CN101628608B - 停泊组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于船舶的停泊组件，其包括容纳船舶部分、以可旋转的方式容纳在所述容纳船舶部分中的对地静止部分、以及连接对地静止部分和容纳船舶部分的主轴承组件。该主轴承组件包括至少两个独立轴承，这些轴承是可操作的以使得其中一个轴承、另一个轴承或者两个轴承处于工作位置，从而允许就地对不工作的轴承进行更换、检修、修理和类似操作。

Description

停泊组件
技术领域
本发明涉及一种用于船舶的停泊组件，其包括容纳船舶部分、以可旋转的方式容纳在所述容纳船舶部分中的对地静止部分、以及连接对地静止部分和容纳船舶部分的主轴承组件。
背景技术
如通常所知道的那样，这种停泊组件允许船舶围绕对地静止部分(例如转塔)随风摆动。主轴承组件将主负载从对地静止部分传向容纳船舶部分且因此传向船舶，并且反之亦然，同时允许对地静止部分和船舶之间的旋转。
要注意的是：有时这种停泊组件还可以包括额外的辅助轴承组件，然而其仅仅用于传递船舶和对地静止部分之间的(主)负载的一部分。本发明涉及主轴承组件，其基本上传递船舶和对地静止部分之间的几乎全部负载。
在这种停泊组件中，主轴承组件常常是关键的零件。因此，主轴承组件必须具有非常高的可靠性。由于其有已证明的可靠性，滚柱轴承通常被用作主轴承。目前，当这种主轴承组件或其关键部件受损且应该更换或修理时，需要进行复杂的操作，其中在解开锚绳之后要例如在受遮挡的水域或船坞中将船舶和对地静止部件的组合移动至另一地点。然而，这种操作非常不受欢迎，其主要是因为非常昂贵的生产时间的损失(这种停泊组件主要用于生产地点，例如在海上油田或气田上)。作为替换方式，对地静止部件可以借助辅助装置被临时支撑在站点上，但是这很有可能将会在主轴承的修理/检修/更换过程中严重妨碍或完全阻止船舶随风摆动。
发明内容
本发明的目标是提供一种改进的上述类型的停泊组件。
因此，根据本发明，这种停泊组件的特征在于：主轴承组件包括至少两个独立轴承，这些轴承是可操作的以使得其中一个或另一个轴承或者两个轴承处于工作位置。
在停泊组件的正常操作期间，这些轴承中的第一个轴承处于工作位置上。当所述第一轴承必须更换或检修时，其被操纵至非工作位置上，而所述轴承中的第二个被操纵至其工作位置上。这种操作可以在无需将船舶和对地静止部分的组合移动至另一地点的情况下完成。此外，第一和第二轴承的这种操作允许停泊组件、尤其是其主轴承组件始终保持工作状态。这是主要的优点，因为在所述第一轴承的更换或检修期间，不会引起生产时间的损失、或者只会引起可忽略不计的生产时间的损失。油或气的生产可得以持续而不被打断，或者可以在将负载从第一轴承转移至第二轴承之后立即继续进行。
在根据本发明的停泊组件的优选实施例中，只有一个轴承是可操作的。当所述仅仅一个轴承被操纵以改变其操作状态(工作/非工作)时，另一轴承的操作状态也可以自动改变，而无需直接操纵它。然而要注意的是：还可以以下列方式操纵所述仅仅一个轴承，即改变其操作状态，同时不改变另一轴承的操作状态(例如，形成两个轴承均工作的情形)。
也可以是这些轴承中的至少一个可以从停泊组件中取出。取出这种轴承将主要发生在所述轴承处于非工作位置上(即意味着未承载)时。取出该轴承可以允许对所述轴承或其关键部件实施更好的检查、更换、修理等。此外，它允许停泊组件在只装有一个轴承(缺少可取出的轴承)的情况下工作；当所述安装的轴承必须更换/检修时，可拆卸的轴承可以被安装且被操纵至其工作位置(以使得已有的轴承进入其非工作位置)。
存在数种用于实现本发明的方案。例如，这两个独立轴承可以以一个在另一个上方的方式设置。然而，这两个独立轴承还可以同心地并排设置。这种实现方式的细节可取决于各种因素，诸如对地静止部分和容纳船舶部分的结构细节、轴承直径、负载组合、用户需求等等。
根据依据本发明的停泊组件的实施例，当两个轴承质量基本相同时，无论是其中一个或者另一个轴承处于工作位置上，主轴承组件均能同样良好地工作。当最初处于工作状态的轴承(或其关键部件)受损时，则可以使用另一个轴承，直到该轴承也受到损坏。这使得停泊组件的有效寿命加倍，同时无需进行任何修理等。然而，也可以在另一轴承处于工作状态时，首先对受损的轴承进行修理、检修，诸如此类。
然而，也可以是其中一个轴承的质量比另一轴承差。在这种停泊组件中，在停泊组件的正常操作期间使用质量最好的那个轴承(并且该轴承将定义为所谓主轴承)。当所述轴承必须更换/检修时，质量较差的轴承(次级轴承)被操纵至其工作位置并且将被使用，直至主轴承已被更换/检修，此后，次级轴承再次被操纵至其非工作位置，同时使得主轴承再次处于工作状态下。因此，这种次级轴承将只被临时使用相对较短的一段时间，而在较长的时间内使用质量较好的轴承。
然而，应到注意的是：同样是在两个轴承基本上具有相同质量的情况下，这种轴承中的一个轴承可以在更换/检修另一轴承所需要的时间内临时被使用。
要注意的是：表述“质量”应被广义地理解，其还包括例如“性能”。
根据依据本发明的停泊组件的又一实施例，各轴承包括与对地静止部分相连的第一轴承部分和与容纳船舶部分相连的协作的第二轴承部分，其中轴承的操作包括分别将所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分在负载传递意义上断开。
例如，当轴承的第一轴承部分与对地静止部分断开时，负载不能从对地静止部分传递至所述第一轴承部分，且因此所述轴承处于非工作状态。在这种情形下，另一轴承将处于工作状态。同样也适用于使第二轴承部分与容纳船舶部分断开。
在停泊组件的特定实施例中，在负载传递意义上分别使所述轴承中的第一轴承的所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分断开可以通过分别改变所述两个轴承中的第二轴承的所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分之间的距离来发生。
分别改变所述两个轴承中的第二轴承的所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分之间的距离意味着所述第二轴承被操纵至其工作位置，而第一轴承则被操纵至其非工作位置。
改变所述距离可以分别通过设置在第一或第二轴承部分与对地静止部分或容纳船舶部分之间的高度可调的构件来发生。例如，这种构件可以具有楔形部分，其可以在启动装置(诸如螺栓或液压/气动式致动器)的作用下彼此相对运动。
优选地，轴承为滚柱轴承。这意味着在第一轴承部分和第二轴承部分(其基本上限定了轴承轨道)之间设有滚柱。
然而，可以利用所有已知种类的轴承来实施本发明。相应轴承的选择将取决于设计标准。
在一个实施例中，对地静止部分是转塔，容纳船舶部分是通海井。
在另一实施例中，容纳船舶部分被设置在船身之外，诸如在舷外支架(或者所谓的外部转塔系统)上。
最后，可以用固定的离岸结构来代替船舶。
附图说明
在下文中，将参考附图对本发明进行解释，其中在所述附图中示出了停泊组件的实施例。
图1在纵向剖面中部分地示出了处于第一位置上的在其主轴承区域处的停泊组件的第一实施例；
图2示出了处于第二位置上的图1的停泊组件；
图3在纵向剖面中部分地示出了处于第一位置上的停泊组件的第二实施例；
图4示出了处于第二位置上的图3的停泊组件；
图5a-5d在纵向剖面中部分地示出了处于四种不同位置的停泊组件的第三实施例；
图6a-6e在纵向剖面中部分地示出了处于五种不同位置的停泊组件的第四实施例；
图7在纵向剖面中部分地示出了处于第一位置的停泊组件的第五实施；以及
图8示出了处于第二位置的图7的停泊组件。
具体实施方式
首先，参见图1。用于船舶的停泊组件包括通海井，其外壳1的一部分被示出。转塔2(只示出了它的一小部分)以可旋转的方式设在所述通海井中。主轴承组件3以可旋转的方式连接转塔2和外壳(船舶)1。
主轴承组件3包括两个独立轴承：第一轴承4和第二轴承5。在图1和2示出的实施例中，以一个位于另一个上方的方式设置所述轴承4和5。
第一轴承4和第二轴承5基本上具有相似的结构，其包括内部环状部分6a和6b以及外部环状部分7a和7b(这些环状部分可以被拆开以拆卸轴承，这本身是已知)。如图所示，轴承构件8(例如滚柱或滚珠)被设置在内部环状部分6a、6b和外部环状部分7a、7b之间。因此，这些轴承可以具有传统的结构。
第一轴承4和第二轴承5的内部环状部分6a、6b借助合适的张力构件9与转塔2附连。典型地，转塔2(对地静止部分)通过所谓的转台(参见图3和4，附图标记2’)向上延伸，其中在轴承组件3(其本身已知)的顶部上只示出了转台的一小部分。然而它不一定要设置在轴承组件3的顶部上，而是也可以直接设置在转塔2的顶部上，从而形成对地静止部分的一部分。在这种实施例中，转台将由轴承组件的对地静止部分内部的结构支撑。
在图1中，第一(下)轴承4的外部环状部分7a、7b借助合适的张力构件10与外壳1附连。第二(上)轴承5的外部环状部分7a、7b未与外壳1附连。因此，在图1所示的情形下，下轴承4处于工作位置，其支撑转塔2。没有负载将会通过第二轴承5在转塔和外壳(船舶)之间传递。
在必须使下轴承4处于非工作状态的情况下，距离构件11被放置到第二轴承5的外部环状部分7b和第一轴承4的外部环状部分7a之间(图2)。距离构件11的尺寸(特别是高度)使得一旦借助张力构件12被安装上，则所有的负载均通过第二(上)轴承5从转塔2朝向外壳1传递，而第一(下)轴承4不再或基本上不再承载。
因此，在这种情形下，下轴承4处于非工作状态。这种构造可以被认为是冗余的轴承组件，其对周围结构具有有限的影响。
距离构件11可以包括高度可调的构件，其一旦被放置在上轴承5和下轴承4之间，则其高度被调节成使得上轴承5将处于其工作位置(通过相对于内部环状部分6a、6b抬高外部环状部分7a、7b)，并且下轴承4将处于其非工作位置(通过略微抬高转塔2以使得下轴承4的内部环状部分6a、6b相对于对应的外部环状部分7a、7b略微被抬高)。
要注意的是：在根据图2的其中第二(上)轴承5处于其工作位置的情形下，从转塔通过第二轴承5传递的负载也通过第一(下)轴承4的外部环状部分7a、7b朝向外壳1传递。然而，没有负载在下轴承4的所述外部环状部分和所述下轴承4的内部环状部分6a、6b之间传递。为此，考虑通过已知的方法取出所述下轴承4的径向滚柱。
还要注意的是：在图1和2所示的实施例中，轴承4和5以相似的方式构造，因此基本上具有相同的质量。
在图1和2所示的实施例中，轴承4和5包括位置相对于转塔2不变的内部环状部分6a、6b。然而，为了操纵轴承组件3，上轴承5的外部环状部分7a、7b的位置通过改变所述外部环状部分7a、7b和外壳1之间的距离(即借助距离构件11)而改变。
参见图3和4，停泊组件的实施例被示出，其中两个轴承13和14同心地并排设置。在图3中，外轴承13包括与转塔2(顶部结构也可以是先前提及的所谓转台结构的一部分)相连的内部环状部分6a、6b，以及在图3中与外壳1断开的外部环状部分7a、7b。因此，轴承13处于非工作位置上，因而不在转塔2和外壳(船舶)1之间传递任何负载。
类似地，内轴承14的内部环状部分6a、6b与转塔2的一部分相连，而所述内轴承14的外部环状部分7a、7b通过距离构件11与外壳1相连。因此，在图3所示的情形下，内轴承14处于工作状态。在这种情形下，外轴承13可以在必要时被更换/修理。
在图4中示出了一种情形，其中内轴承14现在处于非工作状态，并且外轴承13处于工作状态。现在，距离构件11被放置在外轴承13的外部环状部分7a、7b和外壳1之间。位于内轴承14下方的距离构件11被取出。
在图3和4中示出的距离构件11可以是高度可变型的。当从图3所示的情形变化至图4所示的情形时，距离构件11在内轴承14和外壳1之间保持就位，直至外轴承13和外壳1之间的距离构件11完全安装上。这两个轴承都将处于工作状态，即使一个为临时状态(中间状态)。然而，贯穿内轴承14的外部环状部分7a、7b并且贯穿距离构件11的张力构件15和外壳1的连接部分16应该被取出，或者到达一位置，该位置具有增大的长度以在将距离构件11放置在外轴承13和外壳1之间时(或者，如果这种距离构件11已经存在于外轴承13和外壳1之间，则在这种距离构件的高度增大时)允许内轴承14的外部环状部分7a、7b向上运动。
在图3和4中处于非工作状态的轴承可以通过合适的方式被更换/修理。
同样在图3和4示出的实施例中，两个轴承13和14被示为具有相同质量的类似轴承。然而，可能所述轴承之一具有较差质量(次级轴承)，并且只在另一(主)轴承被修理或更换时临时被使用。
在图3和4中，上部2’限定前述的转台。
图5示出了停泊组件的另一实施例。图5a-5d即从四种不同位置示出了从主轴承朝向次级轴承的负载传递。首先参见图5a，下轴承16被示出具有内部环状部分6a、6b，其通过张力构件17与转塔2附连。张力构件18使外部环状部分7a、7b与外壳1连接。安装环19被设置在外部环状部分7a、7b的顶部上。在图5a中，下轴承16能够操作使转塔2旋转地连接到外壳(船舶)1。
图5b示出了其中上轴承20通过张力构件21与转塔2附连的情形。
在图5c中，张力构件22通过上轴承20的外部环状部分7a、7b插入安装环19；但是未安装螺帽。
最后，图5d示出了其中在张力构件17(图5c)已逐渐变松并且随后被取出之后张力构件22被拉紧的情形。结果，上轴承20的外部环状部分7a、7b靠在安装环19上，安装环19靠在下轴承16的外部环状部分7a、7b上，所述下轴承16的外部环状部分7a、7b最后与外壳1相连。因此，在图5d中，下轴承16处于非工作状态(因为在其内部环状部分6a、6b与转塔2之间不再存在连接)，而上轴承20现在处于工作状态，并且在转塔2和外壳(船舶)1之间传递负载。
因此，图5示出了其中上轴承20能够拆卸的实施例。“可拆卸”还意味着：在正常操作期间，这样的上轴承20不必存在于停泊组件中。
图6示出了在5种不同情形下停泊组件的略微不同的实施例。图6a示出了正常操作情形，其中上轴承23处于工作状态，并且下轴承24处于非工作状态(因为其内部环状部分尚未与转塔2附连)。下轴承24连接外壳，并且上轴承23通过张力构件26连接到下轴承24。
图6b示出了这样一种情形，其中下轴承24的内部环状部分借助张力构件25连接到转塔2，而张力构件26(图6b)已经充分放松以在下轴承24和上轴承23之间形成间隙27。
图6c示出了下一阶段，其中张力构件26(图6b)已经被取出，从而使得可以取出/修理/更换上轴承23(或其关键部件)。
在图6d中，张力构件26被重新装上，并且最后，图6e示出了张力构件26再次被拉紧，并且张力构件25被取出，从而再次达到根据图6a的情形。
在图6a和6e中，上轴承23处于工作状态，而在图6b-6d中，下轴承24处于工作状态。
图7示出了与根据图3和4的实施例相似的实施例，但是其中外轴承13和内轴承14具有结合成单个整体环28的部分。设有距离构件29和30，其具有与在根据图3和4的实施例中的距离构件11相同的功能。
图7示出了一种特殊的情形，其中距离构件29和30成形为使得外轴承13和内轴承14都分别处于工作状态。在图8中，只有外轴承13处于工作状态，而内轴承14的一部分处于被取出的过程中。
本发明不限于上述实施例，其可以在由所提交的权利要求限定的本发明的范围内广泛地变化。

Claims (17)

1.一种用于船舶的停泊组件，其包括：容纳船舶部分；对地静止部分；以及将对地静止部分连接到容纳船舶部分的主轴承组件，用于承受径向负载和沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的负载，同时允许所述容纳船舶部分绕着所述对地静止部分旋转，主轴承组件包括至少第一轴承和与所述第一轴承分离的第二轴承，
其中所述第一和第二轴承能够操作处于第一状态，在所述第一状态中，所述第一轴承处于工作位置以承受所述径向负载和沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的所述负载，同时允许所述容纳船舶部分绕着所述对地静止部分旋转，并且所述第二轴承处于非工作位置并且没有承受所述径向负载或沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的所述负载；
所述第一和第二轴承能够操作处于第二状态，在所述第二状态中，所述第二轴承处于工作位置以承受所述径向负载和沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的所述负载，同时允许所述容纳船舶部分绕着所述对地静止部分旋转，并且所述第一轴承处于非工作位置并且没有承受所述径向负载或沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的所述负载；
所述第一和第二轴承能够操作处于第三状态，在所述第三状态中，所述第一和第二轴承处于工作位置以承受所述径向负载和沿着在所述对地静止部分和所述容纳船舶部分之间的旋转轴线的所述负载，同时允许所述容纳船舶部分绕着所述对地静止部分旋转。
2.如权利要求1所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承中的至少一个轴承能够从停泊组件中拆下。
3.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承以一个在另一个上方的方式设置。
4.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承同心地并排设置。
5.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承大致具有相同的质量。
6.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：一个轴承的质量比另一个轴承差。
7.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承包括与对地静止部分相连的第一轴承部分和与容纳船舶部分相连的协作的第二轴承部分，其中轴承的操作包括分别将所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分在负载传递意义上断开。
8.如权利要求7所述的停泊组件，其特征在于：分别将所述第一和第二轴承中的第一轴承的所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分在负载传递意义上的断开通过分别改变所述第一和第二轴承中的第二轴承的所述第一和第二轴承部分中的至少一个与对地静止部分或容纳船舶部分之间的距离来发生。
9.如权利要求8所述的停泊组件，其特征在于：所述距离的改变分别通过设置在第一或第二轴承部分与对地静止部分或容纳船舶部分之间的高度可调的构件来发生。
10.如权利要求7所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承以一个在另一个上方的方式设置，在上轴承的工作位置上，上轴承的第二轴承部分环通过下轴承的第二轴承部分受到容纳船舶部分的支撑。
11.如权利要求7所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承同心地并排设置，所述第一和第二轴承的第一轴承部分结合成单个整体的第一轴承部分。
12.如权利要求7所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承同心地并排设置，所述第一和第二轴承的第二轴承部分结合成单个整体的第二轴承部分。
13.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述第一和第二轴承是滚柱轴承。
14.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：对地静止部分是转塔，容纳船舶部分是通海井。
15.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于：所述容纳船舶部分被设置在船身之外。
16.如权利要求15所述的停泊组件，其特征在于：所述容纳船舶部分被设置在舷外支架上。
17.如权利要求1或2所述的停泊组件，其特征在于，所述停泊组件能够用于固定的离岸结构。
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