許A&R系統遠離投放線操作。當在塔的投放線中現有的空間有限，和要裝卸大的附件時這就特別有利。優選地，A&R線伸展遠遠超過該船的船頭或船尾，或者超過舷 梯。觀察到在塔投放線和A&R線之間至少產生幾分米的距離。大的，超尺寸的附件如PLET， 例如它不適合裝在管道下水塔的各腿之間或坡道上，因而可以在遠處的下水軌線，即A&R 線處安裝。因為將附件裝配在管道上是優選的方法，所以必須將下水的管道轉移到A&R線 中，通過懸吊組件移動機構使帶有下水管道的懸吊組件移動達到轉移的目的。因此，管道下 水的軌線從塔的投放線移動到A&R線。在按照本發明第6方面的一個優選實施例中，可以樞轉管道下水塔到第2位置，在 該位置塔相對垂線成β角，β角與α角相反，在第2位置管道也可從存儲絞車下水進入 海中。在第2位置該塔可以傾斜在垂線下一個角度范圍內，與第1位置相反。因此，當樞轉設置在該船邊緣(船頭、船尾或船的一側)的塔以便在第1位置包括 與甲板成銳角，那么在第2位置該塔包括與甲板成鈍角。類似地，該塔可以在第1位置包括 與甲板成鈍角，而在第2位置成銳角。在優選的實施例中，將管道下水塔設置在該船的船尾 并可以從相對船頭傾斜65°的位置樞轉到第2位置，在第2位置該塔是向后傾斜并成15° 角伸展在船尾上。組合本發明第4和第6方面的優點是，有可能通過改變管道下水塔的傾斜角來變 化A&R線。這種方式，可使A&R線和已經用于管道下水的塔投放線之間的距離增加到幾米。 樞轉管道下水塔可使A&R線伸展遠遠超過船的船尾，有利于A&R操作如在該船的船尾上面 下降附件，從而使附件可以很容易通過該船的船尾。可將附件存儲在甲板區或另一種是在駁船上。可將這樣的附件放置在A&R線中， 如通過起重機或附件操作裝置，或通過將附件安裝在可以在軌道上滑動的特殊的貨架上， 或者通過這些方法的組合。可由起重機，如海上桅式起重機或轉向吊桿起重機，或通過在 A&R系統中的A&R纜索，將附件傳送給附件操作裝置。也可以使附件操作裝置可滑動地進入 A&R線中。優選地，在將附件放置在A&R線中之后，使附件與由懸吊組件支持的已下水管道 校直，如使用附件操作裝置或使用專門的校直工具(LUT)，在此之后可將它焊接到已下水的 管道。另一種是，可將PLET連接在還未下水的尾管。按照一個優選的實施例，該A&R系統包括兩個滑輪和兩條纜索，一條纜索穿入管 道下水軌線而另一條穿入A&R線。這有利于在兩個投放線中合理的A&R工作能力。優選地懸吊組件移動機構包括一對基本平行于甲板的軌道，該軌道也基本平行于 在鋪管期間船舶運動的計劃方向，沿著軌道可將懸吊組件從塔投放線平移到A&R線。優選 地裝設如氣缸這樣的驅動機構，盡管也可想象代替的驅動機構。對這樣的管道安裝船來說有一種起重機是優選的，優選地將海上桅式起重機裝設 在甲板上用于在甲板上執行各種操作，以及從該船和到該船的裝卸。這種起重機的工作能 力可以是幾百噸。在優選的實施例中，使用起重機將大的物件移動到管道下水軌線。在一個優選的實施例中，按照本發明第6方面的海底鋪管系統還包括拋投和回收 滑輪裝置，將該裝置的一個或多個滑輪裝設在管道下水塔的上面位置，而將A&R滑輪裝置 的一個或多個其他滑輪裝設在A&R臺車上，臺車由管道下水塔支持并可以基本平行于塔的 投放線運動。這個實施例還從上面相對本發明第5方面列舉的優點中進一步得到益處。上述按照本發明第6方面的海中管道安裝系統適合用于示范性的A&R附件裝卸操作，在操作中將附件安裝在管道上，該方法包括如下步驟 從塔的第1位置將在塔投放線中的管道下水進入海中，在第1位置塔相對垂線 成一角度α， 停止管道下水，放開在懸吊組件中的下水管道， 通過懸吊組件移動機構使帶下水管道的懸吊組件從它在塔投放線中的位置移 動到在A&R線中的位置，·將附件定位在A&R線中， 將附件連接到在懸吊組件中的下水管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛附件和已下水管道， 使懸吊組件脫離已下水管道， 通過懸吊組件移動機構使懸吊組件從它在A&R線中的位置移動到塔投放線中 的位置， 由A&R系統下降帶下水管道的附件。在優選的實施例中，管道下水塔或按照本發明第6方面的海中管道安裝系統的管 道下水塔可以樞轉到第2位置，在該位置塔相對垂線成β角，β角與α角相反，在第2位 置也可將管道下水進入海中。組合本發明第4和第6方面的優點是，有可能通過改變管道下水塔的傾斜角來變 化A&R線。這種方式，可使A&R線和已經用于管道下水的塔投放線之間的距離增加到幾米。 樞轉管道下水塔可使A&R線伸展遠遠超過船的船尾，有利于A&R操作如在該船的船尾上面 下降附件，從而使附件可以很容易地通過該船的船尾。照這樣，按照本發明第4和第6方面的海中管道安裝系統適合用于示范性的A&R 附件裝卸操作，在該操作中將附件安裝在管道上，該方法包括如下步驟 從塔的第1位置將在塔投放線中的管道下水進入海中，在第1位置塔相對垂線 成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 樞轉管道下水塔到第2位置，在該位置該塔相對垂線成β角， 通過懸吊組件移動機構將帶下水管道的懸吊組件從它在塔投放線中的位置移 動到在A&R線中的位置， 將附件定位在A&R線中， 將附件連接到在懸吊組件中的已下水管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛附件和已下水的管道， 使懸吊組件脫離已下水管道， 通過懸吊組件移動機構使懸吊組件從它的在A&R線中的位置移動到塔投放線 中的位置， 由A&R系統下降帶下水管道的附件。當附件已經通過船的船尾時可將該塔轉回并可在已修改的A&R線中進一步將附 件下降到海底，該A&R線已經與塔一起樞轉。現在可以拋投帶PLET的下水管道以便獲得管 道或管路新的器材。優選地，該附件裝有管道終端部分。然后，當附件已經通過船的船尾時懸吊組件使附件處于放開模式。帶有懸掛的附件，可能是連接在下水管道的PLET的懸吊組件，可以接 著從A&R線轉移到塔投放線。然后上面的方法接著下列的步驟 用A&R纜索將附件和已下水管道下水入海直到管道終端部分到達懸吊組件位 置的相同高度， 通過懸吊組件移動機構將懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線 中的位置， 使管道終端部分與懸吊組件嚙合， 使A&R纜索與附件分離。現在，附件和已下水的管道由在A&R線中的懸吊組件支持。接著可以將懸吊組件 移回到它在塔投放線中的位置，在那里將另一根管道連接到管道終端部分和繼續進行鋪管。按照本發明第4和第6方面的海中管道安裝系統還適合將已下水的管道從第1海 中管道安裝系統轉移給包括絞車和纜索的第2海中系統。這樣的方法優選地包括如下步 驟 從塔的第1位置使管道的下水入海，在該位置該塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 樞轉管道下水塔到第2位置，在該位置該塔相對垂線成β角， 將至少一根A&R纜索和第2海中系統的纜索兩者都連接到已下水的管道， 從A&R系統懸掛已下水的管道， 使懸吊組件脫離已下水管道， 通過至少一根A&R纜索使已下水管道繼續入海直到第2海中系統的纜索繃緊， 使至少一根A&R纜索脫離已下水的管道和由第2海中系統的絞車支持已下水的管道。本發明的第7方面涉及將已下水管道從第1海中管道安裝系統轉移到包括絞車和 纜索的第2海中系統的一種方法。第1海中管道安裝系統包括 船， 有限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，該塔是可樞轉地安裝在所述船 上和適合用于在塔的第1位置沿著投放線使管道下水進入海中，在塔的第1位置該塔相對 垂線成α角和特征在于管道下水塔可樞轉到第2位置，在該位置該塔相對垂線成β角，β 角與α角相反，在第2位置也能將管道下水進入海中， 將懸吊組件支持在投放線的下部用于夾持和支持先前下水的管道的重量， 拋投和回收(A&R)系統包括裝設在投放線中上面位置的至少一根A&R纜索和有 一個或多個滑輪的滑輪裝置。這樣的海中管道安裝系統在先有技術中是眾所周知的，優選地用于鋪設離岸管道 和/或安裝海底取油立管。這樣的系統包括一艘有船頭和船尾的船舶，該船可以適合執行 絞車鋪管方法，鋪設剛性或柔性的管道，但也可適合執行起重機鋪管方法。該系統還包括管道下水塔，該塔有限定塔投放線的管道鋪設設備，將該塔可樞轉 地安裝在所述的船上。當利用該塔進行絞車鋪管操作時管道鋪設設備可以包括張緊裝置；和當利用該塔進行起重機鋪管操作時還可以包括焊接站和校直工具。還有，管道鋪設設備 可以包括各種夾具如裝設在懸吊組件中的該組件的夾鉗。常將這樣的塔設置在該船的通海阱附近或通海阱上面，或者在另一個合適的位 置，如在該船的船尾。一般來說這里術語塔指的是在該船上豎立的結構，和可被設計成例如 絞車鋪管的坡道。另一種可供選擇的或另外還有，該塔可由A型構架組成。將懸吊組件支持在投放線的下部以便支持先前下水的管道。可允許這樣的懸吊組 件與下水的管道嚙合，如通過夾持。在一個可能的實施例中，懸吊組件是由船支持和包括相 關的懸吊組件樞轉機構以便使懸吊組件與該塔一起樞轉或獨立于塔樞轉。在另一個代替的 實施例中，懸吊組件由管道下水塔支持并可與該塔一起樞轉。該管道下水塔支持拋投和回收(A&R)系統，該系統包括至少一根A&R纜索和有一 個或多個A&R滑輪的滑輪裝置。可以使用這樣的A&R系統下降已下水的管道、附件、或裝有 附件的已下水管道。這樣的附件的實例是各種管道終端設備(PLET)和連接器。優選地，將 A&R滑輪裝置裝設在管道下水塔的上面位置，從而使附件可定位在滑輪裝置的下面。本發明第7方面的目的在于提供用于將已下水的管道從第1海中管道安裝系統轉 移給包括絞車和纜索的第2海中系統的一種改進的方法，或者至少是另一種可供選擇的方 法。按照本發明第7方面的方法包括如下步驟 從塔的第1位置將管道下水進入海中，在第1位置該塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 樞轉管道下水塔到第2位置，在該位置該塔相對垂線成β角， 連接至少一根A&R纜索和一根第2海中系統的纜索兩者到已下水的管道， 從A&R系統懸掛已下水的管道，·使懸吊組件與已下水的管道脫離， 通過至少一根A&R纜索使已下水的管道入海直到第2海中系統的纜索繃緊， 將至少一根A&R纜索脫離已下水管道和由第2海中系統的絞車支持已下水的管道。在轉移體積大和/或重量重的管道和附件時這樣的方法是特別有用的。對本發明所屬技術領域的普通技術人員來說將很清楚，本發明的各個方面可以分 別實現和/或用所有可能的組合形式實現。


參考各圖將更詳細地解釋本發明，各圖是圖Ia-Ie示意地表示按照本發明第1方面用于執行安裝附件的方法的海中管道安 裝系統；圖2a_2b示意地表示按照本發明第1方面用于安裝附件的替換的方法；圖3a_3b示意地表示按照本發明第1方面用于安裝附件的第2個替換的方法；圖4a_4b示意地表示按照本發明第1方面用于安裝附件的第3個替換的方法；圖5a_5d表示按照本發明第2方面的海中管道安裝系統的細節；圖6a_6c表示按照本發明第3方面的海底管管道安裝系統的細節；
圖7a_7c示意地表示按照本發明第3方面的海中管道安裝系統其他的細節；圖8表示按照本發明第4、第5和第6方面絞車鋪管安裝的側視圖；圖9表示按照本發明第4方面的在3個位置中的圖8的絞車鋪管安裝；圖10表示圖8的絞車鋪管安裝的后視圖；圖11表示至少適合用于按照本發明第7方面的絞車鋪管方法的浮動船的船尾；圖12a_12e表示按照圖11的浮動船的船尾部分。
具體實施例方式圖Ia表示用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，它包括有船身201的船202，適 合執行按照本發明第1方面的方法。在船身201中將通海阱235裝設在船202的船尾。在 通海阱235上方設置有限定塔投放線(tower firing line) 204的管道鋪設設備的管道下 水塔206。將塔206可樞轉地安裝在所述船202上，并適合在塔206的第1位置X將管道 231沿著塔投放線204下水進入海中，塔206在第1位置相對垂線成α角。可調節的連接 臂207調整并維持塔206的傾斜角。海中管道安裝系統還包括支持在塔投放線204下部的懸吊組件(hang off module) 210，它用于夾持和支持先前下水管道231的重量。在這個實施例中，懸吊組件210 可以與塔206 —起樞轉。裝設的拋投和回收(A&R)系統包括設置在塔投放線204上面位置的A&R纜索213 和有一個或多個滑輪的滑輪裝置212。在圖Ia中，A&R纜索213與塔的投放線204對齊。海中管道安裝系統還包括附件操作裝置用于將附件232放置在塔投放線204中懸 吊組件210和A&R滑輪裝置212之間。為了清楚起見，在圖Ia-Ie中省略了這個附件操作
直ο圖Ia表示附件232，這里包括兩個管道終端部分233和234。可將管道終端部分 233和234連接在先前下水的管道231或其他管段。在正常操作期間，海中管道安裝系統從 塔206相對垂線的第1位置將管道231下水，在對應塔投放線204的管道下水軌線中入海。 為了將附件232安裝到管道231上，停止管道231下水，和已下水的管道231是在懸吊組件 210中的放開模式，如在圖Ia中所示。在圖Ia-Ie中沒有表示的附件操作裝置接著將帶管道終端部分233和234的附件 232放置在塔投放線204中懸吊組件210和A&R滑輪裝置212之間，如在圖Ib中所示。在 這個實施例中，這樣放置帶管道終端部分233和234的附件232，使管道終端部分234鄰接 管道231。帶管道終端部分233和234的附件232反轉取向也是可能的。在這個實施例中， 將管道終端部分234連接到在懸吊組件210中的已下水管道231而將管道終端部分233連 接到A&R纜索213。也可以想象將沒有管道終端部分233和234的附件232安裝到管道231 上。在那種情況下，將附件232直接連接到管道231和將A&R纜索213也是直接連接到附 件 232。現在用力拉動A&R纜索213直到A&R纜索繃緊，和從A&R系統懸掛帶管道終端部 分233和234的附件232和管道231。這就能省去從懸吊組件210卸下已下水管道231。在圖Ic中，已經調整連接臂207從而使塔206樞轉到附件下水位置Y，在該位置 塔206相對垂線成γ角。認為在塔的這個位置管道231仍保持在成α角的下水軌線如在圖Ic中所示。在這個實施例中，在塔206的塔投放線204與管道231之間的夾角是γ-α。 但是，由于樞轉到附件下水位置和/或船202的運動，在管道231和垂線之間的角度可能不 同造成在塔投放線204和管道231之間不同的夾角。對附件232的下水重要的是、角要 與α角顯著不同，從而使產生的管道下水軌線對帶管道終端部分233和234的附件232是 足夠大和用A&R系統下水的管道231與塔206有一定的距離。當在塔的投放線204中現有 的空間有限和要裝卸大的不能通過懸吊組件210的附件時這是特別有利的。在圖Id中，由A&R系統將帶管道終端部分233和234的附件232與管道231 —起 下水進入海中。附件232離開懸吊組件210 —段距離通過它并經過通海阱235下降。可以 想象連接著附件232和管道終端部分233和234的管道231后來被拋投和回收。另一種是， 如在圖Id中所示，帶管道終端部分233和234的附件和管道231由A&R纜索213下水直到 管道終端233到達與懸吊組件210的位置相同的高度。然后調整連接臂207從而使管道下水塔206轉回到第1位置X，在該位置塔206相 對垂線成α角，因而使管道231的軌線重新與塔的投放線204—致，如在圖Ie中所示。允 許管道終端部分233與懸吊組件210嚙合，從而使帶管道終端部分233和234的附件和管 道231從懸吊組件210懸掛。現在可使A&R纜索213與管道終端部分233脫離以便允許將 新的管段連接到管道終端部分233。在圖Ia-Ie所示的方法中，將塔206從朝船202的船頭相對垂線成銳角α的第1 位置轉到在船202的船頭方向附件下水位置Y，在該位置塔206朝船202的船頭相對垂線有 較小的銳角Y。但是，可以有許多變化。圖2a和2b表示船302沒有通海阱，在船302的船尾裝有管道下水塔306。在圖 2a中表示塔306的第1位置X’，它離開船302的船頭相對垂線有α角。圖2b表示附件下 水位置Y’，其中塔306朝船302的船頭相對垂線有γ角。圖3a和3b表示對于管道下水塔的兩個位置X和Y的另一種變化。圖3a表示船 402裝有管道下水塔406，在第1位置X”塔406朝船402的船頭相對垂線有α角。圖3b 表示所述的塔406在附件下水位置Y”，其中塔406相對垂線基本上沒有γ角而是基本上垂 直定位。在相對管道下水塔的兩個位置X和Y還有另一種變化中，圖4a表示船502裝有管 道下水塔506，在第1位置X”’塔506離開船502船頭相對垂線有α角。圖4b表示所述塔 506在附件下水位置Y”’，其中塔506進一步離開船502的船頭相對垂線有、角。可以想象可以有更多的變化如將塔設置在船的一側的實施例。這種海中管道安裝 系統的靈活性允許該系統適應管道下水軌線的角度也能在只有極小的空間時使管道上的 附件下水。還有，可以想象在圖1-4中所示的方法及各種變型也可以使管道下水塔的X和Y 位置有相對垂線成鈍角而不是所示的銳角。銳角和鈍角的組合也是可能的。在圖5a到5d中表示按照本發明第2方面用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統 的一部分。按照本發明第2方面的海中管道安裝系統包括船，但它沒有表示在圖5a_5d的任 一張圖中。該系統還包括連接在所述船上的管道下水塔606，在圖5a-5d中僅表示該塔的下部。管道下水塔606包括限定塔投放線604的管道鋪設設備。將塔606圍繞塔的轉軸可樞 轉地安裝在所述船上，該塔適合至少在塔606的第1位置在塔投放線604中將管道631下 水到海中，在第1位置該塔相對垂線成α角，如在圖5b中所示。該海中管道安裝系統還包括支持在管道下水塔606下部的工作站660，工作站660 包括由在圖5a中所示的支持構架663支持的工作平臺661。這個工作平臺661是工作人員 662可以進入的(見圖5b)以便執行檢查操作等。還有，該海中管道安裝系統包括由在塔投放線604下部中的支持構架663支持的 懸吊組件(未表示)，用于夾持和支持先前下水管道631的重量。工作站660還包括基本上垂直于塔轉軸和基本上垂直于塔投放線604的支持構架 導軌(670)，支持構架663可以沿著導軌滑動，從而使工作平臺661和懸吊組件可滑動地進 入和離開塔投放線604，如在圖5a和5b中箭頭T所指。圖5a表示將工作平臺661設置在塔投放線604之外的某位置。用這種方式，使工 作平臺661不會影響附件或管道631的增厚部分的通過。圖5b表示將工作平臺661設置在塔投放線604中的某位置。如所見那樣，工作人 員662可以通過工作平臺661走近管道631。在這個實施例中，工作平臺661是水平定位 的，從而使工作人員662可以圍繞工作平臺661自然地行走。圖5c和5d表示管道下水塔606相對垂線的其他角度，分別是在圖5c中塔606的 基本垂直位置和在圖5d中與圖5b的α角相反的某角度。還有在這些位置中工作平臺保 持在水平位置。這是可能的，因為在臺車663和工作平臺661之間裝設平行于塔轉軸的平 臺轉軸664。這能使工作平臺661裝有萬向接頭從而獨立于塔606的位置保持在水平狀態。 優選地通過包括氣缸或者馬達的大齒輪的萬向接頭機構可以獲得工作平臺661相對塔606 的相對運動。圖5a還表示工作平臺661包括兩個平臺部分661a和661b，在它們之間裝設平行 于塔轉軸的回轉軸，從而使最靠近塔投放線604的平臺部分661b可以轉回以便當工作平臺 661是在塔投放線661之外的位置時空出圍繞塔投放線604的區域。在這個實施例中回轉 軸與平臺軸664 —致。還可以想象回轉軸位于其他地方，如在平臺軸664和平臺部分661b 終端之間。圖6a_6c表示用于鋪設離岸管道的海底管線安裝系統的一部分，該系統包括船 (未表示)和管道下水塔(也沒有表示)。如在圖6a中所示，該塔包括限定塔投放線704 的管道鋪設設備，將該塔圍繞塔的轉軸可樞轉地安裝在所述船上并可適合在塔的第1位置 在塔投放線704中將管道(未表示)下水入海，塔在第1位置相對垂線成α角。傾斜角α 可以在0到70°之間的范圍內，更優選地在0到15°之間，因而傾斜角為0°對應于管道下 水塔在垂直方向。在圖6a_6c中，將該塔定位在基本垂直位置其α角為0°該系統還包括拋投和回收(A&R)系統，A&R系統包括由管道下水塔支持的至少一 根A&R纜索713和有一個或多個滑輪的滑輪裝置。在這個實施例中由支持構架763支持兩 個滑輪770、771。支持構架763可以沿著裝設在管道下水塔下部中的支持構架導軌(740) 滑動，該導軌是基本垂直于塔的轉軸和基本垂直于塔投放線704，從而使兩個滑輪770、771 可滑動進入和離開塔投放線704。還有，圖6a表示將懸吊組件710支持在塔投放線704的下部中用于夾持和支持先前下水的管道。在這個實施例中沒有表示由支持構架763支持懸吊組件710，從而使懸吊組 件710與滑輪770、771 —起可滑動進入和離開塔投放線704。滑輪770相對支持構架763是不可運動的和它只可以圍繞基本平行于塔轉軸的它 自身滑輪轉軸741樞轉。另一方面，通過機構772支持構架763是可動地支持滑輪771，從 而使滑輪771在基本平行于塔轉軸的方向上可以移動。滑輪771在圖6a中與A&R纜索713 對齊以便引導A&R纜索713。在圖6a中，支持構架位于工作站760中。這個工作站760還包括也由支持構架 763支持的工作平臺761，從而使工作平臺761可滑動地進入和離開塔投放線704。工作人 員可以進入工作平臺761以便執行檢查操作等。在支持構架763和工作平臺761之間裝設平行于塔轉軸的平臺轉軸764，從而使工 作平臺761可以裝有萬向接頭獨立于塔的位置保持基本水平位置。通過例如包括氣缸或大 齒輪和馬達的(未表示)萬向接頭機構獲得這種在工作平臺761和塔之間的相對運動。還有，工作平臺761包括兩個平臺部分761a和761b，在它們之間裝設平行于塔轉 軸的回轉軸，從而使最靠近塔投放線704的平臺部分761b可以轉回以便空出圍繞塔投放線 704的區域。在這個實施例中，回轉軸與平臺轉軸764—致。還可以想象使回轉軸位于平臺 轉軸764和平臺部分761b的終端之間。在平臺部分761b中設置槽767以便接納A&R纜索713或管道和能夠有幾乎360 度的檢查區域。支持構架763可以滑動進入和離開塔投放線704的優點是，在要通過附件或管道 增厚部分的情況下，可以移動支持構架763以便清空圍繞塔投放線704的區域，從而使工作 平臺761、懸吊組件710和滑輪770和771不會影響附件或管道增厚部分的通過。在圖6b中，表示圖6a系統的另一種構形。A&R系統已經采用雙下降系統和包括 兩條纜索713a和713b。用這種方式，使由A&R系統懸掛的負荷可以均分到兩根A&R纜索 713a和713b上因而可以懸掛更重的負荷。兩根A&R纜索713a和713b互相連接并穿過平 衡滑輪773。支持構架763已經滑入到某位置，在該位置A&R纜索713a和713b由滑輪770和 771的與圖6a中所示滑輪771的相反側引導。還有，滑輪771已經在基本上平行于塔轉軸 的方向上移動，以便與A&R纜索713b對齊。優選地，A&R纜索713a和713b相對塔投放線 704是對稱地設置。圖6c表示在雙下降系統中設置的滑輪770和771，從而使滑輪770引導A&R纜索 713a和滑輪771引導纜索713b。在圖6c中支持構架763已經滑動從而使兩個滑輪770和 771在圖6b中所示滑輪的相反側引導A&R纜索713a和713b。圖7a表示另一種支持構架863，它可動地支持兩個滑輪870和871，它們用于按照 本發明第3方面鋪設海中管道的海中管道安裝系統。用滑輪870和871從A&R系統引導拋投和回收(A&R)纜索。在管道下水塔的下部 中支持該支持構架，下水塔包括限定塔投放線的管道鋪設設備和用于樞轉該塔的塔轉軸。 支持構架863可以沿著基本上垂直于塔轉軸和基本上垂直于塔投放線的支持構架導軌(未 表示)滑動，如由箭頭T’所示。滑輪870和871分別通過機構874和872由支持構架863 支持。這些機構874和872允許滑輪870和871基本上平行于塔轉軸移動。通過氣缸875和876的驅動獲得這種運動。在這個實施例中，支持構架863還包括焊接站880，它使該海中管道安裝系統特別 適合用于想重機鋪管方法。圖7a表示滑輪870和871設置在一根纜索導引的位置，其中滑輪870與A&R纜索 813對齊。在這種一根纜索導引位置，滑輪870引導A&R纜索813。也有可能在滑輪870的 另一側引導A&R纜索813。需要哪一側引導取決于塔的角度。機構874和872裝有導塊890和對應的導塊氣缸891以便移動該導塊。導塊890 可以在兩個位置之間移動，在一個位置滑輪870和871可以接納A&R纜索，而在另一個位置 將A&R纜索鎖定在滑輪870或871與導塊890之間。移動導塊890和機構874和872的其 他方法也是可能的。在圖7b中，用氣缸875和876移動滑輪870和871到雙下降A&R系統，其中滑輪 870和871引導對稱設置的兩根A&R纜索813a和813b。在滑輪870、871的另一側上兩個 滑輪870、871引導A&R纜索也是可能的。用7c表示某個位置其中兩個滑輪870和871沒有與A&R纜索813a和813b對齊。 在一個可能的方案中，現在支持構架863可以移動到左邊。用這種方式，滑輪870和871通 過A&R纜索813a和813b。當滑輪870和871已經通過A&R纜索813a和813b時，可將滑輪 870和871移回到在圖7b中所示的兩根纜索引導位置，但差別是現在滑輪870和871是在 A&R纜索的另一側。通過氣缸891可將導塊890移動到滑輪的右側以便鎖定A&R纜索813a 和 813b。在圖8中表示至少適合執行絞車鋪管方法的浮動船2的船尾，它包括按照本發明 第4、第5和第6方面的特點。該船裝有管道下水塔6，將該塔6通過絞鏈部件8可樞轉地 連接在船2，限定基本水平的轉軸。通過連接臂7和調節器8可以調整和保持塔6的傾斜 角。該塔包括限定投放線4的管道鋪設設備，沿著投放線至少在塔的第1位置可使管道下 水，在第1位置該塔相對垂線成一角度。靠近塔6的頂部安裝管道引導輪3或其他引導結構，該引導輪用于從存儲絞車 (這里未表示)沿著塔6引導管道到投放線4。在正常絞車鋪管操作期間從所述引導輪3 管道連續地在所述投放線4中朝海底方向(未表示)伸展。在表示的實施例中，在塔6上的鋪管設備包括在引導輪3下游的兩個張緊裝置5。 在所示實施例中在下張緊裝置5的下面裝設平臺17。在上張緊裝置5和引導輪3之間裝設 管道校直機9和管道定心裝置19。在這個實施例中在塔6的頂部裝設轉向吊桿起重機18。在表示的實施例中直接從船2的船身支持懸吊組件10。可以設想將所述懸吊組件 安裝在塔6的下端。懸吊組件10適合支持先前已下水管道的重量。將拋投和回收(A&R)系統11裝設在管道下水塔6中，這里將它安裝在塔的上面位 置。該A&R系統11包括多個滑輪12和多根A&R纜索13。由裝設在船2的A&R絞車14操 作A&R系統11。多余的A&R纜索可被存儲在船2中的A&R存儲器15中并通過滑輪16引導 到絞車14。在表示的實施例中，裝設可選的起重機20。這起重機在圖10的后視圖中清楚可 見，在圖中由轉向吊桿起重機20夾持管段30在投放線4中。也可使用這樣的起重機20進 行附件的裝卸，如用于將附件定位在塔的投放線中。
按照本發明的第4方面，管道下水塔6可在第1位置和第2位置之間樞轉，在第1 位置設置塔6相對垂線傾斜α角而在第2位置設置塔6相對垂線傾斜β角，β角與α角 相反，該塔6允許管道在極端和中間兩個位置下水。在圖9中按照本發明的第4方面表示圖8的絞車鋪管安裝在3個不同的位置在 傾斜位置A塔6相對船頭傾斜并相對垂線成α角，在位置B設置塔6垂直于船2，因而有垂 直的取向，和在第3位置C設置塔6相對船尾傾斜并相對垂線成β角。在圖8和9中表示 的絞車鋪管安裝的實施例中，由船2支持懸吊組件10。通過相關的這里用氣缸實施的懸吊 組件樞轉機構21該懸吊組件可與塔6 —起樞轉。按照本發明的第5方面在臺車25上裝設A&R滑輪裝置11的滑輪112，該臺車25 是由管道下水塔6支持并在所示實施例中通過軌道26可以基本上平行于塔投放線4移動。 在這個實施例中給A&R纜索13裝設水下索具鉤27，它裝有平衡滑輪。在A&R線23中裝設可選的尾管控制滾輪28，它可以弓丨導從管道引導輪3懸掛的 要下水的尾管。通過轉軸29可將這些尾管控制滾輪28樞轉到A&R線23之外。在圖8和 9中，指出在A&R線23之內和之外的兩個位置。按照本發明的第6方面滑輪裝置11從限定A&R線23的管道下水管6伸展到離塔 投放線4較遠和相反的地方。懸吊組件10可以沿著懸吊組件軌道24從在投放線4中的位 置(如在圖8中所示)移動到在A&R線23中的位置(未表示)。在圖11中表示至少按照本發明的第7方面浮動船102的船尾。所示的船102至 少適合執行絞車鋪管的方法。該船裝有管道下水塔106，該塔106通過絞鏈部件108可樞 轉地連接在船102上，鉸鏈限定基本水平的轉軸。該塔包括限定投放線104的管道鋪設設 備，沿著投放線至少從塔的第1位置可將管道下水，塔在第1位置相對垂線成一角度。當塔 106不操作時，可將塔106朝船102樞轉，以便靜置在塔支持141上。 接近塔106的頂部安裝管道弓丨導輪103或其他引導結構，該引導輪用于從存儲絞 車142引導管道沿著塔106到投放線104。在表示的實施例中，在塔106上的管道鋪設設備 包括在引導輪103下游的兩個張緊裝置105。在正常的絞車鋪管操作期間管道連續地從存 儲絞車142伸展到所述引導輪103，和在所述投放線104中從所述引導輪103伸展到張緊裝 置 105。在所示的實施例中直接從船102的船身支持懸吊組件110。可以設想將所述懸吊 組件安裝在塔106的下端。懸吊組件110適合支持先前已下水管道131的重量。懸吊組件 110包括樞轉機構以便使懸吊組件與塔106 —起樞轉或獨立于塔樞轉。該樞轉機構包括氣 缸121以便樞轉懸吊組件110。在管道下水塔106中裝設拋投和回收(A&R)系統111。A&R系統111包括滑輪212 和A&R纜索113。在這個實施例中在纜索113上裝設A&R水下索具鉤127。按照本發明的 第6方面將滑輪212安裝在管道下水塔106的上面位置，離塔投放線104較遠和與投放線 相反以便組成A&R線123。但是，為了執行按照本發明第7方面的方法，不需要特殊的A&R線。在這個實施例中將A&R水下索具鉤127連接在起重滑車(未表示)，按照第5方面 在圖11中該起重滑車與臺車125嚙合。為了執行按照本發明第7方面的方法也不需要臺 車125。A&R纜索113伸展在起重滑車(未表示)和A&R絞車(未表示)之間。由塔106可運動地支持臺車125，從而使臺車125可沿著塔106上下運動。當起重滑車與臺車125嚙 合時，允許A&R水下索具鉤127基本平行于塔106與臺車125 —起運動。按照本發明的第7方面，管道下水塔106可在第1位置和第2位置之間樞轉，在第 1位置塔106相對垂線(未表示)成α角傾斜定位，在第2位置塔106相對垂線成β角傾 斜定位，β角與α角相反。在圖11中將塔106設置在第2位置。按照本發明的第7方面，可將圖11的已下水管道131從船102轉移到如在圖 12a-12e中所示的第2海中系統150。可以想象第2海中系統150是平臺、船舶或其他管道 安裝系統。在正常絞車鋪管操作期間，優選地是從塔106的第1位置將管道131下水入海，如 在圖9中所示塔106在第1位置相對垂線成α角。為了開始從船102將管道131轉移到 第2海中系統150 ；停止管道131的下水并使已下水管道131在與塔106對齊的懸吊組件 110中為放開模式，如在圖12a中所示。接著，將管道下水塔106轉到第2位置，在該位置塔 相對垂線成β角。這個位置表示在圖12a中和允許船102向后運動并接近第2海中系統 150。按照本發明的第6方面，在這個實施例中的懸吊組件110可以沿著懸吊組件軌道 124從在投放線104中的位置(如在圖12a中所示)移動到在A&R線123中的位置(如在 圖12a中所示)。這允許A&R系統150離開投放線104遠距離操作。例如當在塔投放線104 中的空間有限而要裝卸大的附件(未表示)時這是有利的。當A&R線123基本上與投放線 104 一致時下面描述的步驟也是可能的。因而，移動懸吊組件110不再是轉移管道131到第 2海中系統150的必要步驟。在圖12b中，A&R水下索具鉤127已經沿著A&R線123向下運動。將索具鉤127 連接到與臺車125嚙合的起重滑車(未表示)。臺車125沿著A&R線123引導由A&R纜索 113懸掛的有索具鉤127的起重滑車。在圖12c中，連接纜索155將管道131連接到A&R水下索具鉤127，第2海中系統 150的纜索151將管道131連接到第2海中系統150。以第2海中系統150的纜索151是 松馳的方式進行這項工作。 在這個實施例中，首先起動A&R絞車從而使A&R纜索拉緊和從A&R系統懸掛管道 131。然后允許起重滑車(未表示)與臺車125脫離，和使懸吊組件110與管道131脫離。在圖12d中，懸吊組件110已經沿著懸吊組件軌道124移動，從它在A&R線123中 位置通過它在投放線104中位置(如在圖12a中所示)移動到超過投放線104的靜止位置。 在這個靜止位置使氣缸121伸出從而使懸吊組件110與垂線成一角度，該角與塔同垂線形 成的角度相反，主要是為了適應懸吊組件對船102表面的取向。用這種方式，懸吊組件110 在塔106下面的區域產生一定的空間。將A&R纜索113放松使管道131下水直到第2纜索151繃緊。在圖12e中從第1纜索155脫開A&R水下索具鉤127和現在管道131只連接在第 2海中系統150。現在可由A&R絞車(未表示)索引A&R纜索113。雖然沒有表示，但如果 需要也可由第2海中系統150牽引第2纜索151去吊掛管道131。
權利要求
1.用于將附件安裝到要鋪設到海底的管道上的方法，其中利用海中管道安裝系統鋪設 離岸管道，該系統包括 船， 具有限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，該塔是可樞轉地安裝在所述船上 和適合用于在塔的第1位置沿著塔投放線將管道下水進入海中，在塔的第1位置該塔相對 垂線成α角， 支持在塔投放線下部的懸吊組件，用于夾持和支持先前已下水管道的重量， 拋投和回收(A&R)系統，包括裝設在塔投放線上面位置的至少一根A&R纜索和有一 個或多個滑輪的滑輪裝置， 附件操作裝置，用于將附件設置在塔投放線中懸吊組件和拋投及回收滑輪裝置之間，該方法包括如下步驟 從該塔相對垂線成α角的該塔第1位置將管道下水沿對應塔投放線的管道下水軌 線進入海中， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 眷將附件放置在塔投放線中， 將附件連接到懸吊組件中已下水的管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛該附件和已下水的管道， 使懸吊組件脫離已下水管道， 樞轉管道下水塔到附件下水位置，在該位置塔相對垂線成Y角，Y角顯著不同于α 角，從而產生足夠大的管道下水軌線以便使帶有A&R系統的附件和已下水的管道入水， 通過A&R系統下降帶有已下水管道的附件。
2.按照權利要求1所述的用于將附件安裝在管道中的方法，其特征在于該附件包括管 道終端部分，該方法還包括如下各步驟 用A&R纜索將附件和已下水管道入海直到管道終端部分到達懸吊組件位置的相同高度， 樞轉管道下水塔從附件下水位置回到第1位置，在附件下水位置該塔相對垂線成Y 角而在第1位置該塔相對垂線成α角，從而使管道下水軌線重新與塔投放線一致， 使管道終端部分與懸吊組件嚙合， 眷使A&R纜索與附件分離。
3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于在第1位置該塔包括在管道鋪設時與該船 的預定運動方向成銳角α，和其中將塔樞轉到塔的附件下水位置中較小的銳角Υ或較大 的銳角Y。
4.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，在第1位置該塔包括在管道鋪設時與該船 的預定運動方向成鈍角α，和其中將塔樞轉到塔的附件下水位置中較小的鈍角Υ或較大 的鈍角Y。
5.按照先前權利要求1-4中一項或多項所述的方法，其特征在于將塔設置在船中通海 阱上面。
6.按照先前權利要求1-4中一項或多項所述的方法，其特征在于將塔設置在該船的船尾。
7.按照先前權利要求1-6中一項或多項所述的方法，其中懸吊組件是由管道下水塔支 持，并可與該塔一起樞轉。
8.按照先前權利要求1-6中一項或多項所述的方法，其中懸吊組件是由該船支持，并 通過相關的懸吊組件樞轉機構可與管道下水塔一起樞轉。
9.用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，其特征在于該系統包括 船， 包括限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，將該塔圍繞塔的樞軸可樞轉地安 裝在所述船上和該塔適合在塔的第1位置沿塔的投放線將管道下水進入海中，塔在第1位 置相對垂線成α角， 由在管道下水塔下部中的支持構架支持的懸吊組件，用于夾持和支持先前已下水管 道的重量， 由在管道下水塔下部中的支持構架支持的工作站，包括工作人員可以進入的工作平 臺以便執行檢查操作等，因而支持構架可以沿著裝設在管道下水塔下部的支持構架導軌滑動，該支持構架導軌 基本上垂直于塔的轉軸和基本上垂直于塔投放線，從而使工作平臺和懸吊組件可滑動進入 和離開塔投放線。
10.按照權利要求9所述的海中管道安裝系統，其特征在于在支持構架和工作平臺之 間裝設平行于塔轉軸的平臺轉軸，從而使工作平臺可裝有萬向接頭獨立于塔的位置保持水 平狀態。
11.按照權利要求9或10所述的海中管道安裝系統，其特征在于該工作平臺包括兩個 平臺部分，在它們之間裝設平行于塔轉軸的回轉軸，從而使最靠近塔投放線的平臺部分可 以轉回以便清空圍繞塔投放線的區域。
12.按照權利要求11所述的海中管道安裝系統，其中回轉軸與平臺轉軸一致。
13.按照權利要求9-12中一項或多項所述的海中管道安裝系統，還包括拋投和回收 (A&R)系統，它包括管道下水塔支持的至少一根A&R纜索和有一個或多個滑輪的滑輪裝置， 其中支持構架還支持一個或多個A&R滑輪，從而使由支持構架支持的一個或多個滑輪也可 滑動進入和離開塔投放線。
14.用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，其中該系統包括 船， 包括限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，將該塔圍繞塔的樞軸可樞轉地安 裝在所述船上和該塔適合在塔的第1位置沿塔的投放線將管道下水進入海中，塔在第1位 置相對垂線成α角， 拋投和回收(A&R)系統，包括由管道下水塔支持的至少一根A&R纜索和有一個或多 個滑輪的滑輪裝置， 支持在塔投放線下部的懸吊組件，用于夾持和支持先前已下水管道的重量，其特征在于，懸吊組件和具有基本平行于塔轉軸的滑輪轉軸的一個或多個滑輪由支持構架支持，支 持構架可以沿著裝設在管道下水塔下部中的支持構架導軌滑動，該導軌基本上垂直于塔的轉軸和基本上垂直于塔投放線，從而使由支持構架支持的一個或多個滑輪和懸吊組件可以 滑動進入和離開塔投放線。
15.按照權利要求14所述的海中管道安裝系統，其特征在于由支持構架支持的滑輪中 至少一個適合在該滑輪的相反側引導至少一根A&R纜索，和支持構架至少在兩個位置之間 可以滑動，在一個位置由該滑輪的第1側引導至少一根A&R纜索，而在另一個位置由該滑輪 的相反側引導至少一根A&R纜索。
16.按照權利要求14或15所述的海中管道安裝系統，其特征在于由支持構架支持的滑 輪中至少一個可以在基本平行于塔轉軸的方向上運動。
17.按照前述權利要求14-16中一項或多項所述的海中管道安裝系統，其特征在于由 支持構架支持兩個滑輪，其中至少一個可以在基本平行于塔轉軸方向上運動，從而使A&R 系統可從單下降系統調整到雙下降系統，在單下降系統中在單根A&R纜索附近設置可運動 的滑輪用于引導這根A&R纜索，而在雙下降系統中在兩根A&R纜索附近設置兩個滑輪用于 引導這兩根A&R纜索。
18.按照前述權利要求14-17中一項或多項所述的海中管道安裝系統，其特征在于支 持構架還支持工作人員可進入的工作平臺用于執行檢查操作等，從而使工作平臺也可以滑 動進入和離開塔投放線。
19.按照權利要求18所述的海中管道安裝系統，其特征在于在支持構架和工作平臺之 間裝設平行于塔轉軸的平臺轉軸，從而使工作平臺可以裝有萬向接頭獨立于塔的位置保持 在水平位置。
20.按照權利要求19所述的海中管道安裝系統，其特征在于設置在最靠近塔投放線的 平臺部分伸展在由支持構架支持的一個或多個滑輪上面，和其中工作平臺包括兩部分，在 它們之間裝設平行于塔轉軸的回轉軸，從而使最靠近塔投放線的平臺部分可以轉回以便露 出該一個或多個滑輪。
21.按照權利要求20所述的海中管道安裝系統，其中回轉軸與平臺轉軸一致。
22.用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，所述系統至少適合執行絞車鋪管方法，其 中該系統包括 船， 一個或多個用于存儲要安裝的管道的存儲絞車， 包括限定投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，該塔可樞轉地安裝在所述船上和該 塔適合用于在塔的第1位置從存儲絞車通過投放線使管道下水進入海中，在塔的第1位置 該塔相對垂線成α角， 其中管道鋪設設備包括由管道下水塔支持在提升位置的管道引導裝置， 其中管道鋪設設備還包括一個或多個張緊裝置，每個張緊裝置包括多個導軌適合用 于嚙合管道和支持已下水管道的至少部分重量，由管道下水塔支持一個或多個張緊裝置，其特征在于，管道下水塔可以樞轉到第2位置，在該位置塔相對垂線成β角，β角與α角相反，在 該第2位置也可使管道從存儲絞車下水進入海中。
23.按照權利要求22所述的海中管道安裝系統，還包括支持在張緊裝置下的懸吊組件 用于夾持和支持先前已下水管道的重量，其中懸吊組件由管道下水塔支持，并可與該塔一起樞轉。
24.按照權利要求22所述的海中管道安裝系統，還包括支持在張緊裝置下面的懸吊組 件用于夾持和支持已下水管道的重量，其中懸吊組件由該船支持，通過相關的懸吊組件樞 轉機構可與管道下水塔一起樞轉。
25.按照權利要求22所述的海中管道安裝系統，還包括支持在張緊裝置下的懸吊組件 用于夾持和支持已下水管道的重量，其中懸吊組件由該船支持，通過相關的懸吊組件樞轉 機構可以獨立于管道下水塔樞轉。
26.按照權利要求22-25中一項或多項所述的海中管道安裝系統，其特征在于通過懸 吊組件移動機構可使懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線中的位置。
27.按照權利要求2216中任一項所述的海中管道安裝系統，其中在第1位置該塔包括 在鋪管期間與該船的運動方向成銳角，而在第2位置該塔包括在鋪管期間與該船的運動方 向成鈍角。
28.按照權利要求22-27中任一項所述的海中管道安裝系統，還包括拋投和回收(A&R) 系統，它包括由管道下水塔支持的至少一根A&R纜索和有一個或多個滑輪的滑輪裝置。
29.用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，其中該系統包括 船， 包括限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，將該塔可樞轉地安裝在所述船上 和該船適合用于在該塔第1位置沿投放線將管道下水進入海中，在第1位置該塔相對垂線 成α角， 拋投和回收(A&R)系統，包括由管道下水塔支持的至少一根A&R纜索和有一個或多 個滑輪的滑輪裝置，其特征在于，在管道下水塔的上面位置裝設A&R滑輪裝置的一個或多個滑輪，和在A&R臺車上裝設 A&R滑輪裝置的一個或多個其他滑輪，臺車是由管道下水塔支持并基本上可以平行于塔投 放線運動。
30.按照權利要求四所述的海中管道安裝系統，其特征在于將A&R臺車軌道裝設在管 道下水塔，沿著該軌道可使A&R臺車運動。
31.按照權利要求四或30所述的海中管道安裝系統，其特征在于A&R臺車至少可以鎖 定在它的最低位置，例如用銷釘。
32.按照權利要求四-31中任一項所述的海中管道安裝系統，其特征在于裝設有恒定 張力控制(移動補償)的A&R臺車絞車用于使A&R臺車沿著管道下水塔運動。
33.按照權利要求四-32中任一項所述的海中管道安裝系統，其特征在于可將管道下 水塔樞轉到塔相對垂線成β角的第2位置，β角與α角相反，在該第2位置也可將管道 從存儲絞車下水進入海中。
34.按照權利要求四-33中任一項所述的海中管道安裝系統，還包括懸吊組件用于夾 持和支持先前下水管道的重量，該組件被支持在A&R臺車最低位置之下。
35.用于鋪設離岸管道的海中管道安裝系統，其中該系統包括 船， 包括限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，將該塔可樞轉地安裝在所述船上和該塔適合用于在塔的第1位置中沿塔投放線將管道下水進入海中，在其第1位置該塔相 對垂線成α角， 支持在投放線下部的懸吊組件，用于夾持和支持先前已下水管道的重量， 拋投和回收(A&R)系統，包括由管道下水塔支持的至少一根A&R纜索和滑輪裝置， 其特征在于，將A&R系統與管道鋪設設備相反地安裝在塔上從而它限定A&R線與塔投放線遠離并相 反，和通過懸吊組件移動機構使懸吊組件可從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線中的位置。
36.按照權利要求35所述的海中管道安裝系統，其特征在于可將管道下水塔樞轉到塔 相對垂線成β角的第2位置，β角與α角相反，在該第2位置也可將管道下水進入海中。
37.按照權利要求35或36所述的海中管道安裝系統，還包括用于將附件定位在A&R線 中的附件操作裝置。
38.按照權利要求35所述的海中管道安裝系統，其中懸吊組件是由管道下水塔支持， 和可與塔一起運動。
39.按照權利要求35所述的海中管道安裝系統，其中懸吊組件是由該船支持，和通過 相關的懸吊組件樞轉機構可以樞轉。
40.按照權利要求35-39中一項或多項所述的海中管道安裝系統，其中懸吊組件移動 機構包括在管道鋪設時基本平行于甲板和基本平行于該船預定的運動方向的一對軌道，沿 著軌道可將懸吊組件從塔投放線平移到A&R線。
41.用于將附件安裝到要鋪設到海底的管道上的方法，其特征在于利用按照先前權利 要求35-40中一項或多項所述的海中管道安裝系統，該方法包括如下步驟 將管道從塔的第1位置沿塔投放線下水進入海中，在第1位置塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 通過懸吊組件移動機構使帶已下水管道的懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動 到在A&R線中的位置，眷將附件定位在A&R線中， 將附件連接到懸吊組件中已下水的管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛附件和已下水管道， 使懸吊組件與已下水管道脫離， 通過懸吊組件移動機構將懸吊組件從它在A&R線中的位置移動到在塔投放線中的 位置， 由A&R系統下降帶有已下水管道的附件。
42.至少按照權利要求沈和41所述的將附件安裝在管道中的方法，其特征在于如下步驟 將管道從塔的第1位置在塔投放線中下水進入海中，在第1位置塔相對垂線成α 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 將管道下水塔樞轉到第2位置，在該位置塔相對垂線成β角， 通過懸吊組件移動機構將帶有已下水管道的懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線中的位置，眷將附件定位在A&R線中， 將附件連接到懸吊組件中已下水的管道和連接到至少一根A&R纜索， 從A&R系統懸掛附件和已下水管道， 使懸吊組件與已下水管道脫離， 通過懸吊組件移動機構將懸吊組件從它在A&R線中的位置移動到在塔投放線中的 位置， 由A&R系統下降帶有已下水管道的附件。
43.按照權利要求41或42所述的方法，其特征在于附件裝有管道終端部分，該方法接 著如下步驟 由A&R纜索使附件和已下水管道下水直到管道終端部分到達懸吊組件位置的相同高度， 通過懸吊組件移動機構將懸吊組件從它在塔投放線中的位置移動到在A&R線中的 位置， 使管道終端部分與懸吊組件嚙合， 使A&R纜索與附件脫離。
44.將已下水的管道從按照權利要求36所述的第1海中管道安裝系統轉移到包括絞車 和纜索的第2海中系統的方法，該方法包括如下步驟 從塔的第1位置將管道下水進入海中，在第1位置塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中的已下水管道， 將管道下水塔樞轉到第2位置，在該位置塔相對垂線成β角， 將至少一根A&R纜索和第2海中系統的纜索兩者都連接到已下水管道， 從A&R系統懸掛已下水管道， 使懸吊組件與已下水管道脫離， 通過至少一根A&R纜索使已下水管道繼續下水直到第2海中系統的纜索繃緊， 使至少一根A&R纜索與已下水管道脫離并由第2海中系統的絞車支持已下水管道。
45.將已下水管道從第1海中管道安裝系統轉移到包括絞車和纜索的第2海中系統的 方法，其特征在于用于鋪設離岸管道的第1海中管道安裝系統包括 船， 包括限定塔投放線的管道鋪設設備的管道下水塔，將該塔可樞轉地安裝在所述船上 和該塔適合用于在塔的第1位置沿著投放線將管道下水進入海中，在第1位置塔相對垂線 成α角，和其中管道下水塔可樞轉到第2位置，在該第2位置塔相對垂線成β角，β角與 α角相反，在第2位置也可將管道下水進入海中， 支持在投放線下部中的懸吊組件，用于夾持和支持先前已下水管道的重量， 拋投和回收(A&R)系統，包括設置在投放線中上面位置的至少一根A&R纜索和有一 個或多個滑輪的滑輪裝置， 該方法包括如下步驟 從塔的第1位置將管道下水進入海中，在第1位置塔相對垂線成α角， 停止管道下水，和放開在懸吊組件中已下水的管道， 樞轉管道下水塔到塔相對垂線成β角的第2位置， 將至少一根A&R纜索和第2海中系統的纜索兩者都連接到已下水管道， 從A&R系統懸掛已下水管道， 使懸吊組件與已下水管道脫離， 通過至少一根A&R纜索使已下水管道下水直到第2海中系統的纜索繃緊， 使至少一根A&R纜索與已下水管道脫離并由第2海中系統的絞車支持已下水管道。
全文摘要
用于將附件(232)安裝在要鋪設到海底的管道(231)上的方法，包括如下步驟從塔的第1位置將管道下水沿對應于塔投放線的管道下水軌線入海，在第1位置塔相對垂線成α角，停止管道下水，和放開在懸吊組件(10，110，210，710)中的已下水管道，將附件定位在塔投放線中，將附件連接到懸吊組件中的已下水管道和連接到至少一根拋投和回收(A&R)纜索(13，113，213，713，813)，從A&R系統(11，111)懸掛附件和已下水管道，使懸吊組件與已下水管道脫離，樞轉管道下水塔到附件下水位置，在該位置塔相對垂線成Y角，該Y角顯著地與A角不同，從而產生足夠大的管道下水軌線，以便用A&R系統使附件和已下水管道繼續下水，通過A&R系統下降帶有已下水管道的附件。
文檔編號F16L1/16GK102084166SQ200880130128
公開日2011年6月1日 申請日期2008年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者A·L·費詹, J·魯登伯格, R·L·W·諾文斯, T·W·A·維梅杰 申請人:伊特雷科公司