專利名稱：包括海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)的船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船，優(yōu)選的是單船身船，所述船用于處理海底設(shè) 備，尤其是供在海上工業(yè)中使用。船包括船身和海底設(shè)備提升系統(tǒng)， 所述提升系統(tǒng)包括絞車和提升鋼絲繩，該提升鋼絲繩用于在船的提升 區(qū)域中下降和回收海底設(shè)備。船還包括海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)， 當(dāng)把海底設(shè)備下降到海中及從海中回收時，所述系統(tǒng)用于限制海底設(shè) 備在提升區(qū)域中相對于船運動。海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)包括主 吊車、輔助吊車和垂直的吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)安裝在船 的船身上，可用于主吊車和輔助吊車的垂直行進(jìn)。
背景技術(shù)：
這種船比如從申請人提出的美國專利US 6871609中已知。在該專 利中，介紹了一種供在海上工業(yè)中使用的船。塔架和設(shè)備裝卸系統(tǒng)安 裝在船上。塔架包括提升系統(tǒng)及主吊車和輔助吊車，這種船的使用在 美國專利US 6871609的引言部分中作了廣泛介紹。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種帶海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)的船， 上述系統(tǒng)能更充分地避免船和海底設(shè)備之間的碰撞。這個目的通過提供海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)達(dá)到，所述系統(tǒng) 具有一頂端接合件及一個或多個軌道接合件，上述頂端接合件被上述 主吊車可移動地支承，并適合于接合在海底設(shè)備的頂端上，而上述軌 道接合件安裝在上述輔助吊車上，當(dāng)上述海底設(shè)備垂直地經(jīng)過上述輔 助吊車時，每個軌道接合件都適合于接合在安裝于海底設(shè)備上的垂直 軌道上。通過將頂端接合件和一個或多個軌道接合件組合，海底設(shè)備 在下降和回收期間可以牢固地接合，避免船和海底設(shè)備之間的任何碰撞?，F(xiàn)在將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，所述附圖示出非限制性 實施例。圖la-ld用剖視圖示出按照本發(fā)明所述的安裝在船上的海底設(shè)備 運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的第一示意操作圖，圖2a-2g用剖視圖示出按照本發(fā)明所述的安裝在船上的海底設(shè)備 運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的第二示意操作圖，圖3示出按照本發(fā)明所述的安裝在船上的海底設(shè)備運動限制和導(dǎo) 向系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的剖視圖，圖4示意地示出主吊車的第一實施例，圖5示意地示出軌道接合件的第一實施例。

圖1-3示出一種海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)的優(yōu)選實施例，所 述系統(tǒng)安裝在按照本發(fā)明所述的船上。同樣的部件用同樣的標(biāo)號表示。在圖l-3中，示出船l的一小部分。部分船身2可以看到，及一 部分提升鋼絲繩3用于下降和回收海底設(shè)備5。該提升鋼絲繩3是海 底設(shè)備提升系統(tǒng)的一部分，所述海底設(shè)備提升系統(tǒng)還包括一絞車(未 示出)，該絞車用于在用標(biāo)號4表示的提升區(qū)域中下降和回收海底設(shè) 備。提升區(qū)域4可以是一位于船的中部的月形開口 (monpool)，但也 可以是位于船的側(cè)面或尾部。提升鋼絲繩3有一連接器3a，所述連接 器3a用于在一個可樞轉(zhuǎn)的連接點處連接到海底設(shè)備5上。在另 一未示 出的實施例中，也可以使用兩根或多根提升鋼絲繩連接到海底設(shè)備5 上。在還有另一也未示出的實施例中，可以使用兩根或更多根相互靠 近連接到海底設(shè)備5的提升鋼絲繩，因而起到連接在一個可樞轉(zhuǎn)的連 接點處的作用。海底設(shè)備5可以是任何在海上石油工業(yè)中使用的設(shè)備。例如，設(shè) 備可以是包括對井眼用工具加工的井插入設(shè)備(well intervention )或 者待放在海底上的采油設(shè)備。設(shè)備也可以是比如ROV (遙控潛水器)、 通風(fēng)管(stack )、模板、采油樹等。還設(shè)想使用 一種軌道組件，另 一個海底設(shè)備連接到所述軌道組件 上，比如連接到軌道組件的下端上。在圖2和3中，示出連接機(jī)構(gòu)5b，所述連接機(jī)構(gòu)5b在海底設(shè)備5的下端處，能將海底設(shè)備5連接到任何 所希望的海底部分上。軌道組件優(yōu)選的是具有一個或多個軌道，所述 一個或多個軌道可通過軌道接合件與輔助吊車接合。船還包括海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)，當(dāng)把海底設(shè)備5下降到 海中及從海6中回收時，所述系統(tǒng)用于限制海底設(shè)備5在提升區(qū)域4 中相對于船1移動。海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)包括主吊車7和輔 助吊車8。另外，系統(tǒng)包括一垂直的吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)9，所述垂直的吊車 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)9安裝在船1的船身2上，可供主吊車7和輔助吊車8的垂 直行進(jìn)用，其中至少上述輔助吊車可以下降到水下(submerged)位 置中。在這個實施例中，主吊車7包括一剛性三角形桿，所述三角形桿 構(gòu)造中兩個角連接到吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)9上，而另一個角連接到頂端接合 件10上。海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)還包括一頂端接合件10,所述頂端 接合件10由上述主吊車7可移動式支承，并適合于接合在海底設(shè)備5 的頂端上。提升鋼絲繩3可以通過上述頂端接合件10，并通過主吊車 7，把上述頂端接合件IO連接到主吊車7上。優(yōu)選的是，設(shè)置一導(dǎo)向 件10a，提升鋼絲繩3穿過所述導(dǎo)向件10a。在所示的實施例中，頂端 接合件10具有一擺錘式支承件，所述擺錘式支承件樞轉(zhuǎn)連接到主吊車 7上，同時能在所有方向上相對于主吊車7作樞轉(zhuǎn)運動。頂端接合件IO具有一鎖緊機(jī)構(gòu)10b，以便一旦它接合在頂端接合 件10的接合環(huán)10d中，就鎖緊海底設(shè)備5的頂端。鎖緊機(jī)構(gòu)10b可 以防止海底設(shè)備5在頂端接合機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)，而更重要的是，可用于 海底設(shè)備5和頂端接合件10之間的牢固連接。鎖緊機(jī)構(gòu)10b可以例如 是液壓式可操作的鎖緊機(jī)構(gòu)。更優(yōu)選的是，頂端接合件IO具有一驅(qū)動 機(jī)構(gòu)10c，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)10c用于使接合的海底設(shè)備5繞一垂直旋轉(zhuǎn) 軸線旋轉(zhuǎn)，以便使海底設(shè)備5與輔助吊車8對準(zhǔn)，更尤其是，使垂直 軌道11與軌道接合件8a (見下面)對準(zhǔn)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)10c可以例如是 馬達(dá)，優(yōu)選的是液壓式可操縱的馬達(dá)。該驅(qū)動機(jī)構(gòu)10c也可以起到鎖緊機(jī)構(gòu)的作用。圖4詳細(xì)示出頂端接合件IO和主吊車7。阻尼機(jī)構(gòu)12設(shè)置在頂端接合件IO和主吊車7之間，上述阻尼機(jī) 構(gòu)12用于上述頂端接合件10的阻尼運動。當(dāng)頂端接合件IO接合到海 底設(shè)備5的頂端上時，該阻尼機(jī)構(gòu)12阻尼海底設(shè)備5相對于船的運動。 在所示的實施例中，阻尼機(jī)構(gòu)12包括液壓千斤頂，但任何其它阻尼機(jī) 構(gòu)如彈簧或任何氣動裝置都是可行的。在圖1-3中，僅示出一個液壓 千斤頂12。優(yōu)選的是，在頂端接合件10和主吊車7之間安裝兩個液 壓千斤頂。液壓千斤頂可以取水平方向"V"的形狀放置，其中"V" 形狀的頂端連接到主吊車7上，而其兩端連接到在頂端接合件10處的 兩個分開的連接點上。在所示的實施例中，液壓千斤頂連接到相關(guān)的 液壓回路(未示出)上，所述液壓回路具有阻尼運動模式和鎖緊模式， 在上述阻尼運動模式中在阻尼運動的同時液壓千斤頂活塞自由改變長 度，而在上述鎖緊模式中使活塞運動停止。這比如通過用節(jié)流閥調(diào)節(jié) 液壓流體在液壓千斤頂?shù)母魇?未示出)之間的移動進(jìn)行。也許，液 壓回路也連接到頂端接合件10的液壓驅(qū)動和鎖緊機(jī)構(gòu)10c上，并因而 也可以操縱驅(qū)動機(jī)構(gòu)10c。當(dāng)阻尼機(jī)構(gòu)12起鎖緊機(jī)構(gòu)的作用時，將上述頂端接合件10的位 置鎖緊。當(dāng)鎖緊時，頂端接合件10不再由上述主吊車7可移動式支承， 因而防止海底設(shè)備5和船1的船身2之間的任何碰撞。系統(tǒng)還包括兩個間隔開的平行的軌道接合件8a,其中一個軌道接 合件8a在圖1中可看出，它安裝在上述輔助吊車8上。隨著上述海底 設(shè)備5垂直地經(jīng)過上述輔助吊車8，每個軌道接合件8a都適合于接合 在兩個同等間隔開的平行的垂直軌道11的其中之一上，上述垂直軌道 11安裝在所述海底設(shè)備5上。軌道11可以是任何軌道類型，如方形 或圓形軌道，同時還包括凹槽、鋼絲繩等。在圖5中，示出軌道接合 件80的優(yōu)選實施例。軌道接合件80成形為開槽式環(huán)形構(gòu)件，所述開 槽式環(huán)形構(gòu)件具有槽81和空心體82，上述槽81讓安裝在垂直軌道和 海底設(shè)備5之間的連接件lla通過，而上述空心體82用于容納軌道。 接合件80在其下端處有一漏斗形物83,以便使容納軌道11簡化。優(yōu)選的是，這些軌道接合件8a都可移動式安裝在輔助纜車8上， 而更優(yōu)選的是，它們是樞轉(zhuǎn)式安裝。設(shè)置若干捕獲機(jī)構(gòu)(未示出)，所 述捕獲機(jī)構(gòu)可用于將其處于水下位置中的輔助吊車8捕獲到垂直吊車 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)9上。當(dāng)把海底設(shè)備5從海6中回收時，可以在某點處從它 的下降位置放松輔助吊車8，同時讓海底設(shè)備5進(jìn)一步回收。通過讓軌道接合件8a樞轉(zhuǎn)，可以首先將其中一個軌道接合件8a 接合在垂直軌道11上，接著通過第二軌道接合件8a接合第二垂直軌 道11。此外，樞轉(zhuǎn)式安裝的軌道接合件8a使海底設(shè)備5能用受控制 的方式移動。當(dāng)海底設(shè)備5連接到頂端接合件IO上時，能通過阻尼機(jī) 構(gòu)12阻尼運動。通過用兩個可樞轉(zhuǎn)的軌道接合件8a將海底設(shè)備5連 接到輔助吊車8上，限制了海底設(shè)備5的運動。優(yōu)選的是，它可以繞 兩個軌道接合件8a之間的第一軸線樞轉(zhuǎn)。更優(yōu)選的是，通過讓軌道接 合件8a繞一垂直于該第一軸線的水平軸線旋轉(zhuǎn)，海底設(shè)備5可以額外 地繞一第二水平軸線傾斜，所述第二水平軸線在軌道接合件8a之間垂 直于第一軸線。最后，通過讓軌道接合件8a繞垂直軸線樞轉(zhuǎn)，能在一 特定實施例中允許海底設(shè)備5的有限旋轉(zhuǎn)。限制這種旋轉(zhuǎn)在于軌道接 合件8a保持連接到海底設(shè)備5上的軌道11上。圖la-ld和2a-2g示出包括按照本發(fā)明所述的海底設(shè)備的船的操作。在圖la和2a中，通過提升區(qū)域4中的提升鋼絲繩3將海底設(shè)備 5從海6中回收。從圖2a顯然可看出，海底設(shè)備在很大角度范圍內(nèi)自 由移動。為了避免干擾提升鋼絲3，主吊車7和輔助吊車8處在盡可 能最高的位置。在圖2b中，將海底設(shè)備5升起到剛好在船身2的底部 下面。使主吊車7和輔助吊車8下降。通過下降各吊車，顯著地限制 了海底設(shè)備5的運動自由度?？梢钥闯觯鞯踯?和輔助吊車8通過 連接桿13相互連接，所述連接桿13可在垂直方向上移動。當(dāng)海底設(shè) 備5回收且吊車下降時，在某點處海底設(shè)備5的頂端被頂端接合件10 接合。這是圖2c中所示的情況。液壓千斤頂12可用于海底設(shè)備5的 阻尼運動。驅(qū)動機(jī)構(gòu)10c使接合的海底設(shè)備5繞一垂直旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，以便使海底設(shè)備5與輔助吊車8對準(zhǔn)，更尤其是使垂直軌道11與軌道 接合件8a對準(zhǔn)。在從海6中進(jìn)一步回收海底設(shè)備5時，海底設(shè)備5上的軌道11 被軌道接合件8a接合。這在圖lb和圖2d中示出。在圖lb和lc中， 示意示出了海底設(shè)備5的兩個位置?？蓸修D(zhuǎn)的接合件8a允許海底設(shè)備 5的某種運動，如在圖lc， 2d-g中可看到的。在圖ld中，海底設(shè)備5 更多被提升鋼絲繩3收回，最終使海底設(shè)備5的重心5a位于輔助吊車 8的上方。 一旦該重心5a與輔助吊車8處在同一水平，則海底設(shè)備5 被主吊車7和輔助吊車8用二維固定。頂端接合件IO可以相對于主吊 車7鎖緊。通過提升鋼絲繩3唯一在第三垂直方向上運動是可行的。 通過解鎖被捕獲的輔助吊車8，輔助吊車可以與海底設(shè)備5—起向上 移動。
權(quán)利要求
1.船，優(yōu)選的是單船身的船，用于處理海底設(shè)備，尤其是供在海上工業(yè)中使用，上述船包括-船身，-海底設(shè)備提升系統(tǒng)，所述提升系統(tǒng)包括絞車和提升鋼絲繩，所述提升鋼絲繩用于在船的提升區(qū)域中下降和回收海底設(shè)備，和-海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于當(dāng)海底設(shè)備下降到海中和從海中回收時，限制海底設(shè)備在提升區(qū)域中相對于船運動，上述系統(tǒng)包括-主吊車，-輔助吊車，-垂直的吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)安裝在船的船身上，以便可用于主吊車和輔助吊車的垂直行進(jìn)，其特征在于，海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)還包括-頂端接合件，所述頂端接合件被上述主吊車可移動式支承，且適合于接合在海底設(shè)備的頂端上，-一個或多個軌道接合件，所述軌道接合件安裝在上述輔助吊車上，當(dāng)上述海底設(shè)備垂直經(jīng)過上述輔助吊車時，每個軌道接合件都適合于接合在垂直軌道上，所述垂直軌道安裝在上述海底設(shè)備上。
2. 按照權(quán)利要求l所述的船，其中提升鋼絲繩具有連接器，所述 連接器用于在一個可樞轉(zhuǎn)的連接點處連接到海底設(shè)備上。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的船，其中海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向 系統(tǒng)還包括捕獲機(jī)構(gòu)，所述捕獲機(jī)構(gòu)可用于捕獲在其水下位置中的輔 助吊車。
4. 按照上迷權(quán)利要求其中之一所述的船，其中上述頂端接合件具 有一擺錘式支承件，所述擺錘式支承件能在所有方向上相對于主吊車 作樞轉(zhuǎn)運動。
5. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中在頂端接合件和主 吊車之間設(shè)置阻尼機(jī)構(gòu)，以便可用于阻尼上述頂端接合件和任何與其 接合的海底設(shè)備的運動。
6. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中在頂端接合件和主 吊車之間設(shè)置鎖緊機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)可用于鎖緊上述頂端接合件的 位置。
7. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中在頂端接合件和主 吊車之間安裝一個或多個千斤頂。
8. 按照權(quán)利要求7所述的船，其中一個或多個液壓千斤頂連接到 相關(guān)的液壓回路上，所述液壓回路具有阻尼運動模式和鎖緊模式，在 上述阻尼運動模式中，液壓千斤頂活塞自由改變長度而同時阻尼(比 如通過用節(jié)流調(diào)節(jié)液壓流體在液壓千斤頂各室之間的運動)運動，而 在上述鎖緊模式中，將活塞運動鎖緊。
9. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中上述一個或多個軌 道接合件可移動式安裝在上述輔助吊車上。
10. 按照上述權(quán)利要求之一所述的船，上述一個或多個軌道接合 件樞轉(zhuǎn)式安裝，優(yōu)選的是繞水平樞轉(zhuǎn)軸線安裝。
11. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中軌道接合件是環(huán) 形構(gòu)件，當(dāng)海底設(shè)備下降或回收，尤其是圓筒體在其下端處具有漏斗 形時，軌道在上述環(huán)形構(gòu)件中滑動。
12. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中上述軌道接合件 是開槽式環(huán)形構(gòu)件，所述開槽式環(huán)形構(gòu)件具有一槽，所述槽讓安裝在 垂直軌道和海底設(shè)備之間的連接件通過。
13. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中兩個間隔開的平 行的軌道接合件安裝在上述輔助吊車上，每個軌道接合件都用于放入 安裝在上述海底設(shè)備上的兩個以同等間距隔開的平行的軌道的其中之
14. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中主吊車包括導(dǎo)向 件，提升鋼絲繩穿過上述導(dǎo)向件。
15. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的船，其中頂端接合件具有 一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于繞一豎直旋轉(zhuǎn)軸線使接合的海底設(shè)備 轉(zhuǎn)動，以便使垂直軌道與軌道接合件對準(zhǔn)。
16. 軌道組件，包括一個或多個基本上垂直的軌道，所述軌道安 裝在海底設(shè)備上，供與按照上述權(quán)利要求l-15其中一個或多個所述的 船一起使用。
17. 按照權(quán)利要求16所述的軌道組件，具有一下端連接器，所述 下端連接器用于連接到海底設(shè)備上。
18. 供與上述權(quán)利要求1-15其中之一所述的船一起使用的海底設(shè) 備，具有一個或多個基本上垂直的軌道。
19. 按照上述權(quán)利要求l-15其中之一所述的海底設(shè)備運動限制和 導(dǎo)向系統(tǒng)。
20. 降下和回收海底設(shè)備的方法，其中利用按照上述權(quán)利要求 l-15其中之一所述的船。
全文摘要
一種船(2)用于處理海底設(shè)備，所述海底設(shè)備包括海底設(shè)備提升系統(tǒng)，該提升系統(tǒng)包括絞車和提升鋼絲繩(3)，所述提升鋼絲繩(3)用于在船的提升區(qū)域中下降和回收海底設(shè)備(5)，海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)用于在提升區(qū)域中限制海底設(shè)備相對于船的運動。海底設(shè)備運動限制和導(dǎo)向系統(tǒng)包括主吊車(7)、輔助吊車(8)和垂直的吊車導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(9)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(9)安裝在船的船身上，以便可用于各吊車的垂直行進(jìn)，及另外包括頂端接合件(10)及一個或多個軌道接合件(3a)，上述頂端接合件(10)被上述主吊車可移動式支承，并適合于接合在海底設(shè)備的頂端上，而上述一個或多個軌道接合件(3a)安裝在上述輔助吊車上，當(dāng)上述海底設(shè)備垂直經(jīng)過上述輔助吊車時，每個軌道接合件(3a)都適合于接合在安裝于上述海底設(shè)備上的垂直軌道(11)上。
文檔編號E21B19/00GK101253093SQ200580051440
公開日2008年8月27日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者A·K·德格羅特, J·羅登伯格, P·D·M·范杜溫迪克 申請人:Itrec有限責(zé)任公司