CN101253093B

CN101253093B - 包括海底设备运动限制和导向系统的船

Info

Publication number: CN101253093B
Application number: CN2005800514409A
Authority: CN
Inventors: J·罗登伯格; A·K·德格罗特; P·D·M·范杜温迪克
Original assignee: Itrec BV
Current assignee: Huisman Equipment BV
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2025-08-29
Also published as: CN101253093A

Abstract

一种船(2)用于处理海底设备，所述海底设备包括海底设备提升系统，该提升系统包括绞车和提升钢丝绳(3)，所述提升钢丝绳(3)用于在船的提升区域中下降和回收海底设备(5)，海底设备运动限制和导向系统用于在提升区域中限制海底设备相对于船的运动。海底设备运动限制和导向系统包括主吊车(7)、辅助吊车(8)和垂直的吊车导向结构(9)，所述导向结构(9)安装在船的船身上，以便可用于各吊车的垂直行进，及另外包括顶端接合件(10)及一个或多个轨道接合件(3a)，上述顶端接合件(10)被上述主吊车可移动式支承，并适合于接合在海底设备的顶端上，而上述一个或多个轨道接合件(3a)安装在上述辅助吊车上，当上述海底设备垂直经过上述辅助吊车时，每个轨道接合件(3a)都适合于接合在安装于上述海底设备上的垂直轨道(11)上。

Description

包括海底设备运动限制和导向系统的船

技术领域

本发明涉及一种船，优选的是单船身船，所述船用于处理海底设备，尤其是供在海上工业中使用。船包括船身和海底设备提升系统，所述提升系统包括绞车和提升钢丝绳，该提升钢丝绳用于在船的提升区域中下降和回收海底设备。船还包括海底设备运动限制和导向系统，当把海底设备下降到海中及从海中回收时，所述系统用于限制海底设备在提升区域中相对于船运动。海底设备运动限制和导向系统包括主吊车、辅助吊车和垂直的吊车导向结构，所述吊车导向结构安装在船的船身上，可用于主吊车和辅助吊车的垂直行进。

背景技术

这种船比如从申请人提出的美国专利US 6871609中已知。在该专利中，介绍了一种供在海上工业中使用的船。塔架和设备装卸系统安装在船上。塔架包括提升系统及主吊车和辅助吊车，这种船的使用在美国专利US 6871609的引言部分中作了广泛介绍。

发明内容

本发明的目的是提供一种带海底设备运动限制和导向系统的船，上述系统能更充分地避免船和海底设备之间的碰撞。

这个目的通过提供海底设备运动限制和导向系统达到，所述系统具有一顶端接合件及一个或多个轨道接合件，上述顶端接合件被上述主吊车可移动地支承，并适合于接合在海底设备的顶端上，而上述轨道接合件安装在上述辅助吊车上，当上述海底设备垂直地经过上述辅助吊车时，每个轨道接合件都适合于接合在安装于海底设备上的垂直轨道上。通过将顶端接合件和一个或多个轨道接合件组合，海底设备在下降和回收期间可以牢固地接合，避免船和海底设备之间的任何碰撞。

根据本发明的第一个方面，提供了一种船，用于处理海底设备，供在海上工业中使用，上述船包括：-船身，

-海底设备提升系统，所述提升系统包括绞车和提升钢丝绳，所述提升钢丝绳用于在船的提升区域中下降和回收海底设备，和

-海底设备运动限制和导向系统，所述系统用于当海底设备下降到海中和从海中回收时，限制海底设备在提升区域中相对于船运动，上述海底设备运动限制和导向系统包括：

-主吊车，

-辅助吊车，

-垂直的吊车导向结构，所述导向结构安装在船的船身上，以便可用于主吊车和辅助吊车的垂直行进，

其特征在于，

海底设备运动限制和导向系统还包括：

-顶端接合件，所述顶端接合件被上述主吊车可移动式支承，且适合于接合在海底设备的顶端上，

-一个或多个轨道接合件，所述轨道接合件安装在上述辅助吊车上，当上述海底设备垂直经过上述辅助吊车时，每个轨道接合件都适合于接合在垂直轨道上，所述垂直轨道安装在上述海底设备上。

根据本发明的另一方面，提供了一种轨道组件，包括一个或多个基本上垂直的轨道，所述轨道安装在海底设备上，供与一个或多个所述的船一起使用。

根据本发明的又一方面，提供了一种供与所述的船一起使用的海底设备，具有一个或多个基本上垂直的轨道。

根据本发明的再一方面，提供了一种降下和回收海底设备的方法，其中利用按照本发明所述的船。

附图说明

现在将参照附图进一步详细说明本发明，所述附图示出非限制性实施例。

图1a-1d用剖视图示出按照本发明所述的安装在船上的海底设备运动限制和导向系统的优选实施例的第一示意操作图，

图2a-2f用剖视图示出按照本发明所述的安装在船上的海底设备运动限制和导向系统的优选实施例的第二示意操作图，

图3示出按照本发明所述的安装在船上的海底设备运动限制和导向系统的优选实施例的剖视图，

图4示意地示出主吊车的第一实施例，

图5示意地示出轨道接合件的第一实施例。

具体实施方式

图1-3示出一种海底设备运动限制和导向系统的优选实施例，所述系统安装在按照本发明所述的船上。同样的部件用同样的标号表示。

在图1-3中，示出船1的一小部分。部分船身2可以看到，及一部分提升钢丝绳3用于下降和回收海底设备5。该提升钢丝绳3是海底设备提升系统的一部分，所述海底设备提升系统还包括一绞车(未示出)，该绞车用于在用标号4表示的提升区域中下降和回收海底设备。提升区域4可以是一位于船的中部的月形开口(monpool)，但也可以是位于船的侧面或尾部。提升钢丝绳3有一连接器3a，所述连接器3a用于在一个可枢转的连接点处连接到海底设备5上。在另一未示出的实施例中，也可以使用两根或多根提升钢丝绳连接到海底设备5上。在还有另一也未示出的实施例中，可以使用两根或更多根相互靠近连接到海底设备5的提升钢丝绳，因而起到连接在一个可枢转的连接点处的作用。

海底设备5可以是任何在海上石油工业中使用的设备。例如，设备可以是包括对井眼用工具加工的井插入设备(well intervention)或者待放在海底上的采油设备。设备也可以是比如ROV(遥控潜水器)、通风管(stack)、模板、采油树等。

还设想使用一种轨道组件，另一个海底设备连接到所述轨道组件上，比如连接到轨道组件的下端上.在图2和3中，示出连接机构5b，所述连接机构5b在海底设备5的下端处，能将海底设备5连接到任何所希望的海底部分上.轨道组件优选的是具有一个或多个轨道，所述一个或多个轨道可通过轨道接合件与辅助吊车接合.

船还包括海底设备运动限制和导向系统，当把海底设备5下降到海中及从海6中回收时，所述系统用于限制海底设备5在提升区域4中相对于船1移动。海底设备运动限制和导向系统包括主吊车7和辅助吊车8。另外，系统包括一垂直的吊车导向结构9，所述垂直的吊车导向结构9安装在船1的船身2上，可供主吊车7和辅助吊车8的垂直行进用，其中至少上述辅助吊车可以下降到水下(submerged)位置中。

在这个实施例中，主吊车7包括一刚性三角形杆，所述三角形杆构造中两个角连接到吊车导向结构9上，而另一个角连接到顶端接合件10上。

海底设备运动限制和导向系统还包括一顶端接合件10，所述顶端接合件10由上述主吊车7可移动式支承，并适合于接合在海底设备5的顶端上。提升钢丝绳3可以通过上述顶端接合件10，并通过主吊车7，把上述顶端接合件10连接到主吊车7上。优选的是，设置一导向件10a，提升钢丝绳3穿过所述导向件10a。在所示的实施例中，顶端接合件10具有一摆锤式支承件，所述摆锤式支承件枢转连接到主吊车7上，同时能在所有方向上相对于主吊车7作枢转运动。

顶端接合件10具有一锁紧机构10b，以便一旦它接合在顶端接合件10的接合环10d中，就锁紧海底设备5的顶端。锁紧机构10b可以防止海底设备5在顶端接合机构中的旋转，而更重要的是，可用于海底设备5和顶端接合件10之间的牢固连接。锁紧机构10b可以例如是液压式可操作的锁紧机构。更优选的是，顶端接合件10具有一驱动机构10c，所述驱动机构10c用于使接合的海底设备5绕一垂直旋转轴线旋转，以便使海底设备5与辅助吊车8对准，更尤其是，使垂直轨道11与轨道接合件8a(见下面)对准。驱动机构10c可以例如是马达，优选的是液压式可操纵的马达。该驱动机构10c也可以起到锁紧机构的作用。图4详细示出顶端接合件10和主吊车7。

阻尼机构12设置在顶端接合件10和主吊车7之间，上述阻尼机构12用于上述顶端接合件10的阻尼运动。当顶端接合件10接合到海底设备5的顶端上时，该阻尼机构12阻尼海底设备5相对于船的运动。在所示的实施例中，阻尼机构12包括液压千斤顶，但任何其它阻尼机构如弹簧或任何气动装置都是可行的。在图1-3中，仅示出一个液压千斤顶12。优选的是，在顶端接合件10和主吊车7之间安装两个液压千斤顶。液压千斤顶可以取水平方向“V”的形状放置，其中“V”形状的顶端连接到主吊车7上，而其两端连接到在顶端接合件10处的两个分开的连接点上。在所示的实施例中，液压千斤顶连接到相关的液压回路(未示出)上，所述液压回路具有阻尼运动模式和锁紧模式，在上述阻尼运动模式中在阻尼运动的同时液压千斤顶活塞自由改变长度，而在上述锁紧模式中使活塞运动停止。这比如通过用节流阀调节液压流体在液压千斤顶的各室(未示出)之间的移动进行。也许，液压回路也连接到顶端接合件10的液压驱动和锁紧机构10c上，并因而也可以操纵驱动机构10c。

当阻尼机构12起锁紧机构的作用时，将上述顶端接合件10的位置锁紧。当锁紧时，顶端接合件10不再由上述主吊车7可移动式支承，因而防止海底设备5和船1的船身2之间的任何碰撞。

系统还包括两个间隔开的平行的轨道接合件8a，其中一个轨道接合件8a在图1中可看出，它安装在上述辅助吊车8上.随着上述海底设备5垂直地经过上述辅助吊车8，每个轨道接合件8a都适合于接合在两个同等间隔开的平行的垂直轨道11的其中之一上，上述垂直轨道11安装在所述海底设备5上.轨道11可以是任何轨道类型，如方形或圆形轨道，同时还包括凹槽、钢丝绳等.在图5中，示出轨道接合件80的优选实施例.轨道接合件80成形为开槽式环形构件，所述开槽式环形构件具有槽81和空心体82，上述槽81让安装在垂直轨道和海底设备5之间的连接件11a通过，而上述空心体82用于容纳轨道.接合件80在其下端处有一漏斗形物83，以便使容纳轨道11简化.

优选的是，这些轨道接合件8a都可移动式安装在辅助缆车8上，而更优选的是，它们是枢转式安装。设置若干捕获机构(未示出)，所述捕获机构可用于将其处于水下位置中的辅助吊车8捕获到垂直吊车导向结构9上。当把海底设备5从海6中回收时，可以在某点处从它的下降位置放松辅助吊车8，同时让海底设备5进一步回收。

通过让轨道接合件8a枢转，可以首先将其中一个轨道接合件8a接合在垂直轨道11上，接着通过第二轨道接合件8a接合第二垂直轨道11。此外，枢转式安装的轨道接合件8a使海底设备5能用受控制的方式移动。当海底设备5连接到顶端接合件10上时，能通过阻尼机构12阻尼运动。通过用两个可枢转的轨道接合件8a将海底设备5连接到辅助吊车8上，限制了海底设备5的运动。优选的是，它可以绕两个轨道接合件8a之间的第一轴线枢转。更优选的是，通过让轨道接合件8a绕一垂直于该第一轴线的水平轴线旋转，海底设备5可以额外地绕一第二水平轴线倾斜，所述第二水平轴线在轨道接合件8a之间垂直于第一轴线。最后，通过让轨道接合件8a绕垂直轴线枢转，能在一特定实施例中允许海底设备5的有限旋转。限制这种旋转在于轨道接合件8a保持连接到海底设备5上的轨道11上。

图1a-1d和2a-2f示出包括按照本发明所述的海底设备的船的操作。

在图1a和2a中，通过提升区域4中的提升钢丝绳3将海底设备5从海6中回收。从图2a显然可看出，海底设备在很大角度范围内自由移动。为了避免干扰提升钢丝3，主吊车7和辅助吊车8处在尽可能最高的位置。在图2b中，将海底设备5升起到刚好在船身2的底部下面。使主吊车7和辅助吊车8下降。通过下降各吊车，显著地限制了海底设备5的运动自由度。可以看出，主吊车7和辅助吊车8通过连接杆13相互连接，所述连接杆13可在垂直方向上移动。当海底设备5回收且吊车下降时，在某点处海底设备5的顶端被顶端接合件10接合。这是图2c中所示的情况。液压千斤顶12可用于海底设备5的阻尼运动。驱动机构10c使接合的海底设备5绕一垂直旋转轴线旋转，以便使海底设备5与辅助吊车8对准，更尤其是使垂直轨道11与轨道接合件8a对准。

在从海6中进一步回收海底设备5时，海底设备5上的轨道11被轨道接合件8a接合。这在图1b和图2d中示出。在图1b和1c中，示意示出了海底设备5的两个位置。可枢转的接合件8a允许海底设备5的某种运动，如在图1c，2d-f中可看到的。在图1d中，海底设备5更多被提升钢丝绳3收回，最终使海底设备5的重心5a位于辅助吊车8的上方。一旦该重心5a与辅助吊车8处在同一水平，则海底设备5被主吊车7和辅助吊车8用二维固定。顶端接合件10可以相对于主吊车7锁紧。通过提升钢丝绳3唯一在第三垂直方向上运动是可行的。通过解锁被捕获的辅助吊车8，辅助吊车可以与海底设备5一起向上移动。

Claims

1.船，用于处理海底设备，供在海上工业中使用，上述船包括：

-船身，

-主吊车，

-辅助吊车，

其特征在于，

海底设备运动限制和导向系统还包括：

2.按照权利要求1所述的船，其中提升钢丝绳具有连接器，所述连接器用于在一个可枢转的连接点处连接到海底设备上。

3.按照权利要求1或2所述的船，其中海底设备运动限制和导向系统还包括捕获机构，所述捕获机构可用于捕获在其水下位置中的辅助吊车。

4.按照权利要求1所述的船，其中上述顶端接合件具有一摆锤式支承件，所述摆锤式支承件能在所有方向上相对于主吊车作枢转运动。

5.按照权利要求1所述的船，其中在顶端接合件和主吊车之间设置阻尼机构，以便可用于阻尼上述顶端接合件和任何与其接合的海底设备的运动。

6.按照权利要求1所述的船，其中在顶端接合件和主吊车之间设置锁紧机构，所述锁紧机构可用于锁紧上述顶端接合件的位置。

7.按照权利要求1所述的船，其中在顶端接合件和主吊车之间安装一个或多个液压千斤顶。

8.按照权利要求7所述的船，其中一个或多个液压千斤顶连接到相关的液压回路上，所述液压回路具有阻尼运动模式和锁紧模式，在上述阻尼运动模式中，液压千斤顶活塞自由改变长度而同时运动受到阻尼作用，而在上述锁紧模式中，将活塞运动锁紧。

9.按照权利要求1所述的船，其中上述一个或多个轨道接合件可移动式安装在上述辅助吊车上。

10.按照权利要求1所述的船，上述一个或多个轨道接合件枢转式绕水平枢转轴线安装。

11.按照权利要求1所述的船，其中轨道接合件是环形构件，当海底设备下降或回收时，轨道在上述环形构件中滑动。

12.按照权利要求1所述的船，其中轨道接合件是开槽式环形构件，所述开槽式环形构件具有一槽，所述槽让安装在垂直轨道和海底设备之间的连接件通过.

13.按照权利要求1所述的船，其中两个间隔开的平行的轨道接合件安装在上述辅助吊车上，每个轨道接合件都用于放入安装在上述海底设备上的两个以同等间距隔开的平行的轨道的其中之一。

14.按照权利要求1所述的船，其中主吊车包括导向件，提升钢丝绳穿过上述导向件。

15.按照权利要求1所述的船，其中顶端接合件具有一驱动机构，所述驱动机构用于绕一竖直旋转轴线使接合的海底设备转动，以便使垂直轨道与轨道接合件对准。

16.轨道组件，包括一个或多个基本上垂直的轨道，所述轨道安装在海底设备上，供与按照上述权利要求1-15其中一个或多个所述的船一起使用。

17.按照权利要求16所述的轨道组件，具有一下端连接器，所述下端连接器用于连接到海底设备上。

18.供与上述权利要求1-15其中之一所述的船一起使用的海底设备，具有一个或多个基本上垂直的轨道。

19.降下和回收海底设备的方法，其中利用按照上述权利要求1-15其中之一所述的船。