具有多个夹持件的管路支承系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于在从横摇和俯仰船舶(730)进行管路铺设期间保持高顶部张紧管线(101)的设备和方法。在一个实施方式中，用于将管路支承在船舶上的夹持系统(711、712)包括用于联接到管路的第一夹持件和用于联接到管路的第二夹持件。第二夹持件设置在第一夹持件上方。第一夹持件或第二夹持件中的至少一个相对于第一夹持件或第二夹持件中的另一个可移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个夹持件的管路支承系统
本公开的各方面总体上涉及用于在从横摇和俯仰船舶进行管路铺设期间保持高顶部张紧管线的设备和方法。
技术介绍
存在许多铺设深水管线的方法，比如卷筒铺设、J型铺设等。当使用这些方法时，有时会将管路保持在套环支承件或管路夹持件中，以安装和焊接其他长度的管路，或安装直列和第二端配件。由于管线自重，铺设在深水深处的管线经受高轴向载荷，进而在管路壁中产生高轴向应力。有时，仅轴向应力就达到材料屈服应力的60-80％。安装可接受的轴向应力由设计规范设定。所有船舶由于波浪作用而横摇和俯仰。当从船舶铺设管线时，通常将管线牢固地保持在管路夹持件中(接近“恩卡斯特”(Encastre)支承条件)。夹持件基部处的管路不仅会经受较高的轴向应力，而且还会由于船舶的横摇和俯仰运动而经由较高的弯曲应力。图1示出了传统单摩擦夹持件100，其具有从其悬挂的管路101。箭头102和103分别示出了管路101中的轴向应力和弯曲应力。管路中的总应力是轴向应力和弯曲应力的总和，每次船舶横摇或俯仰时，轴向应力和弯曲应力都施加到管路101，从而导致周期性应力。弯曲应力的大小是所施加的轴向载荷与横摇角或俯仰角的乘积。循环弯曲应力会导致直接在夹持件100的正下方的区域中的管路101疲劳损坏，这是管路101经受高轴向/弯曲组合应力的区域。图2A示出了沿着图1的传统单摩擦夹持件100下方的管路101的一部分的轴向长度的一侧的轴向和弯曲应力分布。图2B示出了沿着图1的传统单摩擦夹持件100下方的管路101的该部分的轴向长度的另一侧的轴向和弯曲应力分布。图2A和2B示出了沿图1的传统单摩擦夹持件100下方的管路101的一部分的相对侧的应力分布，其中，图2A示出了根据弯曲应力(至少部分地)被压缩的管路的一侧，而图2B示出了根据弯曲应力被张紧的管路的另一侧。因此，图2A示出了从正轴向应力201A(张紧管路)和负弯曲应力202A(压缩管路)得到的应力203A，其中，管路上的得到的应力203A被示为总体为正，并且张紧了管路。因此，图2B示出了从正轴向应力201B(张紧管路)和正弯曲应力202B(也张紧管路)得到的应力203B，其中，管路上的得到的应力203B被示为总体为正，并且张紧了管路。对于图2B中的管路侧部的所得的应力203B通常大于对于图2A中的管路侧部的所得的应力203A。随着船舶从一侧到另一侧横摇和滚动，管路的每一侧可能在图2A所示的应力分布与图2B所示的应力分布之间循环，反之亦然。图2A和图2B也未示出可根据船舶的起伏(例如，船舶的上下运动)施加到管路101的该部分的轴向长度的应力，其可改变分布到管路的轴向应力。图2A和2B集中在船舶的横摇和俯仰上。传统上，为了减少对管路101的疲劳损坏，缩短了夹持时间。其中通过将管路的连续部分焊接在一起来铺设管线的J型铺设技术对管路101在超过疲劳极限之前可以保持在夹持件100中的时间特别敏感。为了为焊接操作提供足够的时间，经常使用更稳定(例如，更大)的船舶，从而增加了管路安装的项目成本和日费率。因此，需要一种改进的设备和方法，该设备和方法用于在从横摇和俯仰船舶进行管路铺设期间保持高顶部张紧管线。
技术实现思路
本公开的各方面总体上涉及用于在从横摇和俯仰船舶进行管路铺设期间保持高顶部张紧管线的设备和方法。在一个实施方式中，用于将管路支承在船舶上的夹持系统包括用于联接到管路的第一夹持件和用于联接到管路的第二夹持件。第二夹持件设置在第一夹持件上方。第一夹持件或第二夹持件中的至少一个相对于第一夹持件或第二夹持件中的另一个可移动。在一种实施方式中，将管路支承在船舶上的方法包括将第一夹持件连接到管路。该管路包括纵向轴线。该方法包括将第二夹持件联接到管路。该方法还包括在将第一夹持件和第二夹持件夹到管路的同时，使第一夹持件或第二夹持件中的至少一个相对于第一夹持件或第二夹持件中的另一个移动。在一种实施方式中，夹持件包括多个夹持层，多个夹持层包括一个或多个下部层和设置在一个或多个下部层上方的一个或多个上部层。一个或个下部层中的每一层都包括一个或多个可变挤压缸，以及一个或多个致动夹持构件。当一个或多个致动夹持构件与管路接触时，一个或多个可变挤压缸中的每一个内的压力保持在恒定值。附图说明因此，其中可以详细地理解本公开的上述特征的方式可以通过参考实施例获得上面简要概述的本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图种示出。然而，应注意，附图仅示出了示例性实施例，因此不应视为对范围的限制，因为本公开可允许其他同等有效的实施例。图1示出了传统单摩擦夹持件，其具有从其悬挂的管路。图2A示出了沿着图1的传统单摩擦夹持件下方的管路的一部分的轴向长度的一侧的轴向和弯曲应力分布。图2B示出了沿着图1的传统单摩擦夹持件下方的管路的该部分的轴向长度的另一侧的轴向和弯曲应力分布。图3示出了根据本公开的一个方面的处于缩回状态的双夹持件布置。图4A和图4B示出了根据本公开的一个方面的处于伸出位置的图3的双夹持件布置。图5A示出了单个夹持件和管路，以及在单个夹持件下方的管路的应力分布图。图5B示出了根据本公开的一个方面的没有引起的轴向压缩的双夹持件布置。图5C示出了根据本公开的一个方面的带有引起的轴向压缩的双夹持件布置。图6示出了根据本公开的一个方面的夹持件。图7A-7E示出了根据本公开的一个方面的夹持系统。为有助于理解，已尽可能地使用了相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。可以设想，一个实施例的元件和特征可以有利地纳入其他实施例中而无需进一步叙述。具体实施方式图3示出了根据本公开的一个方面的处于缩回状态的夹持系统或双夹持件布置210。双夹持件布置210采用两个夹持件，其包括第一夹持件211和第二夹持件212。第一夹持件211是下部夹持件(或套环)，其保持管路101的一些或全部轴向载荷，而没有力矩阻力。第一夹持件211可以是例如摆动摩擦或套环夹持件，其约束管路101的轴向运动但允许管路101摆动。第二夹持件212是上部夹持件，其在第一夹持件211上方固定管路101的上端，并约束弯矩以允许在管路101的上端处进行焊接或其他操作。第二夹持件212可以是摩擦或套环夹持件，其被刚性支承并约束管路101摆动。使用双夹持件211和212，通过位于弯矩和弯曲应力低的位置的下部第一夹持件211，在第二夹持件212(例如，力矩约束夹持件)下方一定距离将高轴向应力去除。夹持件211、212的功能分离(例如，第二夹持件212的力矩约束和第一夹持件211的轴向约束)减少了对管路101的损坏和疲劳。因此，可以利用小(且成本更低)的船舶来执行深水管路铺设。第二夹持件212是上部夹持件，而第一夹持件211是下部夹持件。第二夹持件212和第一夹持件211通过致动器213可操作地联接。致动器213中的每个致动器包括缸体，比如液压缸或气压缸。致动器213联接到第二夹持件212的基部220，并联接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在船舶上支承管路的夹持系统，包括：/n用于联接到管路的第一夹持件；以及/n用于联接到管路的第二夹持件，所述第二夹持件设置在所述第一夹持件的上方；/n其中，所述第一夹持件或所述第二夹持件中的至少一个相对于所述第一夹持件或所述第二夹持件中的另一个可移动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180928 US 62/738,6391.一种用于在船舶上支承管路的夹持系统，包括：
用于联接到管路的第一夹持件；以及
用于联接到管路的第二夹持件，所述第二夹持件设置在所述第一夹持件的上方；
其中，所述第一夹持件或所述第二夹持件中的至少一个相对于所述第一夹持件或所述第二夹持件中的另一个可移动。


2.如权利要求1所述的夹持系统，其特征在于：
所述第一夹持件或所述第二夹持件中的至少一个沿着所述管路的纵向轴线可移动，以调节所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的距离；并且
所述第一夹持件或所述第二夹持件中的至少一个在平行于所述轴线的至少一个平面内相对于所述第一夹持件或所述第二夹持件中的另一个可旋转。


3.如权利要求2所述的夹持系统，其特征在于，所述第一夹持件和所述第二夹持件中的每个同时在平行于所述轴线的两个平面中相对于所述第一夹持件和所述第二夹持件中的另一个可旋转。


4.如权利要求1所述的夹持系统，其特征在于，还包括一个或多个致动器，所述一个或多个致动器中的每个在第一端处联接到所述第一夹持件，并且在第二端处联接到所述第二夹持件。


5.如权利要求4所述的夹持系统，其特征在于，通过致动所述一个或多个致动器，所述第一夹持件或所述第二夹持件中的至少一个相对于所述第一夹持件或所述第二夹持件中的另一个可移动。


6.如权利要求2所述的夹持系统，其特征在于，还包括顶部结构，其中所述第二夹持件可平移地联接到所述顶部结构，并且所述第一夹持件可旋转地联接到所述顶部结构。


7.如权利要求6所述的夹持系统，其特征在于：
所述第二夹持件通过多个致动器可平移地联接到所述顶部结构；并且
所述第一夹持件通过多个连杆和多个球形轴承可旋转地联接到所述顶部结构。


8.如权利要求7所述的夹持系统，其特征在于，还包括联接到所述多个连杆的一个或多个致动器，所述一个或多个致动器中的每个在第一端处联接到所述多个连杆中的一个，并且在第二端处联接到所述顶部结构。


9.如权利要求8所述的夹持系统，其特征在于，所述一个或多个致动器中的每个致动器包括液压缸。


10.如权利要求7所述的夹持系统，其特征在于，还包括平台，所述第二夹持件在所述平台下方联接到所述平台，并且所述第一夹持件相对于所述平台沿着所述管路的所述纵向轴线可...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·克鲁克珊克，
申请(专利权)人：J雷麦克德莫特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US