Способ и система оставления/поднятия (а/r) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, и переходное устройство для реализации способа

Способ и система оставления/поднятия (а/r) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, и переходное устройство для реализации способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу оставления/поднятия (A/R) трубопровода.

Уровень техники

В частности, настоящее изобретение относится к способу оставления/поднятия (A/R) трубопровода с использованием укладочного судна. Укладочное судно обычно предназначено для строительства трубопровода на борту и постепенного его отпускания в акваторию. Трубопровод сделан из секций трубопровода, соединяемых вместе на сборочной линии, а отпускание трубопровода управляется одним или более натяжными устройствами, предназначенными для захвата трубопровода с противоположных сторон, избирательного его перемещения вперед в контролируемом режиме, и удержания его в заданном положении относительно укладочного судна.

Когда трубопровод завершен, или укладка прервана плохой погодой, трубопровод должен быть оставлен на дне акватории. И когда оставляемый трубопровод является незавершенным, он должен быть поднят обратно на борт укладочного судна для продолжения строительства.

Трубопровод оставляется и поднимается обратно путем присоединения конца трубопровода к тросу, соединенному с буксирной лебедкой, обычно лебедкой, которая разматывает/сматывает трос для оставления/поднятия обратно трубопровода. При оставлении трубопровода в воде, его конец сначала герметизируется для предотвращения затопления трубопровода.

Максимальная допустимая нагрузка буксирной лебедки обычно рассчитана на то, чтобы выдерживать максимально возможную нагрузку, действующую со стороны трубопровода на трос, плюс некоторый запас прочности. Затопление трубопровода случается чрезвычайно редко, но не может быть заранее предсказано или предотвращено. Трубопровод может затопить, например, в результате наличия трещин, возникших в стенке трубопровода при чрезмерным изгибе трубопровода в критических водных условиях, таким образом, величина максимальной допустимой нагрузки буксирной лебедки должна также учитывать эту возможность, так что в итоге буксирная лебедка имеет сильно завышенные размеры для операций A/R, выполняемых в нормальных условиях.

WO 2006/027189 описывает способ, который использует узлы захвата для захвата или трубопровода, или троса, соединенного с ними. Такие узлы, однако, обычно используются только на судах для J-образной укладки трубопроводов, то есть для практически вертикального спуска трубопровода, и поскольку они функционируют прерывисто, это может привести к неуправляемому проскальзыванию троса.

Поэтому существует необходимость, чтобы любой тип укладочного судна мог справляться с аварийными ситуациями при оставлении и поднятии обратно трубопровода.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение простого, недорогого способа, предназначенного для преодоления аварийных ситуаций при оставлении и поднятии обратно трубопровода.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечен способ оставления/поднятия (A/R) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, способ, содержащий этапы сматывания/разматывания троса посредством буксирной лебедки для приложения тянущей силы к тросу; адаптирования гусеничного трубопроводного натяжного устройства для захвата троса; и приложение дополнительной тянущей силы к части троса между буксирной лебедкой и трубопроводом.

Путем простого адаптирования гусеничное натяжное устройство может использоваться для выполнения вспомогательной функции при оставлении/поднятии обратно трубопровода, чтобы справляться с аварийными ситуациями или просто повысить уровень безопасности. Учитывая вклад гусеничного натяжного устройства, может быть выбрана мощность буксирной лебедки, таким образом, позволяя значительную экономию; и вклад гусеничного натяжного устройства может быть значительно увеличен путем оборудования укладочного судна множеством последовательно установленных гусеничных натяжных устройств.

Способ предпочтительно обеспечивает перемещение гусеничных лент вдоль соответствующих бесконечных траекторий на основании скорости сматывания/разматывания троса.

Координированная работа буксирной лебедки и гусеничного натяжного устройства обеспечивает адекватное распределение сил.

Более конкретно, способ предусматривает управление буксирной лебедкой и гусеничным натяжным устройством на основании тянущей силы и дополнительной тянущей силы.

Делая так, предотвращается подергивание, которое может привести к проскальзыванию троса, удерживаемого гусеничным натяжным устройством.

Более конкретно, этап адаптирования гусеничного натяжного устройства содержит намотку двух переходных устройств соответственно на две гусеничных ленты гусеничного натяжного устройства и на противоположные стороны троса.

Более конкретно, каждой гусеничной ленте придана такая форма, чтобы сопрягаться с трубопроводом, и каждому переходному устройству придана такая форма, чтобы сопрягаться с гусеничной лентой с одной стороны и с тросом с другой стороны.

Делая так, гусеничное натяжное устройство функционирует по существу таким же образом, как при натяжении трубопровода.

Каждое переходное устройство фактически содержит цепь, содержащую много звеньев, каждое из которых шарнирно соединено с соседними звеньями и содержит выпуклую внутреннюю поверхность в форме цилиндрического сектора с кривизной, схожей с кривизной трубопровода, и вогнутую внешнюю поверхность с кривизной, схожей с кривизной троса.

Настоящее изобретение также относится к простой, недорогой системе оставления/поднятия (A/R), предназначенной справляться с аварийными ситуациями при оставлении/поднятии обратно трубопровода.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечена система оставления/поднятия (A/R) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, система, содержащая буксирную лебедку для сматывания/разматывания троса и приложения тянущей силы к тросу; по меньшей мере одно гусеничное натяжное устройство для натяжения трубопровода при его укладке; и два переходных устройства для адаптирования гусеничного натяжного устройства для приложения дополнительной тянущей силы к части троса между буксирной лебедкой и трубопроводом.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить переходное устройство, предназначенное для недорогой и простой реализации способа в соответствии с изобретением.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечено переходное устройство для адаптирования гусеничного натяжного устройства для натяжения трубопровода на укладочном судне, при этом гусеничное натяжное устройство содержит две обращенных друг к другу гусеничных ленты для захвата трубопровода, и которым придана такая форма, чтобы сопрягаться с трубопроводом; а переходному устройству придана такая форма, чтобы сопрягаться с соответствующей гусеничной лентой с одной стороны и с тросом с другой стороны.

Гусеничное натяжное устройство, таким образом, функционирует с теми же самыми геометрическими параметрами, как и при натяжении трубопровода.

Краткое описание чертежей

Неограничивающий вариант воплощения настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1-4 показывают схематичные виды сбоку, с удаленными для ясности частями, укладочного судна на последовательных стадиях оставления трубопровода с использованием способа в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 5 показывает вид сбоку в увеличенном масштабе, с удаленными для ясности частями, гусеничного натяжного устройства на борту укладочного судна фиг. 1-4;

Фиг. 6 показывает вид сбоку, с удаленными для ясности частями, гусеничного натяжного устройства фиг. 5;

Фиг. 7 показывает в увеличенном масштабе вид в перспективе, с удаленными для ясности частями, переходного устройства, предназначенного для установки на гусеничное натяжное устройство фиг. 5 и 6;

Фиг. 8 показывает в увеличенном масштабе вид сверху, с удаленными для ясности частями, деталей переходного устройства фиг. 7.

Лучший вариант осуществления изобретения

Номер 1 на фиг. 1-4 обозначает укладочное судно как целое для построения и укладки трубопровода 2. Укладочное судно на фиг. 1-4 является судном S-образной укладки трубопровода и содержит практически горизонтальную сборочную линию 3. Фиг. 1-4 конкретно показывают последовательные стадии в оставлении трубопровода 2 контролируемым образом в акватории 4 - или из-за плохих погодных или водных условий, или просто потому, что трубопровод 2 завершен - во время которых трубопровод подается в направлении D1. Укладочное судно 1 содержит наплавное сооружение 5; конвейерную линию 6 для подачи трубопровода 2; буксирную лебедку 7 для выполнения процедуры оставления/поднятия обратно; и блок 8 управления для управления процедурой оставления/поднятия обратно. В показанном примере буксирная лебедка 7 является лебедкой для сматывания/разматывания троса 9, который во время процедуры оставления/поднятия обратно прикрепляется к свободному концу трубопровода 2 на борту укладочного судна 1, и, на фиг. 1-4, направляется шкивом 10 для его выравнивания с частью трубопровода 2 на конвейерной линии 6. Укладочное судно 1 также содержит три гусеничных натяжных устройства 11, расположенных последовательно вдоль конвейерной линии 6 для захвата трубопровода 2 с противоположных сторон, и число которых зависит от типа применения, веса погонного метра трубопровода 2 и глубины акватории 4.

На фиг. 1 эти три гусеничных натяжных устройства 11 захватывают трубопровод 2 одновременно, а трос 9, соединяющий буксирную лебедку 7 с трубопроводом 2, не натянут, таким образом тянущее усилие, оказываемое весом трубопровода 2, погруженного в акваторию 4, разделяется между этими тремя гусеничными натяжными устройствами 11. Вообще говоря, и как показано на фиг. 4, нагрузка, оказываемая трубопроводом 2, разделяется между этими тремя гусеничными натяжными устройствами 11 и буксирной лебедкой 7. Распределение нагрузки управляется блоком 8 управления, который соединен с буксирной лебедкой 7 и гусеничными натяжными устройствами 11 для определения нагрузки, оказываемой трубопроводом 2, и управления движением буксирной лебедки 7 и гусеничных натяжных устройств 11.

Как показано на фиг. 5 и 6, каждое гусеничное натяжное устройство 11 содержит раму 12; и два обращенных друг к другу зажимных приспособления 13, избирательно перемещаемых в направлении D2, перпендикулярном направлению D1. Каждое зажимное приспособление 13 установлено на раме 12 для движения в направлении D2 и содержит четыре приводных узла 14 для перемещения зажимного приспособления 13 назад и вперед в направлении D2; опорную конструкцию 15; гусеничную ленту 16, охватывающую петлей опорную конструкцию 15; и два силовых узла 17 для приведения в движение гусеничной ленты 16 вдоль опорной конструкции 15. Как показано на фиг. 6, каждая гусеничная лента 16 содержит много хомутовых опор 18, каждая из которых предназначена для сопряжения с внешней поверхностью трубопровода 2, и каждая из которых имеет эластомерную вставку 19, предназначенную для вхождения в контакт с трубопроводом 2 и сопряжения с трубопроводами в пределах данного диапазона диаметров. Вообще говоря, хомутовые опоры 18 поставляются различных размеров, и они являются взаимозаменяемыми, в зависимости от диаметра трубопровода 2, для адаптирования гусеничной ленты 16 для различных диаметров трубопровода.

Номер 20 на фиг. 6 показывает два переходных устройства (показанных пунктирными линиями), каждое из которых предназначено для охвата петлей соответствующей гусеничной ленты 16 для обеспечения возможности захвата гусеничным натяжным устройством 11 троса 9 (также показанного пунктирной линией на фиг. 6).

Каждая гусеничная лента 16 предназначена для сопряжения с трубопроводом 2, и каждое переходное устройство 20 предназначено для сопряжения с гусеничной лентой 16 с одной стороны и с тросом 9 с другой стороны.

Как показано на фиг. 7, переходное устройство 20 по существу содержит бесконечную цепь 21, содержащую много идентичных звеньев 22.

Каждое звено 22 шарнирно соединено с соседними звеньями 22, имеет форму цилиндрического сектора и содержит выпуклую внутреннюю поверхность 23 в форме цилиндрического сектора, схожего по кривизне с трубопроводом 2 (фиг. 6); и вогнутую внешнюю поверхность 24, схожую по кривизне с тросом 9 (фиг. 6). Термины «внутренний» и «внешний», используемые применительно к переходному устройству 20, относятся к положению относительно петли, формируемой цепью 21. Каждое звено 22 также содержит металлическую внутреннюю пластину 25, ограничивающую собой выпуклую внутреннюю поверхность 23 и шарнирно соединенную с соседними металлическими внутренними пластинами 25, как показано более понятно на фиг. 8; металлическую внешнюю пластину 26, ограничивающую собой вогнутую внешнюю поверхность 24; и блок 27 из эластомера между внутренней металлической пластиной 25 и внешней металлической пластиной 26.

Со ссылкой на фиг. 2 и 3, по мере того как трубопровод 2 постепенно перемещается в направлении D1, трос 9 натягивается и часть нагрузки, оказываемой трубопроводом 2, принимает на себя буксирная лебедка 7. Ближайшее к тросу 9 гусеничное натяжное устройство 11 отсоединяется от трубопровода 2 и оснащается двумя переходными устройствами 20, чтобы обеспечить возможность захвата троса 9 и принятия на себя части нагрузки, оказываемой трубопроводом 2. Эта операция может также выполняться для того, чтобы адаптировать другие гусеничные натяжные устройства 11 и достичь тяговой мощности на тросе 9, способной справляться даже с исключительными случайными нагрузками.

При поднятии обратно трубопровода 2, операции по оставлению, описанные со ссылкой на фиг. 1-4, выполняются в обратном порядке, а переходные устройства 20 убираются с гусеничных натяжных устройств последовательно по мере того, как трубопровод 2 движется в направлении, противоположном D1.

Переходное устройство 20 фиг. 7 собирается/разбирается путем разъединения двух смежных звеньев 22 (фиг. 8) и его намотки/смотки на/с гусеничной ленты (фиг. 6).

Гусеничные натяжные устройства 11 обеспечивают приложение дополнительной тянущей силы к тросу 9, которая, прибавленная к тянущей силе буксирной лебедки 7, позволяет уменьшить допустимую нагрузку буксирной лебедки 7 без понижения коэффициента безопасности или возможности справляться с аварийными ситуациями, такими как затопление трубопровода 2.

Очевидно, что в описанном варианте воплощения настоящего изобретения могут быть сделаны изменения без отступления от объема прилагаемой формулы изобретения.

1. Способ оставления/поднятия (A/R) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, причем способ содержит этапы сматывания/разматывания троса (9) посредством буксирной лебедки (7) для приложения тянущей силы к тросу (9); адаптирование гусеничного устройства (11) натяжения трубопровода для захвата троса (9); и приложения дополнительной тянущей силы к части троса (9) между буксирной лебедкой (7) и трубопроводом (2), причем этап адаптирования гусеничного натяжного устройства (11) содержит намотку двух переходных устройств (20) соответственно на две гусеничных ленты (16) гусеничного натяжного устройства (11) и на противоположные стороны троса (9), причем каждой гусеничной ленте (16) придают такую форму, чтобы сопрягаться с трубопроводом (2), и каждому переходному устройству (20) придают такую форму, чтобы сопрягаться с гусеничной лентой (16) с одной стороны и с тросом (9) с другой стороны.

2. Способ по п. 1, содержащий этап перемещения гусеничных лент (16) гусеничного натяжного устройства вдоль соответствующих бесконечных траекторий на основании скорости сматывания/разматывания троса (9).

3. Способ по п. 1, содержащий этап управления буксирной лебедкой (7) и гусеничным натяжным устройством (11).

4. Способ по п. 1, в котором каждое переходное устройство (20) содержит цепь (21), содержащую множество звеньев (22), каждое из которых шарнирно соединено с соседними звеньями (22) и содержит выпуклую внутреннюю поверхность (23) в форме цилиндрического сектора с кривизной, схожей с кривизной трубопровода (2), и вогнутую внешнюю поверхность(24) с кривизной, схожей с кривизной троса (9).

5. Способ по п. 4, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25), ограничивающую выпуклую внутреннюю поверхность (23) и шарнирно соединенную с соседними металлическими внутренними пластинами (25).

6. Способ по п. 4, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внешнюю пластину (26), ограничивающую вогнутую внешнюю поверхность (24).

7. Способ по п. 4, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25); металлическую внешнюю пластину (26); и блок (27) из эластомера между металлической внутренней пластиной (25) и металлической внешней пластиной (26).

8. Система оставления/поднятия (A/R) трубопровода с использованием троса, соединенного с трубопроводом, причем система содержит буксирную лебедку (7) для сматывания/разматывания троса (9) и приложения тянущей силы к тросу (9); по меньшей мере одно гусеничное натяжное устройство (11) для натяжения трубопровода (2) при его укладке; и два переходных устройства (20) для адаптирования гусеничного натяжного устройства (11) для приложения дополнительной тянущей силы к части троса (9) между буксирной лебедкой (7) и трубопроводом (2), причем каждой гусеничной ленте (16) придана такая форма, чтобы сопрягаться с трубопроводом (2), и каждому переходному устройству (20) придана такая форма, чтобы сопрягаться с гусеничной лентой (16) с одной стороны и с тросом (9) с другой стороны.

9. Система по п. 8, в которой гусеничное натяжное устройство (11) содержит два зажимных приспособления (13), предназначенных для захвата трубопровода (2) и имеющих соответствующие гусеничные ленты (16), которым придана такая форма, чтобы сопрягаться с трубопроводом (2); и силовые узлы (17) для приведения в движение гусеничных лент (16); каждое переходное устройство (20), выполненное с возможностью для намотки на соответствующую гусеничную ленту (16).

10. Система по п. 8, содержащая блок управления (8) для управления буксирной лебедкой (7) и гусеничным натяжным устройством (11) на основании тянущей силы и дополнительной тянущей силы.

11. Система по п. 8, в которой каждое переходное устройство (20) содержит цепь (21), содержащую множество звеньев (22), каждое из которых шарнирно соединено с соседними звеньями (22) и содержит выпуклую внутреннюю поверхность (23) в виде цилиндрического сектора с кривизной, схожей с кривизной трубопровода (2), и вогнутую внешнюю поверхность (24) в форме цилиндрического сектора и с кривизной, схожей с кривизной троса (9).

12. Система по п. 11, в которой каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25), ограничивающую выпуклую внутреннюю поверхность (23) и шарнирно соединенную с соседними металлическими внутренними пластинами (25).

13. Система по п. 11, в которой каждое звено (22) содержит металлическую внешнюю пластину (26), ограничивающую вогнутую внешнюю поверхность (24).

14. Система по п. 11, в которой каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25); металлическую внешнюю пластину (26); и блок (27) из эластомера между металлической внутренней пластиной (25) и металлической внешней пластиной (26).

15. Переходное устройство для адаптирования гусеничного натяжного устройства для натяжения трубопровода на укладочном судне, причем гусеничное натяжное устройство (11) содержит две обращенные друг к другу гусеничные ленты (16) для захвата трубопровода (2), которым придана такая форма, чтобы сопрягаться с трубопроводом (2), переходному устройству (20) придана такая форма, чтобы сопрягаться с соответствующей гусеничной лентой (16) с одной стороны и с тросом (9) с другой стороны, причем переходное устройство содержит цепь (21), содержащую множество звеньев (22), каждое из которых шарнирно соединено с соседними звеньями (22) и содержит выпуклую внутреннюю поверхность (23) в форме цилиндрического сектора с кривизной, схожей с кривизной трубопровода (2), и вогнутую внешнюю поверхность (24) с кривизной, схожей с кривизной троса (9).

16. Переходное устройство по п. 15, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25), ограничивающую выпуклую внутреннюю поверхность (23) и шарнирно соединенную с соседними металлическими внутренними пластинами (25).

17. Переходное устройство по п. 15, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внешнюю пластину (26), ограничивающую вогнутую внешнюю поверхность (24).

18. Переходное устройство по п. 15, в котором каждое звено (22) содержит металлическую внутреннюю пластину (25); металлическую внешнюю пластину (26); и блок (27) из эластомера между металлической внутренней пластиной (25) и металлической внешней пластиной (26).