Судно-трубоукладчик (варианты) и способ прокладки трубопроводов (варианты)

Судно-трубоукладчик (варианты) и способ прокладки трубопроводов (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении подводных трубопроводов. Судно-трубоукладчик содержит средство его продвижения, вышку, установленную шарнирно закрепленной с возможностью наклона относительно вертикали верхушкой вышки вперед в предполагаемом направлении движения прокладки трубопровода и низа вышки в противоположном направлении, средство подъема отрезка трубопровода с палубы в одну с вышкой линию, средства стыковки указанного отрезка трубопровода к проложенному трубопроводу и нижнюю спусковую аппарель, снабженную роликами и установленную с возможностью направления трубопровода при его спуске с судна. Вышка установлена в носовой части судна. Судно снабжено средствами сборки секций труб в отрезок трубопровода большей длины, натяжными устройствами, установленными с возможностью захвата укладываемого трубопровода и опускания его в воду при сохранении требуемого натяжения в трубопроводе, и по крайней мере одним хомутом, установленным с возможностью захвата трубопровода ниже натяжных устройств. Расширяет арсенал технических средств. 8 с. и 22 з.п. ф-лы, 17 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к прокладке трубопроводов под водой, в частности на море, с плавающего по воде судна.

Уровень техники

Технология прокладки трубопроводов в море, главным образом используемая до настоящего времени, известна как укладка в форме буквы S (типа S) или S-укладка. Вкратце эта технология может быть описана следующим образом. Секции труб, обычно 12-метровой длины, доставляются из порта на баржу-трубоукладчик посредством транспортных барж или транспортных судов и выгружаются на палубу баржи-трубоукладчика. Эти секции труб укладываются одна за другой вдоль монтажной платформы, которая обычно расположена горизонтально, либо в некоторых случаях имеет небольшой наклон в 5-10 (эта платформа называется площадкой наращивания трубопровода). Для создания непрерывного трубопровода на площадке наращивания на нескольких рабочих площадках выполняются операции, необходимые для завершения соединения секций труб. Когда добавляется новая секция, баржа двигается вперед и трубопровод, поддерживаемый на корме баржи-трубоукладчика наклонной спусковой аппарелью (или плавучим стингером), изгибается вокруг кормы вниз к морскому дну. Профиль трубопровода от судна-трубоукладчика до морского дна имеет форму длинной буквы S (откуда и происходит термин S-укладка или укладка трубопровода S-формой). Верхняя часть профиля называется "перегиб", а нижняя часть называется "прогиб". Для уменьшения возникающих в висящей части трубопровода напряжений на его протяжении от судна-трубоукладчика до дна в трубопроводе создается постоянное натяжение с помощью натяжных устройств. Существует ограничение глубины прокладки, до которой можно использовать этот способ. По мере увеличения глубины тяговое усилие, развиваемое натяжным устройством, необходимое для поддержания на приемлемом уровне натяжения трубопровода, быстро нарастает и, соответственно, возрастает обратное тянущее усилие, действующее по горизонтали со стороны трубопровода на судно-трубоукладчик. Упомянутые усилия могут быть сокращены путем увеличения угла спуска трубопровода в воду. Если угол близок к вертикальному (называется "J-укладка" или "укладка трубопровода J-формой"), величина необходимого натяжения трубопровода очень близка к весу участка трубопровода, длина которого равна глубине, а горизонтальная составляющая натяжения близка к нулю. Этому способу, напротив, присущи ограничения, заключающиеся в наличии минимальной глубины применения, поскольку для изгиба трубопровода на 90 при его укладке на морское дно требуется достаточно места, а при чрезмерно крутом изгибе трубопровода напряжения в нем превысят допускаемые.

Из патента США № 4068490 (ближайший аналог изобретения) известно судно-трубоукладчик, использующее принцип J-укладки и содержащее средство продвижения судна при прокладке трубопровода, вышку, установленную шарнирно закрепленной с возможностью наклона относительно вертикали верхушкой вышки вперед в предполагаемом направлении движения прокладки трубопровода и низа вышки в противоположном направлении, средство подъема отрезка трубопровода с палубы в одну с вышкой линию, средства стыковки указанного отрезка трубопровода к проложенному трубопроводу и нижнюю спусковую аппарель, снабженную роликами и установленную с возможностью направления трубопровода при его спуске с судна. Одним недостатком компоновки известного судна является расположение вышки внутри контура судна, что усложняет контроль прокладываемого трубопровода в месте касания грунта, а также завершение трубопровода при его выводе на сушу.

С учетом вышеупомянутых проблем задачей настоящего изобретения является создание устройства, способного прокладывать трубопроводы как на очень большой глубине, так и на сравнительно небольших глубинах, с соблюдением условий, обеспечивающих отсутствие повреждений трубопровода, и с высокой производительностью.

Сущность изобретения

Объектом изобретения является судно-трубоукладчик, содержащее средство продвижения судна при прокладке трубопровода; средства сборки секций труб на судне в основном в горизонтальном положении в отрезок трубопровода большей длины; вышку, установленную шарнирно закрепленной в зоне носовой части судна по предполагаемому направлению движения прокладки трубопровода с возможностью наклона относительно вертикали верхушкой вперед; средство подъема отрезка трубопровода с палубы в одну с вышкой линию, средства стыковки таких отрезков трубопровода к проложенному трубопроводу; натяжные устройства для захвата укладываемого трубопровода и опускания его в воду при сохранении требуемого натяжения в трубопроводе; один или несколько хомутов для захвата трубопровода ниже натяжных устройств; нижнюю спусковую аппарель, снабженную роликами, для направления трубопровода при его спуске с судна; и средство наблюдения за трубопроводом в месте касания им дна, установленное в кормовой части судна.

Объектом изобретения также является способ прокладки трубопроводов с судна с применением вышки, которую располагают рядом с носовой частью судна по предполагаемому направлению движения прокладки трубопровода, шарнирно крепят с возможностью наклона относительно вертикали верхушкой вперед. На судне в основном в горизонтальном положении периодически собирают секции труб в отрезок трубопровода большей длины, поднимают отрезок трубопровода в одну с вышкой линию, стыкуют отрезок трубопровода к проложенному трубопроводу, трубопровод захватывают посредством натяжных устройств и опускают его в воду с поддержанием требуемого натяжения в трубопроводе. Направление трубопровода в момент его выхода с судна осуществляют посредством роликовой спусковой аппарели, при этом ведут наблюдение с кормовой части судна за трубопроводом, в том месте, где ложится на дно. При любом прерывании процесса прокладки трубопровод захватывают по меньшей мере одним хомутом ниже натяжных устройств.

Размещение вышки (аппарели площадки наращивания трубопровода) в зоне крайней оконечности носовой части судна (или перед судном в предполагаемом направлении движения) с обеспечением соответствующего наклона оси трубопровода в сторону передней части судна в значительной степени облегчают процесс подвода трубопровода к платформе или другой аналогичной структуре при сооружении, например, S-образных колонн по цепной линии. Конец трубопровода может быть свободно опущен с судна с использованием лебедки для временного спуска и подъема трубопровода, а затем вытянут к платформе посредством одной или нескольких лебедок на платформе, при этом нет необходимости перемещать трубопровод под судном или отводить судно из его положения между концом трубопровода и платформой. Кроме того, трубопровод, опускаясь на дно, проходит под судном и точка его касания дна находится довольно близко от точки, находящейся прямо под кормой. Это упрощает наблюдение за касанием и управление прокладкой посредством дистанционно управляемого аппарата (ДУА) подводного обслуживания проложенного трубопровода, базирующегося на судне-трубоукладчике, без привлечения отдельного судна наблюдения. Средство наблюдения за трубопроводом может содержать средство дистанционного управления таким аппаратом с судна.

Средство продвижения судна может включать гребные винты, вращаемые с приводом от судовых двигателей. В другом варианте при использовании на относительно небольших глубинах перемещение судна может осуществляться лебедками с канатами, закрепленными на якорях, или подобным способом.

Благодаря установке вышки в зоне носовой части, а не в середине судна, как предлагалось раньше, освобождается очень большая поверхность палубы для хранения контейнеров с трубами и для соединения отрезков труб. Преимуществом средств сборки секций труб является то, что они содержат средства сварки четырех секций труб в один отрезок большей длины, предпочтительно путем сварки их попарно с последующим соединением пар. Таким образом, судно может получать стандартные 12,2-метровые секции, а на вышку поднимать отрезки длиной 48,8 м.

Преимуществом является и то, что вышка может поворачиваться между вертикальным положением и положением с наклоном около 30 вперед. Вышка также может быть опущена с небольшим углом к горизонтали для использования в качестве спусковой аппарели или стингера при выполнении S-укладки, однако в предпочтительном варианте вышка выполнена с возможностью ее демонтажа для осуществления S-укладки с этого конца судна. Тогда конец судна, который при J-укладке является носом, при S-укладке может стать кормой.

Средство подъема может содержать люльку-опору для удерживания отрезка трубопровода, шарнирно закрепленную в зоне подошвы вышки. Подобная шарнирная люлька-опора может подниматься или опускаться с использованием каната, закрепленного на вышке. Желательно, чтобы длина люльки-опоры была приблизительно такой же, как и максимальная длина поднимаемого отрезка трубопровода, в этом случае отрезок трубопровода может быть поднят дальше на вышку с помощью подъемника.

Средство сборки секций может содержать первую рабочую площадку, оборудованную для выполнения собственно сварки трубопровода, и вторую рабочую площадку, расположенную под первой на расстоянии одного отрезка трубопровода, где выполняется неразрушающий контроль соединения и его окончательная доводка. Таким образом, может производиться сварка одного соединения, в то время как предыдущее подвергается контролю, благодаря чему повышается скорость прокладки трубопровода. Вторая рабочая площадка может быть расположена между натяжными устройствами и хомутами.

В качестве натяжных устройств могут использоваться стандартные устройства, использующиеся для S-укладки. Использование натяжных устройств упрощает и ускоряет процесс опускания трубопровода и обеспечивает беспрепятственное прохождение анодов системы катодной защиты, ограничителей стяжных муфт и др.

Упомянутыми хомутами могут быть неподвижный фрикционный хомут и подвижный фрикционный хомут. Каждый из хомутов должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать максимальный вес трубопровода, который может укладывать судно, даже если трубопровод окажется заполненным водой.

В предпочтительном варианте нижняя спусковая аппарель содержит средство контроля нагрузки, действующей на трубопровод во время его прохождения по роликам, а также имеет регулируемую кривизну, с тем чтобы обеспечить оптимальную степень искривления трубопровода сообразно весу трубопровода и глубине его укладки при любых возможных условиях работы судна.

В предпочтительном варианте нижняя спусковая аппарель содержит нижнее направляющее устройство, имеющее несколько групп роликов, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль трассы трубопровода и ограничивающих боковые пределы этой трассы, причем направляющие ролики расположены таким образом, чтобы допускать некоторый изгиб трубопровода во время его прохождения через нижнее направляющее устройство. Допуская изгиб трубопровода в процессе его спуска с судна и регулируя этот изгиб, направляющие ролики снижают вероятность перегрузки трубопровода при выводе его из судна. Это также дает возможность распределить горизонтальные силы, воздействующие на трубопровод со стороны судна при прокладке, по разным группам направляющих роликов, благодаря чему напряжения, создаваемые на одной отдельной группе направляющих роликов, уменьшаются.

Обычно предпочтительной формой направляющих роликов является цилиндрическая, однако при необходимости могут быть использованы ролики других форм и даже возможно использование вращающихся канавок на некоторых или всех роликах, если это будет необходимо по какой-либо причине.

В предпочтительном варианте направляющие ролики по меньшей мере одной группы роликов включают в себя ролики, оси вращения которых наклонены друг к другу в плоскости, перпендикулярной вышке. В этом случае направляющие ролики окружают трубопровод по крайней мере по части окружности и тем самым допускают некоторое расхождение между положением судна и вышки, с одной стороны, и вертикальной плоскостью, проходящей через прокладываемый подводный трубопровод, - с другой. В предпочтительном варианте направляющие ролики по меньшей мере одной группы роликов расположены по меньшей мере на четверти окружности вокруг линии движения трубопровода: это обеспечивает возможность расхождения около 90 между положением судна/вышки, с одной стороны, и подводным трубопроводом - с другой. Еще более предпочтительно, когда направляющие ролики по меньшей мере одной группы роликов расположены в основном по всей окружности вокруг линии движения трубопровода - при этом направляющее устройство будет работоспособным при любой ориентации судна относительно подводного трубопровода.

В предпочтительном варианте нижнее направляющее устройство выполнено в форме воронки, развалом направленной в направлении движения трубопровода в процессе его прокладки, с углом развала, возрастающим в направлении движения трубопровода при прокладке. В этом случае, какой бы участок направляющего устройства ни использовался для направления трубопровода при его прокладке, трубопроводу придается контролируемый изгиб, а прикладываемые к трубопроводу силы распределены между роликами разных групп.

Хотя объем патентных притязаний на данное изобретение предусматривает возможность использования направляющих роликов и для создания некоторого натяжения трубопровода, в предпочтительном варианте направляющие ролики установлены с возможностью свободного вращения, в результате чего единственной силой, воздействующей на трубопровод со стороны направляющих роликов, является поперечная сила.

В предпочтительном варианте по крайней мере некоторые из направляющих роликов установлены с возможностью вращения в подшипниках, закрепленных на эластичной подвеске (с возможностью упругого смещения) непосредственно или посредством других элементов. Достоинством изобретения является и то, что податливость направляющего устройства обеспечена за счет установки роликов на упругой конструкции с возможностью изменения положения оси вращения ролика, а не, к примеру, за счет упругости конструкции самого ролика, в результате чего изменяется эффективное направление роликов. Каждый ролик может быть установлен отдельно на собственной эластичной подвеске, однако предпочтительным является установка всей группы роликов на одной эластичной конструкции, обеспечивающей упругое смещение.

Нижнее направляющее устройство прежде всего требуется для прокладки сравнительно жестких трубопроводов, в противоположность, например, трубопроводам настолько мягким, что могут быть свернуты в катушки при хранении. Желательно, чтобы сопротивление подшипников упругому смещению (жесткость эластичной подвески при упругой деформации) превышало 100 кН/м, а еще лучше 500 кН/м. В описанном ниже варианте выполнения изобретения сопротивление смещению составляет порядка 5000 кН/м для некоторых верхних групп роликов и порядка 1000 кН/м для некоторых нижних групп роликов.

В предпочтительном варианте величина упругого смещения подшипников составляет более 50 мм, а по крайней мере некоторые подшипники имеют упругое смещение более 100 мм. В описанном ниже варианте выполнения изобретения смещение верхней группы роликов с сопротивлением смещению 5000 кН/м может составлять 100 мм, а смещение нижней группы роликов с сопротивлением 1000 кН/м может составлять 300 мм.

Понятно, что величина изгиба, придаваемого трубопроводу при его движении через нижнее направляющее устройство, может быть невелика. Одной из задач придания изгиба является равномерное распределение между группами роликов горизонтальных сил, действующих между направляющими роликами и трубопроводом. В варианте выполнения изобретения, описанном ниже, величина изгиба трубопровода составляет около 0,34 м на 10 м длины трубопровода; в этом варианте полная сила, действующая при нормальных условиях со стороны нижнего направляющего устройства, составляет около 1000 кН.

Наклон вышки во время работы составляет от 45 до 90 к горизонтали.

В предпочтительном варианте вдоль трассы трубопровода под водой расположено три или более группы роликов, а еще лучше пять или более групп роликов. В предпочтительном варианте некоторые группы роликов установлены вдоль трассы трубопровода и над водой, при этом изгиб трубопровода может начинаться над водой и в случае, если вышка может наклоняться, даже выше оси шарнира вышки. В предпочтительном варианте группы роликов разнесены друг относительно друга вдоль трассы трубопровода приблизительно равномерно. Интервал между соседними группами роликов вдоль трассы трубопровода может составлять от 2 до 15 м, а еще лучше от 3 до 10 м. В варианте выполнения изобретения, описанном ниже, интервал составляет 5 м.

В предпочтительном варианте на судне имеются средства контроля сил, воздействующих на трубопровод со стороны роликов нижнего направляющего устройства. Предпочтительной является установка нескольких средств контроля сил совместно с соответствующими группами направляющих роликов для контроля сил, воздействующих на трубопровод со стороны соответствующих групп направляющих роликов. Средства контроля могут содержать несколько динамометрических элементов.

В предпочтительном варианте предусмотрен контроль сил, воздействующих на трубопровод от одного или нескольких направляющих роликов, а управление судном осуществляется в зависимости от результатов контроля.

Очевидно, что вышеописанное судно-трубоукладчик имеет много технических достоинств, реализация которых в совокупности позволяет достичь наилучших результатов, но которые во многих случаях могут быть использованы и отдельно от некоторых или всех прочих достоинств, что более подробно будет описано ниже.

Первое техническое достоинство изобретения касается установки вышки в зоне крайней оконечности носовой части судна, благодаря чему прокладываемый трубопровод не окружен судном в районе корпуса судна, т.е. обеспечен вынос укладываемого трубопровода за контур судна. Таким образом, в первом своем аспекте изобретение относится к судну-трубоукладчику, содержащему средство продвижения судна при прокладке трубопровода; вышку, установленную в зоне носовой части судна по предполагаемому направлению движения и закрепленную шарнирно с возможностью наклона верхушкой вперед; средство подъема отрезка трубопровода с палубы в одну с вышкой линию; средства стыковки указанного отрезка трубопровода к проложенному трубопроводу; при этом вышка установлена в зоне крайней оконечности носовой части судна. Аналогично, в первом аспекте изобретение также относится к способу прокладки трубопроводов с судна с применением вышки, установленной в зоне носовой части судна по предполагаемому направлению движения и закрепленной шарнирно с возможностью наклона верхушкой. Отрезки трубопровода периодически поднимают с палубы судна в одну с вышкой линию и по очереди стыкуют каждый отрезок трубопровода к проложенному трубопроводу, при этом вышку устанавливают рядом с крайней оконечностью носовой части судна, тем самым вынося прокладываемый трубопровод в районе корпуса судна за контур судна.

Второе техническое достоинство изобретения касается использования двух рабочих площадок соединения труб, разнесенных вдоль вышки на расстояние одного собранного отрезка трубопровода. Такое расположение дает в процессе прокладки труб возможность осуществлять две разных операции - соединение труб и/или проверку стыков труб, в результате чего с каждым стыком проводится меньше работы на каждой из двух площадок. Следовательно, время, в течение которого стык должен оставаться на месте для проведения на нем работ, может быть сокращено. Таким образом, во втором своем аспекте изобретение относится к судну-трубоукладчику, содержащему средство продвижения судна при прокладке трубопровода; вышку, установленную на судне; верхнюю площадку соединения труб, расположенную в верхнем положении вдоль вышки; средство подъема отрезка трубопровода с палубы в одну линию с вышкой с расположением нижнего торца отрезка трубопровода в основном на уровне верхней площадки соединения труб; нижнюю площадку соединения труб, расположенную в нижнем положении вдоль вышки на расстоянии от верхней площадки соединения труб, в основном равном длине одного отрезка трубопровода; и средство стыковки отрезка трубопровода к проложенному трубопроводу, установленное в зоне верхней и/или нижней площадок. В предпочтительном варианте средство подъема отрезка трубопровода включает в себя первое средство установки собранных отрезков трубопровода в одну с вышкой линию и второе средство подъема отрезков трубопровода вдоль вышки. В этом аспекте изобретение также относится к способу прокладки трубопроводов с судна с применением вышки, установленной на судне, при этом с палубы судна периодически поднимают отрезки трубопровода в одну линию с вышкой и по очереди стыкуют их с проложенным трубопроводом. Вышку оборудуют верхней и нижней площадками соединения труб и стыковку отрезков к проложенному трубопроводу осуществляют на верхней и/или нижней площадках соединения труб, при этом площадки соединения труб располагают на расстоянии, приблизительно равном длине одного отрезка трубопровода. В предпочтительном варианте каждая стадия подъема отрезка трубопровода включает два этапа: устанавливают отрезок трубопровода в одну с вышкой линию и затем поднимают его вдоль вышки.

Третье техническое достоинство изобретения касается использования натяжных устройств и хомутов для обеспечения требуемого захвата трубопровода. Таким образом, в третьем своем аспекте изобретение относится к судну-трубоукладчику, содержащему средство продвижения судна в процессе прокладки трубопровода; вышку, установленную на судне; средство подъема отрезка трубопровода в одну с вышкой линию; средства стыковки отрезка трубопровода к проложенному трубопроводу; натяжные устройства, установленные с возможностью захвата укладываемого трубопровода и опускания его в воду с сохранением требуемого натяжения в трубопроводе при прохождении трубопровода через натяжные устройства; и по крайней мере один хомут для захвата трубопровода ниже натяжных устройств. В этом аспекте изобретение также относится к способу прокладки трубопроводов с судна с применением вышки, установленной на судне. С палубы судна периодически поднимают отрезки трубопровода в одну с вышкой линию, по очереди стыкуют каждый отрезок трубопровода с проложенным трубопроводом, который захватывают посредством натяжных устройств и опускают в воду с сохранением требуемого натяжения в трубопроводе при прохождении трубопровода через натяжные устройства. При любых перерывах в прокладке трубопровода его захватывают посредством по меньшей мере одного хомута ниже натяжных устройств.

Четвертое техническое достоинство изобретения касается использования нижнего направляющего устройства, содержащего несколько групп направляющих роликов для направления движения трубопровода после того, как он спустится с вышки. Таким образом, в четвертом своем аспекте изобретение относится к судну-трубоукладчику, содержащему вытянутую вверх вышку, определяющую трассу трубопровода в процессе прокладки, и нижнее направляющее устройство для направления движения трубопровода после прохождения им вышки. Нижнее направляющее устройство содержит несколько групп направляющих роликов, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль трассы трубопровода и ограничивающих боковые пределы названной трассы, при этом направляющие ролики расположены с возможностью изгиба трубопровода во время его прохождения через нижнее направляющее устройство. В этом аспекте изобретение также относится к способу прокладки трубопроводов с судна. Согласно этому способу трубопровод спускают по вытянутой вверх сборной вышке судна и затем пропускают через нижнее направляющее устройство, содержащее несколько групп направляющих роликов, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль трассы трубопровода и ограничивающих боковые пределы этой трассы, с некоторым изгибом трубопровода при его прохождении через нижнее направляющее устройство.

Вышеописанные технические достоинства изобретения могут быть реализованы вместе, совершенно независимо друг от друга или в любых комбинациях друг с другом; они, безусловно, могут быть использованы и вместе с любыми из предпочтительных признаков изобретения, описанных выше.

Перечень чертежей

Судно, используемое в любом из способов настоящего изобретения, может быть выполнено в любой из определенных выше форм.

Некоторые формы выполнения предложенного судна-трубоукладчика описаны ниже на примерах со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет вид сбоку сечения судна-трубоукладчика;

фиг.2 представляет вид спереди судна;

фиг.3 представляет вид сверху судна, часть вида представляет собой сечение;

фиг.4 представляет сечение зоны подготовки труб на судне, в масштабе большем, чем на фиг.1;

фиг.5 представляет вид сбоку вышки, в масштабе большем, чем на фиг.1;

фиг.6 представляет поперечное сечение вышки по линии А-А на фиг.5;

фиг.7 представляет поперечное сечение вышки по линии В-В на фиг.5;

фиг.8 представляет продольное сечение части вышки - нижней спусковой аппарели;

фиг.9 представляет поперечное сечение по линии С-С на фиг.8;

фиг.10 представляет вид сбоку части судна;

фиг.11 представляет вид сбоку нижней части вышки, аналогичной показанной на фиг.5-10, но имеющей измененное нижнее направляющее устройство для трубопровода;

фиг.12 представляет вид сзади нижней части вышки, показанной на фиг.11;

фиг.13 представляет схематическое изображение нижней части вышки, изображенной на фиг.11, показывающее пространственное расположение направляющих роликов в измененном нижнем направляющем устройстве;

фиг.14 представляет вид сверху сечения нижнего участка измененного нижнего направляющего устройства;

фиг.15 представляет в увеличенном по сравнению с фиг.14 масштабе вид сверху сечения части того же нижнего участка измененного нижнего направляющего устройства;

фиг.16А представляет вид сечения по линии D-D на фиг.15 направляющей части измененного нижнего направляющего устройства, где направляющая часть находится в ненагруженном состоянии;

фиг.16В представляет вид сечения по линии D-D на фиг.15 направляющей части измененного нижнего направляющего устройства, где направляющая часть находится в нагруженном состоянии;

фиг.17А представляет вид сверху сечения самого верхнего участка измененного нижнего направляющего устройства;

фиг.17В представляет вид сверху сечения верхнего участка измененного нижнего направляющего устройства;

фиг.17С представляет вид сверху в увеличенном масштабе узла ролика того типа, что показан на фиг.17А и 17В.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертежах, начиная с фиг.1-3, показан пример судна-трубоукладчика, в целом обозначенного цифрой 1, представляющего собой полупогружное судно, движение и маневрирование которого осуществляется с помощью средства продвижения судна, например винтов 2. Судно оборудовано двумя большими поворотными кранами 3, установленными по краям в зоне носовой части, имеющими обычную конструкцию, которые далее в целях простоты изложения не будут подробно описаны и показаны.

Краны 3 поднимают на борт судна контейнеры 4 с трубами (секциями труб), которые доставляются грузовыми баржами или другим подобным способом (не показаны), и укладывают их на палубе по обеим сторонам судовых надстроек.

Далее трубы 5 подаются гусеничными кранами 6 и транспортерами (не показаны) к площадке сборки двух- и четырехсекционных плетей (отрезков трубопровода), которая оборудована в виде модуля 7, установленного на палубе судна 1 (см. фиг.3 и 4). Модуль 7 четырехсекционных плетей размещен по правому борту от площадки наращивания трубопровода.

Гусеничные краны 6 сначала перемещают трубы 5 от складов, представляющих собой стеллажи на судне или контейнеры, в которых трубы были погружены на судно, к модулю 8 участка фацетирования, расположенному по левому борту судна, в непосредственной близости к его осевой линии. После фацетирования труб 5 поперечные конвейеры переносят трубы к площадке 9 двухсекционных плетей модуля 7 четырехсекционных плетей, где производится сварка одинарных секций. Поперечные конвейеры могут состоять из лотков, двигающихся по рельсам, проходящим поперек судна. Трубы 5 могут удерживаться на лотках посредством роликов, которые допускают продольное движение труб и могут быть отрегулированы под трубы разного диаметра.

Модуль 7 четырехсекционных плетей имеет два различных уровня. На нижнем уровне, на площадке 9 двухсекционных плетей, одновременно четыре трубы 5, полученные с участка фацетирования, передаются на соответствующие позиции в модуле, где свариваются попарно в двухсекционные плети 10. Сварка выполняется на четырех сварочных постах, а рентгеновский контроль качества сварных швов производится на пятом рабочем посту. Если сварка выполнена правильно, двухсекционные плети 10 поднимаются на второй уровень, на площадку 11 четырехсекционных плетей. В противном случае плеть удаляется из сборочной зоны модуля 7 для ремонта, а в случае его невозможности для разрезки. На площадке 11 четырехсекционных плетей две двухсекционные плети 10 свариваются друг с другом (на четырех сварочных постах), а затем проверяются на пятом посту (пост неразрушающего контроля), в результате чего получается четырехсекционная плеть 12. Если плеть 12 соответствует требованиям, она перемещается по горизонтали к осевой линии судна, где установлен конвейер для транспортировки ее к носовой части. Если неразрушающим контролем обнаружен дефект сварки, плеть сдвигается к левому борту судна 1 для ремонта или разрезки. Если необходима разрезка, четырехсекционная плеть 12 разрезается на четыре одиночных секции 5 и затем передается обратно на участок 8 фацетирования, где снова производится снятие фасок перед возвращением на сварку.

На носу судна 1 по его осевой линии между двумя кранами 3 установлена монтажная вышка, в целом имеющая обозначение 14. Конструкция вышки 14 обеспечивает простоту ее установки и демонтажа. Вышка 14 соединена с корпусом судна двумя шарнирами 15, обеспечивающими рабочий угол наклона при прокладке, определяемый продольной осью вышки, в диапазоне от 90 до 120 (т.е. от вертикального положения до наклона в 30 от вертикали). Такой наклон необходим для прокладки трубопроводов различного размера на различной глубине (от мелководья до больших глубин). Угол наклона вышки 14 определяется шарнирной подъемной системой, описанной ниже.

Вышка 14 состоит из трех основных секций, как это показано на фиг.5. Самая нижняя секция, или корзина 16, предназначена для того, чтобы выдерживать максимальную силу натяжения трубопровода, воспринимаемую одним или несколькими фрикционными хомутами 18. В ней расположены хомуты 18, а на ее нижнем краю имеется нижняя спусковая аппарель 17 с одним или несколькими выходными роликами 41, направляющими трубопровод 40 при его спуске с судна. В предпочтительном варианте вышка выполнена с возможностью ее установки и демонтажа с помощью кранов 3, или вспомогательным судном-краном, и хранения на палубе или барже. Фрикционные хомуты 18 включают в себя, по крайней мере, неподвижный хомут для надежного захвата (удержания) трубопровода 40 во время перерывов в прокладке. В предпочтительном варианте также предусмотрены хомуты, перемещаемые гидравлическими подъемниками, которые могут быть использованы при прокладке прикрепленных к трубе объектов, которые слишком велики или имеют неправильную форму, чтобы должным образом удерживаться натяжными устройствами.

В средней секции 19 размещены три натяжных устройства 20, которые в процессе работы спускают трубопровод в воду, поддерживая заданное натяжение трубопровода, и опорные ролики для трубопровода, направляющие его, когда вышка 14 расположена не вертикально. Натяжные устройства представляют собой натяжные устройства гусеничного типа, аналогичные хорошо известным в течение ряда лет в S-укладке, а опорные ролики для поддержки трубопровода также относятся к известному типу. Они подробно не описываются. В средней секции 19 также располагаются убирающиеся шкивы (не показаны) системы временного спуска и подъема трубопровода, которые могут быть убраны, когда они не используются. Также на вышке предусмотрены средства стыковки отрезка трубопровода, выставленного с вышкой в одну линию (выровненного по отношению к вышке), к проложенному трубопроводу. В частности, в нижнем конце средней секции располагаются пост неразрушающего контроля и пост 21 выполнения монтажного стыка с плавающим полом (нижняя площадка). А в верхнем конце средней секции расположен сварочный пост 23 с плавающим полом (верхняя площадка). Расстояние между сварочными постами 21 и 23 (верхней и нижней площадками) приблизительно соответствует длине отрезка трубопровода, в частности четырехсекционной плети 12, при этом верхняя часть плети может находиться у поста 23, а нижняя расположена у поста 21.

Система временного спуска и подъема содержит двухбарабанную лебедку (с электроприводом) с присоединенными к ней наматывающим барабаном и тросом из стальной проволоки. Стальной трос идет к убирающемуся шкиву (расположен в средней части вышки), после чего соединяется с механизмом вытягивания. Система временного спуска и подъема располагается на главной палубе в середине на осевой линии судна 1 по соседству с модулем четырехсекционных плетей.

Верхняя секция 22 вышки 14 представляет собой относительно легкую конструкцию, поскольку она не должна выдерживать усилие натяжения трубопровода. В ней расположены стыковочное устройство и центрирующий пост 24 (фиг.2). Верхняя секция 22 имеет открытую конструкцию для упрощения переноса плети 12 с трубопогрузчика, описанного ниже, на центрирующий пост 24. Верхняя секция 22 может быть установлена на среднюю секцию 19 и демонтирована с нее в рамках монтажных работ на борту судна.

Подъемная система, управляющая изменением наклона вышки 14, использует стрелы 25, присоединенные к верхней части средней секции 19 на ее задней, или внутренней, поверхности и к подъемным устройствам 26 домкратного типа на раме 28 опорного основания, размещенной на палубе непосредственно за кранами 3 со стороны кормы. Подъемная система содержит гидравлические цилиндры, к каждому из поршней которых прикреплено по комплекту из