多吃水變船寬海洋工程船及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的多吃水變船寬海洋工程船，船體舯部包括依次相連并且寬度依次減小的上部船體、下部船體和龍骨平面，所述下部船體的寬度從所述龍骨平面至上部船體間逐漸增大，所述下部船體包括形狀為光滑曲面的、并在所述船體橫截面上向船體內(nèi)部凹陷的左、右船舷。船體內(nèi)設(shè)若干壓載水艙，通過將水注入或排出中壓載水艙和/或左、右壓載水艙以控制船舶吃水深度；通過將水從左、右壓載水艙之間的一艙向另一艙注入或排出以形成船舶抗橫傾力矩。本發(fā)明的海洋工程船在較淺吃水時，具有較低的航行阻力性能和較長的橫搖固有周期；在較深吃水時，具有較大的初穩(wěn)性高度和復(fù)原力矩。
【專利說明】多吃水變船寬海洋工程船及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶設(shè)計領(lǐng)域，涉及一種工程船舶，尤其涉及一種多吃水變船寬海洋工程船及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋工程船舶，例如起重鋪管船在重載起重作業(yè)時，重心高度極高，且吊著重物旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生巨大的傾側(cè)力矩，為確保穩(wěn)性安全，此類船舶應(yīng)具有很大的初穩(wěn)性高度(GM)和復(fù)原力矩，因而船的寬度比常規(guī)船大的多。
[0003]但是船寬增大會帶來一定的問題，首先，船寬增大的船舶在航行時必然阻力大，在同樣功率情況下航速較低；其次，由于GM高，則船舶的橫搖固有周期短，在波浪中搖擺劇烈，限制了船舶的作業(yè)效率。
[0004]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種適用于海洋工程作業(yè)的多吃水變船寬海洋工程船及控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提高海洋工程船舶耐波性能和快速性能。
[0006]本發(fā)明提供的多吃水變船寬海洋工程船，包括相連的船體和露天甲板，所述船體舯部包括依次相連并且寬度依次減小的上部船體、下部船體和龍骨平面，所述下部船體的寬度從所述龍骨平面至上部船體間逐漸增大，所述下部船體包括形狀為光滑曲面的、并在所述船體橫截面上向船體內(nèi)部凹陷的左、右船舷。
[0007]在本發(fā)明的一個較佳實施方式中，所述上部船體具有最大船體寬度。
[0008]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述下部船體上設(shè)有航行吃水深度、進行鋪管或其它海工作業(yè)的適宜吃水深度、進行重載起重作業(yè)或其它重負(fù)荷海工作業(yè)的最深吃水深度。
[0009]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述下部船體位于航行吃水深度處的寬度是下部船體頂端寬度的0.65至0.95倍。
[0010]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述上部船體中還設(shè)有干舷甲板，所述航行吃水深度處至龍骨平面的高度是龍骨平面至干舷甲板高度的0.4至0.55倍。
[0011]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述最深吃水深度處至龍骨平面的高度是龍骨平面至干舷甲板高度的0.6至0.8倍。
[0012]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述下部船體的頂端所在平面至龍骨平面的高度是龍骨平面至干舷甲板平面高度的0.6至0.9倍。
[0013]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述船體中還設(shè)有左、右縱艙壁、中壓載水艙和左、右壓載水艙，所述中壓載水艙位于左、右縱艙壁之間，所述左、右壓載水艙分別位于左、右縱艙壁與船體之間。[0014]在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，所述海洋工程船舶為起重鋪管船、鉆井船、修井船或平臺維護船。
[0015]本發(fā)明的海洋工程船的控制方法，是通過將水注入或排出中壓載水艙和/或左、右壓載水艙以控制船舶吃水深度；通過將水從左、右壓載水艙之間的一艙向另一艙注入或排出以形成船舶抗橫傾力矩。
[0016]本發(fā)明的海洋工程船舶在較淺吃水時，具有較低的航行阻力性能，和較長的橫搖固有周期，在較深吃水時，具有較大的初穩(wěn)性高度和復(fù)原力矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的實施例的船體剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做具體闡釋。
[0020]如圖1和圖2中所示的本發(fā)明的實施例的包括相連的船體I和露天甲板2、在所述船體I內(nèi)部的調(diào)整船舶吃水深度的中壓載水艙7，干舷甲板13，左、右縱艙壁(32、42)和船體(I)構(gòu)成的左、右壓載水艙(5、6)以及將水注入或排出中壓載水艙7的壓載系統(tǒng)、將水從左、右壓載水艙(5、6 )之間的一艙向另一艙注入或排出以形成船舶抗橫傾力矩的抗橫傾系統(tǒng)。
[0021]船體I的舯部包括依次相連并且寬度依次減小的上部船體、下部船體和龍骨平面。下部船體從龍骨平面8到下部船體的頂端所在平面14之間的寬度連續(xù)增大，包括形狀為光滑曲面的、并在船體I橫截面上向船體I內(nèi)部凹陷的左、右船舷(3、4)。
[0022]本發(fā)明的實施例的船舶船體的船舯部的橫剖面呈一倒置的鐘形橫截面，在龍骨平面處寬度較小，并隨吃水的增加寬度逐漸增大，直至最大船寬。在較淺吃水狀態(tài)(如:航行、起重準(zhǔn)備或其它作業(yè)工況)，船的寬度較小，水線面較窄，因而阻力小，可達(dá)到較高的航速，同時具有較好的橫搖性能。當(dāng)船舶進行起重作業(yè)或其它可能嚴(yán)重危及船舶穩(wěn)性的工程作業(yè)時，通過壓載水艙的注水，使船達(dá)到較大吃水，船寬達(dá)到較大寬度，因而確保船舶具有適度的穩(wěn)性安全。
[0023]如圖2中所示，在本發(fā)明的實施例中，上部船體的寬度從下部船體的頂端所在平面14向露天甲板2延伸達(dá)到最大寬度，以使重載作業(yè)時能達(dá)到盡可能大的浮力與穩(wěn)性。船舶的吃水深度包括較淺的航行吃水深度9、或進行鋪管或其它海工作業(yè)的適宜吃水深度
10、進行重載起重作業(yè)或其它重負(fù)荷海工作業(yè)的最深吃水深度11，可方便快捷的使船舶達(dá)到適宜的吃水狀態(tài)。
[0024]下部船體位于航行吃水深度9處的寬度Wl是下部船體的頂端所在平面14處的寬度Wm的0.65至0.95倍，較優(yōu)的是0.65至0.85倍，最優(yōu)的是0.75至0.85倍。航行吃水深度9處至龍骨平面8的高度Hl是龍骨平面8至干舷甲板13平面高度H的0.4至0.55倍，較優(yōu)的是0.4至0.5倍，最優(yōu)的是0.45至0.5倍。最深吃水深度11處至龍骨平面8的高度Hm是自龍骨平面8至干舷甲板13平面高度H的0.6至0.8倍，較優(yōu)的是0.65至0.8倍，最優(yōu)的是0.65至0.75倍。下部船體的頂端所在平面14處至龍骨平面8的高度Hw是自龍骨平面8至干舷甲板13平面高度H的0.6至0.9倍，較優(yōu)的是0.7至0.9倍，最優(yōu)的是0.7至0.8倍。
[0025]在較淺吃水狀態(tài)(如:航行、起重準(zhǔn)備或其它作業(yè)工況)，可以通過壓載水艙將船體I的吃水控制在航行吃水深度9或適宜吃水深度10，船的水線面較窄，因而阻力小，可達(dá)到較高的航速，同時具有較好的橫搖性能。
[0026]當(dāng)船舶進行起重作業(yè)或其它可能嚴(yán)重危及船舶穩(wěn)性的工程作業(yè)時，通過壓載水艙的注水，使船體I的吃水控制在最深吃水深度11，船寬達(dá)到最大寬度，因而確保船舶具有適度的穩(wěn)性安全。
[0027]本發(fā)明的實施例適用于起重鋪管船、鉆井船、修井船、平臺維護船等海洋工程船舶。如圖1和圖2中所示的本發(fā)明的實施例的一艘起重鋪管船，具有190米總長，7.5米至
11.5米的可變吃水范圍，航行吃水深度9的船寬為40.5米，最深吃水深度11的船寬為49米。全船設(shè)兩層連續(xù)甲板，圖1和2中的上層的露天甲板2具有4900平方米的作業(yè)面積，可運載吊裝作業(yè)的大型結(jié)構(gòu)物，鋪管作業(yè)時，可儲存管子。起重能力為5000噸的起重機12的基座設(shè)置圓-方過渡的連接結(jié)構(gòu)，設(shè)于露天甲板2的尾部。下層連續(xù)甲板為干舷甲板13，鋪管作業(yè)線和鋪管輔助作業(yè)艙設(shè)在干舷甲板上，管道經(jīng)過起重機12基座的下部，從尾封板的開口伸出船體I。中壓載水艙7位于左、右縱艙壁(32、42)之間，左、右壓載水艙(5、6)分別位于左、右縱艙壁(32、42)與船體I之間，船體I的左船舷3包括形成左壓載水艙5的密封連接的左船舷側(cè)31和左縱艙壁32。船體I的右船舷4包括形成右壓載水艙6的密封連接的右船舷側(cè)41和右縱艙壁42。
[0028]當(dāng)船舶在進行遠(yuǎn)距離航行時，向中壓載水艙7內(nèi)注入適量壓載水，控制船舶處于航行吃水深度9的狀態(tài)，可達(dá)到較高的航速，例如在某一推進功率下，航速可達(dá)13節(jié)以上，而如采用常規(guī)的起重鋪管船船型，航速為12節(jié)。在這種吃水模式下，船舶的橫搖周期可達(dá)14?16秒，而常規(guī)的起重鋪管船船型，橫搖周期僅為10?12秒。
[0029]當(dāng)船舶的起重機12進行重載旋轉(zhuǎn)起重吊作業(yè)時，例如吊重4500噸在要求的一定時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度時，向壓載水艙(5、6、7)內(nèi)注入適量壓載水，控制船舶處于最深吃水深度11的狀態(tài)，當(dāng)起重機12吊臂轉(zhuǎn)向一舷，例如右舷，通過抗橫傾系統(tǒng)，將壓載水從右壓載水艙6向左壓載水艙5排水,就可以使船舶保持橫傾角小于I度。
[0030]當(dāng)船舶的起重機12進行較輕載荷的起重作業(yè)，例如800噸；或重載起重的準(zhǔn)備工作階段；或進行鋪管作業(yè)時，通過向壓載水艙(5、6、7)內(nèi)注入適量壓載水，控制船舶處于適宜的第二吃水線處10的狀態(tài)，船舶的橫搖周期為13?15秒，橫搖運動比較平緩，可以在很大的氣象窗口內(nèi)作業(yè)，使作業(yè)效率比常規(guī)起重鋪管船大大提高。
[0031]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多吃水變船寬海洋工程船，包括相連的船體(1)和露天甲板(2)，其特征在于，所述船體(1)舯部包括依次相連并且寬度依次減小的上部船體、下部船體和龍骨平面(8)，所述下部船體的寬度從所述龍骨平面(8)至上部船體間逐漸增大，所述下部船體包括形狀為光滑曲面的、并在所述船體(1)舯部橫截面上向船體(1)內(nèi)部凹陷的左、右船舷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的海洋工程船，其特征在于，所述上部船體達(dá)到最大船體寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的海洋工程船，其特征在于，所述下部船體上設(shè)有航行吃水深度(9)、進行鋪管或其它海工作業(yè)的適宜吃水深度(10)、進行重載起重作業(yè)或其它重負(fù)荷海工作業(yè)的最深吃水深度(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的海洋工程船，其特征在于，所述下部船體位于航行吃水深度(9)處的寬度(Wl)是下部船體頂端的寬度(Wm)的0.65至0.95倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的海洋工程船，其特征在于，所述上部船體中還設(shè)有干舷甲板(13)，所述航行吃水深度(9)處至龍骨平面(8)的高度(Hl)是龍骨平面(8)至干舷甲板(13)高度(H)的0.4至0.55倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的海洋工程船，其特征在于，所述最深吃水深度(11)處至龍骨平面(8)的高度(Hm)是龍骨平面(8)至干舷甲板(13)高度(H)的0.6至0.8倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的海洋工程船，其特征在于，所述下部船體的頂端所在平面(14)至龍骨平面(8)的高度(Hw)是龍骨平面(8)至干舷甲板(13)高度(H)的0.6至0.9倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的海洋工程船，其特征在于，所述船體(1)中還設(shè)有左、右縱艙壁(32、42)、中壓載水艙(7)和左、右壓載水艙(5、6)，所述中壓載水艙(7)位于左、右縱艙壁(32、42 )之間，所述左、右壓載水艙(5、6 )分別位于左、右縱艙壁(32、42 )與船體(1)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項的海洋工程船，其特征在于，所述海洋工程船舶為起重鋪管船、鉆井船、修井船或平臺維護船。
10.如權(quán)利要求8的海洋工程船的控制方法，其特征在于，通過將水注入或排出中壓載水艙(7)和/或左、右壓載水艙(5、6)以控制船舶吃水深度；通過將水從左、右壓載水艙(5、 。6)之間的一艙向另一艙注入或排出以形成船舶抗橫傾力矩。
【文檔編號】B63B43/06GK104015871SQ201310066485
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】周健, 韓明, 康為夏, 程維杰, 毛建輝 申請人:中國船舶工業(yè)集團公司第七〇八研究所