管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法

2023-10-06 16:38:09

管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法
【專利摘要】本發明公開了一種管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法。本發明實施例的管道鋪設船包括：平臺，沿著管道的鋪設路線設置，並放置執行管道裝配的一個以上的作業站；架設裝置，連接在平臺的一端部附近，並將管道引導至海底；以及升降驅動器，調節平臺的傾斜角。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及在海底鋪設管道的管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法。 管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法

【背景技術】
[0002] 用於在海底鋪設（laying)管道的鋪設船在沿海或深海移動並利用設置在船身的 管道鋪設系統在海底鋪設管道。管道是在鋪設船上通過焊接相互連接單位長度的各管道節 段並下投到海底。
[0003] 這種管道鋪設船根據鋪設管道的方法使用S-lay及J-lay方法。
[0004] s-lay方法中，當沿著管道鋪設路線從鋪設船投下管道時，藉助公知作為架設裝置 (stinger)的傾斜的拱形斜道（ramp)，沿著較大曲率半徑的S形路線下降而鋪設在海底。因 此，這種S-lay方法中，因已鋪設的管道的荷載，在管道脫離架設裝置的地點有發生因管道 的彎曲導致的塑性變形的危險，因此主要用於較淺深度的淺海中鋪設管道。
[0005] J-lay方法中，從鋪設船下投的管道沿著垂直或具有陡坡的斜道下降而鋪設在海 底。因此，管道能夠不發生塑性變形地沉到海底，因此主要用於水深較深的深海中進行鋪 設。
[0006] 另一方面，S-lay船舶的情況下，適於水深較淺的淺海中鋪設管道，且在水平條件 下事先配置管道，因此與J-lay方式相比每單位長度管道的鋪設速度相對較快地進行。
[0007] 但是存在以下問題：為了將s-lay船舶用於深海管道鋪設作業，需加長用於承受 待鋪設的管道重量的架設裝置長度，因此，由此引起的鋪設船的結構剛性和恢復性問題導 致難以用於深海管道鋪設作業。


【發明內容】

[0008] (一）要解決的技術問題
[0009] 本發明的實施例提供一種能夠在深海容易進行管道鋪設的S-lay類型的管道鋪 設船。
[0010] 並且，本發明的實施例提供不論是淺海或深海均能進行管道鋪設的S-lay類型的 管道鋪設船及利用該管道鋪設船的管道鋪設方法。
[0011] 並且，本發明的實施例提供一種能夠對放置執行管道裝配的作業站的平臺的傾斜 角進行調節的S-lay類型的管道鋪設船。
[0012] (二）技術方案
[0013] 根據本發明的一側面，可提供一種管道鋪設船，其包括：平臺（platform)，沿著管 道的鋪設路線設置，並放置執行管道裝配的一個以上的作業站；架設裝置（stinger)，連接 在所述平臺的一端部附近，並將所述管道引導至海底；及升降驅動器，調節所述平臺的傾斜 角。
[0014] 並且，所述平臺可以設置成能夠以所述一端部為中心旋轉。
[0015] 並且，所述架設裝置可以設置成與所述平臺的旋轉工作一同旋轉。
[0016] 並且，在所述平臺的至少一側面上可以具備所述平臺上升時展開的具有踏板的可 變式階梯。
[0017] 並且，所述一個以上的作業站可以包括焊接站、塗敷站、檢查站及張力器中的任一 個。
[0018] 並且，由所述平臺和所述架設裝置定義的所述鋪設路線可以具備：第一鋪設路線， 所述平臺在水平狀態下形成；及第二鋪設路線，所述平臺在旋轉而傾斜的狀態下，其中，所 述第一鋪設路線可以形成用於淺海管道鋪設作業的路線，所述第二鋪設路線可以形成用於 深海管道鋪設作業的路線。
[0019] 並且，所述平臺的一端部可以與設置在船身的船尾側上甲板的旋轉軸連接，所述 架設裝置的一側可以固定在所述平臺，另一側可以朝向海水面向下傾斜地延伸。
[0020] 並且，所述平臺和所述架設裝置可以連接為一體。
[0021] 根據本發明的另一側面，可以提供一種由上述管道鋪設船鋪設管道的方法，其包 括如下步驟：根據鋪設管道的位置來形成所述第一鋪設路線或所述第二鋪設路線；及沿著 所形成的鋪設路線來執行所述管道的鋪設作業。
[0022] (三）有益效果
[0023] 本發明實施例能夠對放置作業站的平臺的傾斜角進行調節，所述作業站執行管道 裝配。
[0024] 並且，本發明實施例不同地設定在淺海進行管道鋪設作業時和在深海進行管道鋪 設作業時放置作業站的平臺的傾斜角，從而與海底水深無關地能夠順暢地執行管道的鋪設 作業。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是概略表示本發明實施例的管道鋪設船的立體圖。
[0026] 圖2是本發明實施例的管道鋪設船的俯視圖。
[0027] 圖3是本發明實施例的管道鋪設船的側視圖。
[0028] 圖4是表示本發明實施例的平臺與架設裝置的連接部分的圖。
[0029] 圖5是表示本發明實施例的平臺維持水平的狀態的立體圖。
[0030] 圖6是表示本發明實施例的平臺傾斜地上升的狀態的立體圖。
[0031] 圖7是本發明實施例的淺海管道鋪設作業的工作狀態圖。
[0032] 圖8是本發明實施例的深海管道鋪設作業的工作狀態圖。

【具體實施方式】
[0033] 以下，參照附圖對本發明的實施例進行詳細說明。圖1是概略表示本發明實施例 的管道鋪設船的立體圖，圖2是本發明實施例的管道鋪設船的俯視圖，圖3是本發明實施例 的管道鋪設船的側視圖。
[0034] 參照圖1至圖3,本實施例的S-lay船舶10為用於在海底面鋪設管道20的管道鋪 設船，單位長度的多個管道節段22通過搬運船供給該管道鋪設船，供給的多個管道節段22 通過設置在船身的一個以上的作業站30連接的同時下投到海底。
[0035] 這種鋪設船10通過產生推進力的推進裝置12移動到用於鋪設管道20的位置，管 道20在鋪設船10移動的同時通過安裝在船身尾部的架設裝置40引導，同時下投到海水面 之後，設置在海底面。
[0036] 多個管道節段22分別由金屬材質的缸體形態構成，其外周面以經用於防止腐蝕 的塗敷膜處理的狀態設置。但是，管道節段22的兩端部為了管道節段22的焊接結合而以 未經塗敷處理的狀態設置。
[0037] 在鋪設船10上設置進行將多個管道20連接為一體的作業的作業站30。這種作業 站30可以包括沿著管道20的鋪設路線布置的焊接站31、檢查站32、塗敷站33及一個以上 的張力器35。
[0038] 管道的鋪設路線是指在鋪設船10上裝配單位長度的管道節段22之後下投到海中 的管道20的移動路線。這種鋪設路線可以構成為從鋪設船10的船頭沿著鋪設鋪設船10 的長度延伸至船尾之後通過架設裝置40延伸至海水面的路線。
[0039] 這種鋪設路線在設置在鋪設船10的多個作業站30中可以設置成呈大致水平方 向，在通過架設裝置40引導至海底面的部分可以設置成具有規定曲率地向下傾斜。
[0040] 通過搬運船供給的多個管道節段22儲藏在儲藏空間13之後傳輸到鋪設路線的開 始位置即安裝站（fitting station) 36。
[0041] 在安裝站36在管道20的後側以排成一列的方式配置所搬運的管道節段22,排成 一列的管道節段22通過傳送帶或輥之類的輸送裝置37傳輸到焊接站31。
[0042] 在焊接站31通過焊接將單位長度的多個管道節段22相互結合，以形成連續的管 道20。
[0043] 而且，多個管道節段22的各焊接部位通過設置在檢查站32的非破壞性檢查裝置 檢查有無缺陷之後輸送到塗敷站33,在塗敷站33對各管道節段22的焊接部位進行塗敷。
[0044] 形成這種連續的鋪設路線的各作業站30之間的距離可以形成為管道節段22的單 位長度的2倍以上。
[0045] 張力器35具備對置配置的履帶形態的軌道，在兩個軌道之間支撐管道20,以承受 下投到海中的管道20的重量。
[0046] 並且，本實施例中雖未圖示，但可以沿著鋪設路線具備多個焊接站31，一個以上的 作業站30還可以包括用於研磨焊接部位的研磨站，及在焊接部位塗敷規定厚度的塗敷劑 的塗敷站。
[0047] 另一方面，一個以上的作業站30可以平行配置成一列，以便在鋪設船10上移動的 管道20能夠以在鋪設船10上維持水平的狀態輸送。
[0048] 並且，一個以上的作業站30可以配置在一端部51可旋轉地設置在鋪設船10船身 的平臺50上。
[0049] 平臺50構成在船身移動的管道20的鋪設路線的一部分，可以由沿著鋪設船10的 長度方向較長地形成的具有較大剛性材質的板件構成。
[0050] 如圖4所示，在平臺50的一端部51可以設置架設裝置40,在海底鋪設管道20時， 該架設裝置用於支撐管道20,以使在脫離鋪設船10的部分的管道20的鋪設路線構成緩和 的傾斜。
[0051] 架設裝置40的一側可以設置成固定在平臺50的一端部51，另一側可以朝向海水 面延伸形成為具有規定曲率且向下傾斜延伸。
[0052] 這種架設裝置40可以具備朝向海水面延伸的管形態的一對側面框架41，一對側 面框架41可以具有通過橫向延伸的管形態的支撐框架43相互連接的形態。
[0053] 在支撐框架43上，可以沿著架設裝置40的延伸方向隔開配置用於引導管道20的 移動的多個輸送棍45。
[0054] 並且，與平臺50結合的架設裝置40的一側可以設置為在平臺50的一端部51附 近通過焊接與平臺50結合為一體，從而在平臺50旋轉時一同旋轉。
[0055] 這是為了能夠通過平臺50的旋轉來改變通過平臺50及架設裝置40從船頭延伸 至海水面的管道20的鋪設路線。即，當改變平臺50的傾斜角度的情況下，將管道20引導 至海水面的架設裝置40的入水角度也一同改變。
[0056] 並且，本實施例中雖未圖示，但連接在平臺50的架設裝置40可以設置成通過另設 的驅動裝置僅改變架設裝置40的角度。這種情況下，理所當然地，架設裝置40的角度也可 以與平臺50的角度變更聯動地變更。
[0057] 另一方面，可旋轉地設置在鋪設船10上的平臺50的一端部51可旋轉地結合軸支 撐部件18的旋轉軸19上，所述軸支撐部件18設置在船尾部上甲板17上，在平臺50的另 一端部53可以設置用於使平臺50升降移動的升降驅動器60。
[0058] 升降驅動器60為使平臺50的另一端部53升降移動的裝置，以便能夠使平臺50 在鋪設船10上維持水平狀態的水平位置，和維持以規定角度傾斜的狀態的傾斜位置之間 移動。
[0059] 參照圖5及圖6,升降驅動器60可以包括：多個連結部件61，具有閉環形態的4節 連結結構，及液壓缸63,驅動多個連結部件61收縮或展開。
[0060] 當隨著升降驅動器60的驅動而提昇平臺50的另一端部53的情況下，平臺50的 另一端部53以旋轉軸19為中心向上方向轉動，隨之平臺50維持一定傾斜。
[0061] 此時，結合在平臺50的一端部51的架設裝置40也與平臺50的轉動一同向下旋 轉，因此由架設裝置40形成的管道20的入水角度增大。
[0062] 另一方面，如圖2所示，當然可以沿著平臺50長度方向配置多個升降驅動器60,以 便能夠承受由平臺50的自重產生的重量。
[0063] 並且，本實施例中，說明了升降驅動器60由多個連結部件61及液壓缸63構成，但 並不限於此，只要是能夠使平臺的另一端部53上升規定高度的結構，則能夠適用公知的各 種構件，這也包括在本發明的技術思想中。
[0064] 通過這種結構，鋪設船10具備：第一鋪設路線（參照圖7)，在平臺50維持水平狀 態的狀態下鋪設管道20 ;及第二鋪設路線（參照圖8)，在平臺50維持傾斜狀態的狀態下鋪 設管道20。
[0065] 第一鋪設路線可以用於執行水位較淺的淺海管道鋪設作業，第二鋪設路線可以用 於水位相對較深的深海管道鋪設作業。
[0066] 再次參照圖5及圖6,在平臺50的一側面可以設置平臺50上升時展開的具備踏板 71的可變式階梯70。這是為了在平臺50上升的情況下，能夠讓作業人員通過可變式階梯 70爬到平臺50上。
[0067] 這種可變式階梯70可以由如下一般結構構成：在水平狀態下，多個踏板71以平坦 的狀態配置，當平臺50旋轉成傾斜的情況下，與平臺50 -同旋轉的同時，平坦狀態的踏板 71旋轉而配置成階梯形狀。
[0068] 以下，對本發明實施例的鋪設船的管道鋪設方法及效果進行說明。
[0069] 首先，如圖7所示，當在水位較淺的淺海執行管道20的鋪設作業的情況下，平臺50 以在鋪設船10上維持水平狀態的狀態配置。
[0070] 即，配置在鋪設船10上的單位長度的管道節段22沿著由放置在平臺50上的一個 以上的作業站30定義的第一鋪設路線70移動，同時執行焊接、檢查及塗敷作業之後，以通 過張力器35維持張力的狀態引導至架設裝置40,並下投到海水面。
[0071] 而且，當在水位較深的深海執行管道20的鋪設作業的情況下，如圖8所示，隨著平 臺50的旋轉，一個以上的作業站30以具有規定傾斜的狀態配置成一列。
[0072] 此時，在平臺50的一端部51連接為一體的架設裝置40也與平臺50 -體旋轉，同 時改變管道20的入水角度。
[0073] 隨之，由放置一個以上的作業站30的平臺50和架設裝置40定義的管道20的鋪 設路線構成具有規定傾斜角的第二鋪設路線80。
[0074] 沿著這種第二鋪設路線80下投到海中的管道20以大致垂直的狀態沉下，由此能 夠減小因彎曲導致的塑性變形的影響，因此能夠設置在水深較深的深海中。
[0075] 並且，基於一個以上的作業站30的管道20的輸送方向和引導至架設裝置40的管 道20的輸送方向一同變更，因此與僅改變架設裝置40的入水角度的情況相比，能夠相對地 減小在傳輸到架設裝置40部分的因管道20的彎曲導致的塑性變形。
[0076] 以上，對特定實施例進行了圖示說明。但並不限於上述實施例，只要是在本發明所 屬的【技術領域】具有通常知識的人員，則能夠在不脫離權利要求書所記載的發明的技術思想 主旨的情況下實施多種變更。
【權利要求】
1. 一種管道鋪設船，其包括： 平臺，沿著管道的鋪設路線設置，並放置執行管道裝配的一個以上的作業站； 架設裝置，連接在所述平臺的一端部附近，並將所述管道引導至海底；以及 升降驅動器，調節所述平臺的傾斜角。
2. 根據權利要求1所述的管道鋪設船，其中， 所述平臺設置成能夠以所述一端部為中心旋轉。
3. 根據權利要求2所述的管道鋪設船，其中， 所述架設裝置設置成與所述平臺的旋轉工作一同旋轉。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的管道鋪設船，其中， 在所述平臺的至少一側面上具備所述平臺上升時展開的具有踏板的可變式階梯。
5. 根據權利要求1至3中任一項所述的管道鋪設船，其中， 所述一個以上的作業站包括焊接站、塗敷站、檢查站及張力器中的任一個。
6. 根據權利要求1至3中任一項所述的管道鋪設船，其中， 由所述平臺和所述架設裝置定義的所述鋪設路線具備：第一鋪設路線，所述平臺在水 平狀態下形成鋪設；及第二鋪設路線，所述平臺在旋轉而傾斜的狀態下形成鋪設， 所述第一鋪設路線形成用於淺海管道鋪設作業的路線，所述第二鋪設路線形成用於深 海管道鋪設作業的路線。
7. 根據權利要求1至3中任一項所述的管道鋪設船，其中， 所述平臺的一端部與設置在船身的船尾側上甲板的旋轉軸連接，所述架設裝置的一側 固定在所述平臺，另一側朝向海水面向下傾斜地延伸。
8. 根據權利要求1至3中任一項所述的管道鋪設船，其中， 所述平臺和所述架設裝置連接為一體。
9. 一種管道鋪設方法，其為由權利要求6所述的管道鋪設船鋪設管道的方法，其包括 如下步驟： 根據鋪設管道的位置來形成所述第一鋪設路線或所述第二鋪設路線；及 沿著所形成的鋪設路線來執行所述管道的鋪設作業。
【文檔編號】F16L1/20GK104125915SQ201380009422
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年2月12日 優先權日:2012年2月15日
【發明者】樸宣奎, 樸成國, 俞泓在, 李喜元, 任玉珍, 洪永和 申請人:三星重工業有限公司