CN102132001B - 海底结构的安装或移除 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种系统，包括海底结构和承载器，所述承载器包括适于接纳所述海底结构的开口。

Description

海底结构的安装或移除
背景技术
目前，海底设备(例如，潜水泵，管汇和采油树)可以利用半潜式钻井装置部署和/或取回。典型地，钻井装置构造为通过使用缆索和绳索将海底设备从海底提升到海面。一旦海底设备到达海面，它可以通过位于钻塔中心的开口(例如，月池)提升到钻井装置的甲板上。这样，正取回或部署的海底设备件可能在运输期间易于受损。此外，钻井装置的操作极为昂贵，租金要花费大约600,000-800,000美元/天。此外，钻井装置与其它浮船(例如，海船，拖船)相比运输速度低，这会增加取回和/或部署海底设备所花费的时间。因此，需要高效和成本有效的系统取回和/或部署海底设备。
美国专利申请公开号2003/0221602公开了使用作业船或其它可能的船舶来部署和安装海底设备的替代方案。该设备不由船舶直接支撑，而是由位于波浪区下面的一个或多个浮筒支撑。浮筒由将其连接到作业船上的链、钢缆和合成绳索的组合控制。这样，这里描述的浮筒系统通过由位于波浪区下面的浮筒支撑有效载重而使船舶运动与有效载重脱开。因为浮筒位于波浪作用及其相关紊流下，几乎没有能量，从而几乎不存在运动的趋势。因此可以获得稳定、低价、易操作的、能够在很宽的水深范围内操作维护大型海底有效载重的系统。美国专利申请公开号2003/0221602在此全文引入作为参考。
美国专利号7,314,084公开了包括与中间流体入口(IFI)联接的泵送模块的系统，其中，所述IFI联接到布置于出油管线上的基础结构上，所述出油管线从一或多个产油井引导产物，允许通过来自低价船舶的缆索快速和容易地安装或取回海底泵送模块。该专利还公开了利用位于IFI上的开关阀使海底泵送模块液压隔离，从而使泵送模块可以在不造成水下油溢出的情况下容易地安装或移除。连接的密封是金属对金属型。还可以使刮管器穿过系统以清理出油管线。美国专利号7,314,084的内容在此全文引入作为参考。
美国专利号7,150,325公开了位于海底的海底泵送组件，用以将井产流体从海底井泵送到水面。泵送组件具有至少部分地包埋在海底中的管状外壳。位于外壳中的管状主壳具有带贮器(receptacle)的下端。环形空间围绕位于外壳中的主壳，用以将流体传送至位于主壳下端的贮器。小舱(capsule)下降到主壳中并被从其中取回。小舱密封接合贮器以接纳来自环形空间的井产流体。潜水泵位于小舱内。泵具有接纳井产流体的进入口和将井产流体排到该小舱外面的出口。小舱具有位于其入口的阀，其在关闭时防止井产流体从小舱漏出。小舱可以在没有隔水管的情况下穿过开阔海收回。美国专利号7,150,325在此全文引入作为参考。
美国专利申请公开号2005/0220645公开了用于从海底采油井生产烃类的增压泵送系统。增压泵送系统包括：(1)潜水泵，其液压连接到采油井以给油气流提供能量和通过隔水管向例如海底开采设备或水面的另一目的地推进生产；(2)进口管道，其接纳来自采油井的流，将该流与空井眼隔离并且将该流导向泵的进入口；和(3)马达，其暴露在空油井中以驱动泵。空油井可以利用海水注满或循环以冷却马达。美国专利申请公开号2005/0220645在此全文引入作为参考。
美国专利申请公开号2006/0118310公开了在位于WCT上游并安装在海底的潜水离心泵(SCP)的辅助下通过人工吊升进行石油开采的海底采油系统，包括泵送模块，泵送模块具有串联或并联安装的一或多个SCP，与竖直方向呈最大85度倾角，所述模块可连接到流动床(flow base)以允许开采的“旁路”，并且其中，泵送模块和流动床可以连接以通过缆索安装和收回。采油管线在上游连接至泵送模块上游，另一采油管线在下游连接至泵送模块。该申请描述了在新井口安装系统的方法，以及在已有井口安装系统的方法。该申请还描述了使用海底采油系统推进多相流动，在注水井中注水以及在两个采集点之间运油。美国专利申请公开号2006/0118310在此全文引入作为参考。
美国专利申请公开号2008/0314598公开了使用用于大长度海底模块安装和/或取回的缆索利用船舶安装该海底模块的系统，以及其中应用的方法。该系统允许将海底模块在船舶上运送至海中位置并且将海底模块以竖直位置下降到海中以便安装在海底。美国专利申请公开号2008/0314598在此全文引入作为参考。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种系统，包括：海底结构；和承载器，该承载器包括适于接纳所述海底结构的开口。
本发明的另一方面提供了一种方法，包括：提供漂浮在水体表面上的船舶；将绳索从船舶连接到海底结构上；在水体中提升海底结构；将海底结构放在承载器的开口中；和将承载器提升到水面。
本发明的另一方面提供了一种方法，包括：提供漂浮在水体表面上的船舶；将绳索从船舶连接到承载器上，所述承载器包括开口，海底结构位于其中；使承载器和海底结构在水体中下降；将海底结构从承载器开口移除；和将海底结构安装在水体中的希望位置处。
附图说明
图1-5显示了根据本发明实施例的取回和部署系统。
图6-8显示了根据本发明实施例的另一取回和部署系统。
图9显示了根据本发明实施例的承载器。
图10A显示了根据本发明实施例的结构框架的顶视图。
图10B显示了根据本发明实施例的结构框架的详细视图。
图10C显示了根据本发明实施例的结构框架部件的侧视图。
图11A显示了根据本发明实施例的中心敞开的漂浮装置或浮力模块的顶视图。
图11B显示了根据本发明实施例的中心敞开的漂浮装置或浮力模块的剖视图。
图11C显示了根据本发明实施例的中心敞开的漂浮装置或浮力模块的透视图。
图11D显示了根据本发明实施例的中心敞开的漂浮装置或浮力模块结构支撑框架的透视图。
图12A显示了根据本发明实施例的结构框架的顶视图。
图12B显示了根据本发明实施例的结构框架的详细视图。
图13A显示了根据本发明实施例的承载器。
图13B显示了根据本发明实施例的承载器的剖视图。
图13C显示了根据本发明实施例的承载器的剖视图。
具体实施方式
在一个方面，这里公开的实施例总体涉及用于部署和取回海底设备的设备和方法。具体地，这里公开的实施例涉及构造为接纳、支撑和运输海底设备的承载器。
操作概述
参考图1-5，显示了根据本发明实施例的取回和部署系统100。在取回操作期间，运输船舶110部署通过第一部署绳索130和支撑链140附接到运输船舶110上的浮筒120。部署绳索130可以通过连接器135连接到支撑链140上。连接器135可以是螺纹接头、过盈配合接头、旋转接头、钩或本领域已知的任何其它连接装置。此外，支撑链140可以具有允许运输船舶110独立于浮筒120升沉的“腹部”。这样，这可以有效地使浮筒120的运动与运输船舶110的运动脱离。此外，美国专利申请号2003/0221602讨论了利用链使浮筒的运动与船舶的运动脱离的系统，其可以称作升沉补偿和下放系统(HCLS，HeaveCompensated and Landing System)，该申请的内容在此全文引入作为参考。此外，可以利用支撑链140(其可以位于浮筒120下面，如图所示)的重量控制浮筒120的深度。
一旦布置了浮筒120，将浮筒120朝向海底40下降以取回海底设备170。海底设备170可以包括例如电动潜水泵、采油树、管汇或本领域已知的任何其它设备。浮筒120可以利用升降机、起重机、绞车或本领域已知的其它提升装置进行升降。例如，浮筒120可以利用布置在运输船舶110上的提升装置112进行升降，例如通过增加和减少连接到浮筒120上的部署绳索130和支撑链140的长度来进行。当浮筒120到达靠近海底40的深度时，联接到浮筒120上的支撑缆索160可以连接到海底设备170上。与连接器135类似，支撑缆索160可以通过使用螺纹接头、过盈配合接头、旋转接头、钩或本领域已知的任何其它连接装置连接到海底设备170上。连接典型地利用遥控潜水器(ROV，Remotely Operated Vehicle)115的帮助完成。在支撑缆索160附接到海底设备170上之后，浮筒120可以使海底设备170上升到位于海面30以下的特定深度。
当海底设备170正向特定深度上升时，从运输船舶110(参见图2)或者从辅助运输船舶(未显示)部署承载器300，例如井底口袋(rathole)。在处于平衡状态(例如，在施加任何外力之前)时，承载器300构造为水平地漂浮在海面30上。在操作期间，支撑链240附接到承载器300的一端。支撑链240可以通过部署绳索230联接到运输船舶110上。支撑链240的位置和长度设置成使支撑链240在承载器300的一端上向下拉动，从而使承载器300旋转至竖直位置。支撑链240可与支撑链140类似，从而将承载器300的运动与运输船舶110的运动脱离。当承载器300旋转至竖直位置时，承载器300下降到位于附接到支撑缆索160上的海底设备170以下的深度。在承载器300下降到海底设备170以下的深度之后，将海底设备170定位并放置在承载器300中(参见图3)。例如，使用浮筒120、第一部署绳索130和支撑链140，可以将海底设备170下降到承载器300(参见图3)中的开口(未显示)中。在该实施例中，海底设备170在开口中下降到允许海底设备170固定在承载器300内的位置。在放置到承载器300中之后，随后可以使用ROV 115接合至少一个锁定机构(未显示)，其将海底设备170固定在承载器300内。锁定机构可以包括例如锁定销、杆或本领域已知的其它锁定部件。
当海底设备170固定到承载器300上时，可以利用ROV 115将支撑缆索160与海底设备170分开。在支撑缆索160已经断开连接之后，通过使用提升装置112，例如起重机、绞车、升降机或本领域已知的其它提升装置拉动部署绳索230使承载器300朝向海面30上升。(参见图4)当承载器300靠近海面30时，支撑链240和部署绳索230可以仍然连接到承载器300上。在承载器300和海底设备170开始在海面30附近漂浮之后，承载器300可以在海面30上回复到几乎水平的平衡位置(参见图5)。随后可以使用运输船舶110将承载器300和海底设备170运输到另一地点。在一个实施例中，运输船舶110可以在承载器300仍然漂浮在海面上或附近时利用部署绳索230拉动承载器300。替代地，可以将承载器300提升到运输船舶110的甲板上，随后运输到另一地点，或者可以将承载器300固定到运输船舶110侧部以便运输。
在一个替代实施例中，可以利用船舶110首先通过降下绳索230，允许链240安放在海底40，随后将绳索230与提升装置112断开连接，而将承载器下降到水体中。在承载器300已经安装到水体中的预定位置之后，设备170可以如上所述利用绳索160取回并连接到承载器300上。随后，可将绳索160与设备170断开连接，将绳索230取回并且重新连接到提升装置112上，从而运输内部具有设备170的承载器300。
现在参考图6-8，显示了根据本发明实施例的取回和部署系统200。在该实施例中，与图1-5所示系统100相比，使用两个运输船舶110、111。与上述实施例类似，运输船舶110部署通过部署绳索130和支撑链140附接到运输船舶110上的浮筒120。在部署之后，将浮筒朝向海底40下降以取回海底设备170。浮筒可以利用布置在运输船舶110上的提升装置112进行升降，例如通过增加和减少连接到浮筒120上的部署绳索130和支撑链140的长度来进行。此外，可以使用支撑链140的重量和/或长度控制浮筒120的深度。当浮筒120到达靠近海底40的深度时，联接到浮筒120上的支撑缆索160连接到海底设备170上。可以利用ROV 115的帮助完成连接。在支撑缆索160附接到海底设备170上之后，浮筒120可以使海底设备170上升到位于海面30以下的特定深度。
当海底设备170正上升到特定深度时，可以从第二运输船舶111部署承载器300。在部署和操作期间，支撑链240附接到承载器300的一端，其中，支撑链240可以通过部署绳索230联接到运输船舶111上。将支撑链240定位并延长成使得支撑链240将在承载器300的一端上向下拉动。与上述实施例类似，承载器300下降到海底设备170以下的深度。必要时，可以允许支撑链240变松和/或放在海底40上以使承载器300与第二运输船舶111的升沉隔离。在承载器300下降到海底设备170以下的深度之后，将海底设备170定位并放置在承载器300中。在放置到承载器300中之后，随后可以使用ROV 115接合至少一个锁定机构以将海底设备170固定在承载器300上。如图所示，显示了ROV 115连接到船110上，替代地，可以连接到船111或者第三船(未显示)上。
在设备170已经连接到承载器300上之后，可随后利用ROV 115将支撑缆索160与海底设备170分开。在支撑缆索160已经断开连接之后，通过使用船111上的提升装置112拉动部署绳索230使承载器300朝向海面30上升。当承载器300靠近海面30时，支撑链240和部署绳索230可以仍然连接到承载器300上。在这个实施例中，第二运输船舶111可以在承载器300仍然漂浮在海面30附近时利用部署绳索230拉动承载器300。替代地，可以将承载器300提升到第二运输船舶111的甲板上，随后运输到另一地点，或者可以将承载器300固定到第二运输船舶111侧部以便运输。
可以使用与如上所述类似的方法部署海底设备170。在部署操作期间，在承载器300位于海面30时将海底设备170附接到承载器300上。与上述类似，海底设备170可以通过使用锁定机构附接到承载器300上。当海底设备170连接到承载器300上时，将承载器300通过支撑链240和部署绳索230朝向海底40部署和下降。当承载器300正在下降时，可以将浮筒120部署和下降到承载器300以上的深度。随后将支撑缆索160连接到海底设备170上。在支撑缆索160附接到海底设备170上之后，使锁定机构失效。支撑缆索160的连接和使锁定机构失效可以利用ROV 115的帮助完成。海底设备170随后可以从承载器300上移除，例如通过使浮筒120上升直到海底设备170已经从承载器300内完全移除为止。最后，浮筒120可以将海底设备170运送到井口210或靠近海底40的其它预定位置。
系统部件
如图6-8所示，运输船舶110、111构造成用于运输、取回和/或部署海底设备。在一个实施例中，运输船舶110、111包括用于控制从运输船舶110、111释放的部署绳索130、230的长度的提升装置112。因此，可以使用提升装置112控制浮筒120和/或承载器300的深度。本领域的技术人员应当认识到，提升装置112可以包括绞车、起重机或者本领域已知的其它提升装置。在某些实施例中，例如图1-5所示，可以使用单个运输船舶110运输、取回和/或部署海底设备170。在其它实施例中，例如图6-8所示，可以使用一个以上的运输船舶，例如两个运输船舶110、111运输、取回和/或部署海底设备170。运输船舶110、111可以包括作业船、拖船、海船或本领域已知的其它运输船舶。
可以使用ROV 115(其可以浮在从笼架119伸出的控制管缆117上)来监控和/或辅助将海底设备170入水、下降、释放和/或锁定。另外，ROV 115可以在部署和取回操作期间给操作设备的操作人员提供视觉反馈。
浮筒120构造成用于运送海底设备170并且典型地由密封容器、合成泡沫或复合泡沫塑料、或者本领域已知的其它浮力材料制成。这样，浮筒120能够给浸在海水中的海底设备170施加浮力作用。当在这里使用时，浮力作用是由周围流体(即，海水)作用在物体上的向上力。浮筒120的浮力作用可以使海底设备170在部署和取回操作期间向上和向下移动。此外，浮筒120附接到支撑链140和支撑缆索160上。在某些实施例中，浮筒通过旋转接头、钩或本领域已知的其它附接方法附接到支撑链140和支撑缆索160上。
支撑链140将浮筒120联接到部署绳索130上。支撑链240将承载器300联接到部署绳索230上。此外，如上所述，支撑链140、240允许运输船舶110、111相对于浮筒120和承载器300独立地竖直移动。因此，运输船舶110、111可以在浮筒120和/或承载器300的相应运动最小的情况下升沉。支撑链140、240的重量应当足以抵消浮筒120和承载器300的大部分浮力作用，从而允许调节浮筒120和承载器300的深度。选择支撑链的大小和重量需要在使支撑链140、240的“腹部”(即链的包含“松弛”的部分)优化方面和使浮筒120和/或承载器300从运输船舶110、111脱开方面之间建立平衡。本领域技术人员应当认识到，支撑链的尺寸应当有助于合理的“腹部”长度并且非常容易操作。替代地，一部分支撑链140和/或240可以铺设在海底40上以使船舶110、111的运动与浮筒120和/或承载器300的运动隔离。
部署绳索130和部署绳索230构造成分别将支撑链140联接到运输船舶110上和将支撑链240联接到运输船舶111上。部署绳索130、230典型地为钢缆索。然而，在某些实施例中，部署绳索130、230可以包括链、丝、绳或本领域已知的任何其它部署装置。
此外，部署绳索130、230可以构造成在操作期间将运输船舶110、111联接到承载器300上。在一个实施例中，部署绳索230可以连接到承载器300的一端上，并且构造为在操作期间除了帮助稳定承载器300之外，还用于使海底设备170升降。在其它实施例中，部署绳索230可以联接到承载器300的其它位置，例如中间部分。另外，在某些实施例中，部署绳索230可以具有足够的强度以允许运输船舶110、111将承载器300拉到另一部署和/或取回位置。
支撑缆索160构造为将浮筒120联接到海底设备170上。支撑缆索160具有足够的强度以支撑海底设备170的重量，从而允许浮筒120在操作期间将海底设备170运送到不同的深度。与部署绳索130、230类似，支撑缆索160可以包括绳、链、丝或本领域已知的任何其它支撑装置。
此外，如图所示，可以使用配重块或其它类似配重装置增加支撑链140、240的重量。例如，通过给支撑链140附接一个或多个配重块，支撑链140可以在不必增加支撑链的尺寸或长度的情况下增加重量。本领域技术人员应当认识到，配重块可以与本发明的其它部件，例如与浮筒和/或支撑缆索一起使用，而不脱离本发明的范围。
现在参考图9，显示了根据本发明实施例的承载器300。承载器300包括联接在一起的漂浮装置310和结构框架320。在本实施例中，结构框架320和漂浮装置310都包括贯穿的开口或轴向孔318，其允许海底设备170接纳在承载器300中和从承载器300释放。除了给承载器300提供结构连续性之外，漂浮装置310提供在取回和部署操作期间使承载器300连同海底设备170一起移动所需的浮力作用。结构框架320提供用于固定海底设备170的结构。另外，结构框架320和漂浮装置310可以给正在部署、取回和/或运输的海底设备170提供保护。
现在参考图9和10A-10C，在某些实施例中，结构框架320包括支撑构件322。支撑构件322定位成使它们形成桁架，从而提高结构框架320的结构完整性和减轻其重量(参见图10B和10C)。此外，支撑构件322形成位于支撑框架320内的开口324，其允许海底设备170由承载器300接纳(参见图10A)。本领域技术人员应当认识到，开口324可以根据承载器300所运送的海底设备170的类型改变大小。此外，本领域技术人员应当认识到，结构框架320可以为有浮力的、部分有浮力的或者没有浮力的。
另外，在某些实施例中，承载器300是模块化的。例如，结构框架320可以包括连接件326，其允许结构框架320例如利用图11B所示端部连接件(在下文进行更详细地讨论)而连接到漂浮装置310和/或其它结构框架320部件上和与其脱离。连接件326可以包括螺钉、螺母、掣爪或本领域已知的任何其它连接装置，其允许结构框架320连接到漂浮装置310上和与其脱离，从而使承载器300为模块化的。本领域技术人员应当认识到，承载器300的模块化能力可以使承载器300更易于在陆地和海洋上运输，并且能够在取回和/或部署地点装配。此外，连接件326可以允许附加的结构框架320和/或附加的漂浮装置310连接到承载器300上，以便根据海底设备170的长度和/或重量制造较长或较短承载器300。通过允许附加的结构框架320和漂浮装置310连接到承载器300上，承载器300可以构造为不同的形状和尺寸，这可以允许承载器300接纳各种类型和尺寸的海底设备170。本领域技术人员应当认识到，对该承载器300没有物理限制，因为承载器300可以具有任意适当的长度、直径、强度和/或重量。
现在参考图9和11A-11D，在某些实施例中，漂浮装置310可以包括支撑结构312和浮力材料314。支撑结构312构造为允许漂浮装置310接纳和释放海底设备170。此外，支撑结构312使漂浮装置310能够联接到结构框架320和/或其它漂浮装置310上，同时给承载器300提供结构完整性。浮力材料314联接到支撑结构312上并且构造为给漂浮装置310提供浮力作用。浮力作用可以通过支撑结构312传递给结构框架320和其它漂浮装置310，从而给承载器300提供浮力作用。
在一个实施例中，支撑结构312可以包括连接件316。与连接件326类似和/或可与连接件326配合，连接件316允许结构框架320和/或漂浮装置310与承载器300断开和连接。此外，在另一实施例中，支撑结构312可以包括紧靠漂浮装置310的中心轴319的开口318。开口318可以构造为允许海底设备170穿过漂浮装置310，从而使承载器300能够接纳和释放海底设备170。此外，结构可以限定开口318，例如管，其中，管和漂浮装置310在还可以在海底设备170布置在承载器300中时给其提供结构支撑。本领域技术人员应当认识到，漂浮装置310可以包括浮码头、浮筒、或本领域已知的任何其它漂浮装置。
此外，承载器300可以包括构造为将海底设备170固定到承载器300上的至少一个锁定机构(未显示)。在一个实施例中，至少一个锁定机构可以布置在承载器300的至少一个结构框架320上。在另一个实施例中，至少一个锁定机构可以布置在承载器300的至少一个漂浮装置310上。进一步地，在某些实施例中，至少一个锁定机构可以布置在承载器300上的位置处或者连接到可由ROV 115达到的承载器300上，从而允许ROV 115使至少一个锁定机构启用和/或失效。本领域技术人员应当认识到，锁定机构可以包括锁定销、锁定磁铁、电子锁、绑带、绳、棘齿、系拴装置和/或本领域已知的任何其它锁定装置。
现在参考图12A和12B，分别显示了根据本发明实施例的结构框架330和结构框架340的顶视图。在这些实施例中，与通过承载器300的一端接纳海底设备170不同，结构框架330、340(和相应的漂浮装置)可以通过结构框架330、340的侧部接纳海底设备。
现在参考图12A，在某些实施例中，结构框架330可以包括支撑构件332。支撑构件332可以利用铰链338彼此连接，使得支撑构件332可以相对于彼此旋转。本领域技术人员应当认识到，结构框架330可以包括两个或更多个支撑构件332，其中，支撑构件332可以利用一个或更多个铰链338连接。进一步地，支撑构件332形成位于结构框架330内的开口334。海底设备170随后可以通过结构框架330的侧部布置以被接纳在开口334内。结构框架330可以包括一个或多个连接件336，其允许结构框架330的支撑构件332彼此连接和断开连接。连接件336可以允许结构框架330打开和关闭以在其中接纳和封装海底设备170。此外，与结构框架320类似，结构框架330可以联接到漂浮装置(未显示)上。该漂浮装置可以具有与结构框架330类似的结构，其中，漂浮装置可以与结构框架330类似地进行打开和关闭以在其中接纳海底设备170。
现在参考图12B，在某些实施例中，结构框架340可以包括一个或多个支撑构件342。在该实施例中，结构框架340只包括一个支撑构件342。然而，多个较小的支撑构件342可以连接在一起以大体上形成一个较大的支撑构件342。一个或多个支撑构件342形成开口344，其中，海底设备170可以通过结构框架340的侧部进行布置。结构框架340还包括铰链348以将掣爪350连接到支撑构件342上。通过使用铰链348，掣爪350可以相对于支撑构件342旋转。进一步地，掣爪350可以包括一个或多个连接件346，其允许掣爪350与支撑构件342连接和断开连接。因此，连接件346可以允许结构框架340打开和关闭以在其中接纳和封闭海底设备170。此外，与上文所述类似，结构框架340可以联接到漂浮装置(未显示)上，其中，该漂浮装置可以具有与结构框架340类似的结构。漂浮装置可以与结构框架340类似地打开和关闭以在其中接纳海底设备170。
现在参考图13A-13C，显示了根据本发明实施例的承载器400的多个视图。与上文所述承载器300类似，承载器400包括联接在一起的例如浮码头的漂浮装置410和结构框架420。结构框架420和漂浮装置410包括贯穿的开口或轴向孔418，其允许海底设备170接纳在承载器400中和从承载器400释放。进一步地，除了给承载器400提供结构连续性之外，漂浮装置410提供在取回和部署操作期间使承载器400连同海底设备170一起移动所需的浮力作用。
现在参考图13B，显示了根据本发明实施例的承载器400的剖视图。承载器400包括漂浮装置410，其中，漂浮装置410利用结构框架420彼此连接。结构框架420包括支撑构件422，其中，支撑构件422形成位于支撑框架420内的开口424，其允许海底设备170由承载器400接纳。进一步地，例如管形构件的设备接纳构件419也可以位于支撑框架420内。除了在海底设备170位于承载器400内时给其提供保护，该设备接纳构件419可便于海底设备170布置在承载器400内。本领域技术人员应当认识到，开口424和设备接纳构件419可以根据承载器400所运送的海底设备170的类型改变大小。另外，本领域技术人员应当认识到，结构框架420可以为有浮力的、部分有浮力的或者没有浮力的。
进一步地，漂浮装置410可以包括布置在其中的浮力材料，漂浮装置410可以包括例如加强环的加强件412和/或例如翼梢浮筒的漂浮构件414。加强件412可以围绕漂浮装置410布置在不同的位置以提高漂浮装置的结构刚度。漂浮构件414可以附接到漂浮装置410上以根据希望和/或需要增大或调节漂浮装置410的浮力。
现在参考图13C，显示了根据本发明实施例的承载器400的另一剖视图。除了支撑构件422之外，承载器400还可以包括桁架构件428。如图所示，桁架构件428可以附接到漂浮装置410上。这些支撑构件428定位成使它们形成桁架，从而提高结构框架420和承载器400的结构完整性和减轻其重量。
另外，承载器400可以包括连接件416，其允许承载器连接到运输船舶110、111上和与之脱离连接。连接件416可以包括螺钉、螺母、掣爪或本领域已知的任何其它连接装置，从而允许承载器连接到运输船舶110、111上和与之脱离连接。本领域技术人员应当认识到，承载器400的连接件416可以使承载器400更易于在陆地和海洋上运输，并且能够在取回和/或部署地点装配。
本发明的实施例可以包括一个或多个下列优点。在某些实施例中，本发明可以提供构造为将海底设备安全运送到海底和从海底运回的装置(例如，承载器)。在一些实施例中，本发明可以提供构造为将所述设备固定到所述装置上的至少一个机构(例如，锁定机构)。进一步地，本发明可以提供高效地和成本有效地取回和/或部署海底设备的系统。
示例性实施例
在一个实施例中，公开了一种系统，其包括：海底结构；和桁架，所述桁架包括适于接纳所述海底结构的开口。在一些实施例中，桁架还包括浮力特征。在一些实施例中，海底结构包括电动潜水泵。在一些实施例中，桁架是模块化的。在一些实施例中，桁架包括连接到多个浮力部件上的多个框架部件。在一些实施例中，所述系统还包括连接到桁架和海底结构两者中的至少一个上的升沉补偿下放系统。在一些实施例中，所述系统还包括绳索，其在第一端部连接到漂浮在水体表面上的船舶上，在第二端部连接到桁架和海底结构两者中的至少一个上。在一些实施例中，所述系统还包括遥控潜水器，其适于帮助将海底结构放在桁架开口中和/或将海底结构从桁架开口中移除。
在一个实施例中，公开了一种方法，包括：提供漂浮在水体表面上的船舶；将绳索从船舶连接到海底结构上；在水体中提升海底结构；将海底结构放在桁架的开口中；和将桁架提升到水面。在一些实施例中，从船舶到海底结构的绳索连接到至少一个海底浮筒上以使船舶升沉与海底结构隔离。在一些实施例中，桁架通过第二绳索连接到船舶上。在一些实施例中，该方法还包括将桁架和海底结构提升到船舶甲板上。在一些实施例中，该方法还包括将桁架和海底结构运输到陆地上。
在一个实施例中，公开了一种方法，包括：提供漂浮在水体表面上的船舶；将绳索从船舶连接到桁架上，所述桁架包括开口，海底结构位于其中；使桁架和海底结构在水体中下降；将海底结构从桁架的开口移除；和将海底结构安装在水中的希望位置处。在一些实施例中，从船舶到桁架的绳索连接到至少一个海底浮筒上以使船舶升沉与桁架隔离。在一些实施例中，海底结构通过第二绳索连接到船舶上。在一些实施例中，该方法还包括将桁架取回和提升到船舶甲板上。
尽管以上参考有限个实施例对本发明进行了描述，但是得益于本发明的本发明所属领域的普通技术人员应当认识到可以实施其它实施例而不脱离本发明的范围。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种用于部署和取回海底结构的系统，包括：
海底结构；
承载器，所述承载器包括适于接纳所述海底结构的开口；
漂浮在水体表面上的船舶；
用于浸没在水体内的一个或多个浮筒；
将所述一个或多个浮筒连接至所述船舶的第一部署绳索和第一支撑链；其中所述第一支撑链的一端连接至所述一个或多个浮筒，而另一端通过连接器连接至第一部署绳索；
第二支撑链，第二支撑链的一端附接至承载器，而另一端连接至与船舶连接的第二部署绳索；和
用于将所述一个或多个浮筒连接至所述海底结构的支撑缆索；
其中，在所述系统用于部署海底结构时，执行下述步骤：在承载器位于海面时将海底结构附接到承载器上，通过第二支撑链和第二部署绳索将承载器朝向海底部署和下降，在承载器正在下降时，通过第一支撑链和第一部署绳索将所述一个或多个浮筒部署和下降到承载器以上的深度，然后将所述支撑缆索连接至海底结构，之后将海底结构从承载器上移除，以及最后由所述一个或多个浮筒将所述海底结构运送且安装在水体中的希望位置处；
其中，在所述系统用于取回海底结构时，执行下述步骤：当与支撑缆索连接的海底结构正向特定高度上升时，通过第二部署绳索和第二支撑链将承载器下降到附接到支撑缆索上的海底结构以下的深度，之后通过使用所述一个或多个浮筒、第一部署绳缆和第一支撑链将所述海底结构定位并放置在承载器中，然后将海底结构固定在承载器中，然后将支撑缆索与海底结构分开，最后通过提升装置拉动第二部署绳索和第二支撑链使承载器和海底结构提升至水面。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述海底结构包括电动潜水泵。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述承载器是模块化的。
4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述承载器包括连接到多个浮力部件的多个框架部件。
5.如权利要求1-3中任一项所述的系统，还包括遥控潜水器，所述遥控潜水器适于帮助将海底结构放在承载器开口内和/或将海底结构从承载器开口移除。
6.一种用于取回海底结构的方法，包括以下步骤：
提供漂浮在水体表面上的船舶；
通过第一部署绳索和第一支撑链将一个或多个浮筒连接至所述船舶；其中所述第一支撑链的一端连接至所述一个或多个浮筒，而另一端通过第一连接器连接至第一部署绳索；
将支撑缆索连接至所述一个或多个浮筒；
使一个或多个浮筒浸没在水体内；
通过支撑缆索将所述一个或多个浮筒连接到海底结构上；
将第二支撑链的一端附接至承载器，将第二支撑链的另一端连接至与船舶连接的第二部署绳索；
当与支撑缆索连接的海底结构正向特定高度上升时，通过第二部署绳索和第二支撑链将承载器下降到附接到支撑缆索上的海底设备以下的深度，之后通过使用所述一个或多个浮筒、第一部署绳缆和第一支撑链将所述海底结构定位并放置在承载器中，随后将海底结构固定在承载器中，然后将支撑缆索与海底结构分开，最后通过提升装置拉动第二部署绳索和第二支撑链使承载器和海底结构提升至水面。
7.如权利要求6所述的方法，其中，承载器连接到第二船舶上。
8.如权利要求6-7中任一项所述的方法，还包括将承载器和海底结构提升到船舶的甲板上。
9.如权利要求6-7中任一项所述的方法，还包括将承载器和海底结构运输到陆地上。
10.一种用于通过使用如权利要求1-5中任一项所述的系统来部署海底结构的方法，包括以下步骤：
提供漂浮在水体表面上的船舶；
将第二支撑链的一端附接至承载器，将第二支撑链的另一端连接至与船舶连接的第二部署绳索；其中所述承载器包括开口，海底结构位于开口中；
通过第一部署绳索和第一支撑链将一个或多个浮筒连接至所述船舶；其中所述第一支撑链的一端连接至所述一个或多个浮筒，而另一端通过连接器连接至第一部署绳索；
将支撑缆索连接至所述一个或多个浮筒；
使一个或多个浮筒浸没在水体内；
在承载器位于海面时将海底结构附接至承载器上，通过第二部署绳索和第二支撑链将承载器朝向海底部署和下降，在承载器正在下降时，将所述一个或多个浮筒部署和下降到承载器以上的深度，随后将所述支撑缆索连接至海底结构，之后将海底结构从承载器上移除，以及最后由一个或多个浮筒将所述海底结构运送并安装在水体中的希望位置处。
11.如权利要求10所述的方法，其中，海底结构连接到第二船舶上。
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