[实用新型]卷筒式海底管道铺设作业船

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在海床上铺设水下管道的海底管道铺设作业船及其作业方法。

背景技术

海底管道是海上油气田开发工程建设的一个重要组成部分，需采用海底管道铺设作业船及船载铺管设备进行铺设及安装。管道是以钢管生产长度供应的，这些钢管在水面上连接起来以后再以连续的管道从作业船上铺放到海底下面去。

在连接和铺设连续管道方面一般有两种方法。一种方法是管道海上焊接，即先将铺管船驶抵指定作业海域，然后利用铺管船上的焊接站把定长的钢管焊接起来，同时将焊接好的管道放入水中。根据管道下水方式不同又可分为S型铺设和J型铺设。S型铺设因在铺设过程中管道从铺管船到海底面形成“S”型的曲线而得名。J型铺设是由于在铺设过程中管道从铺管船到海底面形成“J”型的曲线而得名。第二种方法是管道岸上焊接，即利用岸上环境可控的焊接作业站将一定数量的钢管焊接起来，并卷到一个大卷筒上，然后把卷筒移到铺管船上，将铺管船驶抵指定海域后打开管卷将连续的管道铺设到海底，这种方法即是卷筒铺设法。

与S型和J型铺管方式相比，卷筒铺管作业方式具有很多优点：(1)铺管效率高——由于管道在岸上完成焊接等工作，卷筒铺设的速度较快，可高达1千米/小时；(2)管道焊缝质量高——因为在岸上可控环境中完成管道的焊接、探伤等工作，管道的焊接质量可以获得很好的保证；(3)铺管成本低——管道的焊接和探伤等工作都在岸上完成，且缩短了海上施工作业时间，这都降低了铺管作业成本。尽管卷筒铺管方式具有很多优点，但由于现有技术及船体结构限制，目前卷筒铺管船仍仅限于铺设柔性管(如电缆、控制缆等)和小直径钢管，而不能用于铺设目前使用越来越多的大直径薄壁钢管，因此大大限制了卷筒铺管船的应用。其主要原因是钢管缠绕在卷筒上后会产生弯曲应变。对于一定直径的卷筒，缠绕钢管的直径越大，钢管内产生的应变越大，而壁厚越薄，容许的应变越小，因此管道越容易产生塑性变形而破坏，或影响铺设管道的质量，埋下安全隐患。

为了发挥卷筒铺管方式的优势，提升卷筒铺管船铺设大直径薄壁钢管的能力，最有效的方法是增加卷筒的直径，即增加缠绕钢管的弯曲半径，从而降低钢管的弯曲变形。但现有的卷筒铺管船无法安装大直径卷筒，因为卷筒直径增加，铺管船重心随之升高，稳性下降，降低了抗风浪能力，增大了海上铺管作业的危险性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种卷筒具有升降功能的卷筒式海底管道铺设作业船，降低船体重心高度，使得在不牺牲船体稳性条件下可以增大所铺设卷筒的直径。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种卷筒式海底管道铺设作业船，包括船体、卷筒、用于驱动该卷筒转动的卷筒驱动机构、绕设于卷筒上的管道和管道张紧矫直机构，船体包括甲板和底壳，其中，船体的甲板下方设有供卷筒下沉的中心月池，该中心月池贯通甲板和船体的底壳；该作业船还包括一卷筒升降机构，该卷筒升降机构可驱动卷筒沿中心月池上升和下降。

采用上述技术方案后，本实用新型的卷筒可以下降到甲板下的中心月池内，降低船体的重心，可在不牺牲船体稳性条件下大幅增加卷筒直径，从而能够降低缠绕钢管的弯曲变形程度，增大可铺设管道的管径范围，提升了铺管船的铺管能力。

附图说明

图1为本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船的立体示意图；

图2为本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船的主视示意图；

图3为本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船的后视示意图；

图4为本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船的仰视示意图；

图5为本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船的卷筒升降机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1至图4所示，本实用新型的卷筒式海底管道铺设作业船包括船体1、上层建筑2、卷筒3、卷筒升降机构4、管道5、管道张紧矫直机构6以及卷筒驱动机构7。船体1包括甲板13和底壳14，船体的甲板13下方设有供卷筒3下沉的中心月池11，该中心月池11贯通甲板13。卷筒升降机构4可驱动卷筒3沿着该中心月池11上升和下降。在一种实施方式中，该中心月池11还同时贯通底壳14，使得卷筒3得以部分地下降到水中。