專利名稱：用于將管供應至水下管線鋪設船的運輸船、以及用于將管從運輸船傳送至水下管線鋪設 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于將管供應至水下管線鋪設船的運輸船。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種運輸船:該運輸船包括單個或多個船體(hull)漂浮結構、以及形成在該漂浮結構中以容納用于供應至鋪設船的多根管的船艙(hold)。
背景技術：
鋪設船通常包括:用于將管連接成水下管線的組裝生產線；以及用于在連接管時鋪設管線的鋪設斜面。水下管線通常鋪設在水體的底層上，用于傳輸碳氫化合物，并且延伸幾百千米。形成管線的管通常是標準的12米長，這意味著鋪設船僅能夠運載構建管線所需的管的一小部分，并且必須被周期性地供應有來自運輸船的管。運輸船的船艙在頂部敞開并且設計成容納管，通過將運輸船定位在鋪設船旁邊并且利用安裝在鋪設船上且裝配有管抓取裝置的吊車(crane)提升并傳送管，將這些管從運輸船傳送至鋪設船。吊車通常具有覆蓋整個運輸船船艙的可達到范圍(reach)。并且，因為吊車采用提升纜索并且抓取裝置的擺動使得難以準確地定位，所以必須由船艙內的工人將抓取裝置定位并附接至管。以上的傳送方法具有各種缺點，特別是在波濤洶涌的水中工作時。首先，水越是波濤洶涌，船艙內的工作條件越惡劣；這樣從而標準的做法是在超過和高于給定浪高的情況下暫停傳送操作。其次，在波濤洶涌的水中，傳送相對慢并且受到中斷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種設計成使得管傳送更安全的運輸船。本發(fā)明的另一目的是提供一種運輸船，該運輸船設計成即使是在非常波濤洶涌的水中也允許管傳送，而同時確保工人安全。根據本發(fā)明，提供一種用于將管供應至鋪設船的運輸船，該運輸船包括:露天甲板；船艙，用于容納管；至少一個傳送臺，用于將管暫時性地容納在給定位置中，并且用于引導連接至吊車的抓取裝置；以及至少一個操縱器，用于抓取船艙中的管并且將管釋放在傳送臺內的所述給定位置中。操縱器因而在沒有來自船艙內的工人的協(xié)助的情況下抓取管，并且將管傳送至傳送臺。因為操縱器安裝在運輸船上，所以沒有由操縱器與船艙內的管之間的或者操縱器與傳送臺(其在運輸船上的位置是固定的)之間的相對運動帶來的問題。管因而可自動地從船艙中取出并且暫時性地裝載到傳送臺中，傳送臺可設計成引導吊車的抓取裝置。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，傳送臺包括用于相對于所述給定位置定位抓取裝置的導向系統(tǒng)。該導向系統(tǒng)用于定位吊車的抓取裝置，并且自動地抓取位于傳送臺處的管。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，操縱器包括設計成達到船艙內的任意位置的折臂吊車。該折臂吊車用于簡易的操作以及高度的定位精確性。為了最大程度的安全，通過至少部分地將抓取構件插入管中來抓取這些管。根據本發(fā)明，為了抓取管，從管的相對端去除插塞，優(yōu)選地利用與抓取構件相關聯(lián)的拔塞裝置(unplugging device)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，操縱器設計成同時抓取多根平行的管。本發(fā)明的另一目的是提供一種將管從運輸船傳送至鋪設船的方法，該方法設計成消除已知技術的缺陷。根據本發(fā)明，提供一種將管從運輸船傳送至鋪設船的方法，該方法包括以下步驟:使用安裝在運輸船上的操縱器抓取運輸船的船艙中的管并且將管釋放到位于運輸船上的傳送臺內的給定位置中；以及將連接至吊車的抓取裝置引導至傳送臺處的給定位置中。本發(fā)明還涉及一種可安裝在現(xiàn)有的船上以簡化管傳送的成套工具。根據本發(fā)明，提供一種用于傳送管的成套工具，該成套工具包括:抓取裝置，用于抓取管并可連接至吊車；以及傳送臺，用于將管暫時性地容納在給定位置中，并且用于將抓取裝置引導至給定位置中。附圖的簡述將參照附圖以實例的方式描述本發(fā)明的非限制性實施方式，附圖中:

圖1示出了位于水下管線鋪設船旁邊并且將管傳送至水下管線鋪設船的運輸船的平面圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖2示出了圖1的運輸船的放大尺寸立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖3示出了圖2的運輸船的抓取裝置的放大尺寸立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖4-圖7示出了處于連續(xù)的管抓取階段的運輸船抓取裝置的放大尺寸立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖8示出了圖2的運輸船的細節(jié)的放大尺寸立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖9示出了鋪設船上的吊車的抓取裝置的立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖10示出了位于傳送臺處的處于一個管抓取階段的圖9的抓取裝置的立體圖，其中為了清晰起見去除了一些部分；圖11示出了位于水下管線鋪設船旁邊的運輸船的示意性平面圖，其中為了清晰起見去除了一些部分。執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式在圖1中，標號I表示用于鋪設水下管線(未示出)的鋪設船，并且標號2表示用于將管3供應至鋪設船I的運輸船。在所示實例中，鋪設船I沿著軸線Al延伸，設計成用于S構造鋪設，并且包括:漂浮結構4 ;組裝生產線5，用于將管3組裝成管線(未示出);露天甲板6 ;兩個吊車7，位于露天甲板6的相對側上；以及露天甲板6的區(qū)域8，管3儲存在其中。運輸船2沿著軸線A2延伸，定位在鋪設船I旁邊以傳送管3，并且包括:漂浮結構9 ;露天甲板10 ;敞開的船艙11 (在所示實例中，包括兩個隔艙12);兩個操縱器13 ;以及兩個傳送臺14。操縱器13和傳送臺14的數(shù)量取決于運輸船2的幾何形狀和尺寸。對于一些運輸船2，一個操縱器13和一個傳送臺14可能是足夠的。在所示實例中，船艙11的隔艙12沿著運輸船2的軸線A2連續(xù)地布置。每個操縱器13和每個傳送臺14與各自的隔艙相關聯(lián)并且位于運輸船2的相對側上。在所示實例中，管布置成管3的三個平行的等距隔開的堆。參照圖2，每個操縱器13包括折臂吊車15以及抓取裝置16。折臂吊車15包括:底座17，在隔艙12旁邊固定至露天甲板10 ;轉臺(turret)18，其相對于底座17圍繞垂直于露天甲板10的軸線BI轉動；以及四個連續(xù)地布置的臂19、20、
21、22，并且其中臂19鉸接至轉臺18，并且臂19、20、21和22圍繞橫穿軸線BI的各自的軸線彼此鉸接。抓取裝置16安裝至臂22的端部以圍繞軸線B2轉動。折臂吊車15可將抓取裝置16定位在各自的隔艙12內的任何位置處，以在無論管3如何定位的情況下將它們抓起。參照圖3，抓取裝置16設計成同時抓起兩根并排的平行的管3，并且包括:細長結構23，圍繞軸線B2鉸接至臂22 ;用于每根管3的兩個抓取構件24，安裝至細長結構23的相對端并且可相對于細長結構23移動；用于每個抓取構件24的致動器25 ;以及鞍狀件(saddle)26，安裝至細長結構23的，并且該鞍狀件擱置在管3上以使抓取構件16與管3對準。每個抓取構件24包括:桿27，伸縮地安裝至細長結構23 ;頭部28，安裝至桿27的自由端；以及銷29，安裝至頭部28并且設計成插入管3內，如圖7中所示。除了抓取裝置16抓取管3之外，圖4至圖7還示出了從管3的端部去除插塞30。經常地，管3在相對端處安裝有保護插塞30，所以抓取裝置16裝配有拔塞裝置31。在所示實例中，每個抓取構件24與拔塞裝置31相關聯(lián)，拔塞裝置包括:鉸接至頭部28的臂32 ;吸盤33，安裝至臂32 ；以及致動器34，用于與銷29平行地定位臂32，當吸盤33定位在銷29的自由端前方時，并且用于使臂32和吸盤33移動到靜止位置中，以便為將銷29插入管3內排除障礙，如圖7中所示。通過抓取構件24與拔塞裝置31的協(xié)同運動來去除插塞30:當將臂32和吸盤33設置在圖4中所示的工作位置時，使抓取構件24朝著插塞30向前移動，以將吸盤33附接至插塞30 ;然后使抓取構件24離開管3，以將插塞30從管3中拔出；并且使臂32、吸盤33和插塞30移動到靜止位置(圖5和圖6)中，以允許抓取構件24接合管3，如圖7中所示。參照圖8，操縱器13 —次抓起兩根管3，并且將它們暫時性地存放在各自的傳送臺14中，這些管最終由鋪設船I (圖1)上的一個吊車7從傳送臺移走。每個傳送臺14包括:框架35，框架限定用于各自的管3的兩個支座；以及導向系統(tǒng)37，用于定位吊車7的抓取裝置38 (圖9和圖10)。參照圖8，支座36大體由支架(cradle)39限定，并且導向系統(tǒng)37大體包括兩對支柱(upright) 40和41。更具體地，支柱40和41形成矩形的四個角，并且支柱40沿著矩形的一邊對準并且比支柱41高。每個支柱40限定面向支柱41的軌道42、以及面向另一個支柱40的軌道43。并且同樣地，每個支柱41限定面向支柱40的軌道44、以及面向另一個支柱41的軌道45。軌道42、43、44、45包括各自的直的平行部分、以及各自的傾斜頂端部分。軌道42比軌道44長，軌道44比軌道43和軌道45長。在xyz笛卡爾系統(tǒng)中，軌道42和軌道44相對于X軸定位抓取裝置38 (圖9)，并且軌道43和軌道45相對于Y軸定位抓取裝置38 (圖9)。軌道42和軌道44的高度的不同還允許將抓取裝置38 (圖9)沿著X軸而不僅是沿著Z軸插入傳送臺14中。軌道43和軌道45在高度上比軌道42和軌道44短的事實允許首先沿著X軸且然后沿著Y軸定位抓取裝置38 (圖9)。因此，如圖9中所示，抓取裝置38大體包括與抓取裝置16相同的結構部分，并且裝配有安裝至細長結構23的定位框架46。除了與導向系統(tǒng)37配合之外，定位框架46還保護抓取裝置38和管3免受意外撞擊。在所示實例中，定位框架46由平的管狀結構限定，該管狀結構具有成型外部邊緣47，并且包括八個定位區(qū)域48和49。區(qū)域48設計成與軌道42和軌道44配合，并且區(qū)域49設計成與軌道43和軌道45配合。每個區(qū)域48平行于抓取裝置16的細長結構23，并且每個區(qū)域49垂直于細長結構23并且與各自的區(qū)域48鄰近。圖10示出了連接至吊車7的纜索50且位于引導裝置37內的抓取裝置。傳送臺14裝配有:供給臺(未示出);致動器25，用于操作抓取裝置38 ;以及自動連接裝置(未示出)，用于將抓取裝置38連接至供給臺(未示出)。在本發(fā)明的一個可替代實施方式中，去除抓取構件致動器，并且抓取裝置是被動類型，在該抓取裝置中，抓取構件由安裝在傳送臺內的致動器操作。參照圖1，鋪設船I還包括與傳送臺14大體相同的卸載臺51，并且在該卸載臺處，管3在堆疊在儲存區(qū)域8的過程中被卸載。將管3從運輸船2傳送至鋪設船I大體包括使用操縱器13將管3從船艙11傳送至傳送臺14?？蓪⒐?—根接一根地或者如所述的以平行的對從船艙中取出；在這種情況下，管3以有序地、等距地隔開的方式布置在船艙11內。因為操縱器13和傳送臺14 二者均位于運輸船2上，并且運輸船2的傾斜和搖晃對將管3從船艙傳送至傳送臺14沒有影響，所以這些操作可以是自動的，而不需船艙內的或傳送臺14附近的工人的協(xié)助。如圖10中所示，導向系統(tǒng)37在傳送臺14處與抓取裝置38配合，以將抓取裝置38引導至給定位置中，從而自動地抓取暫時性地容納在傳送臺14的支座36中的管3。盡管抓取裝置38從纜索50懸掛并且因此經受擺動，但是導向系統(tǒng)37仍能夠將抓取裝置38設置在用于抓取管3的給定位置中。所以，盡管吊車7安裝在鋪設船I上，并且傳送臺14與吊車7之間的相對運動不可避免，但是抓取裝置38可因而在基本不需要人力的情況下定位在傳送臺處。一旦管3被抓取裝置38抓取，吊車7將它們傳送至鋪設船I并且將它們釋放到卸載臺51中。參照圖11，鋪設船I和運輸船2裝配有各自的動態(tài)定位系統(tǒng)52、53，該動態(tài)定位系統(tǒng)包括各自的控制單元54、55和各自數(shù)量的推進器56、57。每個動態(tài)定位系統(tǒng)52、53包括用于確定各自的船的位置和/或航道的傳感器和控制器(未示出)。鋪設船I包括位于漂浮結構4的水上部分上(在所示實例中，位于漂浮結構的相對側上)的兩個參考位置58。并且動態(tài)定位系統(tǒng)53包括傳感器59，以用于檢測參考位置58并且使動態(tài)定位系統(tǒng)53能夠在傳送過程中定位并保持運輸船2相對于鋪設船I的位置，使得鋪設船I的吊車7和運輸船2的傳送臺14保持在相同的相對位置中。
運輸船2可移動得更靠近鋪設船I，并且能夠手動和自動地保持其位置。在手動模式中，基于來自傳感器59的信息使用操縱桿(未示出)來引導控制推進器57。本發(fā)明提供高度自動化的管傳送，以提高安全性并且使得甚至是在波濤洶涌的水中也能夠傳送。此外，傳送臺14、抓取裝置38以及操縱器13可以成套工具的形式供應，以將現(xiàn)有的船轉換成根據所描述的傳送方法來操作。顯然，然而，在不背離所附權利要求的保護范圍的情況下，可對所描述的本發(fā)明的實施方式做出改變。
權利要求
1.一種用于將管供應至鋪設船的運輸船，所述運輸船(2)包括:露天甲板(10);船艙(11)，用于容納所述管(3);至少一個傳送臺(14)，用于將所述管(3)暫時性地容納在給定位置中，并且用于引導連接至吊車(7)的抓取裝置(38);以及至少一個操縱器(13)，用于抓取所述船艙(11)中的所述管(3)并且將所述管(3)釋放到所述傳送臺(14)內的所述給定位置中。
2.根據權利要求1所述的運輸船，其中，所述傳送臺(14)包括用于相對于所述給定位置定位所述抓取裝置(38)的導向系統(tǒng)(37);所述傳送臺(14)優(yōu)選地位于所述露天甲板(10)上。
3.根據權利要求2所述的運輸船，其中，所述導向系統(tǒng)(37)包括:四個平行的第一軌道(42、44)，用于相對于第一軸線(X)定位所述抓取裝置(38);以及四個平行的第二軌道(43、45)，用于相對于第二軸線(Y)定位所述抓取裝置(38);并且所述第一軌道和所述第二軌道(42、44、43、45 )優(yōu)選地在它們的頂端處具有傾斜部分。
4.根據權利要求3所述的運輸船，其中，所述第一軌道(42、44)比所述第二軌道(43、45 )聞。
5.根據權利要求3或4所述的運輸船，其中，兩個所述第一軌道(42)比另外兩個第一軌道(44)高。
6.根據前述權利要求中任一項所述的運輸船，其中，所述操縱器(13)包括折臂吊車(15)以達到所述船艙(11)中的任意位置。
7.根據前述權利要求中任一項所述的運輸船，其中，所述操縱器(13)包括用于抓取所述管(3)的另一抓取裝置(16)。
8.根據權利要求7所述的`運輸船，其中，所述另一抓取裝置(16)包括細長結構(23)，所述細長結構與所述船艙(11)內的管(3)平行地定位。
9.根據權利要求7或8所述的運輸船，其中，所述另一抓取裝置(16)包括能夠至少部分地插入所述管(3)內的兩個抓取構件(24)。
10.根據權利要求9所述的運輸船，其中，所述另一抓取裝置(16)包括拔塞裝置(31);每個抓取構件(24)與能夠在工作位置與靜止位置之間移動的拔塞裝置(31)相關聯(lián)。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的運輸船，其中，所述另一抓取裝置(16)包括定位構件(26 )，所述定位構件用于定位所述管(3 )并且設計成接觸所述管(3 )而定位。
12.根據前述權利要求中任一項所述的運輸船，其中，所述另一抓取裝置(16)包括位于所述細長結構(23)的每端處的多個抓取構件(24)，以同時抓取多根平行的管(3)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的運輸船，并且包括兩個操縱器(13)和兩個傳送臺(14)。
14.根據前述權利要求中任一項所述的運輸船，并且包括動態(tài)定位系統(tǒng)(53)，所述動態(tài)定位系統(tǒng)用于相對于所述鋪設船(I)將所述運輸船(2)定位并保持在給定位置中，使得所述傳送臺(14)相對于所述鋪設船(I)上的所述吊車(7)保持相同的位置。
15.一種將管從運輸船傳送至鋪設船的方法，所述方法包括以下步驟:使用安裝在所述運輸船(2)上的操縱器(13)抓取所述運輸船(2)的船艙(11)中的所述管(3)并且將所述管(3)釋放到位于所述運輸船(2)上的傳送臺(14)內的給定位置中；以及將連接至吊車(7)的抓取裝置(38)引導至所述傳送臺(14)處的所述給定位置中。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，引導所述抓取裝置(38)的步驟包括:通過四個平行的第一軌道(42、44)相對于第一軸線(X)定位所述抓取裝置(38);以及通過四個平行的第二軌道(43、45)相對于第二軸線(Y)定位所述抓取裝置(38);所述第一軌道和第二軌道(42、44、43、45)優(yōu)選地在它們的頂端處具有傾斜部分。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，引導所述抓取裝置(38)的步驟包括:首先沿著所述第一軸線(X)且然后沿著所述第二軸線(Y)定位所述抓取裝置(38)。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的方法，其中，所述操縱器(13)包括折臂吊車(15)以達到所述船艙(11)中的任意位置。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的方法，其中，抓取所述船艙(11)中的所述管(3)的步驟包括:通過折臂吊車(15)將另一抓取裝置(16)定位在所述船艙(11)中的任意位置處；所述操縱器(13)包括折臂吊車、以及用于抓取所述管(3)的另一抓取裝置(16)。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，抓取所述船艙(11)中的所述管(3)的步驟包括:將所述另一抓取裝置(16)定位在至少一根管(3)上方并且與所述管平行；以及將抓取構件(24)至少部分地插入所述管(3)內。
21.根據權利要求20所述的方法，并且包括以下步驟:在抓取所述管(3)之前，通過與所述抓取構件(24)相關聯(lián)的拔塞裝置(31)從所述管(3)的相對端去除插塞(30);每個抓取構件(24)與能夠在工作位置與靜止位置之間移動的拔塞裝置(31)相關聯(lián)。
22.根據權利要求15至21中任一項所述的方法，并且包括以下步驟:同時抓取所述船艙(11)中的平行的多根管(3);以及通過所述操縱器(13)將所述多根管同時定位在所述傳送臺(14)處。
23.根據權利要求15至22中任一項所述的方法，并且包括以下步驟:通過動態(tài)定位系統(tǒng)(53)相對于所述鋪設船(I)將所述運輸船(2)定位并保持在給定位置中。
24.一種用于將管從運輸船傳送至鋪設船的成套工具，所述成套工具包括:抓取裝置(38)，用于抓取所述管(3)并且能夠連接至吊車(7);以及傳送臺(14)，用于將所述管(3)暫時性地容納在給定位置中，并且用于將所述抓取裝置(38 )引導至給定位置中。
25.根據權利要求24所述的成套工具，并且包括操縱器(13)，所述操縱器設計成抓取所述管(3)并且將所述管(3)釋放到所述傳送臺(14)處的所述給定位置中。
26.根據權利要求24或25所述的成套工具，其中，所述傳送臺(14)包括用于相對于所述給定位置定位所述抓取裝置(38)的導向系統(tǒng)(37)。
27.根據權利要求24至26中任一項所述的成套工具，其中，所述導向系統(tǒng)(37)包括:四個平行的第一軌道(42、44)，用于相對于第一軸線(X)定位所述抓取裝置(38);以及四個平行的第二軌道(43、45)，用于相對于第二軸線(Y)定位所述抓取裝置(38);并且所述第一軌道和所述第二軌道(42、44、43、45)優(yōu)選地在它們的頂端處具有傾斜部分。
28.根據權利要求27所述的成套工具，其中，所述第一軌道(42、44)比所述第二軌道(43、45)聞。
29.根據權利要求27或28所述的成套工具，其中，兩個所述第一軌道(42)比另外兩個第一軌道(44)高。
全文摘要
一種運輸船(2)，用于將管供應至鋪設船(1)，具有露天甲板(10)；船艙(11)，用于容納管(3)；兩個傳送臺(14)，用于將管(3)暫時性地容納在各自的給定位置中并且用于引導連接至吊車(7)的抓取裝置(38)；以及兩個操縱器(13)，用于抓取船艙(11)中的管(3)并且將管(3)釋放到傳送臺(14)內的各自的給定位置中。
文檔編號B63B35/03GK103118934SQ201080069256
公開日2013年5月22日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年9月24日
發(fā)明者基蒙·阿爾達瓦尼斯, 愛德華多·羅拉 申請人:塞彭公司