Трубоукладочное судно (варианты) и способ укладки трубопровода с судна

Группа изобретений относится к строительству трубопроводов. Трубоукладочное судно содержит направленную вверх трубоукладочную вышку, сварочную площадку для присоединения новой ветви трубопровода к краю удерживаемого вышкой трубопровода. На трубоукладочной вышке расположено зажимное устройство для удерживания ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края удерживаемого вышкой трубопровода. Зажимное устройство выполнено с возможностью направления ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки. Зажимное устройство содержит зажим ветви трубопровода, выполненный с возможностью перемещения ветви трубопровода из положения вдоль трубоукладочной вышки со смещением относительно траектории укладки трубопровода в положение, в котором она приблизительно совмещена с траекторией укладки трубопровода. Зажим выполнен с возможностью центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода и регулирования направления посредством вращательного движения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, перпендикулярных продольной оси трубоукладочной вышки. Трубоукладочное судно может содержать группу зажимов, расположенных на трубоукладочной вышке. Зажим ветви трубопровода может быть выполнен с возможностью поворота ветви трубопровода вокруг ее продольной оси. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к трубоукладочным судам и к способу укладки трубопровода с судна. Наиболее часто трубоукладочные суда и способ укладки трубопровода, раскрытые в настоящем изобретении, используются при добыче нефти и газа в открытом море (или любом другом водоеме). Более конкретно, настоящее изобретение относится к зажимному устройству, расположенному на трубоукладочной вышке трубоукладочного судна.

Уровень техники

Как правило, трубоукладочные суда производят укладку трубопровода для морской добычи нефти или газа либо по S-образной схеме, либо по J-образной схеме.

При укладке по S-образной схеме трубопровод выходит из судна под малым наклоном к горизонту либо без наклона к горизонту, приобретает более крутой наклон в воде, затем возвращается по существу в горизонтальное положение на дне моря. Натяжение трубопровода часто обеспечивается последовательно расположенными натяжными устройствами, установленными вдоль траектории укладки трубопровода на судне.

Натяжные устройства поддерживают вес трубопровода и управляют траекторией трубопровода. Укладка по S-образной схеме является предпочтительной на меньших глубинах, где естественная траектория трубопровода лишь иногда отклоняется на малый угол при его продвижении к морскому дну. Примеры укладки по S-образной схеме раскрыты в международных заявках на изобретения (заявках РСТ) с соответствующими номерами публикации: WO 2006/085739 и WO 2007/000609.

При укладке по J-образной схеме трубопровод выходит из судна с крутым наклоном или вертикально, и наклон непрерывно уменьшается до тех пор, пока трубопровод не окажется по существу в горизонтальном положении на дне моря. Укладка по J-образной схеме предполагает перемещение новой секции трубопровода по существу из горизонтального положения (вдоль палубы судна) в вертикальное положение, параллельное трубоукладочной вышке для укладки по J-образной схеме, установленной на судне. Нижний край новой секции трубопровода приваривается к верхнему краю трубопровода, который удерживается в неподвижном состоянии, свисая с судна, при помощи фиксирующего зажима, расположенного у основания трубоукладочной вышки для укладки по J-образной схеме. После добавления новой секции трубопровода к существующему трубопроводу фиксирующий зажим раскрывается и трубопровод спускается вниз по трубоукладочной вышке для укладки по J-образной схеме. Во время данного опускания натяжение трубопровода может обеспечиваться при помощи подвижного блока или натяжных устройств. Верхний край добавленного участка трубопровода (т.е. верхний край новой секции трубопровода) затем зажимается фиксирующим зажимом, подвижный блок, при его наличии, возвращается в исходное положение в верхней части вышки для укладки по J-образной схеме и процесс повторяется. Укладка по J-образной схеме применяется преимущественно для укладки трубопровода на больших глубинах (т.е. на глубинах, обычно превышающих 1000 м). Примеры укладки по J-образной схеме раскрыты в международных заявках на изобретение (заявках РСТ) с соответствующими номерами публикации: WO 2009/153352 и WO 2009/153354.

В международных заявках с соответствующими номерами публикации (WO 2009/153352 и WO 2009/153354) ветвь трубопровода устанавливается параллельно трубоукладочной вышке для укладки по J-образной схеме на погрузочном манипуляторе и затем перемещается из этого положения в положение, совмещенное с траекторией укладки трубопровода при помощи зажимов на погрузочном манипуляторе. Когда ветвь трубопровода оказывается в требуемом положении на траектории укладки трубопровода, она может захватываться тремя центрирующими зажимами, которые устанавливают ветвь трубопровода в правильное положение относительно края трубопровода, к которому необходимо пристыковать ветвь трубопровода. Внутренняя система центрирования (обозначенная в указанных выше международных заявках ссылочной позицией 75) установлена в верхней части вышки.

Ближайший аналог настоящего изобретения раскрыт в патенте на изобретение US 6,352,388 В1, дата публикации - 05.03.2002 г. Из ближайшего аналога известно трубоукладочное судно, снабженное трубоукладочным аппаратом, содержащим трубный манипулятор для перемещения труб при их нахождении в поднятом рабочем положении, станцию соединения труб для соединения вместе концов труб при их нахождении в рабочем положении, трубную опору для поддержания труб в поднятом положении, неподвижный зажим для разъемного крепления верхнего конца заранее запущенной в работу трубы, трубный подъемник для контролируемого запуска в работу ветви трубы, при котором трубный подъемник содержит второй подвижный зажим, предназначенный для разъемного крепления к трубе таким образом, что второй подвижный зажим может контролируемо подниматься и опускаться относительно предопределенного расстояния хода между самой верхней и самой нижней позицией хода относительно судна. Альтернативно труба может быть захвачена посредством первого зажима и второго зажима таким образом, чтобы позволить трубе быть запущенной в работу с судна в постепенной манере повторяющегося цикла, в котором первый зажим взаимодействует с трубопроводом, пока второй зажим поднимается в самую высокую позицию хода, затем осуществляется передача нагрузки трубопровода от первого зажима на второй зажим, после чего происходит снижение второго зажима в его самую нижнюю позицию хода.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в разработке усовершенствованного трубоукладочного судна и усовершенствованного способа укладки трубопровода с судна в сравнении с предшествующим уровнем техники.

Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении громоздкости конструкции и ее упрощении за счет совмещения нескольких функций конкретных элементов (например, любого из зажимов ветви трубопровода) и в ускорении способа укладки трубопровода в целом.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, и зажимное устройство, расположенное на трубоукладочной вышке и выполненное с возможностью удерживания ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки. Зажимное устройство содержит зажим ветви трубопровода, выполненный с возможностью перемещения ветви трубопровода из положения, в котором она расположена вдоль трубоукладочной вышки, но смещена относительно траектории укладки трубопровода, в положение, в котором она приблизительно совмещена с траекторией укладки трубопровода, и с возможностью центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода.

Предпочтительно зажим ветви трубопровода располагается в зоне верхней части вышки. Предпочтительно зажим ветви трубопровода предназначен для зажима верхнего края ветви трубопровода.

Предпочтительно трубоукладочное судно также содержит отдельный подъемник ветви трубопровода для поворота ветви трубопровода из по существу горизонтального положения у основания вышки в положение, в котором она по существу параллельна вышке. Предпочтительно зажимной узел установлен не на подъемнике ветви трубопровода. Предпочтительно зажимной узел при выполнении функции транспортного зажима перемещает ветвь трубопровода с подъемника ветви трубопровода в положение, в котором она приблизительно совмещена с траекторией укладки трубопровода.

Зажим ветви трубопровода может являться фрикционным зажимом.

Зажим ветви трубопровода может быть выполнен с возможностью восприятия по меньшей мере большей части веса ветви трубопровода.

Судно может дополнительно содержать по меньшей мере один зажим, выполненный с возможностью центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода.

Зажимное устройство может быть установлено с возможностью вращательного движения относительно оси, по существу параллельной продольной оси трубоукладочной вышки.

Зажимное устройство может быть установлено с возможностью поступательного движения в направлении, по существу параллельном продольной оси трубоукладочной вышки.

Зажим ветви трубопровода может быть выполнен с возможностью регулирования направления.

Зажим ветви трубопровода может быть выполнен с возможностью регулирования направления посредством вращательного движения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, которые в свою очередь перпендикулярны продольной оси трубоукладочной вышки.

Зажим ветви трубопровода может быть дополнительно выполнен с возможностью поворота ветви трубопровода вокруг ее продольной оси.

Зажимное устройство может дополнительно включать внутренний центрирующий зажимной узел.

Внутренний центрирующий зажимной узел может дополнительно включать корпус внутреннего центрирующего зажима и внутренний центрирующий зажим.

Внутренний центрирующий зажимной узел может дополнительно включать лебедку внутреннего центрирующего зажима, выполненную с возможностью подъема и опускания внутреннего центрирующего зажима внутри ветви трубопровода.

Внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода могут быть установлены с возможностью регулировки их направления относительно трубоукладочной вышки как регулировки направления единого узла.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, группу зажимов, расположенных на трубоукладочной вышке и выполненных с возможностью удерживания новой ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки. Группа зажимов содержит зажимное устройство, включающее зажим ветви трубопровода, выполненный с возможностью фиксации верхнего края ветви трубопровода, и внутренний центрирующий зажимной узел. Внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода установлены с возможностью регулировки их направления относительно трубоукладочной вышки как регулировки направления единого узла.

В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения предложено трубоукладочное судно, включающее трубоукладочную вышку, направленную вверх от судна, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, группу зажимов, расположенных на трубоукладочной вышке и выполненных с возможностью удерживания новой ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки. При этом группа зажимов содержит зажим ветви трубопровода в зоне верхней части трубоукладочной вышки, выполненный с возможностью восприятия по меньшей мере большей части веса ветви трубопровода и с возможностью поворота ветви трубопровода вокруг ее продольной оси.

Также в рамках настоящего изобретения предложен способ укладки трубопровода с судна, в котором используют любое из раскрытых выше трубоукладочных судов.

Предпочтительно зажим ветви трубопровода располагается в зоне верхней части вышки. Предпочтительно зажим ветви трубопровода предназначен для зажима вокруг верхнего края ветви трубопровода.

Предпочтительно трубоукладочное судно также содержит отдельный подъемник ветви трубопровода для поворота ветви трубопровода из по существу горизонтального положения у основания трубоукладочной вышки в положение, в котором она по существу параллельна трубоукладочной вышке. Предпочтительно зажимной узел установлен не на подъемнике ветви трубопровода. Предпочтительно зажимной узел при выполнении функции транспортного зажима перемещает ветвь трубопровода с подъемника ветви трубопровода в положение, в котором она приблизительно совмещена с траекторией укладки трубопровода.

В этом случае особенно важно, чтобы один и тот же зажим применялся как для перемещения, так и для центрирования ветви трубопровода.

Обычно применяется несколько подобных зажимов. Примером зажимного узла в соответствии с настоящим изобретением является вариант осуществления изобретения, описываемый ниже для зажимного узла, называемого далее зажимной узел вышки и включающего фрикционный зажим в качестве зажима ветви трубопровода по настоящему изобретению. Судно может также включать один или большее число дополнительных центрирующих зажимов для центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода. Хотя согласно объему изобретения эти дополнительные центрирующие зажимы также должны выполнять функцию перемещения ветви трубопровода на траекторию укладки трубопровода, в варианте осуществления настоящего изобретения, описываемом ниже, данная функция у них отсутствует. В данном описываемом варианте осуществления изобретения имеется еще два центрирующих зажима и еще один транспортный зажим, называемый в данном варианте осуществления изобретения манипулятор вышки для перемещения ветви трубопровода на траекторию укладки трубопровода.

Зажимное устройство предпочтительно установлено на вышке. Зажимное устройство предпочтительно установлено с возможностью вращательного перемещения вокруг оси по существу параллельно продольной оси вышки. Устройство может устанавливаться с возможностью перемещения относительно более чем одной оси, по существу параллельной продольной оси вышки, и в описываемом варианте осуществления изобретения установлено с возможностью перемещения относительно двух разнесенных в пространстве параллельных осей параллельных продольной оси вышки. За счет этого обеспечивается широкий диапазон перемещений узла в горизонтальной плоскости.

Зажимное устройство предпочтительно установлено с возможностью поступательного перемещения в направлении, по существу параллельном продольной оси вышки. Предпочтительно поступательное перемещение ограничено верхним участком вышки. Предпочтительно поступательное перемещение обеспечивается дополнительно к вращательному перемещению и, например, позволяет опускать ветвь трубопровода из верхнего положения, находящегося на некотором расстоянии от верхнего края трубопровода, к которому необходимо присоединить ветвь трубопровода, в положение рядом с верхним краем трубопровода.

Предпочтительно направление зажима ветви трубопровода является регулируемым. Направление зажима ветви трубопровода предпочтительно может регулироваться за счет вращательного перемещения вокруг оси, перпендикулярной продольной оси вышки, а более предпочтительно ориентация зажима ветви трубопровода может регулироваться относительно двух взаимно перпендикулярных осей, которые сами перпендикулярны продольной оси вышки. Подобная регулировка может быть активной или пассивной; в варианте осуществления настоящего изобретения, описанном ниже, регулировка является пассивной, а ориентация зажима ветви трубопровода определяется другими центрирующими зажимами.

Зажим ветви трубопровода предпочтительно выполнен с возможностью вращения ветви трубопровода относительно ее продольной оси. Предпочтительно ветвь трубопровода может поворачиваться более чем на 180 градусов; в варианте осуществления настоящего изобретения, описанном ниже, ветвь трубопровода может поворачиваться на ±190 градусов. Предпочтительно данное регулирование является активным. Оно может управляться оператором путем центрирования ветви трубопровода, удерживаемой зажимом ветви трубопровода.

Зажимное устройство предпочтительно также включает внутренний центрирующий зажимной узел. Это позволяет зафиксировать внутренний центрирующий зажимной узел относительно зажима ветви трубопровода и за счет этого автоматически выровнять его с ветвью трубопровода, удерживаемой в зажиме ветви трубопровода.

Внутренний центрирующий зажимной узел предпочтительно включает корпус внутреннего центрирующего зажима и внутренний центрирующий зажим. Внутренний центрирующий зажимной узел предпочтительно также включает лебедку внутреннего центрирующего зажима для подъема и опускания внутреннего центрирующего зажима внутри ветви трубопровода. Внутренний центрирующий зажим может иметь любую стандартную форму.

Предпочтительно внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода установлены с возможностью регулировки их направления относительно вышки как регулировки направления единого узла. Предпочтительно внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода зафиксированы относительно друг друга. Предпочтительно, относительное положение и направление внутреннего центрирующего зажимного узла и зажима ветви трубопровода являются нерегулируемыми. Это способствует обеспечению автоматического центрирования внутреннего центрирующего зажимного узла относительно ветви трубопровода, удерживаемой в зажимном устройстве.

Судно может содержать подвесное зажимное устройство, установленное в нижней зоне вышки для зажима трубопровода, который был уложен с судна, и подвижный зажим с возможностью перемещения вдоль участка вышки для укладки трубопровода.

Предпочтительно трубоукладочная вышка содержит первую нижнюю секцию, идущую вверх от внутреннего края к внешнему краю над верхней палубой судна, и вторую верхнюю секцию, идущую вверх от первой нижней секции и имеющую длину, которая составляет по меньшей мере одну треть от длины нижней секции, при этом траектория перемещения подвижного зажима ограничена нижней секцией вышки. Вторая верхняя секция вышки может быть установлена с возможностью перемещения на первой нижней секции вышки, однако возможна ситуация, при которой первая и вторая секции вышки выполнены как единая деталь. В предпочтительном варианте конструкции верхняя секция вышки может перемещаться относительно нижней секции вышки независимо от положения подвижного зажима.

Трубоукладочная вышка с верхней и нижней секциями раскрыта в заявке на патент Великобритании под названием "Судно трубоукладочное и способ укладки трубопровода", имеющей номер "P015336GB" и такую же дату подачи, что и настоящая заявка. Содержимое этой заявки полностью включено в описание настоящего изобретения по ссылке. Формула настоящего изобретения может включать любые признаки, раскрытые в указанной заявке на изобретение. В частности, в формулу настоящего изобретения могут быть внесены уточнения, относящиеся к вышке и прочим связанным с ней признакам, относящимся к вышке, таким как наличие подъемника для перемещения ветви трубопровода в положение, параллельное вышке и различных зажимов для захвата различных частей ветви трубопровода и трубопровода. Некоторые из этих признаков кратко упоминаются ниже в настоящем описании со ссылками на чертежи.

Вышка предпочтительно имеет габаритную длину, достаточную для размещения двух ветвей трубопровода край к краю. В середине вышки по высоте предпочтительно установлена рабочая площадка. Также предпочтительной является установка рабочей площадки в зоне нижней части вышки. В варианте осуществления настоящего изобретения, описываемом ниже, имеется рабочая площадка в зоне нижней части вышки и другая рабочая площадка в середине вышки по высоте. Рабочая площадка представляет собой площадку, на которой производится сварка, и/или нанесение покрытия, и/или контроль формируемого трубопровода.

В случае наличия двух рабочих площадок они предпочтительно разнесены в пространстве на расстояние длины ветви трубопровода. В результате обеспечивается контроль или обработка стыка двух ветвей трубопровода на одной рабочей площадке, при этом контроль и обработка другого стыка производится на другой рабочей площадке. На рабочих площадках предпочтительно находится персонал.

В случае когда вышка содержит первую нижнюю секции и вторую верхнюю секцию, рабочая площадка предпочтительно находится в зоне верхней части первой секции.

Следует понимать, что все признаки, описанные выше в качестве необязательных или предпочтительных для первого варианта осуществления настоящего изобретения, могут применяться для второго варианта осуществления настоящего изобретения и, действительно, большинство из них применено в варианте осуществления изобретения, описываемом ниже.

Следует понимать, что все признаки, описанные выше в качестве необязательных или предпочтительных для первого варианта осуществления настоящего изобретения, могут применяться в третьем варианте осуществления настоящего изобретения, и, действительно, большинство из них применено в варианте осуществления изобретения, описываемом ниже.

Так, в качестве первого примера способ укладки трубопровода может включать этап применения зажимного устройства как для перемещения ветви трубопровода из положения, в котором она расположена вдоль вышки, но смещена относительно траектории укладки трубопровода, в положение, в котором она примерно совмещена с траекторией укладки трубопровода, так и центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода. В качестве второго примера способ может включать этап установки внутреннего центрирующего зажимного узла и зажима ветви трубопровода, выполненных в виде единого узла, с возможностью регулировки направления узла относительно вышки. В третьем примере способ может включать этап установки зажима ветви трубопровода на трубоукладочную вышку для восприятия, по меньшей мере, основной части веса ветви трубопровода, а также для поворота ветви трубопровода.

Понятно, что признаки, описанные для одного варианта осуществления настоящего изобретения, могут быть включены в другие варианты осуществления настоящего изобретения. Например, все признаки первого, второго и третьего вариантов осуществления настоящего изобретения могут сочетаться и действительно сочетаются в судне, являющемся осуществлением изобретения и описываемом ниже, и способ по настоящему изобретению может включать любые признаки, описанные со ссылками на трубоукладочное судно по настоящему изобретению и наоборот.

Краткое описание чертежей

Ниже, исключительно в качестве примеров, приводится описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи, на которых представлены:

Фиг.1 - пространственный вид трубоукладочного судна в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 - вид сбоку трубоукладочной вышки в первоначальном состоянии на трубоукладочном судне, приведенном на Фиг.1;

Фиг.3 - вид спереди трубоукладочной вышки в первоначальном состоянии;

Фиг.4 - вид сверху части вышки в первоначальном состоянии;

Фиг.5 - пространственный вид подъемника ветви на палубе трубоукладочного судна, приведенного на Фиг.1;

Фиг.6 - пространственный вид зажимного устройства трубоукладочной вышки;

Фиг.7 - вид спереди зажимного устройства трубоукладочной вышки;

Фиг.8 - вид сбоку зажимного устройства трубоукладочной вышки;

Фиг.9 - вид снизу фрикционного зажима на зажимном устройстве трубоукладочной вышки;

Фиг.10 - пространственный вид зажимного механизма трубоукладочной вышки;

Фиг.11 - пространственный вид части зажимного механизма трубоукладочной вышки.

Осуществление изобретения

На Фигуре 1 показано трубоукладочное судно 100. Судно 100 имеет носовую часть 102 и кормовую часть 101. Дно судна, известное как килевая линия, обозначено цифрой 104. На палубе 103 судна в его кормовой части 101 находятся разнообразные мостки, составляющие устройство 200 укладки трубопровода по схеме "S". Другое устройство укладки трубопровода по схеме "S" расположено по направлению к носовой части судна и более подробно раскрывается в международной заявке на изобретение (заявке РСТ) с номером публикации WO 2008/107186, содержимое которой включено в настоящее описание по ссылке. В кормовой части 101 находится проем 202 укладки трубопровода по схеме "S", позволяющий трубопроводу спускаться в воду в зоне кормовой части судна 100. Судно 100 также снабжено вышкой 300 укладки трубопровода по схеме "J", расположенной в средней части судна посередине вдоль линии укладки трубопровода по схеме "S".

На Фигурах 2 и 3 более подробно представлены вышка 300 укладки трубопровода по схеме "J" и необходимое для нее вспомогательное оборудование. Вышка 300 укладки трубопровода по схеме "J" простирается вертикально вверх от палубы 103 судна.

Под вышкой 300 укладки трубопровода по схеме "J" в корпусе судна находится проем 302, ведущий к расположенной под судном воде. Данный проем позволяет трубопроводу P спускаться в воду с вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J".

Как будет ясно из нижеследующего описания, трубопровод включает в себя уже уложенный трубопровод (в котором трубопровод содержит ветви трубопровода, которые, по существу, уже были сварены друг с другом и спущены с судна 100 ниже килевой линии 104 судна 100). Данный уложенный трубопровод обозначен буквой Р. Трубопровод также включает в себя трубопровод, который еще неполностью уложен и еще удерживается на судне 100. Данный неполностью уложенный трубопровод состоит из группы ветвей PS, P1, Р2, Р3, которые либо уже сварены вместе или еще только будут сварены с последующей укладкой надлежащим образом.

В частности, PS представляет собой ветвь трубопровода, нижняя часть которой уже приварена к уложенному трубопроводу P. Следовательно, часть ветви PS уже спущена ниже килевой линии 104, а часть еще находится на судне 100. Ветвь P1 представляет собой ветвь, приваренную к верхней части ветви PS и удерживаемую в нижней секции вышки укладки трубопровода по схеме "J", ветвь P2 представляет собой ветвь, которая удерживается в верхней секции вышки укладки трубопровода по схеме "J" и будет приварена к верхней части ветви P1 надлежащим образом, а ветвь P3 является находящейся в подъемнике ветвью, которая будет приварена к верхней части ветви P2 надлежащим образом.

К боковой стороне проема 302 прикреплен желоб 320 (иногда называемый стингер для укладки трубопровода по схеме "J"), который управляет ориентацией трубопровода P при входе в воду.

Над желобом 320 и ниже палубы 103 имеется подвесное зажимное устройство 330. Подвесное зажимное устройство 330 расположено вблизи желоба 320 и непосредственно над уровнем воды.

Над подвесным зажимным устройством 330 расположено подвижное зажимное устройство 340, установленное на двух рельсах 342. Рельсы 342 проходят над подвесным зажимным устройством 330, продолжаются вверх через проем 302, проходят через палубу 103 судна 100 и продолжаются вверх через вышку 300 укладки трубопровода по схеме "J", немного не доходя до сварочной площадки 500, расположенной на вышке 300 укладки трубопровода по схеме "J" приблизительно в середине по ее высоте.

Подвижное зажимное устройство 340 содержит фрикционный зажим 343, установленный на тележке 341 на рельсах 342. Тележка 341 содержит четыре башмака 345 (по одному на каждом угле), которые смонтированы на колесах и действуют в качестве поперечных направляющих для направления подвижного зажимного устройства 340 вверх по рельсам 342. В верхней части каждого рельса расположен верхний желобчатый блок 344 с приводным ременным шкивом 346. Подвижное зажимное устройство 340 может перемещаться вверх и вниз по рельсам 342 при помощи тросов 347, проходящих вверх через эти приводные ременные шкивы и прикрепленных к подвижному зажимному устройству 340.

Фрикционный зажим 343 выровнен таким образом, что он располагается вдоль траектории укладки трубопровода, т.е. вдоль оси 303 укладки трубопровода. Рельсы 342 проходят параллельно оси 303 укладки трубопровода. Фрикционный зажим 343 имеет две передние дверцы (не показаны), которые могут открываться и предназначены для помещения внутрь зажима ветви трубопровода, содержащей крупногабаритный элемент. Кроме того, фрикционный зажим 343 установлен на тележку 341 посредством эластичных опор, обеспечивающих его отклонение на ±1 градус во время помещения крупногабаритного элемента.

На палубе 103 судна с одной стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" расположена площадка 600 нанесения покрытия. Площадка 600 нанесения покрытия установлена на роликах 602, которые движутся по пути 601 на палубе 103 и позволяют перемещаться площадке 600 нанесения покрытия между положением вблизи основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" (рабочим положением) и положением, несколько смещенным от основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" (положением покоя). За счет этого обеспечивается прохождение мимо площадки 600 нанесения покрытия подвижного зажимного устройства 340 и крупногабаритных предметов.

Площадка 600 нанесения покрытия выполнена отдельно от сварочной площадки 500 и располагается на другой высоте. За счет этого обеспечивается нанесение покрытия на ветвь трубопровода при его прохождении через площадку 600 нанесения покрытия (т.е. в процессе укладки трубопровода подвижным зажимным устройством 330) после приваривания к вышерасположенной ветви трубопровода. Этапы нанесения покрытия и сварки могут осуществляться независимо и параллельно. На площадке 600 нанесения покрытия также могут проводиться неразрушающие испытания трубопровода и, при необходимости, ремонт или замена сварочных швов с дефектами.

С другой стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" находится платформа 700 для транспортировки крупногабаритных предметов.

Также на этой другой стороне вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" находится подъемник 400 ветви трубопровода. Подъемник 400 ветви трубопровода установлен на рельсах 405, которые проходят от основания вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", вдоль палубы 103 судна таким образом, что подъемник 400 ветви трубопровода может размещаться на палубе 103 судна горизонтально. Рельсы 405 проходят также вверх по существу по всей длине этой стороны вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J". Подъемник 400 ветви трубопровода удерживает ветвь Р3 трубопровода, состоящую из 3 стыков. Когда подъемник 400 ветви поднимается вверх на вышку 300 по рельсам 405, ветвь Р3 трубопровода выравнивается с осью 408 ветви, которая параллельна оси 303 укладки трубопровода. Более подробно подъемник 400 ветви трубопровода раскрывается при описании Фигуры 5.

Разнообразные зажимы и прочее укладочное оборудование располагаются вдоль вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", как это будет раскрыто ниже.

Если смотреть в направлении от верхней части вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J" к нижней части, то сначала будет расположено зажимное устройство 800 вышки, включающее сочлененный фрикционный центрирующий зажим 819. Зажимное устройство 800 вышки выполнено с возможностью поворота для перемещения ветви трубопровода от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода. На Фигурах 2 и 3 показано, что зажимное устройство 800 вышки зажимает ветвь Р2 трубопровода с одной стороны вышки 300 между осью 408 ветви и осью 303 укладки трубопровода. Зажимной устройство 800 вышки более подробно раскрывается при описании Фигур 6-8.

Если смотреть далее по направлению к нижней части вышки 300 укладки трубопровода по схеме "J", то над рабочей площадкой 500 расположен манипулятор 371 вышки. Манипулятор 371 вышки выполнен сочлененным (имеющим первое и второе звено), так же как и сочлененный фрикционный центрирующий зажим 819 зажимного устройства 800 вышки. В связи с этим подобно тому, как фрикционный центрирующий зажим 819 перемещает верхний край ветви Р3 трубопровода от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода, манипулятор 371 вышки работает таким же образом для направления нижнего участка ветви Р3 трубопровода. За счет этого ветвь Р3 трубопровода остается в вертикальном положении и обеспечивается ее выравнивание с осью 303 укладки трубопровода.

Ролик 370 вышки расположен примерно посередине между зажимным устройством 800 вышки и манипулятором 371 вышки и находится на оси 303 укладки трубопровода. Ролик 370 вышки может захватывать и освобождать ветвь P2 на оси 303 укладки трубопровода.

Центрирующий зажимной механизм 352 установлен над манипулятором 371 вышки и более подробно раскрывается при описании Фигур 10 и 11.

Сварочная площадка 500 снабжена крышей 502, на которой установлен поворотный стол 503. Поворотный стол 503 снабжен центральным отверстием для трубы (не показано). В результате поворотный стол обеспечивает выполнение сварного шва по всему периметру (окружности) ветвей трубопровода.

На данной площадке осуществляется приваривание ветви трубопровода над площадкой (например, ветви P2) к ветви трубопровода под площадкой (например, ветви P1), которая к этому моменту может рассматриваться как верхний край трубопровода. На сварочной площадке 500 также проводится неразрушающее тестирование для проверки ветвей трубопровода.

Центрирующий зажимной механизм 353 установлен на крыше 502 сварочной площадки 500. Данный центрирующий зажимной механизм 353 идентичен центрирующему зажимному механизму352, расположенному выше на вышке 300 укладки трубопровода по схеме "J".

Сварочная площадка 500 снабжена балконом 550 безопасности, расположенным сбоку от сварочной площадки 500 под осью 408 ветви. Балкон 550 безопасности предотвращает падение ветви трубопровода (ветви P2) при перемещении от оси 408 ветви к оси 303 укладки трубопровода.

Под полом 501 сварочной площадки 500 находится другой зажим 372. Этот зажим 372 удерживает трубопровод P, включающий и ранее приваренную ветвь Р1, в требуемом положении в нижней секции вышки.

Аналогичный зажим 373 имеется в нижней секции вышки. Этот зажим 373 расположен ближе к верху нижней части нижней секции вышки. Этот зажим установлен на отклоняемом основании таким образом, что он может откланяться к оси 303 укладки трубопровода и обратно. Поскольку зажим 372 может перемещаться от оси 303 укладки трубопровода, обеспечивается перемещение подвижного зажимного устройства 340 вверх и вниз по оси 303 укладки трубопровода и проход через этот зажим 373.

На Фигуре 2 также показан шарнирно установленный гидроцилиндр 316, который применяется для складывания вышки 300 в положение для транспортировки и прохождения мостов.

На Фигуре 4 показан вид в плане зажимного устройства 800 вышки, удерживающего ветвь трубопровода на оси 408 ветви. На фигуре также показано положение оси 303 укладки трубопровода вышки 300.

На Фигуре 5 показан подъемник 400 ветви трубопровода, расположенный у основания вышки 300. Подъемник ветви трубопровода содержит основную балочную конструкцию 409 с тремя зажимами 401, 402, 403, распределенными по длине балки 409. Эти зажимы 401, 402, 403 удерживают ветвь трубопровода Р3 на подъемнике ветви. Эти зажимы обеспечивают безопасную работу и остаются закрытыми, например, в случае отсутствия гидравлической энергии. Они также не открываются до тех пор, пока ветвь P3 захватывается зажимным устройством 800 вышки и манипулятором 371, как будет раскрыто ниже. Эти зажимы обеспечивают восприятие осевой нагрузки, составляющей 10% от веса самой тяжелой из используемых ветвей трубопровода.

Подъемник 400 ветви также снабжен башмаком 404 у второго края, наиболее удаленного от вышки 300. Башмак 404 обеспечивает постоянную опору для ветви P3 трубопровода, пока она находится на подъемнике 400 ветви, и обеспечивает восприятие веса наиболее тяжелой из используемых ветвей трубопровода. Основная балочная конструкция 409 установлена в районе своего первого края на подвижной тележке 406. Данная подвижная тележка 406 перемещается вверх и вниз вдоль вышки 300 по рельсам 405a. Также имеются дополнительные рельсы 405b, которые идут от основания вышки вдоль палубы 103 судна и являются направляющими для ролика, имеющегося на втором крае подъемника 400 ветви. Важным является то, что рельсы 405b являются криволинейными в зоне основания вышки 300 для обеспечения опоры для второго края подъемника 400 ветви в данной зоне и предотвращения заклинивания подъемника на углу около основания вышки.

На Фигурах 6-9 приведены местные виды зажимного устройства 800 вышки около верхней части вышки 300. Зажимное устройство вышки содержит тележку 801 с роликами 804 на каждом из четырех углов. Ролики 804 входят в зацепление с двумя вертикальными параллельными рельсами 802 для обеспечения перемещения тележки 801 вверх и вниз по рельсам 802 на ±1800 мм. Гидравлический цилиндр 803 соединен с верхней частью тележки 801 для управления перемещением тележки 801 по рельсам 802. Гидравлический цилиндр 803 также работает как система компенсации веса для точного управления приближением ветви P2 трубопровода к трубопроводу P, к которому она будет присоединена на сварочной площадке 500.

На тележке 801 установлен каркас 805 с возможностью вращения относительно вертикальной оси. Каркас 805 таким образом действует как первое звено, идущее наружу в горизонтальном направлении от тележки 801. Первое звено 805 может поворачиваться относительно тележки 801 под действием двух гидравлических цилиндров (не показаны). Каркас 805 содержит вертикальную концевую штангу у периферического края, на которой установлено вспомогательное звено 809. Вспомогательное звено 809 содержит втулочный участок, который посажен на концевую штангу и обеспечивает вращение вспомогательного звена 809 относительно вертикальной концевой штанги. Вспомогательное звено может вращаться относительно первого звена 805 под действием двух вращательных приводных элементов 810, 811, установленных на концевой штанге с обоих краев втулки.

Шарнирно установленное первое звено 805 и вспомогательное звено 809 обеспечивают отклонение вспомогательного звена 809 от оси 408 ветви трубопровода к оси 303 укладки трубопровода.

Это означает, что ветвь P2, удерживаемая зажимным устройством 800 вышки (как будет описано ниже), может перемещаться к оси 303 укладки трубопровода от оси 408 ветви. За счет этого также обеспечивается центрирование ветви P2 трубопровода на оси 303 укладки трубопровода относительно расположенного под ней трубопровода P, к которому она должна быть присоединена.

На периферическом крае вспомогательного звена 809 расположено монтажное кольцо 813 с проходящей в вертикальном направлении рамой 820 корпуса внутреннего центрирующего зажима внутри монтажного кольца 813. Монтажное кольцо 813 шарнирно установлено на вспомогательном звене 809 с возможностью вращательного перемещения относительно первой горизонтальной оси, а рама 820 корпуса шарнирно установлена на монтажном кольце 813 с возможностью вращательного перемещения относительно второй горизонтальной оси, перпендикулярной первой горизонтальной оси.

Эти два шарнирных крепления таким образом определяют карданный шарнир, обеспечивающий вращение рамы 820 корпуса относительно вертикальной оси в любом направлении. Вращение ограничено примерно тремя градусами за счет ограничительного кольца 812, закрепленного на вспомогательном звене 809. Кроме того, внутри кольца 812 имеются выдвижные ограничители, которые в выдвинутом состоянии предотвращают вращение рамы 820 корпуса. Рама 820 корпуса имеет форму продолговатой клети. Внутри данной клети находится направляющая 823 внутреннего центрирующего зажима, имеющая форму вытянутой трубки, проходящей вдоль продольной оси клети. Направляющая 823 имеет диаметр, соответствующий внутреннему центрирующему зажиму 827, расположенному в направляющей 823. Направляющая 823 прикреплена к внутренней части клети при помощи универсального шарнира 826. Данный универсальный шарнир 826 обеспечивает небольшое отклонение направляющей 823 внутри клети. На нижнем краю направляющей 823 имеется конический защитный элемент 824. Данный конический защитный элемент 824 установлен вокруг верхней части ветви P2 трубопровода при помощи 4 гидравлических цилиндров 825.

Кроме того, также у нижней части направляющей 823 имеются четыре радиальных предохранительных штифта 828, которые могут перемещаться внутрь и наружу для предотвращения проваливания внутреннего центрирующего зажима сквозь направляющую 823. В качестве дополнительного/альтернативного предохранительного механизма предохранительные штифты могут устанавливаться у верхнего края внутреннего центрирующего зажима 827 для фиксации внутреннего центрирующего зажима в верхней части направляющей 823.

Под монтажным кольцом 813 расположено еще одно кольцо 814 для установки поворотного фрикционного зажима 819 у нижнего края рамы 820 корпуса. Еще одно кольцо 817 расположено под кольцом 814, и между кольцами 814 и 817 установлена поворотная втулка 818. Втулка 818 может поворачиваться относительно продольной оси рамы 820 корпуса.

По периметру втулки 818 распределены 6 радиальных цилиндров 815, которые могут перемещаться в радиальном направлении внутрь и наружу относительно продольной оси. У внутреннего края каждого цилиндра 815 имеется фрикционная накладка 816. Радиальные цилиндры 815 могут перемещаться внутрь и наружу для обеспечения захвата этими фрикционными накладками 816 ветви P2 трубопровода и восприятия ее веса. Поскольку фрикционные накладки 816 могут перемещаться внутрь и наружу, обеспечивается размещение ветвей трубопровода множества диаметров (диаметров от 20,32 до 91,44 см). Как показано на Фигуре 9, фрикционные накладки 816 имеют форму, соответствующую скругленной форме внешнего периметра ветви P2 трубопровода. Втулка 818 может поворачиваться на ±190 градусов вокруг продольной оси для обеспечения поворота ветви P2 трубопровода в любое положение относительно оси. За счет этого обеспечивается зазор между конусами и выравнивание ветви P2 трубопровода относительно трубопровода P, к которому она присоединяется, с учетом отклонения от круглости.

Верхняя часть внутреннего центрирующего зажима 827 соединена с кабелем 822, который намотан на колесо 821 лебедки внутреннего центрирующего зажима. Данное колесо лебедки установлено в верхней части рамы 820 корпуса внутреннего центрирующего зажима. Колесо 821 лебедки может вращаться для разматывания и сматывания кабеля 822, вызывающего опускание и поднятие внутреннего центрирующего зажима по направляющей 823. За счет полного разматывания кабеля 822 внутренний центрирующий зажим 827 может опускаться через ветвь P2 трубопровода, удерживаемую фрикционным зажимом 819 до уровня пола 501 сварочной площадки 500.

Фрикционный зажим 819 и рама корпуса внутреннего центрирующего зажима выполнены с возможностью относительного вращения вокруг оси рамы корпуса, но не имеют других способов регулировки, поэтому, когда зажим 819 зажимает верхнюю часть ветви P2 трубопровода, рама корпуса внутреннего центрирующего зажима автоматически выравнивается с ветвью P2 трубопровода. Кроме того, данное выравнивание сохраняется при отклонении рамы корпуса и фрикционного зажима относительно вертикальной оси при выравнивании ветви трубопровода.

Зажимное устройство 800 вышки содержит систему предварительного нагрева (не показана) для индукционного нагрева ветви P2 трубопровода.

Зажимы 401, 402, 403 на подъемнике 400 ветви и фрикционный зажим 819 на зажимном устройстве 800 вышки выполнены таким образом, что они не могут находиться в раскрытом состоянии одновременно. За счет этого предотвращается падение ветви P2 трубопровода. Это достигается за счет наличия ролика с механическим чувствительным элементом на зажимном устройстве 800 вышки, который определяет, что ветвь P2 зажата фрикционным зажимом 819. Когда ветвь P2 удерживается фрикционным зажимом 819, ролик с механическим чувствительным элементом упирается в колесо и приводит в действие клапан (или клапаны). За счет этого гидравлическая текучая среда направляется по другим каналам и обеспечивается раскрытие зажимов 401, 402, 403. Важно отметить, что при отсутствии гидравлического расхода (т.е. в естественном состоянии) зажимы 401, 402, 403 остаются замкнутыми.

На Фигурах 10 и 11 показан центрирующий зажимной механизм 352 (центрирующий зажимной механизм 353 имеет ту же конструкцию). Зажимной механизм 352 содержит фермовую раму 360, на которой установлен сам зажим. Сам зажим содержит основной корпус 361, расположенный в фермовой конструкции 360, и два зажимных пальца 362, выступающих из основного корпуса 361 наружу фермовой конструкции 360.

Внешний край основного корпуса 361 имеет примерно полукруглое гнездо для размещения половины ветви трубопровода. Два пальца 362 зажима шарнирно установлены на основном корпусе 362 с возможностью поворота внутрь навстречу друг другу. Для привода пальцев 362 зажима установлены гидравлические цилиндры 366. Каждый палец 362 имеет криволинейную внутреннюю кромку, образующую в замкнутом положении совместно с основным корпусом 361 круговое отверстие. Ветвь трубопровода может удерживаться в данном круговом отверстии. Основной корпус 361 также содержит два ролика, а каждый палец содержит один ролик около криволинейных кромок. Эти четыре ролика 365 обеспечивают удержание ветви трубопровода зажимом в заданном горизонтальном положении, одновременно обеспечивая перемещение ветви трубопровода вверх и вниз в вертикальном направлении через зажим.

Ролики 363 установлены на фермовой раме 360 для обеспечения перемещения фермовой рамы 360 вперед и назад относительно вышки 300. Основной корпус 361 зажима также снабжен роликами 364 для перемещения зажима в поперечном направлении относительно фермовой рамы 360.

Далее приводится описание укладки трубопровода при помощи вышки 300 со специальными ссылками на работу зажимного устройства 800 вышки, включающего конструкцию внутреннего центрирующего зажима. Подробности общего функционирования вне зажимного устройства вышки и конструкции внутреннего центрирующего зажимного в общем случае не имеют отношения к настоящему изобретению и не описываются подробно в описании настоящего изобретения. Указанные сведения приводятся в заявке на выдачу патента Великобритании под названием "Судно трубоукладочное и способ укладки трубопровода" под номером "P015336GB" и такую же дату подачи, что и настоящая заявка. Как уже было указано, содержимое этой заявки полностью включено в данный документ по ссылке.

На Фигуре 2, описание которой уже было приведено выше, показана вышка 300 укладки трубопровода по схеме "J" и необходимое для нее дополнительное оборудование в первом состоянии. Здесь ветвь P1 трубопровода находится на нижней секции вышки и приваривается к ветви PS и уложенному трубопроводу Р.

Ветвь P2 расположена на верхней секции вышки. Она удерживается фрикционным зажимом 819 зажимного устройства 800 вышки и манипулятором 371 вышки. Внутренний центрирующий зажим 827 находится в частично раскрытом состоянии и расположен посередине отрезка ветви Р2 трубопровода. Очевидно, что поскольку фрикционный зажимной и внутренний центрирующий зажимы являются единым узлом, вставка внутреннего центрирующего зажима в ветвь P2 не требует центрирования этих элементов относительно друг друга. Ветвь P2 не удерживается непосредственно над ветвью P1 на оси 303 укладки трубопровода. Вместо этого она удерживается в положении ожидания между осью 408 ветви и осью 303 укладки трубопровода. Ветвь P3 зажата зажимами подъемника 400 ветви на палубе 103 судна.

В состоянии, показанном на Фигуре 2, фрикционный зажим 343 удерживает верхнюю часть ветви PS трубопровода. Подвесное зажимное устройство 330 раскрыто. Подвижное зажимное устройство 340 только что произвело укладку трубопровода после перемещения от верхней части траектории перемещения в нижнюю часть траектории перемещения, как показано на Фигуре 2. Центрирующие зажимные механизмы 352 и 353 раскрыты и фрикционный зажим 819 закрыт и удерживает вес ветви P2, а манипулятор 371 вышки удерживает нижнюю часть ветви P2 в требуемом положении.

Подвесное зажимное устройство 330 затем замыкается вокруг ветви PS и воспринимает на себя вес уложенного трубопровода P, находящегося под ним. Как только подвесное зажимное устройство принимает данный вес на себя, фрикционный зажим 343 освобождает ветвь PS. Первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и соответствующий манипулятор 371 вышки) поворачиваются и перемещают ветвь P2 на ось 303 укладки трубопровода.

Внутренний центрирующий зажим 827 опускается дальше вниз по ветви P2 до стыка ветвей P2 и P1.

Центрирующие зажимные механизмы 352, 353 и ролик 370 вышки замыкаются вокруг ветви P2. Манипулятор 371 вышки затем освобождает ветвь P2 и поворачивается обратно в положение ожидания.

Центрирование производится при помощи центрирующих зажимных механизмов 352, 353. Фрикционный зажим 819 и ролик 370 вышки отслеживают перемещение ветви P2 и являются ведомыми центрирующими устройствами. При необходимости фрикционный зажим 819 поворачивается для совмещения верхнего края ветви P1 с нижним краем ветви P2 с учетом отклонений от круглости. Данная операция центрирования выполняется операторами на сварочной площадке 500 с использованием ручного портативного пульта управления.

Затем производится сваривание ветвей P1 и P2 на сварочной площадке 500, при этом внутренний центрирующий зажим 827 находится в требуемом положении внутри трубопровода у стыка ветвей P1 и P2.

Кроме того, возможно нанесение покрытия на ветвь P1 или проведение другой обработки на площадке 600 нанесения покрытия.

После завершения сваривания ветвей P1 и P2 внутренний центрирующий зажим поднимается через ветвь P1 к раме 820 корпуса. Ролик 370 вышки приводится в действие для удержания ветви P2 в требуемом положении. После этого фрикционный зажим 819 раскрывается и первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки поворачиваются таким образом, что фрикционный зажим 819 переводится в положение ожидания. Зажим 373 складывается в положение ожидания, а подвижное зажимное устройство 340 перемещается мимо зажима 373 в верхнюю часть его траектории.

Затем фрикционный зажим 819 и манипулятор 371 вышки перемещаются из положения ожидания и замыкаются вокруг следующей ветви P3 трубопровода, которая к этому моменту поднимается на подъемнике 400 ветви, а зажимы 401, 402, 403 подъемника размыкаются. После этого первое звено 805 и вспомогательное звено 809 зажимного устройства 800 вышки (и манипулятор 371 вышки) поворачиваются для перемещения ветви P3 в положение ожидания над предохранительным балконом 550. Внутренний центрирующий зажим 827 опускается через ветвь P3 примерно до середины ее длины.

При достижении подвижным зажимным устройством 340 верхней точки траектории непосредственно под сварочной площадкой 500 он замыкается вокруг верхней зоны ветви P1. После этого подвижное зажимное устройство 340 воспринимает вес уложенного трубопровода P и ветвей PS и P1. Затем производится раскрытие подвесного зажимного устройства и его опускание для укладки трубопровода. Он опускается в нижнюю точку своей траектории (как показано на Фигуре 2). За счет этого ветвь P1 подтягивается в положение, занятое ветвью PS на Фигуре 2. За счет этого ветвь P2 также подтягивается в положение, занятое ветвью P1 на Фигуре 2. Центрирующие зажимные механизмы 352 и 353 раскрываются и остальные части также возвращаются в первое состояние, показанное на Фигуре 2, в котором они готовы для укладки другой ветви трубопровода.

Очевидно, что в данном варианте осуществления изобретения верхняя секция вышки используется для приема ветви P3 с подъемника 400 ветви и для выравнивания ветви относительно траектории 303 укладки трубопровода. Нижняя секция вышки используется для сваривания ветвей P3, P2, P1 и трубопровода Р и опускания состыкованного трубопровода Р из верхней части нижней секции при помощи подвижного зажимного устройства 340.

Хотя настоящее изобретение описано и проиллюстрировано со ссылками на конкретный вариант осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что для настоящего изобретения возможно создание множества различных вариантов, не проиллюстрированных специально в данном описании.

Например, вариант осуществления настоящего изобретения, описанный выше, предназначен для применения при укладке ветвей трубопровода, имеющих 3 стыка. Другими словами, каждая ветвь трубопровода состоит из 3 участков трубы, сваренных или каким-либо способом предварительно соединенных друг с другом при изготовлении. Данное предварительное изготовление обычно производится на судне. Типичная трехстыковая ветвь трубопровода имеет длину приблизительно 37.5 м. Однако другие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть предназначены для укладки ветвей с одним, двумя, четырьмя или большим числом стыков.

Очевидно, что одностыковая ветвь трубопровода состоит из одного участка трубы.

Там, где в вышеприведенном описании упоминаются целые части или элементы, которые имеют известные или прогнозируемые эквиваленты, подобные эквиваленты включаются в настоящее описание, как если бы для них было приведено отдельное описание. Для определения истинного объема настоящего изобретения следует обращаться к формуле изобретения, для которой предполагается, что она охватывает любые подобные эквиваленты. Также для читателя очевидно что целые части или признаки настоящего изобретения, которые в описании названы предпочтительными, дающими преимущества, обеспечивающими удобство и тому подобное, являются необязательными и не ограничивают объема независимых пунктов формулы изобретения. Кроме того, следует понимать, что подобные необязательные целые части или признаки, хотя и дают возможные преимущества в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть нежелательными и поэтому могут отсутствовать в других вариантах осуществления настоящего изобретения.

1. Трубоукладочное судно, включающее направленную вверх трубоукладочную вышку, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, и зажимное устройство, расположенное на трубоукладочной вышке и выполненное с возможностью удерживания ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки, при этом зажимное устройство содержит зажим ветви трубопровода, выполненный с возможностью перемещения ветви трубопровода из положения, в котором она расположена вдоль трубоукладочной вышки со смещением относительно траектории укладки трубопровода, в положение, в котором она приблизительно совмещена с траекторией укладки трубопровода, и с возможностью центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода, отличающееся тем, что зажим ветви трубопровода выполнен с возможностью регулирования направления посредством вращательного движения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, которые в свою очередь перпендикулярны продольной оси трубоукладочной вышки.

2. Судно по п. 1, отличающееся тем, что зажим ветви трубопровода является фрикционным зажимом.

3. Судно по п. 1, отличающееся тем, что зажим ветви трубопровода выполнен с возможностью восприятия по меньшей мере большей части веса ветви трубопровода.

4. Судно по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один зажим, выполненный с возможностью центрирования ветви трубопровода относительно края трубопровода.

5. Судно по п. 1, отличающееся тем, что зажимное устройство установлено с возможностью вращательного движения относительно оси, по существу параллельной продольной оси трубоукладочной вышки.

6. Судно по п. 1, отличающееся тем, что зажимное устройство установлено с возможностью поступательного движения в направлении, по существу параллельном продольной оси трубоукладочной вышки.

7. Судно по п 1, отличающееся тем, что зажим ветви трубопровода дополнительно выполнен с возможностью поворота ветви трубопровода вокруг ее продольной оси.

8. Судно по п. 1, отличающееся тем, что зажимное устройство дополнительно включает внутренний центрирующий зажимной узел.

9. Судно по п. 8, отличающееся тем, что внутренний центрирующий зажимной узел включает корпус внутреннего центрирующего зажима и внутренний центрирующий зажим.

10. Судно по п. 9, отличающееся тем, что внутренний центрирующий зажимной узел дополнительно включает лебедку внутреннего центрирующего зажима, выполненную с возможностью подъема и опускания внутреннего центрирующего зажима внутри ветви трубопровода.

11. Судно по п. 8, отличающееся тем, что внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода установлены с возможностью регулировки их направления относительно трубоукладочной вышки как регулировки направления единого узла.

12. Трубоукладочное судно, включающее направленную вверх трубоукладочную вышку, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, группу зажимов, расположенных на трубоукладочной вышке и выполненных с возможностью удерживания новой ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки, при этом группа зажимов содержит зажимное устройство, включающее зажим ветви трубопровода, выполненный с возможностью фиксации верхнего края ветви трубопровода, и внутренний центрирующий зажимной узел, отличающееся тем, что внутренний центрирующий зажимной узел и зажим ветви трубопровода установлены с возможностью регулировки их направления относительно трубоукладочной вышки как регулировки направления единого узла.

13. Трубоукладочное судно, включающее направленную вверх трубоукладочную вышку, сварочную площадку, выполненную с возможностью присоединения новой ветви трубопровода к краю трубопровода, удерживаемого вышкой, группу зажимов, расположенных на трубоукладочной вышке и выполненных с возможностью удерживания новой ветви трубопровода с расположением ее нижнего края в зоне края трубопровода, удерживаемого вышкой, и с направлением ветви трубопровода вверх от ее нижнего края вдоль трубоукладочной вышки, при этом группа зажимов содержит зажим ветви трубопровода в зоне верхней части трубоукладочной вышки, выполненный с возможностью восприятия по меньшей мере большей части веса ветви трубопровода, отличающееся тем, что зажим ветви трубопровода выполнен с возможностью поворота ветви трубопровода вокруг ее продольной оси.

14. Способ укладки трубопровода с судна, отличающийся тем, что в нем используют судно по любому из пп. 1-13.