管道或電纜的製造或水下敷設方法
2023-07-27 05:21:11 1
專利名稱：管道或電纜的製造或水下敷設方法
技術領域：
本發明與管道或電纜的製造及水下敷設的方法有關，方法包括在岸上製造需要長度的管道或電纜，繞在軸盤上，將軸盤運輸，在船上設置一個施放坡道，在船前進時放出管道或電纜。
管道可以是單管道，或是「管道纜」，其中有若干管道擰成螺旋。也可以是有導管和電纜的複合纜。
假如希望能在長距離上敷設管道成品，便需要較長時間來生產管道，並必須估計到軸盤有相當大的尺寸，軸盤及管道的重量可預期達到5，000頓級或以上。
當前從軸盤敷設管道是用特殊船舶進行，小型管道有時用單元化的設備進行敷設，需要時將該設備放在敷設船上，從而不敷設管道時船舶可用作其他用途。較大較長的管道要求有固定安裝的敷設設備及軸盤，就是在岸上製造管道時，船舶便需停止運轉。
本發明的一個目的，是提出一種上述的方法，使生產設備及敷設船舶可最佳化使用。因為本發明提出將管道繞在軸盤上，而軸盤安裝在岸上的軸盤架上，需要時，通過將軸盤滑到棧橋之類上，以備向船上裝載，棧橋和船有水平的搭接配合，通過軸盤架及船上的支承件之間的相對垂直移動，將軸盤架放到船上。如有需要，可通過滑動將放在支承件上的軸盤架，滑動到需要的船舶位置上鎖定。
同時可將軸盤架及施放坡道滑移到船上。
通過將船舶減載，可使之作適當的垂直運動。於是可將支承件設計為船上的永久部件。在加載和減載中，便可立刻考慮船的水線的差異(棧橋高度)。
軸盤架在船中的支承件，適合為在傳送位置和軸盤架理想位置之間的一個滑道。並且滑道如果是向軸盤架理想位置傾斜的話則更有利。滑道的優點很明顯，因為可將軸盤架直接滑到其理想位置。
船舶有分開的船尾則有利，就是可在船尾形成一個垂直開口，寬度與棧橋適合。當需將繞有導管的軸盤向船上裝載時，使棧橋插入船尾的開口中，從而取得棧橋和船舶之間的水平搭接配合。將軸盤架移到棧橋上，然後利用軸盤架和船舶之間的相對垂直移動，將其轉移到船上。
用上述方法轉移，可取得的優點是將整個軸盤的重量在船上的支承件上平均分布，而在正常的滑動時，重量逐漸轉移。用普通的滑動方法，重量如此大時，將涉及相當多的問題，熟悉本行業者都清楚知道這點。
本發明還涉及一種船舶，用於將繞在軸盤上的導管在海底敷設，軸盤放在船上，在船舶行進的同時，將導管放出。船舶的特點為從其尾部開始的後體部中有一個垂直開口，並有滑道沿開口的縱向邊設置，該滑道向前延伸到軸盤在船上放置的區域中。這種船隻可和一個棧橋之類裝置配合，棧橋寬度相當於船尾開口，從而船舶和棧橋可互相配合，並可將繞有導管的軸盤，按上述方法載到船上。船舶可以設裝備和裝置，當不用於敷設管道時，可適合作其他用途，從而可將船隻作最佳化使用。
滑道向下傾斜到軸盤在船上放置的區域則有利。將軸盤垂直下降到最後高度也是可行的。
本發明還涉及岸上的一個生產導管的基地，導管繞在安裝在軸盤架上的一個軸盤上。陸上基地的特點為有一個棧橋之類裝置，有軸盤架的滑道沿棧橋縱向伸展，該棧橋寬度的設計為和船舶尾部的容納軸盤架的垂直開口配合，滑道向著棧橋傾斜則更有利。
本發明還涉及軸盤架及軸盤的一種獨特設計，特徵在於軸盤的每一端有一個大圓軌，放在軸盤架的弧形支座中。
此外，本發明涉及一種獨特的用以敷設繞在軸盤上的導管或電纜，或需要時向軸盤上回卷的坡道裝置，坡道裝置在和新方法和新穎船舶配合方面有特殊的發展，但也有獨立的發明價值。
坡道裝置中有一條坡道，其底部的安裝使之可繞一個水平軸線旋轉。該坡道用於在將導管或電纜卷繞或放出時支承導管或電纜，上部用樞軸安裝的支承件支承。本發明的坡道裝置的特點，是其結構有一個設有軸承套的軌道的支座，每一軸承套有驅動機構，將軸承套沿其相應的軌道移動，該坡道的底部安裝在一個跨接件上，圍繞與支持導管或電纜的坡道表面垂直的軸旋軸，該跨接件圍繞兩相對軸承套的水平軸旋轉，軸承套可在支承軌上滑動，該支承件在其最下面的區域中，可繞另兩相對的軸承套的水平軸線旋轉，此外，坡道裝置的特點為支承件有一個弧形滑道，其圓弧中心在該旋轉坡道的與該坡道支承表面垂直的軸線內，用適當的滑履將該坡道在該滑軌上支承，有一個驅動裝置，將坡道沿坡道及滑道之間的滑道推送。
這種坡道的特殊處在於其結構簡單。這設備可作整體運輸，例如用一臺吊車，或在適當的支承件上滑動，在上述船中滑動時，支承件非常重要，坡道的斜度可以按需要調節，同時，由於坡道本身可相對於其支承件移動，便可簡化坡道的調節，例如在放管道時的調節。
坡道的其他特點將在權利要求中陳述。
對本發明將參照附圖在下文中作較詳細的說明，附圖內容如下
圖1為海底敷設管道製造廠的簡略示意圖，導管繞在軸盤上，然後轉移到敷設船上;
圖2，3，4及5顯示將圖1中有管道繞卷的軸盤轉移的各步驟;
圖6為圖1中製造廠一部分的棧橋的概略剖視圖，其中有與棧橋對接的敷設船;
圖7及8分別為圖1中製造廠一部分的棧橋的側視及俯視圖，顯示相關的軸盤及軸盤架;
圖9及10分別為敷設船退後與棧橋配合的側視及俯視圖;
圖11及12分別為與圖9及10相似的但軸盤及軸盤已轉移到船中的需要位置上的側視及俯視圖;
圖13為帶有軸盤的軸盤架透視圖;
圖14為安裝在軸盤架中的軸盤的剖視圖;
圖15為沿圖14ⅩⅤ-ⅩⅤ線的剖視圖，顯示敷設船的一部分;
圖16為圖4所示船舶的透視圖，其中有一個軸盤架和與其連接的施放坡道;
圖17為一舉例說明怎樣將管道從軸盤下方施放的透視圖;
圖18為本發明的新型施放坡道裝置簡化透視圖;
圖19為圖18所示施放坡道上部的剖視圖;
圖20為施放坡道及其支承件連接區域的剖視圖;
圖21為圖20中顯示的同一區域的俯視圖;
圖22為該區域的輔助前視圖。
圖1顯示本發明的陸上廠房。在1處將標準長度的管道向一個廠房供給，進入廠房2，完成管段的製造，將該管段送至3處作控制及水力試驗，然後送入中間庫存4。在廠房5中將管段相互焊接。在廠房6中對其中作精加工(如加絕緣層及加鎧裝等)。
這工廠不僅適合生產單管道，而且特別適合於生產所謂的管道纜，其中有若干分別的管道集成一束，形成7處的複合件。
在8處，將管道7(由若干螺旋擰纏的管道形成)通過用於將管道繞在軸盤9上的裝置。軸盤9安裝在軸盤架10上。該軸盤架10放在向棧橋12繼續延伸的滑道11上。
船13建造時設有垂直通過船尾的開口14，將船後退，使棧橋12插入船尾開口14。在船13上設滑道15，沿該船尾開口的兩側伸展。關於這點參看圖6，該圖顯示棧橋及船的部分剖視圖。明顯可見船13的吃水較深，因而滑道15低於棧橋12上的滑道11。軸盤架10也在圖6所示，假定軸盤架在滑道上前進，達到棧橋的一個位置上，圖1中則軸盤架還未到達棧橋上。在這點上應注意到，如有需要，可將帶卷繞導管的軸盤，滑向一側存放，同時將管道繞在一個新軸盤上。
在圖2中船13退向棧橋12。船13如上述，有為一垂直開通的裂口的船尾開口，參見圖5。船尾開口14向前的長度以實際需要為定。原則上，船尾開口必須有適當的長度，容納與軸盤架10長度對應的棧橋長度，以利於轉移，但是船尾開口14可稍延長，例如，如果要求在軸盤朝向船首的一側，從軸盤上放下管道作敷設，也就是從軸盤的下方放管道。這在圖17中有簡單示意。作這類敷設時，顯然不能使用在前方擴大的尾部開口，而需有一個分別的豎井。
在圖2中僅示尾部開口14中左側的滑道15，但顯然在尾部開口右舷側也有相應的滑道15，見圖5，滑道15向前下方傾斜，如圖所示。在圖3中，船13向後退，棧橋12在其尾部開口14中。在圖3中軸盤架10仍在棧橋上。
在圖4中，帶軸盤的軸盤架已轉移到船上。這是通過將軸盤架10帶軸盤9向外滑到棧橋12上而實現，然後將船13減載，將其後體升高，承受軸盤架10及軸盤9的重量，於是將帶軸盤的軸盤架10停放在船隻的滑道15上。軸盤架10可在滑道15上滑到要求的位置上，在圖示例子中約在船體的中央，如圖5所示。然後用適當方式將軸盤架在船上固定。
用以轉移帶軸盤和纏繞的管道的軸盤架的方法，在圖7-12中有較詳細的示意，下文中將參照上述附圖及圖6說明。在圖7及8中，顯示最後卷繞階段中的軸盤9。如上述，軸盤9用軸盤架10支持。棧橋從碼頭上伸出。棧橋設軸盤架10用的滑道11。
在圖9及10中，船13向碼頭後退，如上所述，棧橋12插入船尾開口14中。將帶軸盤9的軸盤架10滑到棧橋12上，狀況如圖6所示。現在便可將船減載，浮起後體，船上的滑道15便將和軸盤架10配合承載。軸盤架10可在船上的滑道15上進一步向前滑，達到其最終位置上，如圖11及12所示。然後用適當的方法，將軸盤架10緊固，船便準備出發。
如上文所述，軸盤架和軸盤有其本身的發明價值。軸盤9如圖13所示，每一端有一個大圓軌結構20，放在軸盤架10的弧形支座21中，在圖示的實施例中兩者間有輥子22。軸盤架為焊接鋼板的箱形結構。
在支座21裡的輥子22上的支承，在圖14及15中有較詳細的顯示。每一輥子22用設在支座21上的兩個軸承座23及24支承，其方式圖未示出。軸盤9的圓腹板20靠在輥子上。顯然不用輥子還可以用其他支承器件，例如用滑動軸承。在船13上安放側支承輥子25。輥子25在側向上保護軸盤9。
圖18為施放坡道26的透視圖，專為用於上面揭示的船舶而設計，但顯然很容易改裝後用在別的船上。施放坡道26作成可移動的組件，主要有支座27，由桁架結構組成的坡道主體28，並有坡道28的支撐件29。
施放坡道28底部在30處用樞軸安裝在箱形梁31上，旋轉軸30在坡道28的支撐平面垂直方向上伸展，因此坡道可按雙箭頭A方向擺動，箱形梁31通過堅固的樞軸32，可在軸承套33，34中擺動。由樞軸32形成的旋轉軸為水平方向，和旋轉軸線30垂直。坡道28於是可按雙箭頭B的方向轉動。
每一軸承套33，34設螺母件(未示出)，分別和螺杆35及36配合。每一螺杆35，36用適當的電機37，38驅動。在支座27的前方設有相應的軸承套39，40，支撐件29用堅固的軸銷41，42安裝。每一軸承套有一個未示的螺母件，和螺杆43及44配合，分別由電機45，46驅動。
支撐件29用軸銷41，42安裝在軸承套39，40中，支撐件29向上伸，支撐相連的傾斜坡道28。在支撐件39的最上部是一個彎曲的滑道47。滑道的圓弧中心是坡道28的旋轉軸銷30。坡道28用適當的滑履48支持，在滑道47上滑動(圖19)。滑道47用若干鉸鏈板49(參看圖20)在支撐件29頂部鉸接。
滑道47上安裝螺杆驅動裝置50(圖21)。該螺杆驅動裝置50主要有兩個螺杆52，53，用電機51帶動，各和一個安裝在坡道28上的螺母件54，55配合。螺杆52，53用電機51通過適當的萬向接頭56，57驅動。螺杆52，53的自由端在固定於滑道47上的適當轉承架58，59中旋轉。
整個坡道裝置26可以分別移動，例如藉助於吊車，或將支座27在適當的基礎上滑動。坡道28及其支撐件29，可利用螺杆35，36，43，44將其沿支座27移動。假如全部螺杆同向驅動，便可將坡道28帶支撐件作為一體移動，而不改變坡道28及支撐件29之間的任何角度。操縱一對螺杆35，36或43，44，或用不同速度、或向相反方向操縱兩對螺杆，便可改變坡道28的斜度。
坡道28可用螺杆驅動裝置50，按雙箭頭A所示的方向上轉動。這種轉動有利於使坡道28，即坡道上設置的將由軸盤放出或收回的導管拉緊或調節的裝置(未示)，根據軸盤上的導管的位置作調節。
最好可以按雙箭頭B所示調節坡道28，以調節另外的參數，尤其是海的深度。對坡道28的斜度調節後，有需要時，可將坡道固定，以釋放螺杆驅動裝置上的壓力。固定時可用已知的適當裝置進行，例如可用堅固的機械鎖件，甚至可暫時將軸承套和支承件焊接。
為防止扭曲，將分別的軸承套33，34及39，40互相分別用桁架件60及70連接。
在坡道28的頂部，在其弧形部分上安裝一個輥子軌道61，並設圖中未示的輥子，輥子的旋轉軸線在坡道28的支承平面中，即與箱形梁31旋轉軸32形成的軸線平行。此外，輥子軌道有側向支持的輥子，與坡道垂直。圖22顯示通過輥子軌道61的區域的剖視圖，有支承輥62和放出導管(未示出)的側向支承輥63，64。
如上所述，可在坡道28上設置必要的作拉緊和調節的裝置。這裝置為熟悉本行業者所熟知，故不作說明。
權利要求
1.一種生產導管或電纜並將其在水下敷設的方法，包括生產所需長度的導管或電纜，向軸盤上卷繞，將軸盤運輸，並將軸盤裝載到船上，當船隻行進時，將導管或電纜從軸盤上施放，其特徵在於向軸盤(9)上的卷繞，是當軸盤安裝在岸上的軸盤架(10)上時進行，將上面卷繞導管的軸盤，在需要的時候，通過將軸盤架(10)，向棧橋(12)之類上面滑送而向船(13)上輸送，棧橋(12)的水平面和有正確壓載的船隻(13)有搭接的位置配合，達到一個位置，使軸盤架(10)通過軸盤架(10)和支承裝置(15)之間相對垂直移動，將軸盤架(10)由船隻(13)承載，如有需要，將靠在支承裝置(15)上的軸盤架(10)滑到船的所需位置並在那兒固定。
2.如權利要求1中所述的方法，其特徵在於軸盤架(10)和施放坡道(26)在船上共同滑動。
3.如權利要求1或2中所述的方法，其特徵在於上述的相對垂直移動是通過減輕船隻(13)的壓載而實現的。
4.如權利要求1，2或3中所述的方法，其特徵在於用滑道(15)，作為軸盤架在船上的轉換位置和支承架在船上的所需位置之間的支承裝置。
5.如權利要求4中所述的方法，其特徵在於滑道(15)向船上的軸盤架的所需位置向下傾斜。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於船(13)的後體，有從船尾開始的與棧橋(12)的寬度相適應的一個垂直開口(14)。
7.一種用於敷設海底導管的船舶，導管卷繞在船上的一個軸盤上，船前進時將該導管從軸盤上放出，其特徵在於在船(13)的後體中，有一個從船尾開始的垂直開口(14)，一條滑道(15)沿開口(14)的縱側向設置，該滑道(15)向前延伸到軸盤(9)在船上定位的區域內。
8.如權利要求7中所述的船舶，其特徵在於滑軌(15)向軸盤(9)在船上的位置下斜。
9.一個生產管道的岸上基地，其中導管繞在軸盤架支持的軸盤上，其特徵在於有用於軸盤架(10)的滑道(11)的棧橋(12)之類，在棧橋的伸出的方向上延伸，該棧橋的寬度適合於船(13)的垂直尾部開口(14)，船用於接受帶繞有導管的軸盤的軸盤架。
10.如權利要求9中所述的岸上基地，其特徵在於滑道(11)向棧橋方向傾斜。
11.一種有旋轉軸盤的軸盤架，軸盤用於卷繞管道，以備以後從該軸盤上放出在海底敷設，其特徵在於軸盤(9)的兩側各有一個大圓軌(20)，支靠在軸盤架的弧形支座(21)中，並有適當的軸承裝置(22)的中間裝置。
12.一種用於將管道或電纜在軸盤上放出或卷繞的坡道，包括有一個坡道(28)，其底部繞水平軸(32)旋轉，而上部由旋轉支撐件(29)支撐，其特徵在於有一個支座(27)，和支座(27)上的軸承套(33，34;39，40)的軌道，將軸承套沿該軌道移動的軸承套驅動裝置(37，35，38，36;45，43，46，44)，坡道(28)的底部在跨接件(31)上圍繞與坡道(28)的管道或電纜的支承表面垂直的軸(30)旋轉，跨接件(31)繞兩相對軸承套(33，34)之間的水平軸(32)旋轉，軸承套(33，34)可在該滑道上滑動，支撐件(29)的最底部繞另兩軸承套(39，42)間的水平軸(41，42)旋轉，由於支撐件(29)設有弧形滑道(47)，其圓弧中心在坡道的該旋轉軸(30)中，坡道的該轉軸(30)和坡道(28)的支承平面垂直，該坡道(28)通過適當的滑履(48)，靠在該滑道(47)上，有驅動裝置(50)將坡道(28)沿設在坡道(28)及滑道(47)之間的滑道上推送。
13.如權利要求12中所述的坡道組件，其特徵在於將坡道(28)沿滑道推送的驅動裝置(50)設計為螺杆驅動裝置。
14.如權利要求12或13中所述的坡道組件，其特徵在於將軸承套驅動裝置設計為螺杆驅動裝置。
15.如權利要求12-14中任何一項所述的坡道組件，其特徵在於將滑道(47)用鉸鏈板(49)在支撐件(29)上安裝。
全文摘要
本發明與管道或電纜的生產及水下敷設方法有關，包括生產適當長度的管道或電纜，將其繞在軸盤上，這時軸盤安裝在岸上的軸盤架中。在需要時將卷繞管道的軸盤，通過軸盤架在棧橋上的滑行而送到船上，棧橋有水平面和有正確壓載的船舶搭接配合，可通過軸盤架和船上的支承裝置間的垂直運動而由船隻承載軸盤架。然後需要時軸盤架在支承裝置上滑到船上所需位置並固定。本發明還揭示了執行這種方法的船舶。並有新穎的從軸盤上卷繞或施放管道的坡道組件。
文檔編號F16L1/20GK1030972SQ88104718
公開日1989年2月8日 申請日期1988年7月26日 優先權日1987年7月27日
發明者拉格納·博尼斯, 比揚·金登姆, 哈裡·艾伯特森 申請人:克瓦納爾海底工程承建公司