[发明专利]涉及管敷设的改进

说明书

技术领域

本发明涉及用于在离岸操作期间，例如在管敷设期间的‘级联’布置中，接合两个以上平行的管、电缆或其它细长元件的系统。本发明包含接合设备和装置以及用于将这些接合设备适配到管、电缆或其它细长元件上以及管、电缆或其它细长元件之间的方法。

背景技术

通常期望的是沿着相同的海底路线来安装两个以上的细长元件，诸如用于承载碳氢化合物的大直径的主管以及用于承载用于生产碳氢化合物的水、气体或化学物质的小直径的辅管。

虽然在本说明书中管用作实施例，但是元件无需为用于承载流体的管，而是可以为用于运载电力或数据的电缆。辅元件经常具有比主元件小得多的直径（典型地<20cm），但是在广义上元件之间的尺寸差对于本发明不是至关重要的。

在诸如管或电缆的元件沿着相同路线的情况下，同时安装元件是有益的。这通常是通过级联技术来实现的，即，一个或多个辅助元件通过一系列夹子附接到管敷设用船上的主要元件上，并且随后元件一起平行地朝向海底下水。

级联管道的安装涉及到将辅管放卷到管敷设用船上。主管也可以卷轴-敷设布置放卷，但是其可制造在管敷设用船上，例如在S敷设操作中。

图1中示意性示出的典型的卷轴-敷设船10装配有用于展开主管14的存储和展开卷轴12，并且具有能够以各种敷设角展开一系列产品的可调节敷设坡道16，敷设角可从大约20°至90°至水平。敷设坡道16的倾斜是通过在其中敷设管道的水的深度以及通过管道的特性诸如其直径和硬度来确定的。

在卷轴12的下游接连处，敷设坡道16承载了：用于引导主管14的引导斜槽18；用于拉直主管14的管拉直器20；用于将主管14夹持在铰接轨道之间的轨道式张紧器22；以及无论何时张紧器22释放主管14都夹紧主管14的定位夹子24。可以使用可动夹子替代轨道式张紧器22；除非上下文要求，否则本说明书中提到的张紧器应当视为包括可动夹子。

如图2所示，当以级联模式操作时，级联卷轴26能够装配到船10上，用于借助主管14展开诸如辅管28的辅元件。在该模式下，级联斜槽30引导辅管28，并且辅管28与主管14对准，使得辅管28与张紧器22下游的主管14平行。辅管28随后位于主管14的纵向中心线的正上方，或者当主管14垂直时在主管14的纵向中心线的正后方。辅管28随后准备好在张紧器22和定位夹子24之间的敷设坡道15上被夹紧到庇护所32中的工作平台处的主管14上。

实际上，附加的拉直器可用于级联斜槽30下游的辅管28，但是为清晰起见从图2中省略了该附加的拉直器。而且，辅管28可经过附加的张紧器，但是该张紧器不是必需的并且同样为清晰起见省略了该张紧器。

在现有技术的级联布置中，已知的是辅管28在与主管对准之前完全围绕张紧器22转向。这使得在不使辅管过度弯曲的情况下很难对准辅管28或者需要附加的拉直，除非在张紧器22的下方存在大的且不利的间隙。沉重的张紧器22应当尽可能低地安装到敷设坡道16上以辅助船10的稳定性。

授予Willis（受让人：Stolt Comex Seaway Ltd.）的美国专利5975802具体地公开了一种已知的级联布置，包括在主管和辅管经过其相应的斜槽且使其到一起用于夹紧时主管和辅管的路径之间的关系。在美国专利5975802中所示的实施例中，主管在管敷设船上被制造并且辅管从卷轴放卷，但是本领域技术人员清楚地知道，可通过增加用于主管的存储和展开卷轴来卷绕两个管，如图2所示。美国专利5975802的内容通过引用合并于本文中，作为本发明的技术背景。

图3所示的已知的级联夹子34在主管14和辅管28之间采用了橡胶或聚氨酯制成的锥形鞍状块36。块36具有定形为适配主管14的截面曲率的凹形底面以及用于环绕和固持辅管28的孔。块36为两个部分，当组装到一起时，两个部分限定孔且围绕辅管28。

在使用时，块36的两个部分围绕辅管28组装以将辅管28固持在孔中。然后，通过环绕主管14和块36的张紧的平行周向带子38将固持辅管28的块36附接到主管14上。带子38在保持辅管28与主管14平行且略微间隔开的同时将块36的两个部分保持在一起。

对夹子34的耐用要求高。块36和带子38必须承受将管道从管敷设船10下放到海底的应力。如果不使用附加的张紧器，块36和带子38还需要承受将辅管28从级联卷轴26拉离的负荷。此后，块36和带子38必须继续将辅管28固持在主管14上以获得管道通常至少二十年的寿命，而无需管14、28之间的显著的相对运动。