專利名稱：停泊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于輪船停泊、裝貨和卸貨的裝置。輪船可以是例如FPSO輪船(″Floating Production Storage and Offloading″)，但是也可以是油輪，或者其它類型的船只。貨物最好包含碳?xì)浠衔?，例如油或者燃?xì)?，但也可以是可以通過管子傳送的任何流體或者例如粉末貨物。本發(fā)明具體涉及在淺水區(qū)域FPSO輪船的停泊、裝貨和卸貨。
本發(fā)明背景和先有技術(shù)為了在淺水區(qū)進(jìn)行船只例如FPSO式輪船的停泊、裝貨和卸貨，已證明很難使錨定鏈具有充分的松弛度，使得在錨定系統(tǒng)中得到適當(dāng)?shù)膹椓?。在錨定停泊系統(tǒng)的彈力太低時，輪船的突然運動可能產(chǎn)生太大的力。停泊的另一個關(guān)鍵因素是要在停泊時獲得位置恢復(fù)力，使得船只在停泊時可以固定在穩(wěn)定位置，以便裝貨和卸貨，而不出現(xiàn)太強的力。
常規(guī)的具有浮標(biāo)的單一錨定系統(tǒng)使錨定鏈或者連接桿連接于固定于海床的底座，對于這種錨定系統(tǒng)已證明位置恢復(fù)力是不充分的。
停泊系統(tǒng)和貨物與信號的傳輸系統(tǒng)可以完全浸在水中，但是這樣便出現(xiàn)嚴(yán)重問題，因為重要的部件均浸在海水中，這樣便顯著縮短了壽命，并對修理和維護造成嚴(yán)重問題。
由于上述問題，在淺水區(qū)最好采用停泊塔進(jìn)行停泊、裝貨和卸貨，該停泊塔從海床伸出，伸到海平面以上，可以將船只以充分大的彈性錨定在停泊塔的頂部。
專利US4516942說明了一種停泊塔，該塔從海床的錨定座伸到海面的上面，在錨定塔的頂部裝有三軸轉(zhuǎn)動軛架，用于錨定和輸送流體與信號。在錨定塔頂部的軛架固定裝置使得錨定塔可以承受由錨定力產(chǎn)生的很大沖量，而且錨定塔的結(jié)構(gòu)是強有力的。另外，要錨定在專利US4516942中錨定塔的船只必須具有很強的結(jié)構(gòu)，以便控制所說的力，具體是因為船只的主要結(jié)構(gòu)必須從甲板上面吸收軛架作用的力。在輪船吃水線上面一直到水中最深吃水深度的錨定塔和軛架的體積是很大的，可能有碰撞的危險以及由冰、海流、波浪和風(fēng)造成的強烈沖擊。從上面可以明顯看出，專利US4516942的錨定塔具有許多缺點。
本發(fā)明的目的是提供一種錨定裝置，這種裝置沒有上述專利US4516942錨定塔以及其它有關(guān)先有技術(shù)的缺點。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的在于提供一種錨定裝置，該裝置具有從權(quán)利要求1可以明顯看出的結(jié)構(gòu)和與眾不同的特征。
按照本發(fā)明的錨定裝置，可以顯著減小形成沖量的作用在錨定塔上的作用力，結(jié)果，得以確定錨定塔的尺寸和錨定在海床上。在特別優(yōu)選的實施例中，作用在錨定塔上的錨定力產(chǎn)生的沖量可以為零，該實施例使錨定力的合力位于一條通過海床錨定件的一條直線上。特別是由于將軛架放置在低于輪船最大吃水深度位置，所以本發(fā)明的錨定裝置還可以減小與待錨定船只的碰撞。錨定塔尺寸的減小也降低了由冰、海流、波浪和風(fēng)引起的沖擊。
附1為本發(fā)明錨定裝置的側(cè)視圖，以及錨定的FPSO船只。
圖2為圖1的頂視圖。
圖3為圖1所示錨定塔的部分放大圖。
圖4為錨定裝置的操作工藝示意圖。
詳細(xì)說明下面參考


具體實施例。在說明中中只考慮典型FPSO船只的停泊、裝貨或卸貨。
圖1示出本發(fā)明裝置的一個實施例以及停泊的FPSO船只，在水深25米的地方示出裝置，F(xiàn)PSO船的裝貨容量約為100萬桶(160000m3)。輪船的吃水深度在用鎮(zhèn)重物鎮(zhèn)重時為8.0m，而裝滿貨時為15.0m，船的長度為265m，寬度為42.5m。這些數(shù)字僅用于例示，可以按照要求，換算到其它的尺寸或者輪船。
本發(fā)明的裝置大多用于20-50m的水深，但是這個范圍不是固定的。該裝置完全可以利用已經(jīng)有效證明顯示出長壽命而不需要維修的已知部件。另外，設(shè)計該裝置和所有的重要部件，使得檢修很簡單，而且可以替換重要部件。對于例示的實施例，設(shè)計壽命可以選擇為最小15年。
圖1示出上述的典型船只FPSO，該船只錨定在本發(fā)明的裝置上，軟管和錨定裝置連接于輪船的浮筒上。傳送貨物的軟管包括傳送信號的電纜，從輪船上引出，通過彎曲的定位器懸掛線，伸向位于本發(fā)明裝置外部塔頂端的彎曲截流閥。輪船通過浮標(biāo)上的具有錨定裝置的錨定固定構(gòu)件連接于軛架的端部，該軛架浸在水中，如圖所示，該軛架固定在內(nèi)部塔上，位于海床上面7.0m的高度。該輪船可以使內(nèi)部塔隨軛架、外部塔、錨定裝置、軟管和電纜一起自由轉(zhuǎn)動。
利用在軛架外桿之間配置的鎮(zhèn)重物可以增加錨定裝置的位置恢復(fù)作用。在例示的實施例中，該鎮(zhèn)重物是25m長的直徑3m的圓筒，該圓筒分成三個隔間。安裝之后，鎮(zhèn)重物的中間隔間充滿水，而兩側(cè)的隔間充滿很沉的泥漿，以便適當(dāng)預(yù)拉伸錨定件。
在外部塔的頂端和內(nèi)部塔的頂端之間配置轉(zhuǎn)臺連接件，以便可轉(zhuǎn)動地傳送貨物和信號。在圖1上的所示的轉(zhuǎn)臺座位于14m的高度。該轉(zhuǎn)臺包括生產(chǎn)轉(zhuǎn)臺、電力、電信號和光信號的轉(zhuǎn)臺以及液壓傳動裝置的轉(zhuǎn)臺。所有密封件設(shè)計成具有雙阻擋層的密封件。還配置用于沖洗房間和轉(zhuǎn)臺的惰性氣體吹洗裝置或者類似的裝置，該房間用于壓力監(jiān)測和壓力控制。還裝有流體和電信號的緊急停機系統(tǒng)。
軟管和電纜的數(shù)目原則上沒有特殊限制。當(dāng)本文說軟管時，可以認(rèn)為包含剛性管和軟管兩種管，只是除開外部塔頂部和輪船之間的這一段距離，在這段距離內(nèi)，軟管或者管子必須具有軟性，因為它們懸掛成吊掛線，懸掛在海面上。
典型的塔作為例子包括用于兩根裝原油的12英寸軟管或者管子，一根用于噴射水的12英寸軟管和一根12英寸的備用管。管子、軟管或者電纜的數(shù)目類型和尺寸當(dāng)然可以根據(jù)要求改變。如圖1所示，而在圖3上更清楚示出，錨定塔的內(nèi)部與大氣相通，并且是干的以便人員出入。圖1、圖2相結(jié)合示出軛架和內(nèi)部塔二者結(jié)構(gòu)。該內(nèi)部塔牢固固定在海床上。圖中示出三個抽吸錨件，形成三角形，各個抽吸錨件之間的距離為15m，各個抽吸錨件其直徑為8m，埋入海床8m。作為舉例的這種結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是相當(dāng)牢固的，可以使特定尺寸的FPSO輪船在惡劣的氣候下被動錨定100年，因此輪船可以不用馬達(dá)。然而如果尺寸是按照作用力確定的，也可以應(yīng)用其它類型的錨定在海床的錨定件。在安裝、由大量麻煩土質(zhì)條件形成的緊固力以及在使用后的拆除方面最好采用抽吸錨件。抽吸錨件相當(dāng)容易安裝，而且在以后也可以除去。
外部塔以及所有連接設(shè)備和軛架可以在所有氣候條件下隨輪船一起繞牢固錨定于海床的固定內(nèi)部塔隨隨風(fēng)自由轉(zhuǎn)向。
本發(fā)明的裝置還包括海面以上的設(shè)備或者干放置在塔內(nèi)的設(shè)備，這些設(shè)備可以容易進(jìn)入進(jìn)行檢修和維護，上述設(shè)備最好是可轉(zhuǎn)動連通流體、信號以及機械傳輸?shù)囊阎愋偷脑O(shè)備。塔的結(jié)構(gòu)可以干燥放置上述設(shè)備，并可以支承貨物傳送器和信號傳送器的連接件。這些傳送器懸掛成吊掛線，懸掛在海面上面約20m高度。
按照本發(fā)明的裝置，錨定力可以經(jīng)軛架和轉(zhuǎn)動的緊固件傳送到海床中，該旋轉(zhuǎn)緊固件在例示的實施例中是轉(zhuǎn)盤。該軛架和外部塔的可轉(zhuǎn)動緊固件是唯一在本發(fā)明中沒有放置在干燥地方的重要部件。
其中一些部件的某些其它細(xì)節(jié)是如下裝有旋轉(zhuǎn)盤的內(nèi)部塔是本發(fā)明裝置的固定部分，并支撐所有上述設(shè)備，該轉(zhuǎn)動盤位于固定于海床的緊固錨定件上面。該內(nèi)部塔吸收在由冰、風(fēng)、海流、懸掛軟管等引起的作用在外部塔上的力，這些力可以從外部塔經(jīng)軸承沿塔之間的長度傳送。該軸承可以設(shè)計為具有用耐腐蝕合金包覆的鋼作的滑動表面。旋轉(zhuǎn)盤下面的內(nèi)部塔下部分的直徑按照示出的實施例是3.7m，而內(nèi)部塔上部分的直徑是3.1m。
在外部塔外面的海面高度位置裝有破冰裝置。
整個錨定裝置的拆開工作可以在例如很惡劣的冰凍條件下在48小時內(nèi)完成。這種裝置設(shè)計成能夠承受100年最壞的冰雪作用。
可以在船和塔構(gòu)件之間裝上人行橋，以便在中等或者較好的氣候條件下使用。
轉(zhuǎn)動盤使得外部塔用螺栓固定。該轉(zhuǎn)盤具有固定該軛架的突出部。該轉(zhuǎn)盤最好是眾所周知的所謂″STL/STP系統(tǒng)″的轉(zhuǎn)盤。該軸承裝置包括包圍內(nèi)部塔的主要徑向軸承、上部軸向軸承和下部軸向軸承。最好采用型號為Oiles500的自潤滑軸承系統(tǒng)，該系統(tǒng)是用聚四氟乙烯潤滑的青銅合金軸承，一種長壽命的磷青銅合金軸承，用聚四氟乙烯潤滑。該軸承固定于旋轉(zhuǎn)盤。支承上部軸向軸承的上部軸承環(huán)用扇形鎖定系統(tǒng)鎖定于固定的內(nèi)部塔，該扇形鎖定系統(tǒng)固定在中心轉(zhuǎn)軸的圓形凹槽中。按照SAL系統(tǒng)，這是一種已證明是很好的方案，對于海床轉(zhuǎn)盤得到了很好的結(jié)果。
在圖4中還示出流體輸送系統(tǒng)，圖中示出典型的操作工藝示意圖。可以明顯看出，還配置了鑄鐵的貨物傳送管和噴水軟管。
因為有抽吸錨件和可以以可控的方式注入空氣或加鎮(zhèn)重物的大隔間，而且可以在安裝塔結(jié)構(gòu)之后安裝軛架，所以安裝和拆卸相當(dāng)簡單。然后安裝管子和軟管?？梢怨烙嫷?，在適當(dāng)充入空氣使塔結(jié)構(gòu)浮起來時，為了牽引該搭結(jié)構(gòu)，需要7-8m的水深度。在安裝和拆卸時最好采用起重船、潛水船和遠(yuǎn)距離操作的運載工具。
權(quán)利要求
1.一種輪船錨定、裝貨和卸貨的裝置，包括固定的內(nèi)部塔，該塔具有牢固固定于海床的下端部，該內(nèi)部塔從該下端部向上延伸，伸出海面，伸到海面上的上端部，該內(nèi)部塔在靠近海床的高度具有軟管和電纜的連續(xù)連接裝置，該軟管和電纜用于輸送貨物和信號，該軟管和電纜可以向上穿過內(nèi)部塔，從其上端伸出；軛架，其一端可轉(zhuǎn)動地固定于該內(nèi)部塔，由此該軛架進(jìn)一步向外延伸，伸到至少一個外部鎮(zhèn)重端部，該端部上配置錨定端部，以使輪船被錨定，在該輪船上配置一些連接器件，將輪船與錨定裝置和上述傳送貨物和信號的上述軟管和電纜連接起來；其特征在于，該裝置還包括外部塔，該塔具有固定于內(nèi)部塔的可轉(zhuǎn)動緊固接頭，該外部塔從固定于內(nèi)部塔的緊固接頭向上延伸，在內(nèi)部塔的外面延伸，伸到高于內(nèi)部塔上端部上面的高度，其中可轉(zhuǎn)動緊固接頭位于海平面的下面，該外部塔還包括軛架的緊固接頭，使得外部塔和軛架作為一個整體可以在內(nèi)部塔的上面繞該內(nèi)部塔自由轉(zhuǎn)動，該內(nèi)部塔固定地錨定在海床上；以及轉(zhuǎn)臺，配置在內(nèi)部塔上端和外部塔上端之間，該轉(zhuǎn)臺用于在內(nèi)部塔和外部塔之間用上述軟管和電纜轉(zhuǎn)動傳送貨物和信號，然后再傳送到輪船。
2.如權(quán)利要求1所述的錨定裝置，其特征在于，外部塔和軛架的可轉(zhuǎn)動固定緊固接頭所處深度比要裝貨或卸貨的輪船的最大吃水深度深，該軛架最好靠近內(nèi)部塔的下端部，高出海床一小段距離。
3.如權(quán)利要求1所述的錨定裝置，其特征在于，外部塔和軛架的轉(zhuǎn)動緊固接頭、其布局、軛架的長度和錨定件的長度以及被錨定而裝貨和卸貨的典型輪船被設(shè)計成使得軛架的縱向軸線穿過海床中的固定錨定裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的錨定裝置，其特征在于，外部塔和軛架的轉(zhuǎn)動緊固接頭包括旋轉(zhuǎn)盤，該旋轉(zhuǎn)盤具有固定的自潤滑軸承，該軸承包括主要徑向軸承，上部軸向軸承和下部軸向軸承。
5.如權(quán)利要求1所述的錨定裝置，其特征在于，該軛架形成為三角形，該三角形具有端部固定于內(nèi)部塔的頂點和兩個外端，在該外端之間配置鎮(zhèn)重室，用該兩個外端配置錨定裝置，以使輪船被錨定。
6.如權(quán)利要求1所述的錨定裝置，其特征在于，該軛架固定于轉(zhuǎn)盤的突出部，該轉(zhuǎn)盤可以繞內(nèi)部塔轉(zhuǎn)動；該軛架用緊固螺栓可轉(zhuǎn)動地固定于上述突出部，該螺栓的縱軸線平行于轉(zhuǎn)盤的平面，并與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動軸線相切，其中在轉(zhuǎn)盤外面的軛架沿其縱軸線具有繞縱軸線轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動銷，使得該軛架可以繞三根軸線轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種輪船錨定、裝貨和卸貨的裝置，包括固定的內(nèi)部塔，該內(nèi)部塔具有牢固固定于海床的下端部，該內(nèi)部塔從該下端部向上延伸，穿過海水伸到海面上面的上端部，該內(nèi)部塔在靠近海床的高度具有傳送貨物和信號的軟管和電纜的連續(xù)連接裝置，該軟管和電纜又進(jìn)一步向上穿過內(nèi)部塔從其上端伸出；軛架，該軛架的一端可轉(zhuǎn)動地固定于內(nèi)部塔，該軛架從該端進(jìn)一步向外延伸，伸到至少一個可鎮(zhèn)重的端部，在該鎮(zhèn)重物端部配置錨定裝置，使輪船被錨定，在該輪船上配置一些裝置，將輪船與錨定件以及傳輸貨物和信號的上述軟管和電纜連接起來。該錨定裝置的突出之處在于它還包括外部塔，該外部塔可轉(zhuǎn)動地固定于該內(nèi)部塔，該外部塔從固定于內(nèi)部塔的緊固接頭向上在內(nèi)部塔的外面延伸，伸到內(nèi)部塔上端部上面的高度，其中可轉(zhuǎn)動的緊固接頭位于海面的下面，而且包括軛架的緊固接頭，使得外部塔和軛架作一個整體可以在內(nèi)部塔的上面繞該內(nèi)部塔自由轉(zhuǎn)動，該內(nèi)部塔牢固固定于海床；配置在內(nèi)部塔上端部和外部塔上端部之間的轉(zhuǎn)臺，以便在外部塔和內(nèi)部塔之間用上述軟管和電纜可轉(zhuǎn)動傳送貨物和信號，然后進(jìn)一步傳送到船上。
文檔編號B63B21/50GK1633377SQ03804065
公開日2005年6月29日 申請日期2003年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月17日
發(fā)明者艾里克·斯托沃爾, 阿里爾·比奇, 卡爾·阿爾內(nèi)特 申請人:先進(jìn)生產(chǎn)和裝卸有限公司