海上管道鋪設和管線廢置方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及海上管道鋪設領域，其中從海上管道鋪設船將管線鋪設至海底。特別地，本發明涉及通常由于惡劣氣候而造成的管線廢置。
【背景技術】
[0002]—般而言，海上管道鋪設船裝配有A&R系統，A&R系統為“廢置和回收系統”的簡稱。
[0003]裝配有A&R系統的海上管道鋪設船的一個示例公開于W02007/108673。這種已知的船包括管線入水塔架。管線轉向器被支撐在塔架上的較高位置處。管線轉向器的下方是由所述塔架支撐的可收回張緊裝置。當從被張緊裝置保持的管線部段切斷入海管線時，懸垂夾具允許保持入海管線。這種已知的船也具有用于管線的廢置和回收的A&R系統。A&R系統包括A&R絞盤和A&R纜繩，以及用于該纜繩的滑輪布置，所述滑輪布置包括A&R纜繩懸掛滑輪，所述A&R纜繩懸掛滑輪可移動地安裝在塔架上并且允許將A&R纜繩懸掛在作業線中。
[0004]雖然在W02007/108673中未具體公開，通常的實踐是提供具有啟動系統的船用于啟動管道鋪設過程。已知的啟動系統包括啟動絞盤和啟動纜繩。在啟動程序中，啟動纜繩通過通常設置在最低的張緊裝置的下方的啟動纜繩滑輪而向上經過張緊裝置然后越過管道鋪設轉向器，使得該纜繩可以連接至待鋪設的管線。該管線例如纏繞在水平軸線儲存卷筒上或者進行豎直軸線轉盤儲存。通過啟動絞盤(所述啟動絞盤具有比A&R絞盤明顯更低的牽引能力)的操作，管線沿著管線轉向器而被拉動并且進入張緊裝置。然后使張緊裝置接合在管線上并且將啟動纜繩脫離。
[0005]例如W02007/108673的船可能使用的通常的A&R程序包括如下步驟:
[0006]-停止管道鋪設并且在一個或多個張緊裝置下方的位置處將懸垂夾具與管線接入
η ?
[0007]-將入海管線的重量轉移至懸垂夾具，
[0008]-切斷在懸垂夾具與一個或多個張緊裝置之間的管線，
[0009]-將A&R纜繩連接至由懸垂夾具保持的入海管線的上端，
[0010]-釋放懸垂夾具，
[0011 ]-操作A&R絞盤并從而將管線下降至海底。
[0012]由于進行管道鋪設處的水深極大，深度無一例外地超過1000米，并且深度在2000米和3000米范圍的情況越來越常見，因而對A&R系統和相應的A&R程序的要求也日益增加。
[0013]例如，主要的是水深導致需要A&R系統在較大深度處的巨大負載能力。
[0014]另一個因素是可以進行廢置程序的速度和容易度，例如鑒于惡劣的氣候條件而進行廢置所涉及的人員要求和所需時間。
[0015]另一個因素是A&R程序可能對留在管線裝置中的管線部段產生的作用。例如，在一些已知的A&R程序中預見到的是，在廢置程序的過程中將在停止管道鋪設之時保持在張緊裝置中的管線部段丟棄。
[0016]已經發現現有的A&R程序和系統不完全令人滿意。
【發明內容】
[0017]因此，本發明的目的是提供特別是在管線廢置方面(例如鑒于惡劣氣候條件)改進的方法和管道鋪設裝置.
[0018]本發明提出根據權利要求1的前序部分的方法，所述方法的特征在于管線廢置包括:
[0019]-停止管道鋪設并且在一個或多個張緊裝置下方的位置處將懸垂夾具與管線接入
η ?
[0020]-將入海管線的重量轉移至懸垂夾具并且通過懸垂夾具將入海管線保持在作業線中，
[0021]-在懸垂夾具與一個或多個張緊裝置之間切斷管線，
[0022]-將輔助張緊設備連接至被一個或多個張緊裝置保持的管線的下端，
[0023]-將管線張力從一個或多個張緊裝置轉移至輔助張緊設備，
[0024]-將一個或多個張緊裝置從管線釋放，使得在管線轉向器與輔助張緊設備之間的管線部段被保持在作業線中，
[0025]-通過至少使管線轉向器和輔助張緊設備兩者移動并且因此使所述管線部段移動離開作業線從而騰出作業線，
[0026]-將A&R纜繩設置在通過所述管線部段騰出來的作業線中，
[0027]-將A&R纜繩連接至被懸垂夾具保持在作業線中的入海管線的上端，
[0028]-將入海管線的重量從懸垂夾具轉移至A&R纜繩，
[0029]-將懸垂夾具從入海管線釋放，
[0030]-操作A&R絞盤并且因此將管線降低至海底。
[0031]本發明的方法因此設想的是，在從通過懸垂夾具而保持在作業線中的入海管線將部段切斷之后，通過使最初由一個或多個張緊裝置保持在作業線中的管線部段轉移離開作業線從而騰出或清空作業線。進行管線部段的該轉移(例如更靠近塔架)同時通過輔助張緊設備將所述管線部段保持在張力下，所述輔助張緊設備不同于用于管道鋪設過程所使用的一個或多個張緊裝置并且在至少一個張緊裝置的導軌的下方，優選在最低的張緊裝置的下方接合至該管線部段。
[0032]優選地，輔助張緊設備適配成提供施加至該管線部段的張力的控制，例如從而允許該管線部段在恒定張力下維持張緊。例如，輔助張緊設備包括絞盤和/或一個或多個致動器(例如液壓缸)，所述致動器適配成提供施加至管線部段的張力的控制。
[0033]在一個實施方案中，輔助張緊設備包括輔助絞盤、輔助張緊纜繩，和輔助張緊纜繩滑輪，其中所述方法包括使所述輔助張緊纜繩滑輪在起作用的位置與收回位置之間移動，所述起作用的位置與作業線對齊，所述收回位置遠離作業線從而騰出作業線。
[0034]在一個實際的實施方案中，輔助張緊設備為用于啟動管道鋪設的啟動系統，所述啟動系統包括啟動絞盤、啟動纜繩，和啟動纜繩滑輪，其中所述方法包括使所述啟動纜繩滑輪在起作用的位置與收回位置之間移動，所述起作用的位置與作業線對齊，所述收回位置遠離作業線從而騰出作業線。在該實施方案中，廢置程序可以包括:
[0035]-停止管道鋪設并且在一個或多個張緊裝置下方的位置處將懸垂夾具與管線接
[0036]-將入海管線的重量轉移至懸垂夾具并且通過懸垂夾具將入海管線保持在作業線中，
[0037]-在懸垂夾具與一個或多個張緊裝置之間切斷管線，
[0038]-將啟動纜繩連接至被一個或多個張緊裝置保持的管線的下端，
[0039]-將管線張力從一個或多個張緊裝置轉移至啟動纜繩，
[0040]-將一個或多個張緊裝置從管線釋放，使得在管線轉向器與啟動纜繩之間的管線部段被保持在作業線中，
[0041]-通過至少使管線轉向器和啟動纜繩滑輪兩者移動并因此使所述管線部段移動離開作業線從而騰出作業線，
[0042]-將A&R纜繩設置在通過所述管線部段騰出來的作業線中，
[0043]-將A&R纜繩連接至被懸垂夾具保持在作業線中的入海管線的上端，
[0044]-將入海管線的重量從懸垂夾具轉移至A&R纜繩，
[0045]-將懸垂夾具從入海管線釋放，
[0046]-操作A&R絞盤并且因此將管線降低至海底。
[0047]作業線的騰出可以優選包括管線轉向器和輔助張緊設備(例如啟動纜繩滑輪)同時移動離開作業線。一旦已經騰出作業線，則A&R纜繩設置在作業線中并且連接至通過懸垂夾具保持就位的入海管線的上端。
[0048]轉移該管線部段從而騰出作業線優選使得該管線部段與作業線隔開至少0.2米，例如至少0.5米，能夠為至少I米，從而避免與A&R纜繩(和位于其上的通常具有較大體積的任何A&R纜繩連接器)的任何后續干擾。在塔架具有一個或多個扶正器的實施方案中，設想一旦A&R連接器朝向入海管線端部穿過扶正器，則扶正器圍繞A&R纜繩關閉用以為所述纜繩提供引導。
[0049]如果塔架設置有一個或多個可收回的張緊裝置，則騰出作業線的步驟可以包括使所述一個或多個可收回張緊裝置收回。所述張緊裝置的示例及其收回公開于W02007/108673，所述公開以引用的方式并入本文。在實施方案中，每個張緊裝置的收回可以基本上包括使張緊裝置例如平移進入實施入水作用的塔架的兩個豎直支腿構件之間的空間。在其它實施方案中，收回可以包括使張緊裝置例如圍繞豎直樞轉軸線樞轉至收回位置。
[0050]在例如在一個或多個張緊裝置具有固定地裝配至塔架的張緊裝置框架的情況下進行的本發明的方法的其它實施方案中，設想張緊裝置的一個或多個導軌移動至張緊裝置框架內的收回位置中，一個或多個導軌的該內部收回提供足夠的空隙使該管線部段進行側向轉移從而騰出作業線。在其它實施方案中，張緊裝置的框架可以折疊打開從而實現相對于作業線的收回。
[0051]在實際的實施方案中，在將輔助張緊設備連接至被一個或多個張緊裝置保持的管線的下端的步驟之前進行在懸垂夾具與一個或多個張緊裝置之間切斷管線的步驟。在一個實施方案中，特別當在兩個隔開的位置處切斷管線時，形成空間從而允許將輔助張緊設備(例如滑輪)的一部分設置在被一個或多個張緊裝置保持的管線的下方。
[0052]然而，還可設想輔助張緊設備可以在切斷管線之前連接至管線。例如，在切斷步驟之前所述管線可以已經裝配有位于一個或多個張緊裝置下方的連接器本體，所述連接器本體連接至輔助張緊設備并且僅在裝配至管線的連接器本體的下方切斷管線。例如管線裝配有(例如通過焊接)具有兩個完全相反的軛狀件端部的軛狀件，每個軛狀件端部連接至輔助張緊設備的纜繩。
[0053]在一個實施方案中，塔架設置有一個或多個扶正器，每個扶正器形成可以打開和關閉并且適配成將纜繩或管線集中在作業線中的孔。例如，至少一個下方扶正器位于最低的張緊裝置的下方。在一個實施方案中，如果需要的話，通過打開一個或多個扶正器的孔來進行騰出作業線的步驟，從而在所述騰出步驟中允許管線部段的移動。在一個實施方案中，在A&R纜繩已經沿著作業線朝向入海管線的上端被向下拉動之后，一個或多個扶正器的孔關閉，一個或多個關閉的扶正器將A&R纜繩維持在作業線中。
[0054]在實施方案中，待鋪設管線可以纏繞在水平軸線儲存卷筒上或者對于船上的管線進行豎直軸線轉盤儲存，例如船甲板下方的轉盤。
[0055]在本發明的方法特別有利的另一個實施方案中，海上管道鋪設船進一步包括具有一個或多個焊接站的水平管線組裝線，其中管道鋪設包括將管首尾焊接從而形成待鋪設管線。經組裝的管線經由管線給送軌道而直接到達塔架上的管線轉向器。所述管道鋪設船的示例公開于US5975802。
[0056]在一個實施方案中，管線組裝線具有指向為遠離塔架的管線組裝方向，并且海上管道鋪設船進一步包括組裝線轉向器(例如轉向器輪)，所述組裝線轉向器使管線向上轉向并且到達塔架上的管線轉向器。
[0057]在一個實施方案中，騰出作業線的步驟進一步包括以一定方式使組裝線轉向器移動并且使任何位于組裝線中的管線移動從而維持組裝線轉向器與塔架上的管線轉向器之間的恒定距離。例如，管線組裝線的一個或多個焊接站可移動地安裝在船上從而允許它們與組裝線轉向