CN101678878A - 可配置的多功能浮船 - Google Patents

Abstract

一种可配置的多功能浮船，其包括第一浮箱驳船和第二浮箱驳船以及多个互连驳船。所述第一浮箱驳船和第二浮箱驳船具有布置在其内侧上的多个连接构件。所述多个互连驳船可布置在第一浮箱驳船和第二浮箱驳船的内侧之间，使得布置在互联驳船的相反侧上的多个连接构件与所述第一浮箱驳船或第二浮箱驳船上的连接构件相邻。多个连接件将相邻的连接构件可释放地联接，使得所述浮箱驳船和互连驳船形成整体的远洋航行浮船。

Description

可配置的多功能浮船

关于联邦赞助的研究或开发的声明

不适用。

技术领域

本发明涉及用于安装海上设备和支持海上操作的系统。更具体地说，本发明的实施例涉及可配置的浮船，该可配置的浮船用于安装在碳氢化合物的勘探和开采中使用的海上设备。

背景技术

在油气藏的勘探和开采中使用的海上系统是需要在安装过程中执行多个专门操作的大型复杂结构。这些安装操作涉及重载荷在固有的不稳定的海上环境中的精确定位，这要求浮船具有良好的水动力性能以便安全而成功地执行所述操作。由于需要执行各种安装操作以及所需浮船的高额投资费用，安装公司通常考虑能够执行的各种各样的可能工作并选择大型的多用途浮船。

这些大型的多用途浮船一般要求有高的日常租赁率，以便够付建造和操作浮船所涉及的费用。因此，许多所有者更喜欢使浮船保持运转，使得它们的利用率尽可能高。考虑到海上操作所涉及的气候和海况敏感度，通常存在较长时间的非计划停用期，当已制定高的计划利用率时，这会导致目前正执行的项目以及被积压的所有项目明显延后。

项目中所用的安装浮船的容量对于正规划的项目非常重要，因为能进行大型深水项目的浮船很少。例如，任何一个市场在任何时候可能只有一艘或两艘安装浮船。因此，所有大型项目都必须围绕可利用的浮船的容量进行设计。例如，在海上开采平台的设计中，可利用的安装浮船的容量通常将推动对平台上层的甲板、用于操纵船体的系统、以及锚泊系统和立管系统的部件的结构设计。

尽管大型的多用途安装浮船能够执行许多普通的安装操作，但可替代地，这些操作中的一些能够由其它更有效的浮船来执行，从而将大型的多用途浮船留给实际上需要较大安装浮船容量的那些功能。建造较小的、为特定目的建造的安装浮船也成问题，因为对这些浮船的利用可能是有限的，从而使经济性难以满足。

对于大型项目最重要的驱动策略之一是是否需要升起平台上层。升起平台上层通常需要非常大的井架驳船，其在数量上有限且因此可能难以调度。使用浮托式过程来安装平台上层不需要通过将驳船上的平台上层运送到浮动船体来升起平台上层。浮动船体部分地下沉，使得平台上层能够浮动到船体上方的适当位置。使用浮托式过程的一个问题是用于运送平台上层的驳船通常必须专门建造以用于特定项目，从而使它们的使用极其昂贵。

因此，本发明的实施例涉及能够支持多种安装操作的模块化的、可配置的系统的实施例，其寻求克服现有技术的这些及其他局限性。

发明内容

本发明的实施例包括一种可配置的多功能浮船，其包括第一浮箱驳船(pontoon barge)和第二浮箱驳船以及多个互连驳船。所述第一浮箱驳船和第二浮箱驳船具有布置在其内侧上的多个连接构件。所述多个互连驳船可布置在第一浮箱驳船和第二浮箱驳船的内侧之间，使得布置在互连驳船的相反侧上的多个连接构件与所述第一浮箱驳船或第二浮箱驳船上的连接构件相邻。多个连接件将相邻的连接构件可释放地联接，使得所述浮箱驳船和互连驳船形成整体的远洋航行浮船。

因此，本发明的实施例包括使得能以多种构型提供单个浮船来支持多种活动的一系列特征和优点的组合。对于本领域技术人员而言，通过阅读以下对本发明优选实施例的详细描述并通过参照附图，本发明的这些及各种其他特征和优点将更显而易见。

附图说明

为了更详细地理解本发明，可参照附图，其中：

图1示出根据本发明实施例构建的可配置的多功能浮船的部件；

图2和图3示出根据本发明实施例构建的连接构件和连接件；

图4示出用于浮式安装平台上层或模块/船体的处于第一构型的多功能浮船；

图5示出用于将平台上层浮托式(float over)安装在半潜式船体上的多功能浮船；

图6示出用于安装平台上层或使柱型船体下水(launching)的处于第二构型的多功能浮船；

图7示出用于将平台上层浮托式安装在半潜式船体上的图6的多功能浮船；

图8示出用于使柱型船体下水的图6的多功能浮船；

图9示出用于安装平台上层的处于第三构型的多功能浮船；

图10示出用于将平台上层浮托式安装在柱型船体上的图9的多功能浮船；

图11示出用于支持水下设备安装的处于第四构型的多功能浮船；

图12示出用于安装水下井口的图11的多功能浮船；以及

图13示出用于安装水下吸力锚和锚泊部件的图11的多功能浮船。

具体实施方式

在以下的描述中，在整个说明书和附图中分别用相同的附图标记来标示同样的部件。附图不必按比例。本发明的某些特征可以用夸大比例示出，或者在某种程度上为示意图形式，并且为了清楚和简洁起见，常规元件的某些细节可不示出。

本发明的优选实施例涉及便于安装海上和水下设备的装置。本发明可以有不同形式的实施例。在附图中示出并且将在此详细描述本发明的特定实施例，应当理解，本公开内容应当被认为是本发明原理的示例，并非意图将本发明限制为此处示出和描述的实施例。尤其是，本发明的各个实施例提供了用于安装海上和水下油田设备的浮船，但本发明构思的用途不限于这些应用，并且能够用于任何其它应用，包括其它的海上和海洋应用。应当充分意识到，可以单独地或以任何适当的组合来采用下述实施例的不同教导，以产生希望的结果。

现参照图1，可配置的浮船10包括第一浮箱驳船12、第二浮箱驳船14以及多个互连驳船16。浮箱驳船12和14各具有布置在其各自内侧(inboard side)20上的多个连接构件18。每个互连驳船16均具有布置在每一侧上的连接构件18。连接构件18允许浮箱驳船12和14与互连驳船16组装成多种构型，使得浮船10能够用于支持多种安装操作，所述安装操作的实例将在下面详细论述。

浮箱驳船12和14为大致矩形截面的驳船，其长度比船幅大若干倍。在某些实施例中，浮箱驳船12和14的长度为450英尺而船幅为40英尺。互连驳船16显著小于浮箱驳船12、14，但具有类似的矩形截面和内部结构框架。在某些实施例中，互连驳船16的长度为100英尺而船幅为40英尺。

多个连接构件18沿着浮箱驳船12和14的内侧20以及互连驳船16的所有侧面布置。连接构件18整体形成或者牢固地连接到所述驳船的内部结构框架，从而提供允许浮箱驳船12和14以及互连驳船16被组装成适用于海上环境的浮船的机构。

驳船12、14和16通过如下连接系统联接在一起，该连接系统足够坚固以实现海上操作，并且易于接合和断开以便实现真正柔性且可配置的系统。图2和图3示出了包括连接构件18、螺栓19和剪切销21的连接系统的一个实施例。如上所述，连接构件18从所述驳船的侧面延伸，且每个连接构件均包括基本上平行于驳船侧面的凸缘23。每个凸缘23包括上部和下部螺栓模式25以及剪切销插孔27。联接相邻的连接构件18的连接件29包括螺栓19和剪切销21。螺栓19主要起到抗拉构件的作用，而剪切销21承受剪切负荷。因此，螺栓19和剪切销21的组合抵抗张力和剪切负荷，使得相邻的驳船牢固地相互连接。本领域技术人员将认识到，所描述的螺栓和销系统能够用其它连接系统代替，例如用来在石油驳运操作期间连接拖船和驳船的那些连接系统。

因此，可以看到，能够将浮箱驳船12和14以及互连驳船16组装成多个不同的构型，以便支持多种海上功能。在图4中示出了一个这种构型，其中互连驳船16布置在浮箱驳船12和14之间，且平行于浮箱驳船12和14定向。相邻的互连驳船16彼此联接并且联接到浮箱驳船12和14，以便形成适于承载诸如平台上层结构的重载荷的浮船22，用于安装该平台上层结构作为海上平台。

浮船22尤其很适合于将平台上层24浮托式安装到部分浸没的半潜式船体26上，如图5所示。平台上层24放置在浮船22上，并且运送到半潜式船体26。半潜式船体26利用该船体的压载控制系统下降到水中，且浮船22在该半潜式船体的腿柱之间移动直到平台上层24处于合适的位置。一旦适当定位，船体26就升起以将平台上层24托离浮船22。

如图5可见，为了进行浮托式安装，浮船22必须能够置于半潜式船体26的腿柱之间。因此，所用浮船的船幅受到该船体的腿柱的间距的限制，或者说，可用且能够运送平台上层的浮船大小决定着所述腿柱的间距。为了提供具有最小船幅的浮船，浮箱驳船12和14能够直接彼此连接来形成浮船28，如图6所示。现参考图7，浮船28能够用于浮托式操作以将平台上层30安装到船体32上。浮船28还能够用于使其它设备下水或运送其他设备以用于海上安装。作为例子，图8示出用于使柱型船体34下水或运送柱型船体34的浮船28。

将平台上层结构浮托式安装到柱型船体、或者其它单柱或密置结构上需要使用两个浮船，以便平台上层的中心部分可连接到船体。为了支持在柱型船体上的浮托式安装，模块化系统10能够构造成如图9所示的浮船36。

现参考图9，浮船36包括布置在浮箱驳船12和14之间的互连驳船16，使得所述互连驳船的纵向轴垂直于所述浮箱驳船的纵向轴。这种布局为浮船36提供了宽船幅并在该浮船的前部提供大的敞开空间38。现参考图10，平台上层40在敞开空间38之上设置在浮船36上。浮船36将平台上层40移动到部分沉没的船体42上，然后船体42升起以支撑该平台上层，随后该平台上层能够从所述浮船上移走。

除了用于运送诸如海上安装用的平台上层和其它结构的重载荷之外，系统10还能够构造成用于安装其它水下设备的独立支援浮船。现参考图11，浮船44包括布置在浮箱驳船12和14之间且与浮箱驳船12和14平行的互连驳船16。互连驳船16间隔开以形成位于浮船44中间的船阱46。

图12和图13示出浮船44的两个可能用途，其中该浮船已配备有模块化推进器48、升/降系统50以及船员生活区52。模块化推进器48定位在浮船44的每个角，并提供安装操作期间推进和定位浮船所需的可控的、有方向的推力。升/降系统50邻近船阱46设置并且可以是能够用于将设备降到水下的绞车或基于井架的系统。起重机54也可定位在浮船44上以帮助处理和移动设备。船员生活区52为操作浮船44所需的人员提供操作和居住区域。

现参照图12，浮船44被示出为用于水下井口模块56的安装。浮船44提供大量的甲板空间用于储存多个模块56以及大直径管58和水下安装该模块所需的其他材料。图13示出浮船44用于安装水下吸力锚60，该水下吸力锚60通常用于海上锚泊应用。由于典型的锚泊应用将使用很多锚，浮船44的大甲板空间允许该浮船安装多个锚而无需再次供应，因此缩短了安装给定系统的全部锚所需的时间。

如上面的例子中可看到的，可配置系统10提供允许单个系统支持许多不同的安装和维护操作的多个浮船构型。由于单个系统能够容易地重新配置和调节以满足特定项目的需要，所以系统10提供了单用途浮船和大型的多用途安装浮船的经济的替代方案。所描述的浮船构型仅是系统10能够如何利用的例子。本领域技术人员将认识到其它构型和用途。

此处阐明的实施例只是说明性的，并不限制本发明的范围或其中的细节。可以理解，在不脱离此处公开的本发明的范围或者发明构思的情况下，可以对此处的公开内容进行许多其它修改和改进。由于可以在此处教导的发明构思的范围内做出许多变化的、不同的实施例，包括之后想到的等同结构或材料，并且由于可以根据法律的描述性要求对此处详述的实施例进行很多改动，所以，可以理解，此处的细节应被解释为说明性而非限制性的。

Claims (19)

1.一种可配置的多功能浮船，包括：

第一浮箱驳船，所述第一浮箱驳船具有布置在该第一浮箱驳船内侧上的多个连接构件；

第二浮箱驳船，所述第二浮箱驳船与所述第一浮箱驳船平行布置并具有布置在该第二浮箱驳船内侧上的多个连接构件；

多个互连驳船，所述多个互连驳船布置在所述第一浮箱驳船和所述第二浮箱驳船的内侧之间，其中所述多个互连驳船中的每一个均包括布置在所述互连驳船的相反侧上并且与所述第一浮箱驳船或第二浮箱驳船上的连接构件相邻的多个连接构件；

多个连接件，所述多个连接件将相邻的连接构件可释放地联接，使得所述浮箱驳船和所述互连驳船形成整体的远洋航行浮船。

2.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述多个连接件抵抗张力和剪切负荷，以使相邻驳船之间的偏移最小。

3.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述多个互连驳船中的至少两个还包括布置在其所有侧面上的多个连接构件。

4.如权利要求3所述的可配置的多功能浮船，其中所述多个互连驳船中的至少两个彼此相邻布置，使得所述多个连接件将相邻驳船上的连接构件可释放地连接。

5.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述互连驳船具有长度大于宽度的矩形形状。

6.如权利要求5所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮船具有第一构型，在该第一构型中，所述互连驳船布置在所述浮箱驳船之间，使得所述浮船的船幅等于所述浮箱驳船的船幅加上所述互连驳船的宽度。

7.如权利要求5所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮船具有第二构型，在该第二构型中，所述互连驳船布置在所述浮箱驳船之间，使得所述浮船的船幅等于所述浮箱驳船的船幅加所述互连驳船的长度。

8.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮箱驳船和所述互连驳船被配置成便于水下设备的安装。

9.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述连接构件包括从所述驳船的侧面延伸、支撑与所述驳船的侧面平行的凸缘的框架，其中所述凸缘包括多个螺栓孔和剪切销插孔。

10.如权利要求9所述的可配置的多功能浮船，其中所述多个连接件包括多个螺栓和多个剪切销。

11.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，还包括联接到所述驳船中的一个驳船的推进器模块。

12.如权利要求1所述的可配置的多功能浮船，还包括布置在所述驳船中的一个驳船上的升/降系统。

13.一种浮船，包括：

第一浮箱驳船和第二浮箱驳船；

多个互连驳船，所述多个互连驳船布置在所述第一浮箱驳船和所述第二浮箱驳船之间；

连接系统，所述连接系统可操作为将所述多个互连驳船可释放地联接到所述第一浮箱驳船和所述第二浮箱驳船，以形成具有多种构型的整体的远洋航行浮船。

14.如权利要求13所述的浮船，其中所述连接系统包括：

多个连接构件，所述多个连接构件布置在所述第一浮箱驳船和所述第二浮箱驳船以及所述多个互连驳船的侧面上；

多个连接件，所述多个连接件可操作为将相邻的连接构件可释放地联接。

15.如权利要求14所述的浮船，其中所述多个连接件抵抗张力和剪切负荷，以便使相邻驳船之间的偏移最小。

16.如权利要求13所述的浮船，其中所互连驳船具有长度大于宽度的矩形形状。

17.如权利要求16所述的浮船，其中所述浮船具有第一构型，在该第一构型中，所述互连驳船布置在所述浮箱驳船之间，使得所述浮船的船幅等于所述浮箱驳船的船幅加上所述互连驳船的宽度。

18.如权利要求16所述的浮船，其中所述浮船具有第二构型，在该第二构型中，所述互连驳船布置在所述浮箱驳船之间，使得所述浮船的船幅等于所述浮箱驳船的船幅加上所述互连驳船的长度。

19.一种可配置的多功能浮船，包括：

第一浮箱驳船和第二浮箱驳船；

多个互连驳船，所述多个互连驳船布置在所述第一浮箱驳船和所述第二浮箱驳船之间；

一装置，所述装置用于将所述浮箱驳船可释放地连接到所述互连驳船系统，以形成具有多种构型的整体的远洋航行浮船。

Images