[发明专利]管中管组件的船上制作

说明书

一种铺管船，具有两条管柱制造线和流水作业线，其中，管柱制造线设计成用于同时操纵分别用作内管和外管的两个不同的管外直径。此外，该船具有管中管组装作业工位，用于将内管和外管组装成管中管构造。该船所设计的布局允许由单联管生产海上管中管管柱，其中，最优地利用了可用空间，并且可以在海上安全地生产管中管管柱。

技术领域

本发明涉及一种设计成在船上将单联管制作成形成刚性管中管的管柱的组件的船以及这种管中管的生产方法。此外，本发明涉及一种用于组装管中管管柱的作业工位。

背景技术

熟知的是，海底铺管船有各种构造，其中，J型铺设(J-lay)和S型铺设(S-lay)最常用于刚性流动路线的安装。S型铺设一般用于浅水深度中的管线安装，而J型铺设用于深水。在全球范围内，在不同深度处且对于计划的管线路线在深度上有所变化地发现和开发海上油田。有利地，能够实现两种铺设方法的船因此可用于所有海上刚性管线安装。

由于这些船是浮动的全天候(24/7)的运行工厂且船上有200－500名熟练技术人员的事实，因此铺管船的运行成本非常高。由此，操作者一直致力于优化并由此最小化铺管船安装海上油田开发设施所花费的时间量。

通过将多个所谓的单联管焊接在一起来构建常规管线，以达到油田中最终所需的管线长度，所述单联管是约12m长的管。通常，这是分步进行的，其中，首先将多个单联管焊接成双联管柱(24m)、三联管柱(36m)和/或四联管柱(48m)，然后再将其焊接到悬挂于铺管船的管线上，也即在海上现场安装管线。通过利用这些中间管柱长度，可以在最小化为了产生所需管线长度而在现场制造上所花费的“关键时间(critical time)”量与保持对预制管柱的操纵相对容易两者之间得到最优方案。该关键时间决定了铺管船在安装管线的作业上所花费的时间量，并且一般在很大程度上决定了海底铺管项目的成本。

取决于海上油田的特性，可能需要高度隔热的生产管线，用于从油田运输石油。这可能对于深水和超深水操作特别有意义。在这些操作中，海床温度会引起管线内容物的凝固。通常，将“湿隔热”应用于管线，从而提供隔热。湿隔热涵盖一系列隔热涂层材料，包括发泡的人造PU、PP和硅树脂材料，这些材料被施加到管线的外部，因此将与海水直接接触。这些管在到达船时已被预涂覆，在船上，在焊接后，仅需在已焊接部段上安设称为现场接头涂层的一小部段涂层。因此，海上管线的制造时间由管操纵、焊接和现场接头涂层操作确定。

当需要更好的隔热特性时，应用“干隔热”材料，比如气凝胶(Aerogel)、微孔隔热物(Izoflex)或岩棉(Rockwool)。已知的是，一旦这些材料被液体浸透，这些材料的隔热特性就会迅速下降，因此必须构建干燥的隔热管线，以便使隔热件始终保持干燥。这一般通过将管线构建为管中管(PiP)管线来实现，其中，线路包括内管和外管，其间夹有干隔热材料。可以将PiP构建为滑动的、型锻的或固定的PiP，这些是熟知的PiP类型。也可以对内管与外管之间的空间施加真空，以进一步增强隔热性。

由于在PiP中存在的两倍的管量，这种管柱的生产涉及多于两倍量的制作步骤，以及增多的管操纵和专用设备的使用。因此，PiP的制造一般需要更多的空间和更多的时间。在海上环境中，这些所需操作的可用空间是受限的。为了确保尽可能安全地进行海上制作并限制海上制作时间，对于迄今为止借助PiP的铺管项目，部分管柱生产在岸上场地中进行。然后，在岸上场地制造PiP双联管、三联管和/或四联管，并在铺管船停靠时使用驳船将其装运到铺管船。

该方法的缺点在于，管柱的运输带有相关联的运输损坏风险。此外，它需要广泛的协调和项目管理，以确保预制进度计划与运输和海上生产/安装进度计划配合得当。在世界上的铺管项目中，要么必须应对非常长距离的装运，要么需要在全球范围内布设场地以最小化PiP管柱的装运距离，从而导致需要能完全配备PiP管柱生产的许多场地的成本或持续的重新安置费用。对于极端边远地区，协调管柱运输更加困难，在这些地区，由于冰，一年中的大部分时间段都无法使用常规驳船进行运输。

期望的是，能够以减少的操作协调和成本来生产海上管中管管线。