CN101687532B - 船舶系泊系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系泊系统，包括：位于水体中的结构；位于水体中的船舶；位于水体中的第一锚；位于水体中的第二锚；连接第一锚和船舶的第一缆绳；连接第二锚和船舶的第二缆绳；和连接结构和船舶的第三缆绳。

Description

船舶系泊系统和方法
技术领域
本发明总的涉及船舶系泊系统和方法。特别是，本发明涉及将船舶连接至另一结构的船舶系泊系统和方法。
发明内容
一方面，本发明涉及一种系泊系统，包括：位于水体中的结构；位于水体中的船舶；位于水体中的第一锚；位于水体中的第二锚；连接第一锚和船舶的第一缆绳；连接第二锚和船舶的第二缆绳；和连接结构和船舶的第三缆绳。
根据本发明的另一方面，提供了一种系泊系统，包括：
位于水体中的结构；
位于水体中的船舶；
第一竖直载荷锚，在水体中，所述第一竖直载荷锚通过基本上竖直的第一锚绳连接至第一浸没式浮筒；
第二竖直载荷锚，在水体中，所述第二竖直载荷锚通过基本上竖直的第二锚绳连接至第二浸没式浮筒；
连接所述第一浸没式浮筒和所述船舶的第一缆绳；
连接所述第二浸没式浮筒和所述船舶的第二缆绳；
连接所述结构和所述船舶的第三缆绳；
连接所述第一缆绳和所述第二缆绳的弦线；和
位于所述结构和所述船舶中的至少一个上的张紧机构，所述张紧机构连接至所述第三缆绳以便将所述船舶牵拉到预定位置。
可选地，所述系泊系统进一步包括连接所述结构和所述船舶的软管。
根据本发明的另一方面，提供了一种系泊船舶的方法，包括：
确定第一缆绳的位置并将所述第一缆绳在第一端部处连接至所述船舶而在第二端部处连接至第一浸没式浮筒，所述第一浸没式浮筒通过基本上竖直的第一锚绳连接至一竖直载荷锚；
确定第二缆绳的位置并将所述第二缆绳在第一端部处连接至所述船舶而在第二端部处连接至第二浸没式浮筒，所述第二浸没式浮筒通过基本上竖直的第二锚绳连接至一竖直载荷锚；
利用弦线连接所述第一缆绳和所述第二缆绳；
在所述船舶和一离岸结构之间连接第三缆绳；
将第三缆绳连接至位于所述结构和所述船舶中的至少一个上的张紧机构；和
利用所述张紧机构将所述船舶牵拉到预定位置。
可选地，所述方法进一步包括张紧所述第三缆绳。
可选地，张紧所述第三缆绳进一步包括拉紧所述第一缆绳和所述第二缆绳。
可选地，所述第一缆绳在左舷上附接至船舶的船尾部。
可选地，所述第二缆绳在右舷上附接至船舶的船尾部。
可选地，所述第三缆绳附接至船舶的船头部。
本发明的优点包括下述中的一个或多个：本发明的船舶系泊系统和方法具有较低的操作成本；本发明的船舶系泊系统和方法具有较低的投资成本；本发明的船舶系泊系统和方法具有较低的断开风险；本发明的船舶系泊系统和方法能够快速连接和断开。
本发明的其它方面和/或优点根据本发明的下述描述和所附的权利要求书将变得显而易见。
附图说明
图1是一种船舶系泊系统的侧视图。
图2是一种船舶系泊系统的侧视图。
图3a是一种船舶系泊系统的侧视图。
图3b是一种船舶系泊系统的俯视图。
图3c是一种船舶系泊系统的侧视图。
图3d是一种船舶系泊系统的俯视图。
图4是一种船舶系泊系统的侧视图。
图5是一种船舶系泊系统的侧视图。
图6是一种船舶系泊系统的侧视图。
具体实施方式
图1
现在参照图1，其图示了系统100。系统100包括位于具有海底106的水体104中的离岸结构102。如图所示，结构102是带有悬链式系泊缆108的浮式结构。当希望通过缆绳112加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶114连接至缆绳116，该缆绳116连接至浮筒110，该浮筒110连接至缆绳112。浮筒还可设有用于将船舶114连接至浮筒110的锚链。浮筒110可位于离结构102一定距离处，以使得在结构102和船舶114之间发生接触的危险受限。尽管这种方法在结构102和船舶114之间提供了安全的传输系统，但是其需要缆绳112和浮筒110结构。浮筒可通过使用一条或多条系泊缆而具有保持定位能力。
图2
现在参照图2，其图示了系统200。系统200包括位于带有海底206的水体204中的离岸结构202。如图所示，结构202是带有悬链式系泊缆208的浮式结构。当希望通过缆绳212加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶214连接至缆绳212，并且一条或多条其它较小的船舶216可用来使船舶214保持定位，以使得在结构202和船舶214之间发生接触的危险受限。一条或多条缆绳(比如拖缆)可用来连接船舶214和216。结构202还可具有用于将船舶214连接至结构202的锚链。尽管这种方法在结构202和船舶214之间提供安全的传输系统，但是其还需要利用一条或多条其他船舶216。
美国专利No.6,983,712公开了一种位于多点系泊在深水中的固定系泊大型油轮主体(floating storage body)和穿梭运输油轮之间的系泊设备，该设备包括单点浮力部件，该单点浮力部件适合用于利用固定系泊大型油轮主体和单点浮力部件之间的连接件将穿梭运输油轮相对于浮式生产、储存和卸载系统(FPSO)系泊在卸载位置。一个实施例采用浸没式轭架，所述轭架具有能转动地联接至FPSO的一个端部和由浮筒支承的第二端部。系泊锚链从浮筒延伸到穿梭运输油轮并且产品软管连接穿梭运输油轮和FPSO并沿浸没式轭架延伸。该系泊浮筒可通过牵制(hold-back)系泊系统定位并且FPSO或油轮或FPSO和油轮两者都设有牵引装置以使该油轮相对于FPSO运动到装载位置。美国专利No.6,983,712在此全文引用以供参考。
本领域需要改进的船舶系泊系统和方法。本领域需要操作成本较低的船舶系泊系统和方法。本领域需要投资成本较低的船舶系泊系统和方法。
图3a-3d
现在参照图3a，其图示了系统300。系统300包括位于带有海底306的水体304中的离岸结构302。结构302可以是本领域所公知的浮式结构，比如FPSO、立柱式平台(spar)、张力腿平台(TLP)、船、半潜式或其它浮式结构。结构302可利用悬链式或张紧式系泊缆连接至海底。替代地，该结构可以是固定结构，比如码头、塔或建在海底306上的平台。
如图所示，结构302是带有悬链式系泊缆308的浮式结构。当希望从结构302加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶可连接至缆绳312、316和318从而使船舶保持定位，以使得在结构302和船舶之间发生接触的危险受限。缆绳316可连接至缆绳定位浮筒320，缆绳318可连接至缆绳定位浮筒322。定位浮筒320和322可由船舶用来确定缆绳316和318的位置和/或引导该船舶朝结构302靠近。
如图3b所示，其图示了船舶314的俯视图，该船舶可沿箭头315的方向在浮筒320和322之间朝向结构302和缆绳312运动。当船舶314与浮筒320并排时，其可拉起浮筒320并连接到缆绳316。类似地，当船舶314与牵引浮筒322并排时，其可拉起浮筒322并连接到缆绳318。然后，船舶314可靠近缆绳312且连接到缆绳312，并且拉紧所有缆绳316、318和312，然后进行从结构302到船舶和/或从船舶314到结构302的传输。
如图3c所示，其图示了船舶314，该船舶314连接至缆绳312，缆绳316、318和312拉紧，以使得可进行从结构302到船舶314和/或从船舶314到结构302的传输。图3d示出了船舶314的俯视图，该船舶314连接至缆绳316、318和312，其中软管320用于将流体从结构302传输到船舶314或从船舶314传输到结构302。
图4
现在参照图4，其图示了系统400。系统400包括位于带有海底406的水体404中的离岸结构402。结构402可以是本领域所公知的浮式结构，比如FPSO、立柱式平台、张力腿平台、船、半潜式或其它浮式结构。结构402可利用悬链式或张紧式系泊缆连接至海底。替代地，该结构可以是固定结构，比如码头、塔或建在海底406上的平台。
如图所示，结构402是带有张紧式系泊缆408的浮式结构。当希望从结构402加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶可连接至缆绳412、440和442从而使船舶保持定位，以使得在结构402和船舶之间发生接触的危险受限。缆绳416可连接至浮筒420，缆绳418可连接至浮筒422。浮筒420和422可由船舶用来确定缆绳440和442的位置和/或引导该船舶朝结构402靠近。
浮筒420可用于使缆绳416保持拉紧，而缆绳440是松弛的。同样，浮筒422可用于使缆绳418保持拉紧，而缆绳442是松弛的。在操作中，船舶靠近浮筒420并确定缆绳440的位置且将缆绳440附接到船舶上。然后船舶靠近浮筒422并确定缆绳442的位置且将缆绳442附接到船舶上。然后该船舶靠近缆绳412并将缆绳412附接到该船舶上。结构402和/或船舶可设有绞盘或其它张紧机构以对缆绳412增加张力并将船舶牵拉到预定位置处，该机构还张紧缆绳440和442以使船舶保持定位。
在操作完成之后，可松开缆绳412，所有缆绳412、440和442与船舶脱开，以使得该船舶可在装载和/或卸载之后离开该位置。
图5
现在参照图5，其图示了系统500。系统500包括位于带有海底506的水体504中的离岸结构502。结构502可以是本领域所公知的浮式结构，比如FPSO、立柱式平台、张力腿平台、船、半沉式或其它浮式结构。结构502可利用悬链式或张紧式系泊缆连接至海底。替代地，该结构可以是固定结构，比如码头、塔或建在海底506上的平台。
如图所示，结构502是带有张紧式系泊缆508的浮式结构。当希望从结构502加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶可连接至缆绳512、540和542从而使船舶保持定位，以使得在结构502和船舶之间发生接触的危险受限。缆绳516可连接至浮筒520，缆绳518可连接至浮筒522。缆绳540可连接在浮筒520和541之间，缆绳542可连接在浮筒522和543之间。浮筒541和543可由船舶用来确定缆绳540和542的位置和/或引导该船舶朝结构502靠近。
浮筒520可用于使缆绳516保持拉紧，而缆绳540是松弛的，因为缆绳540比浮筒520和541之间的竖直距离长。同样，浮筒522可用于使缆绳518保持拉紧，而缆绳542是松弛的，因为缆绳542比浮筒522和543之间的竖直距离长。
在操作中，船舶靠近浮筒541并确定缆绳540的位置且将缆绳540附接到船舶上。船舶然后靠近浮筒543并确定缆绳542的位置且将缆绳542附接到船舶上。然后，该船舶靠近缆绳512并将缆绳512附接到该船舶上。结构502和/或船舶可设有绞盘或其它张紧机构以对缆绳512增加张力且将船舶牵拉到预定位置，该机构还张紧缆绳540和542以使该船舶保持定位。替代地，较小的船舶可用于确定缆绳的位置，并将它们牵拉至较大的船舶以使其被附接和张紧。
在操作完成之后，可松开缆绳512，所有缆绳512、540和542与船舶脱开，以使得该船舶可在装载和/或卸载之后离开该位置。
图6
现在参照图6，其图示了系统600。系统600包括位于带有海底606的水体604中的离岸结构602。结构602可以是本领域所公知的浮式结构，比如FPSO、立柱式平台、张力腿平台、船、半沉式或其它浮式结构。结构602可利用悬链式或张紧式系泊缆连接至海底。替代地，该结构可以是固定结构，比如码头、塔或建在海底606上的平台。
如图所示，结构602是带有张紧式系泊缆608的浮式结构。当希望从结构602加载或卸载物料(比如液体或气体)时，船舶可连接至缆绳612、640和642从而保持船舶定位，以使得在结构602和船舶之间发生接触的危险受限。缆绳616可连接至浮筒620，缆绳618可连接至浮筒622。缆绳650可连接在浮筒620和622之间。缆绳640可连接在缆绳650和浮筒641之间，缆绳642可连接在缆绳650和浮筒643之间。缆绳640可在与浮筒622相比更靠近浮筒620的位置处连接至缆绳650。缆绳642可在与浮筒620相比更靠近浮筒622的位置处连接至缆绳650。浮筒641和643可由船舶用来确定缆绳640和642的位置和/或引导该船舶朝结构602靠近。
浮筒620可用于使缆绳616保持拉紧，而缆绳640是松弛的，因为缆绳640比缆绳650和浮筒641之间的竖直距离长。同样，缆绳622可用于使缆绳618保持拉紧，而缆绳642是松弛的，因为缆绳642比缆绳650和浮筒643之间的竖直距离长。
在操作中，船舶靠近浮筒641并确定缆绳640的位置且将缆绳640附接到船舶上。船舶然后靠近浮筒643并确定缆绳642的位置且将缆绳642附接到船舶上。然后，该船舶靠近缆绳612并将缆绳612附接到该船舶上。结构602和/或船舶可设有绞盘或其它张紧机构以对缆绳612增加张力且将船舶牵拉到预定位置处，该机构还张紧缆绳640和642以使该船舶保持定位。替代地，较小的船舶可用于确定缆绳的位置并将它们牵拉至较大的船舶以使其被附接和张紧。
在操作完成之后，可松开缆绳612，所有缆绳612、640和642都与船舶脱开，以使得该船舶可在装载和/或卸载之后离开该位置。
示例性实施例
在一个实施例中，公开了一种系泊系统，包括：位于水体中的结构；位于水体中的船舶；位于水体中的第一锚；位于水体中的第二锚；连接第一锚和船舶的第一缆绳；连接第二锚和船舶的第二缆绳；和连接结构和船舶的第三缆绳。在一些实施例中，该系统还包括附接至第一缆绳的浮筒。在一些实施例中，该浮筒是浸没式的。在一些实施例中，该系统还包括连接第一缆绳和第二缆绳的弦线。在一些实施例中，该系统还包括连接结构和船舶的软管。
在一个实施例中，公开了一种系泊船舶的方法，包括：确定第一缆绳的位置和将第一缆绳在第一端部处连接至船舶而在第二端部处连接至一永久性锚定机构；确定第二缆绳的位置并将第二缆绳在第一端部处连接至船舶而在第二端部处连接至一永久性锚定机构；和在船舶和一离岸结构之间连接第三缆绳。在一些实施例中，该方法还包括张紧第三缆绳。在一些实施例中，张紧第三缆绳进一步包括拉紧第一缆绳和第二缆绳。在一些实施例中，该方法还包括将一浮筒附接至第一缆绳的第一端部。在一些实施例中，该方法还包括将一浮筒附接至第二缆绳的第一端部。在一些实施例中，第一缆绳在左舷上附接至船舶的船尾部。在一些实施例中，第二缆绳在右舷上附接至船舶的船尾部。在一些实施例中，第三缆绳附接至船舶的船头部。
浮筒320和322、420和422、520和522、和/或620和622可彼此间隔大约500米到大约3000米，例如彼此间隔大约1000米到大约2000米。
浮筒320和322、420和422、520和522、和/或620和622可离结构302、402、502和/或602大约500米到大约5000米，例如离结构大约1500米到大约3000米。
缆绳316、318、416、418、516、518、616、和/或618可利用本领域中已知的锚定桩、竖直载荷锚和/或其它锚定系统连接至海底。
船舶314可以是Aframax、Suezmax或VLCC容积船舶(capacityvessel)。船舶314可具有为至少大约0.75百万桶的液体容积，或者至少大约1百万桶，或者至少大约2百万桶。
浮筒520、522、620和/或622可浸没到至少大约30米的深度，例如从大约40米到大约80米。
工作船可用于使缆绳与船舶附接和/或断开。
当缆绳318和318被拉紧并连接至船舶314时，在其间具有的角度为大约60度到大约120度，例如从大约75度到大约115度。
虽然以上根据有限个实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员借助于本发明所公开的内容，将会想到可设计出不脱离在此公开的发明范围的其他实施例。因此，本发明的范围不仅仅由所附的权利要求书来限定。

Claims (8)

1.一种系泊系统，包括：
位于水体中的结构；
位于水体中的船舶；
第一竖直载荷锚，在水体中，所述第一竖直载荷锚通过基本上竖直的第一锚绳连接至第一浸没式浮筒；
第二竖直载荷锚，在水体中，所述第二竖直载荷锚通过基本上竖直的第二锚绳连接至第二浸没式浮筒；
连接所述第一浸没式浮筒和所述船舶的第一缆绳；
连接所述第二浸没式浮筒和所述船舶的第二缆绳；
连接所述结构和所述船舶的第三缆绳；
连接所述第一缆绳和所述第二缆绳的弦线；和
位于所述结构和所述船舶中的至少一个上的张紧机构，所述张紧机构连接至所述第三缆绳以便将所述船舶牵拉到预定位置。
2.如权利要求1所述的系泊系统，进一步包括连接所述结构和所述船舶的软管。
3.一种系泊船舶的方法，包括：
确定第一缆绳的位置并将所述第一缆绳在第一端部处连接至所述船舶而在第二端部处连接至第一浸没式浮筒，所述第一浸没式浮筒通过基本上竖直的第一锚绳连接至一竖直载荷锚；
确定第二缆绳的位置并将所述第二缆绳在第一端部处连接至所述船舶而在第二端部处连接至第二浸没式浮筒，所述第二浸没式浮筒通过基本上竖直的第二锚绳连接至一竖直载荷锚；
利用弦线连接所述第一缆绳和所述第二缆绳；
在所述船舶和一离岸结构之间连接第三缆绳；
将第三缆绳连接至位于所述结构和所述船舶中的至少一个上的张紧机构；和
利用所述张紧机构将所述船舶牵拉到预定位置。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括张紧所述第三缆绳。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于张紧所述第三缆绳进一步包括拉紧所述第一缆绳和所述第二缆绳。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述第一缆绳在左舷上附接至船舶的船尾部。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述第二缆绳在右舷上附接至船舶的船尾部。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述第三缆绳附接至船舶的船头部。
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