CN102292258B - 用于在双体船系统的干舷和格排上减少负载及节省钢材的预加载 - Google Patents

Abstract

本发明通过产生从驳船(115)到干舷的向上提升力以在运输期间偏移干舷上自重的下垂弯矩从而在双体船系统(100)的干舷(110)和格排(125)减少负载和节省钢。本发明可减少双体船浮托式驳船上的干舷上的支架的跨距，并且将反作用力朝向浮托式驳船的内部边缘移动。向上的力可导致在干舷卸载和运输期间所引起的干舷构件和格排构件上的应力减小。在没有增加足以用于卸载操作的构件尺寸的情况下，应力减小可导致构件经得起由双体船系统所引起的附加动载荷。若给定用于Spar船体或其它离岸结构的典型干舷的尺寸，则该减小使得显著节省费用。

Description

用于在双体船系统的干舷和格排上减少负载及节省钢材的预加载

相关申请的交叉引用

本申请是一项国际申请，其要求于2009年2月26日提交的美国专利申请12/393,617的优先权，该美国专利申请12/393,617要求于2009年1月26提交的美国专利申请12/359,860的优先权。

关于联邦政府资助的研究与发展的声明

不适用。

参考附录

不适用。

技术领域

在此所公开和教导的发明总体涉及用于离岸结构的干舷以及相关的安装方法和系统；以及涉及用于预加载浮托式驳船以在双船体系统的干舷和格排上减少负荷及节省钢材的更特别相关的安装方法和系统。

背景技术

立柱式平台(Spar平台)是一种浮式石油平台，其典型地应用于非常深的水中，并且是在应用的最大的海上平台中的一种平台。Spar平台包括用于支承典型钻机干舷的大的筒体或船体。然而，该筒体并不总是延伸到海底，而是替代地由很多根系泊缆系泊。典型地，立柱的大约90％位于水下。大的筒体用于使平台稳定在水中，并且允许运动以吸收可能的大浪、暴风雨或飓风的作用力。低的运动和受保护的中心井也提供了一种用于深水操作的优良构造。除了船体之外，立柱的三个其它主要部分包括系泊装置、干舷和立管。立柱典型地依赖于传统的系泊系统来保持它们的位置。

对于浮式结构来说，甲板或干舷的安装一直是一种挑战，尤其是将甲板或干舷安装在像必须安装在较深水中的立柱这样的深吃水漂浮物上一直是一种挑战。在过去，包括但并不仅限于井架驳船的重型起重船(“HLV”)已经用于干舷安装。

在传统的工作中，由于可用的HLV的起重能力，干舷需要多次起重(例如五到七个起重机)以安装整个干舷。由于多次起重，干舷的每单位面积的钢可比用单次起重安装的固定平台的干舷的每单位面积的钢重量高。如果减少干舷的重量，则也可减少Spar船体的重量。相同的原理可适用于在其上可安装干舷的其它离岸结构。

最近，双体船浮托式系统已经被用于将干舷安装到Spar平台上。浮托式方法是一种将干舷作为单个一体甲板安装到Spar船体上的概念，其中，干舷首先从单个驳船转移到至少两个浮托式驳船上(称为“卸载”)，以及利用浮托式驳船将干舷运送到Spar船体的安装地点。在该安装地点处，在Spar船体低于干舷的情况下，将浮托式驳船定位在Spar船体的两侧上，调节干舷与Spar船体之间的高度，并且将干舷安装到Spar船体。通过浮托式方法将干舷安装到Spar船体可允许以及在卸载之前在岸上完成大部分连接和预先试运转工作，这可显著降低离岸试运行阶段的持续时间和成本。浮托式安装方法允许在没有任何重型起重操作的情况下将一体的干舷或生产甲板安装在固定结构或浮式结构上。

然而，为了实现双体船的浮托过程，浮托式驳船必然是分开的。在装载和运输到用于将干舷浮托和安装到Spar船体上的预定位置期间，双体船系统主要由于在分开的驳船上的波浪作用而经受一些加载状态。这些加载状态并不是由于单个驳船在甲板上装载有干舷而发生的，但是这种单个驳船的布置将不会有助于干舷的浮托式安装。

图1A-1B图示了两种主要的不同的加载模式。图1A是用于将干舷安装在Spar船体上的双体船系统上的横倾引起的载荷(rackingload)的示意性俯视图。图1B是双体船系统上的横向弯曲载荷的示意性端视图。这些图将被相互结合地进行描述。通常而言，双体船系统包括至少一对驳船115a、115b(总体标示为115)。预制的干舷110通过支承结构可拆除地连接到驳船115，该支承结构在此被标识为分别安装到驳船115a、115b的格排系统125a、125b(总体标示为125)。在双体船系统100上产生不同的负载101，102，这在单驳船系统中并不普遍。这些负载可包括：(i)横倾引起的力矩101a、101b(总体标示为101)，如图1A所示，其中驳船115易于响应于在系统上导致应力的波浪负载而相对于彼此扭曲；以及(ii)横向弯曲力矩102a、102b(总体标示为102)，如图1B所示，其中驳船115易于响应于在系统上导致应力的波浪负载而横向扭曲。双体船系统100通常在其经受迎浪和横浪时相当于刚性主体。已经在单体的双体船系统100上进行波浪绕射以便计算出该系统上的流体动力载荷。

为了承受住双体船系统所特有的这些不同负载，用于构造干舷和格排系统的构件通常通过增大尺寸而被加固，这相比于将干舷装载到单个驳船上的单个驳船系统而言，增加了重量和费用。因为对工作人员和其它人员来说，干舷通常是适合于宽广周期的功能性微型城市，因此干舷结构相对地具有很大尺寸。在尺寸上甚至很小百分比的整体增大可导致实际花费的显著增大。

于是仍需要提供用于带有干舷的浮托式过程的双体船系统，但是其更有效地利用双体船中构件的重量和强度来减小重量和成本。

发明内容

本发明通过形成从驳船到干舷的向上的提升力以在运输期间抵消自重在干舷上的下垂弯矩，从而在双体船系统的干舷和格排上减少负载和节省钢材。本发明可减少双体船浮托式驳船上的干舷上支架的跨距，并且将反作用力朝向浮托式驳船的内部边缘移动。干舷和格排的构件尺寸对于在浮托式过程并且在浮托式驳船上移动到期望位置期间经得起各种力来说通常是必需的，因此可被减少。向上的力可导致在干舷卸载和运输期间所引起的干舷及格排的构件上的应力减小。在没有增加足以用于卸载操作的构件尺寸的情况下，应力的减小可导致构件经得起双体船系统所引起的附加动载荷。若给定对于Spar船体或其它离岸结构的典型干舷的尺寸，该减小导致显著的费用节省。

本公开提供了预加载双体船系统以减少用于固定的或浮动的离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，该离岸结构例如为Spar船体，所述方法包括：将具有重量的干舷转移到至少两个浮托式驳船上；将干舷与驳船联接以形成双体船系统；以及将压载物添加至驳船，以至少部分地抵消由干舷的重量所引起的下垂弯矩；在预加载之后，具有干舷和浮托式驳船的双体船系统可被运输到用于将干舷安装在离岸结构上的位置。

本公开还提供了一种为离岸结构形成的双体船系统，该双体船系统包括：干舷，该干舷适于被安装到Spar船体上；至少两个浮托式驳船，该至少两个浮托式驳船适于支承该干舷，该干舷被联接至每个驳船，其中这些驳船彼此间隔开，这些驳船包括压载物，该压载物适于产生至少部分抵消力矩以抵消由驳船上的干舷所产生的下垂弯矩。

本公开还提供了一种预加载双体船系统以减少用于离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，该方法包括：将干舷转移到至少两个浮托式驳船上；将干舷与驳船联接以形成双体船系统；以及将上推反作用施加在干舷上，以至少部分减少由于干舷的重量所引起的下垂弯矩。在预加载之后，具有干舷和浮托式驳船的双体船系统可被运输到用于将干舷安装在Spar船体上的位置。

本公开提供了一种预加载双体船系统以减少用于离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，该方法包括：将具有重量的干舷定位在至少两个浮托式驳船之间，以使得干舷的中心横向地布置在驳船之间；将压载物添加到朝向干舷的中心布置的驳船部分，以在驳船的该部分上形成向下偏压；在向下偏压的部分处，将拉条构件联接在干舷与每个驳船之间；将干舷转移到浮托式驳船；以及调整压载物的向下偏压，以形成从驳船通过拉条构件到干舷的向上的力，从而减少由干舷的重量所引起的下垂弯矩。

本公开还提供了一种预加载双体船系统以减少用于离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，该方法包括：将具有重量的干舷转移到具有压载物的至少两个浮托式驳船，以使得干舷的中心横向地布置在驳船之间；将一个或多个拉条构件安装在干舷与具有压载物的驳船之间；以及调整压载物以形成从驳船通过拉条构件到干舷的提升力，从而减少由干舷的重量所引起的下垂弯矩。

本公开还提供了一种为离岸结构形成的双体船系统，该双体船系统包括：干舷，该干舷具有重量并适于安装到离岸结构上；至少两个浮托式驳船，该至少两个浮托式驳船适于支承干舷，该干舷联接至每个驳船，其中这些驳船彼此间隔开，以使得干舷的中心布置在这些驳船之间，这些驳船包括压载物，该压载物适于在朝向干舷中心布置的驳船部分上形成向下偏压；以及拉条构件，该拉条构件在该部分处联接在干舷与每个驳船之间，该拉条构件在该部分被向下偏压时被联接，该压载物还可被调整以至少部分地减少向下偏压，并且通过拉条构件在干舷上形成提升力，从而抵消由干舷的重量所引起的下垂弯矩。

本公开提供了一种预加载双体船系统以减少用于固定的或浮动的离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，该方法包括：将具有重量的干舷转移到至少两个浮托式驳船上；将干舷与驳船联接以形成双体船系统；以及至少部分地抵消由布置在驳船之间的干舷重量所引起的下垂弯矩。

本公开还提供了一种为固定的或浮动的离岸结构形成的双体船系统，该双体船系统包括：干舷，该干舷适于被安装到离岸结构上；至少两个浮托式驳船，该至少两个浮托式驳船适于支承干舷，该干舷被联接至每个驳船，其中这些驳船彼此间隔开，这些驳船具有压载状态，该压载状态适于产生至少部分抵消力矩以抵消由驳船上的干舷重量所引起的下垂弯矩。

附图说明

图1A是用于将干舷安装在Spar船体或其它离岸结构上的双体船系统上的横倾引起的载荷的示意性俯视图。

图1B是双体船系统上的横向弯曲载荷的示意性端视图。

图2A是将干舷从单个运输驳船上卸载到两个浮托式驳船上的一个示例性实施例的示意性端视图。

图2B是与格排系统的一部分联接的来自图2A的干舷的细节部分的示意性俯视图。

图3A是联接至浮托式驳船的格排系统的干舷的一个示例性实施例的示意性端视图。

图3B是来自图3A的干舷的细节部分和格排系统的示意性俯视图其中海上紧固件联接在格排顶端与干舷之间。

图3C是来自图3A的干舷上的拉条的细节部分示意性侧视图，其中联结板处于缩回位置。

图3D是图3C的拉条的示意性主视图。

图4A是在单驳船移走之后联接至浮托式驳船的格排系统的干舷的一个示例性实施例的示意性端视图。

图4B是来自图4A的干舷的细节部分联接位于浮托式驳船与干舷之间的海上紧固件的示意性侧视图，其中拉条被降低且被安装。

图4C是来自图4B的在干舷与浮托式驳船之间的拉条的细节部分的示意性主视图。

图5A是具有联接至干舷的一对被压载的驳船的双体船系统的示意性端视图。

图5B是在与干舷联接的栓系拉条上具有替代预加载的双体船系统的示意性端视图。

图6是在没有压载物150的情况下双体船系统的示例性实施例的示意性端视图，其显示出负载计算。

图7是在有压载物150的情况下双体船系统的示例性实施例的示意性端视图，其显示出负载计算。

图8是说明根据本发明的抵消力矩的有益效果的图表。

图9A是浮托在离岸结构上的双体船系统的示意性端视图，该离岸结构例如为Spar船体。

图9B是在移除了位于格排顶部与干舷之间的海上紧固件的情况下来自图9A的干舷的细节部分的示意性俯视图。

图9C是在移除了位于驳船与干舷的预安装拉条之间的海上紧固件的情况下来自图9A的干舷的细节部分的示意性俯视图。

图10A是将干舷从单个运输驳船上卸载到两个浮托式驳船的另一个示例性实施例的示意性端视图。

图10B是在移走单个驳船之后联接至具有压载物的浮托式驳船的格排系统的干舷的一种示例性实施例的示意性端视图。

图10C是具有浮托式驳船的双体船系统的示意性端视图，该浮托式驳船在运输构型中联接至干舷。

具体实施方式

如上所述的附图以及以下对特定结构和功能的书面描述并不用于限制申请人所发明内容的范围或所附权利要求书的范围。而是，提供附图和书面描述以便教导本领域的技术人员来形成和使用所要求专利保护的发明。本领域的技术人员将意识到，为了清楚和便于理解，并未描述和显示出本发明的商业化实施例的全部特征。本领域的技术人员还将意识到的是，对与本发明的各方面相结合的实际商业化实施例的开发将需要大量的具体实施决策来实现开发者的用于商业化实施例的最终目标。这些具体实施决策可包括但可能并不限于：符合与系统相关的约束、与商业相关的约束、与政府相关的约束以及其它约束，这可由于具体的实施、位置而改变以及随时间而改变。从绝对意义上来说，虽然改进者的努力可能很复杂而且耗时，然而这些努力对于本领域的普通技术人员获得本公开的益处来说是一项常规任务。必须理解的是，在此所公开和教导的发明易于进行大量的和不同的修改以及具有可替代的形式。最后，单数术语的使用，例如但并不限于“一”，并不用于限制该部件的数量。同样，相关术语的使用，例如但并不限于“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上部”、“下部”、“向下”、“向上”、“侧部”等用于书面描述是为了在具体参照附图时清楚，而不用于限制本发明或所附权利要求的范围。适当时，元件用“a”或“b”进行标识，以指定系统的一侧或另一侧。通常在涉及这些元件时，使用不带有字母的附图标记。进一步地，这些标记并不限制可用于该功能的元件的数量。

将干舷安装到离岸结构(诸如Spar船体)上的浮托式双体船安装，可包括几个主要步骤。附图图示了用于完成在双体船系统上进行预加载示例性过程的各个步骤，该双体船系统可用于将一个或多个干舷安装到离岸结构上。以下将描述每个附图。

第一步骤是，从制造场所将干舷装载到运输驳船的甲板上，然后将该运输驳船从制造场所拖航到遮蔽位置，该遮蔽位置包括但并不限于码头周围的位置。码头周围的位置是平行于水路的堤岸的用作登陆地点的结构建筑。第二步骤是，在遮蔽码头周围，将干舷从运输驳船转移到至少一个浮托式驳船，并且通常转移到至少两个浮托式驳船，以形成双体船系统，该双体船系统将用于将干舷安装在Spar船体上。驳船此时可包括压载物，或者在随后时间添加压载物，以下将进行更全面的描述。

图2A是将干舷从单个运输驳船卸载到两个浮托式驳船的一个示例性实施例的示意性端视图。图2B来自图2A的干舷的细节部分与格排系统的一部分联接的示意性俯视图。这些图将相互结合地进行描述。

单个运输驳船105可从制造厂装载干舷110，被拖航，以及被卸载到浮托式驳船115a和115b(总体标示为115)，浮托式驳船115a和115b与干舷一起形成了用于将干舷拖航或运输到Spar船体(未示出)的双体船系统100。浮托式驳船115被设计成为干舷110的负载提供浮力，并且在双体船将干舷拖航到Spar船体期间经受住海洋和天气状况的环境负载。

两个驳船115中的每一个具有格排系统125a和125b(总体标示为125)。格排系统125通常具有横梁阵列和大梁，其具有用于干舷的附连点，例如如下所述。在至少一些实施例中，格排系统能够经受住来自用于高度(Hs)达5.6米的双体船拖航的干舷的波浪负载，其中Hs是有效波浪高度。Hs大约等于波浪的从视觉观察到的高度，并且对于这些波浪高度负载的测量和计算对于本领域的技术人员来说是已知的。

干舷110在干舷上设置有叉形部130a、130b(总体标示为130)。格排系统125设置有高安装引导销131a、131b(总体标示为131)。干舷上的叉形部130设计用于使用安装引导销131将浮托式驳船的格排系统125引导到与干舷的联接位置。

第三步骤是安装海上紧固构件，以确保将格排系统安装到具有干舷的浮托式驳船。紧固件的性质可形成一种固体铰接系统，该铰接系统响应于与浮托式驳船相关的干舷上的负载而能够弯曲。

图3A是联接至浮托式驳船的格排系统的干舷的一个示例性实施例的示意性端视图。图3B是来自图3A的干舷和格排系统的细节部分的示意性俯视图，其中海上紧固件联接在格排顶部与干舷之间。这些附图将彼此结合地进行描述。

格排系统125可提供许多可铰接的联接器以用于连接干舷。术语“可铰接的”联接器可广义地使用，并不限于一对绕着封装销转动的板。例如，可铰接的联接器可包括可根据需要而折曲或弯曲的可弯曲的联接器，或者是一种在一个平面受到明显限制而在另一平面内是柔性的联接器。在此描述了一些实例。再者，应意识到，本领域的技术人员可设计具有任意数量或类型的支承件和具有任意构造的格排系统，以实现形成双体船系统100的目的。作为一个实例，当干舷的叉形部130结合浮托式驳船上的引导销131时，锁定板132b(总体标示为132)可置于与叉形部130相对的引导销的侧面上，而且被焊接或通过其它方式联接至该叉形部，以将引导销夹持在其间。叉形部130与锁定板132的这种联接限制了干舷与浮动驳船之间的水平运动，但是仍然允许竖直或弯曲运动，这是因为叉形部和锁定板并不焊接到引导销。进一步地，叉形部可由钢板制成，诸如但并不限于1英寸(25mm)厚的板，其相对于干舷的尺寸形成了可弯曲的固体铰接128a、128b(总体标示为128)，该固体铰接可根据干舷相对于浮动驳船的弯曲运动的需要而弯曲。通常而言，干舷叉形部130和引导销131可分别在驳船115a、115b的横向重心134a、134b(总体标示为134)附近被联接。当驳船从一侧到另一侧对称地构造时，重心通常是驳船从一侧到另一侧的中心。可沿着驳船的长度在一个或多个点处进行该联接。当多个点用于通过格排将干舷联接至驳船时，该联接可有效地形成在重心处，例如，在两点可能与驳船的中心等距离的情况下，使得得到通过重心的有效联接的结果。

进一步地，在干舷的重量转移到浮托式驳船115之后，中间的单个驳船105可被拉出。通常，单个驳船105可在干舷例如通过锁定板132被至少水平地固定到这些驳船之后被移走。

在至少一个实施例中，干舷110可沿着每个浮托式驳船115的长度方向通过叉形部/锁定板以及引导销由至少四个位置支承。然而，本领域的技术人员可设计任何数量的用于将干舷110支承在驳船115上的支承位置和支承机构。

图3C是来自图3A的干舷上的拉条的细节部分的示意性侧视图，其中连结板处于缩回位置中。图3D是图3C的拉条的示意性主视图。这些图将被相互结合地进行描述。

在干舷与浮托式驳船之间的铰链129a、129b(总体标示为129)处的另一可铰接的联接可通过将栓系拉条120a、120b(总体标示为常120，且还在图2A中示出)联接在干舷110与格排系统125之间而形成。拉条120可包括中心管状构件121b(总体标示为121)和板122b(总体标示为122)。管状构件121可包括狭槽124b(总体标示为124)，尤其如图3C所示，板122通过该狭槽可滑动地联接。一个或多个紧固件123b(总体标示为123)(诸如缆索或链)，可将处于缩回位置中的板122固定在管状构件121中。通常，栓系拉条120并不焊接到驳船，直到干舷的重量从单个运输驳船转移到浮托式驳船。

如图3C-3D所示，在缩回位置中，栓系拉条120可定位在邻近驳船内部边缘的栓系结构127a、127b(总体标示为127)上方。拉条120通常从驳船的重心134朝向干舷的重心横向向内地布置。在至少一个实施例中，拉条120减少了在引导销131之间所支承的干舷的长度。

图4A是在单个驳船移走之后干舷连接到浮托式驳船的格排系统的一个示例性实施例的示意性端视图。图4B是来自图4A的干舷的细节部分与海上紧固件联接的示意性侧视图，其中该海上紧固件位于浮托式驳船与干舷之间，其中拉条被降低并安装。图4C是来自图4B的干舷与浮托式驳船之间的拉条的细节部分的示意性主视图。这些图将被相互结合地进行描述。

如图4B-4C所示，在干舷110的重量从运输驳船转移到浮托式驳船之后，拉条120，具体地是板122，可向下移动并且焊接到驳船115上的栓系结构127。进一步地，板122可被焊接到管状构件121，以使得干舷与格排系统之间的联接在长度上是固定的。在至少一个实施例中，板122可由被焊接到支承结构的两块薄侧板以及具有联接至支承结构的加劲件的一块较厚的中间板形成，其相对于干舷的尺寸形成了可弯曲的固体铰链，该铰链可根据干舷相对于驳船的弯曲运动的需要而弯曲。

支架的格排系统125和拉条使得干舷-驳船系统类似于在海上紧固构件(例如叉形部130/锁定板132和拉条120)处具有铰接连结件的刚性双体船，从而形成了双体船系统100。

第四步骤是将压载物添加到驳船，以至少部分地抵消由干舷施加在驳船上的下垂弯矩。下垂弯矩通常是干舷重量与作用在驳船之间的支承距离的算术乘积，在此将进行更加详细的描述。压载物可通过将压载物泵送到外部罐中或者通过将压载物置于浮托式驳船的甲板上来添加，以产生抵抗干舷的下垂力矩的抵消力矩。压载物可以是液体或固体。此外，术语“添加压载物”将被广义地解释，并且可包括重新分配驳船上的压载物或其它重量，以产生抵抗如在此所述的下垂弯矩的抵消力矩。因而，对于一个或多个驳船的示例性压载状态可通过下述一些方式进行调整：不管存在预先存在的压载物或不存在预先存在的压载物，通过添加压载物，或者通过重新分布(也就是，移动)驳船上的任何压载物中的至少一部分。

图5A是具有联接至干舷的一对压载的驳船的双体船系统的示意性端视图。压载物150a、150b(总体标示为150)被装载到浮托式驳船115中或者装载到浮托式驳船115上，或者通过其它方式联接至浮托式驳船115。压载物150可以是各种有重量的物品，包括：海水、淡水或其它液体。此外，压载物150可以是固体压载物。通常而言，在双体船系统100形成有与驳船115联接的干舷110之后，压载物150被安装在浮托式驳船115上。压载物通常在驳船和干舷运输到Spar船体的地点之前预加载驳船。预加载的程度取决于驳船的强度性能和有效浮力性能。通常而言，压载物沿着驳船的长度进行装载，尽管在一些实施例中，压载物可沿着驳船长度的各部分进行装载。

通常，在驳船被对称构造时，压载物从驳船的重心134横向向外地装载，该重心通常是从驳船的中心线向外。从驳船的重心向外装载产生了朝向干舷的中心的抵消力矩，其将向上的提升力提供给驳船的内侧部分，由此向通过拉条(如果有的话)联接至驳船的干舷提供向上的提升力。

图5B是具有在联接至干舷的栓系拉条上的替代预加载的双体船系统的示意性端视图。干舷和驳船可与栓系拉条120联接。起重系统160可联接至拉条。起重系统可将在驳船的内部边缘与干舷之间的推动反作用负载施加在每个拉条上，以预加载该双体船系统和减少干舷的构件上的应力。

图6是在没有压载物150的情况下的双体船系统的示例性实施例的示意性端视图，示出了负载计算。驳船115与干舷110联接以形成双体船系统100。驳船重心之间的干舷的悬挂部分承受由于悬挂质量上的重力作用所引起的下垂弯矩。通常而言，在没有预加载压载物的情况下，施加在干舷上的下垂弯矩可表示为0.125qL²，其中q是甲板上等效线性载荷，而L是驳船上联接位置(也就是说，重力的有效重心，当驳船横穿其横向截面对称地建造时，该重心可以是驳船的中心线)之间的距离。等效线性载荷是假定均匀分布在悬挂长度L上的干舷重量。

图7是在具有压载物150的情况下的双体船系统的示例性实施例的示意性端视图，示出了负载计算。在图6中，压载物150在每个驳船上在离重心134距离“a”处具有重力P，该压载物产生了如P和a的算术乘积或者“Pa”的抵消力矩150，其中P是安装到每个驳船上的压载物的重量。因而，在具有压载物150a和150b(总体标示为150)的情况下，下垂弯矩减小至0.125qL²-pa。在具有减小的下垂弯矩的情况下，干舷可被设计得较轻以及更加有效率。

例如但并不作为限制地，发明者已确定的是，在示例性Spar干舷重量为大约20,000公制公吨(MT)的情况下，对于干舷区域来说，可节省大约100kg/m²或更多的钢。换句话说，在钢方面估计5％到10％的增加是典型的，并且可被认为是必须的，以便当使用浮托式方法时为干舷提供结构完整性。在本发明的使用和教导下，可减小或消除这5％到10％负担。

图8是说明根据本发明的抵消力矩的有益效果的图表。该图表还包括由波浪作用在双体船系统上所产生的力矩，M_wave，其可被计算并且对于本领域的技术人员来说是已知。M_wave的计算并不认为与本发明的目的相关，而是仅仅被显示出以说明确定极限负载所需要的充分计算，该极限负载是除了由本发明给出的有益调整之外在实际使用中双体船系统100所将要面对的负载。

第五步骤是将双体船系统运输到靠近Spar船体的位置。在该步骤期间，在没有如在此所述的用于减小负载的适当结构或适当抵消力矩的情况下，上述在图1A-1B中所述的负载可对双体船系统有严重影响。在抵达位置之前，Spar船体被向下压载得足够深，以便为干舷110留下用于浮托的充分间隙。在抵达时，第五步骤可包括在该地点处、在具有干舷110的双船体系统100与预安装的Spar船体之间的系泊和捆绑装置。

图9A是浮托离岸结构的双体船系统的示意性端视图，该离岸结构诸如为Spar船体。图9B是在移除了位于格排顶部与干舷之间的海上紧固件的情况下来自图9A的干舷的细节部分的示意性俯视图。图9C是在移除了位于驳船与干舷的预安装拉条之间的海上紧固件的情况下来自图9A的干舷的细节部分的示意性俯视图。这些图将被相互结合地进行描述。

第六步骤是将干舷转移到诸如Spar船体的离岸结构。通常而言，离岸结构165至少部分地被卸除压载，以使得干舷110的重量可逐渐地且安全地被转移到离岸结构的顶部处的支架。一旦干舷110的至少部分重量被从驳船115转移到离岸结构165，干舷110与驳船115之间的拉条120可被切断，或者该焊接被去除，例如在位置172处，以使得拉条被拆开联接，如图9B中所示。在拉条被拆开联接之后，干舷110主要被支承在驳船115上的叉形部/锁定板位置处。锁定板132可例如在位置171处被切断，以允许驳船从干舷脱离开，如图9B所示。然后可拆开捆绑线。一旦驳船从叉形部130脱开，驳船115可从离岸结构脱离开。

图10A是将干舷从单个运输驳船上卸载到两个浮托式驳船的另一个示例性实施例的示意性端视图。图10B是在单个驳船移走之后干舷联接至具有压载物的浮托式驳船的格排系统的一个示例性实施例的示意性端视图。图10C是具有在运输构型中联接至干舷的浮托式驳船的双体船系统的示意性端视图。这些图将相互结合地进行描述。

格排系统、海上紧固构件、浮托式驳船以及干舷的结构类似于上述结构，在该实施例中主要的差别在于：压载物的位置以及联接海上紧固构件(特别是诸如栓系拉条的拉条构件)顺序，以及不同位置处的压载物的影响。在该实施例中，浮托式驳船可包括压载物152a、152b(总体标示为152)，所述压载物从驳船的重心134向内并且朝向布置在驳船之间的干舷的中心154横向加载。当驳船对称地构造时，压载物152通常从驳船的中心线向内横向设置。如以上对压载物150的描述，压载物152可以是相同类型的压载物(液体或固体)。通常而言，在将栓系拉条120a、120b分别联接至驳船115a、115b之前的某时刻安装压载物152。在将浮托式驳船从船坞场地移动之前或者在将栓系拉条联接至驳船之前的任意时刻，可预安装压载物。在联接栓系拉条之后，可至少部分地移除压载物152或将压载物152移动到另一位置，使得驳船通过栓系拉条在干舷上施加提升力，以抵抗干舷重量的下垂弯矩。

更详细地，如图2A所示，装载有干舷110的单个运输驳船105被拖航，以被卸载到浮托式驳船115a和115b。如图3B所示，由叉形部130、引导销131和锁定板132构成的海上紧固构件的子设备可被联接在干舷与格排系统之间。压载物152可从驳船的重心134向内装载，以在驳船上产生向外导向的力矩，并且大致导致向下的偏压，以使设置在沿向下方向从中心线向内并且竖直地远离干舷的驳船部分倾斜，作为驳船的一种示例性压载状态。如图10A中所示，由压载物152产生的力矩以及所引起的向下偏压，与没有压载物152情况下的间距相比，在重心134内部提供了干舷的结构与驳船的结构之间的附加间距。在偏压位置时，拉条构件(诸如栓系拉条120)可与图4B和4C中所示和所描述的栓系结构127联接。然后，向下的偏压和因而产生的上述压载状态可通过下述方式而被调整：减少或移除压载物152，以使得驳船至少部分不被偏压并且从其倾斜位置提升，从而将压缩力施加在栓系拉条120上。压缩力引起从驳船的这些部分到与驳船联接的干舷的提升力，以用于上面已经描述的预加载。作为一种可替代方案，在驳船上的向下偏压可通过下述方式被调整：如上所述，添加压载物150以抵消压载物152(所以压载物152不需要被移除)以及导致预加载在栓系拉条120上的类似结果，由此对干舷预加载。作为另一种可替代方案，向下偏压可通过下述方式而被调整：将压载物152移动到驳船的另一部分，以减少在驳船的该部分上的向下偏压。这种替代方案包括将压载物152移动到上述压载物150的位置，以通过有效地使用压载物152替代压载物150而通过栓系拉条对干舷产生附加量的向上力。由此产生的双体船系统可被运输到Spar船体或其它离岸结构附近，所以，如图9B和9C中所示和所描述的，干舷可通过拆除海上紧固构件而被转移到如上所述的离岸结构。

在没有偏离申请人的发明的精神情况下可利用如上所述的本发明的一个或多个方面设计其它和另外的实施例。此外，双体船系统的各种方法和实施例可通过相互结合而被包含，从而产生所公开的方法和实施例的变形。单个元件的论述可包括多个元件，反之亦然。在提及一个部件之后提及至少一个部件可包括一个或多个部件。同样，这些实施例的各个方面可彼此结合地使用，以实现本公开的所知晓的目标。除非上下文另有要求，词语“包括”或其变体例如“包含”或“含有”将被理解以暗含包含至少所述元件或步骤或者元件组或步骤组或者它们的等同物，并且并不排除更大数量的或者任何其它的元件或步骤或元件组或步骤组或者它们的等同物。装置或系统可用于很多方向和方位。术语“被联接”、“联接”、“联接器”以及类似术语在此被广义地使用，并且可包括用于下述方式的任何方法或装置：固定、结合、粘合、紧固、附连、联合、插入其中、形成在其上或其中、连通；或者与中间元件、一件或多件构件一起联合，例如，机械地、磁性地、电气地、化学地、直接或间接地联合，并且可进一步包括但并不限制地将一个功能构件与另一个以一体方式整体形成。该联接可发生在任何方向上，包括旋转方向。

除非另有明确限制，这些步骤的次序可以各种顺序发生。在此描述的各个步骤可与其它步骤相结合，穿插有所述步骤，和/或分成多个步骤。类似地，元件已经进行了功能性描述，并且可体现为分开的部件，或者可被结合成具有多个功能的部件。

本发明已经在优选的实施例或其它实施例的上下文中进行了描述，但并没有描述本发明的每个实施例。对于所描述的实施例的明显修改和改变对于本领域的技术人员而言是可能的。所公开和未公开的实施例并不用于限制或约束申请人所能想到的本发明的范围或适用性，而是为了符合专利法的规定，申请人旨在完全保护所有这些落入下述权利要求书的范围或等同范围内的修改和改进。

Claims (13)

1.一种用于预加载双体船系统以减少用于固定的或浮动的离岸结构的干舷上的负载和材料的方法，所述方法包括：

将具有重量的干舷转移到至少两个浮托式驳船上；

将所述干舷与所述驳船联接以形成双体船系统，包括在所述干舷与所述驳船之间联接一个或多个拉条构件，所述拉条构件在所述驳船的横向重心内侧布置；以及

通过在联接所述拉条构件之后调整驳船的压载状态以在所述拉条构件上产生向上的力，至少部分地抵消由布置在所述驳船之间的干舷重量所引起的下垂弯矩。

2.如权利要求1所述的方法，其中，还包括将驳船的内部边缘与干舷之间的推动反作用负载施加在每个拉条构件上。

3.如权利要求1所述的方法，其中，调整驳船的压载状态包括：增加在驳船的横向重心外侧布置的压载物，至少部分地移除在所述横向重心内侧布置的压载物，至少部分地将在所述横向重心内侧布置的压载物重新分布到在所述横向重心外侧布置的位置，或它们的组合。

4.如权利要求1所述的方法，其中，将所述干舷与所述驳船联接还包括：将所述干舷与布置在驳船上的格排系统联接。

5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

在联接所述一个或多个拉条构件之前的任何时候将压载物装载到驳船；以及

在将具有重量的干舷完全转移到至少两个浮托式驳船上之前联接所述一个或多个拉条构件。

6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在联接所述一个或多个拉条构件之前的任何时候将压载物装载到驳船，以在联接所述一个或多个拉条构件之前在驳船的横向重心内侧布置的驳船部分上产生向下偏压，其中调整驳船的压载状态包括减少向下偏压以在所述拉条构件上产生向上的力。

7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在至少部分地抵消下垂弯矩的同时，将双体船系统运输到用于将干舷安装在离岸结构上的位置。

8.一种为固定的或浮动的离岸结构形成的双体船系统，所述双体船系统包括：

干舷，所述干舷具有重量并且适于安装在所述离岸结构上；

至少两个浮托式驳船，所述至少两个浮托式驳船适于支承干舷的重量，所述干舷被联接至所述驳船中的每一个，其中所述驳船彼此间隔开，以使得干舷的中心布置在所述驳船之间；

拉条构件，所述拉条构件在朝向干舷的中心向内布置的驳船部分处联接在干舷与每个驳船之间，

所述驳船在所述拉条构件被联接之后具有压载状态，以在所述拉条构件上形成向上的力，从而至少部分地抵消由驳船上的干舷重量所形成的下垂弯矩。

9.如权利要求8所述的系统，其中，压载物的至少一部分在远离联接在驳船之间的干舷的方向上在驳船的横向重心外侧布置，所述压载物适于至少部分抵消下垂弯矩。

10.如权利要求8所述的系统，其中，在靠近联接在驳船之间的干舷的方向上在驳船的横向重心内侧布置的压载物的至少一部分被移除或重新分布到位于驳船的横向重心外侧的位置，所述压载物的所述至少一部分适于至少部分地抵消下垂弯矩。

11.如权利要求10所述的系统，

其中，所述压载状态包括在拉条构件联接在干舷与所述驳船之间之前联接至驳船以在朝向干舷的中心向内布置的驳船的一部分上形成向下偏压的压载物，以及

其中，所述压载状态适于能够调整以便在所述拉条构件联接在干舷与驳船之间之后在干舷上形成向上的力。

12.如权利要求11所述的系统，其中，适于能够调整的所述压载状态包括：在驳船的向下偏压的部分处的减小的压载物；在驳船的横向重心外侧布置的添加的压载物；至少部分地在横向重心外侧布置的重新分布的压载物；或者它们的组合，以便至少部分抵消下垂弯矩。

13.如权利要求8所述的系统，其中，所述双体船系统适于在下垂弯矩被压载物至少部分抵消时将干舷运输到离岸结构。

Images