CN103930345A - 用于将设备运输至水下位置的工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将设备运输至水下位置的工作站(1)。工作站(1)包括工具(23)和用于对工具(23)供以动力的供应线路(22)。工作站(1)包括用于存储至少部分的供应线路(22)的绞盘(21)。工作站(1)可包括两个或更多个工具(23，23’，23”)并包括用于对相应的工具(23，23’，23”)供以动力的相关的供应线路(22，22’，22”)。工作站(1)包括用于存储不同的供应线路(22，22’，22”)的两个或更多个绞盘(21，21’，21”)。单个脐带件结合两个或更多个主供应线路(31，31’，31”)，这些主供应线路与存储在不同的绞盘(21，21’，21”)上的相应的供应线路(22，22’，22”)相关。

Description

用于将设备运输至水下位置的工作站

技术领域

本发明涉及一种用于将设备运输并定位至水下位置的工作站。

背景技术

通常通过海上潜水员来执行关于海底结构(诸如管道、平台的基座、船只残骸等)的特定任务。潜水员可在加压潜水钟(diving bell)中降下至他们的工作位置。当被配置时，潜水钟通过主脐带件(umbilical)连接至船，必需的供给品以及其他的呼吸气体、热水、通信线路以及电通过该主脐带件被运输至钟。该钟通过提升索(hoisting cable,起重索)降下或升起。另外，连接至锚重物的尺度索(guide wire，准绳)使该钟稳定在所要求的深度处。

设备可在单独的工具篮中被降下。该工具篮通过提升绳附接至船以降下或升起工具篮。

此外，可存在远程遥控潜水器(remotely operate vehicle，ROV)以支撑潜水员。

潜水员可使用不同的工具来执行不同类型的操作。一些工具需要供以动力以便使用。通过提供自船至工具的适当的供应线路来实现对这些工具供以动力。这些工具的实例为：

-清洁工具，诸如水喷射工具，该清洁工具通过被供给有来自船的加压的水的加压水供应线路而被供以动力。

-焊接/切割工具，该焊接/切割工具通过自船供给的气体和电供应线路而被供以动力。

-液压动力工具，诸如研磨机，该液压动力工具通过被供给有来自船的液压流体的液压供应和返回线路而被供以动力。

应当理解的是，存在许多线路、缆索、脐带件等以便在工作时便利于潜水员。当潜水员的脐带件或其他线路被缠住时，这会对潜水员造成很大的风险，并且将至少减少潜水操作的效率。

为了降低缠住的风险，用于不同工具的供应线路通常被一次降下一个，即，当潜水员需要特定的工具时，该工具通过引导索(即，下行线)被降下至工作点。当该特定工具降下时，用于该工具的存储于船上的绞盘上的供应线路被放出(卷出)。一旦潜水员结束使用该特定工具并且需要另一工具时，第一个工具通过引导索升起，相关的供应线路通过绞盘被拉入，并且第二个工具被降下，同时用于该第二个工具的供应线路从该供应线路设置在船上的绞盘中放出。这是一个耗费时间的过程。

发明内容

本发明的目的是能够以一种更具有时效性的方式工作，而不包括潜水员的安全性。

因此，根据第一方面，提供一种用于将设备运输并定位至水下位置的工作站，特征在于，工作站包括工具和用于对该工具供以动力的供应线路，其中工作站包括用于存储至少部分的供应线路的供应线路存储单元，诸如绞盘。供应线路的一端可连接或能连接至工具，并且供应线路的另一端连接或能连接至脐带件，该脐带件能覆盖从工作站至船的距离。

由于工具固定地出现在潜水员的附近位置处，因此这种工作站允许更具有时效性的工作方式。所以，当潜水员需要工具时，他可简单地从工作站取出该工具并且使用该工具。不需要从船上降下工具和相关的供应线路。另外，当潜水员结束使用该工具时，潜水员简单地将工具存储在工作站上，将供应线路存储在绞盘上，并且在工作完成之前，并不需要将工具通过相关的供应线路提升至船。由于松散的供应线路的长度相对短，即，仅覆盖从工作站至工作位置的距离，因此这提供了一种安全的工作方式。

根据实施例，工作站包括两个或更多个工具并包括用于对相应的工具供以动力的相关的供应线路，其中工作站包括用于存储不同的供应线路的两个或更多个供应线路存储单元，诸如绞盘。

此外，每个供应线路的一端可连接或能连接至相关的工具，并且供应线路的另一端连接或能连接至结合的脐带件，该脐带件可覆盖从工作站至船的距离。

当两个或更多个工具设置在工作站上时，在潜水员附近的松散的缆索和软管的量减少，同时潜水员容易在手边具有所有工具。显著地减少了用于从表面转换工具、软管以及其他设备的时间损失。

潜水员可通过将一工具储存在工作站并且从工作站取得另一工具而容易地更换工具。同时，由于供应线路仅需要覆盖从工作站至工作位置的距离，同时所有的工具仅连接至单个脐带件，因此松散的供应线路的长度减小。这提供了一种安全、舒适并且具有时效性的工作方式。

根据实施例，工作站包括连接器，该连接器用于将供应线路连接至结合的脐带件。脐带件可包括连接或能连接至存储在不同的绞盘上的相应的供应线路的两个或更多个主供应线路。

相应的供应线路还可与通过结合的脐带件延伸的主供应线路一体形成。这种脐带件可供应为工作站的部件。

该脐带件将工作站连接至船。

根据实施例，主供应线路连接或能连接至船上的主供应部。在脐带件位于船上的端部处，不同的主供应线路彼此分离并且可连接至不同的主供应部。

根据实施例，工作站包括固定地附接至工作站的另外的设备，该另外的设备需要被供以动力和/或被远程地控制，工作站包括与另外的设备相关的另外的线路，以对另外设备供以动力和/或进行控制，另外的线路还连接或能连接至脐带件。这种设备的实例为灯、摄像头以及推进器。另外的线路可通过连接器80连接或能连接至结合的脐带件。

根据实施例，工作站包括工作篮，该工作篮用于存储设备、备用的部件和/或工具。

根据实施例，工作站包括休息设施，该休息设施用于一个或多个潜水员。

根据实施例，工作站包括多个推进器，这些推进器用于动态地控制处于水下悬置位置的工作站的位置。推进器可设置成将工作站移动至期望的位置或设置成将工作篮动态地定位在稳定的位置上。工作站可包括耦接至位置传感器的控制单元，以确定在工作篮的位置上的变化并且以控制推进器至少部分地抵消所确定的变化。

根据实施例，工作站包括供应线路存储单元驱动装置，该供应线路存储单元驱动装置用于操作每个供应线路存储单元以送出或收进供应线路。供应线路存储单元可为绞盘，并且驱动装置可为绞盘驱动装置以驱动每个绞盘。绞盘驱动装置布置成在两个方向上驱动绞盘，以帮助潜水员放出或拉入供应线路。

附图的简要说明

参考所附的示意性的视图，现将仅通过实例来对实施例进行描述，在附图中对应的参考符号表示对应的部件，并且在附图中：

图1示意性地示出了根据实施例的工作站。

该图仅意在用于示意性的目的，并且并非用作对如权利要求1所主张的范围或保护的限制。

具体实施方式

图1示意性地描述了实施例，并且示出了用于潜水操作的海底工作站1，该海底工作站为潜水员提供工具箱，该工具箱包括两个或更多个工具23，该工具需要通过供应线路22来供以动力以便于使用。海底工作站1通过脐带件(umbilical)30以及一个或多个提升索51连接至船100。脐带件30包括两个或更多个主供应线路31，工具23可通过该主供应线路被供以动力。脐带件30可进一步对工作站上的其他设备供应能量，诸如，灯25、摄像头26等，这些其他设备可设置有可通过脐带件30延伸的它们自己的供应线路27、28。

工作站1包括两个或更多个供应线路存储单元21、21’、21”，诸如如图1中所示的绞盘、线轴或卷轴，相应的供应线路22、22’、22”存储在这些供应线路存储单元上，供应线路存储单元21、21’、21”布置成存储供应线路22、22’、22”，送出供应线路并且收回供应线路。

现在潜水员200的工作位置(优选地接近工作站1)可简单地从工作站1中取出想要的工具23、23’、23”，将该工具随身带到期望的位置(同时相应的绞盘21、21’、21”卷出供应线路22、22’、22”)，并且潜水员开始工作。如果潜水员200需要另一个工具，潜水员可简单地游至工作站1，将第一个工具23存储在工作站1上(同时供应线路22被存储在绞盘上)，并且潜水员取走另一个工具23’。

由于对于潜水员来说施加力是困难的，因而用于旋转供应线路存储单元(例如，绞盘)21、21’、21”的供应线路存储单元驱动装置(诸如绞盘驱动装置91)可设置成驱动供应线路存储单元(例如，绞盘)21、21’、21”放出或拉入供应线路22、22’、22”。供应线路存储单元驱动装置91可通过相应的线路92供以动力，该线路也可通过脐带件30延伸。驱动装置91可为发动机，该发动机布置成以两个相反的旋转方向来驱动例如绞盘21、21’、21”，以便放出或拉入供应线路22、22’、22”。

供应线路存储驱动装置(绞盘驱动装置)91可由潜水员200操作，或者可从船100运程地操作或由远距离的潜水员200操作。因此，驱动装置91可包括通信单元(未示出)，该通信单元布置成与远距离控制者(未示出)进行通信，例如由潜水员200操作或者由在船100上的操作者操作。控制者与通信单元之间的通信可为无线的，或可为有线的。在该通信为有线的并且控制者位于船上的情况下，相应的线路92可包括通过脐带件30延伸的通信线路。

工作站1包括框架10，工作站1的所有的部件均连接至该框架。工作站1可包括提升构件50，提升绳51可连接至该提升构件以降下或升起工作站1。工作站1可通过定位于船100上的起重机110或操纵装置来降下或升起。起重机110优选地能够将工作台1定位在接近潜水员200的工作位置的附近。

工作站1可包括一个或多个(优选地至少两个)用于尺度索53的连接构件52，以便控制工作站1的位置。

工作站1可包括允许潜水员200休息的休息设施70、为工作位置提供灯的一个或多个灯25、一个或多个摄像头26，该摄像头捕捉工作位置的图像并且将捕捉到的图像发送至远距离的位置，诸如船100。应理解的是，其他的以及额外的设备也可存在于工作站1上。

工作站1可包括需要供应线路22对工具23供以动力的一个或多个工具。工具23可为可由潜水员200携带和操作的手持式工具。这种工具23的实例为：

-水喷射工具，

-焊接/切割工具，

-液压动力工具。

在图1中示出的实例中，呈现了这三个不同类型的工具23中的每个。

每一个工具23、23’、23”均设置有相关的供应线路22、22’、22”，该供应线路存储在设置于工作站1上的相关的绞盘21、21’、21”上。供应线路22、22’、22”的一端连接至相应的工具23、23’、23”，并且供应线路的另一端连接至脐带件30。当然，供应线路22、22’、22”可形成为从工具延伸至船的一个完整的供应线路。

因此，工作站1可包括具有喷嘴23的水喷射工具并包括存储在第一绞盘21上的加压水供应线路22，该加压水供应线路的第一端连接至喷嘴23，并且第二端连接至脐带件30。水喷射工具可用于清洁的目的。脐带件30包括主加压水供应线路31，该主加压水供应线路的第一端连接至在船100上的加压水供应部32，并且第二端连接至存储在第一绞盘21上的加压水供应线路22的第二端。

工作站1可包括具有焊接或切割头23’的焊接或切割工具并包括存储在第二绞盘21’上气体(例如，氧气)和电力供应线路22’，该气体和电力供应线路的第一端连接至焊接头23’，并且第二端连接至脐带件30。脐带件30包括主气体供应线路31’，该主气体供应线路的第一端连接至在船100上的气体供应部32’，并且第二端连接至存储在第二绞盘21’上的气体供应线路22’的第二端。

工作站1可包括液压动力工具23”并包括存储在第三绞盘21”上用于供应液压流体的液压供应线路22”，该液压供应线路的第一端连接至液压动力工具23”，并且第二端连接至脐带件30。脐带件30包括主液压供应线路31”，该主液压供应线路的第一端连接至在船100上的液压供应部32”，并且第二端连接至存储在第三绞盘21”上的液压供应线路22”的第二端。液压供应线路22’可与液压返回线路结合，以使液压流体返回至船100。

工作站1可进一步包括当未使用时用于保持和存储工具23、23’、23”的保持构件(未示出)，并且相应的供应线路22、22’、22”存储在相应的绞盘21、21’、21”上。

不同的供应线路22、22’、22”可通过连接器80连接或能连接至不同的主供应线路31、31’、31”。连接器80可形成为工作站1的部件，并且可例如安装至工作站1的框架10。这允许在需要的情况下，例如当工作站1定位在船100的甲板上时，将脐带件30与工作站1分离。

工作站1可进一步包括一个或多个推进器60以控制工作站1的位置，例如用于将工作站1朝向工作位置移动，或者用于动态地控制工作站1的位置以抵消由于水流等造成的工作站1的移动。

工作站1可包括控制单元95，该控制单元耦接至位置传感器以确定在工作篮1的位置和/或定向上的变化，并控制推进器60至少部分地抵消该确定的变化。这将在下文中更加详细地进行描述。控制单元95可以无线路的方式来对推进器60进行控制。

推进器60可用于动态地控制工作站1的位置和/或定向，以便使工作站1保持于稳定的位置和定向，特别地保持在水平平面上。这在工作站1定位于悬置的水下位置(即，未搁置在地面上)而使得工作站1经受波浪和水流的情况下是尤其有用的。因此推进器60可用于为工作站1提供动态定位(dp)功能。

因此，推进器60可由控制单元95控制，该控制单元可包括位置传感器或运动传感器，并且该控制单元布置成基于由运动传感器执行的测量来确定工作站的位置和/或定向上的变化，并且该控制单元布置成控制推进器60至少部分地抵消这些移动以便于使工作站1的位置和/或定向保持稳定。位置传感器或运动传感器可包括加速计、陀螺仪、全球定位系统中的一个或多个。

推进器60可定向在水平平面上。推进器60可具有轴向方向，其中可在两个方向上提供推进。不同的推进器60可具有不同的轴向方向，以在不同的方向上控制工作站的位置。因此，推进器60布置成补偿工作站1在水平平面内的位置和/或定向上的变化。控制单元95可单独地控制推进器60，以在推进器60的向前或向后的轴向方向上提供特定量的推进。

推进器60还可以可转动的方式安装至框架10。在这种情况下，控制单元95可布置成单独地控制不同的推进器60的定向，并且可布置成单独地控制推进器60以在推进器60的向前或向后的轴向方向上提供特定量的推进。

位置传感器或运动传感器还可确定在工作站1的竖直位置上的变化。包含工作站1的竖直位置上的这种变化的数据可被(远程地或通过如在图1中示出的例如通过脐带件30延伸的引线96)发送至起重机110。起重机110可通过升起或降下起重机臂111和/或通过控制绞盘112送出或拉入提升绳51来动态地补偿在竖直位置上的这种变化。

应该注意的是，推进器60的上述方面可用于任何工作站1或工具篮上，包括具有或不具有动力工具并且具有或不具有相应的绞盘的工作站1或工具篮。因此，提供了一种用于将设备运输至水下位置的工作站1或工具箱，该工作站或工具箱包括用于动态地控制处于水下悬置位置的工作篮1的位置的多个推进器60。推进器60可由控制单元95控制，该控制单元能够接收来自位置传感器的数据以确定在工作篮1的位置和/或定向上的变化，并且以控制推进器60至少部分地抵消所确定的变化。

因而，提供了一种用于将工作站1或工具箱配置至水下悬置位置的方法，监测在工作站1或工具箱的位置和/或定向上的变化，并且动态地控制设置在工作站1或工具箱上的推进器以至少部分地抵消所确定的变化，从而使工作站1或工具箱保持稳定。

以上描述旨在是示意性的，并非是限制性的。对于本领域的技术人员来说明显的是，在不脱离下文中列出的权利要求的范围的情况下，本发明的可替换的及等同的实施例可被构思及简化以便实践。

Claims (9)

1.一种用于将设备运输至水下位置的工作站(1)，其特征在于，所述工作站(1)包括一工具(23)和用于对所述工具(23)供以动力的供应线路(22)，其中所述工作站(1)包括用于存储至少部分的所述供应线路(22)的供应线路存储单元，诸如绞盘(21)。

2.根据权利要求1所述的工作站(1)，其中，所述工作站(1)包括两个或更多个工具(23，23’，23”)并包括用于对相应的所述工具(23，23’，23”)供以动力的相关的供应线路(22，22’，22”)，其中所述工作站(1)包括用于存储不同的所述供应线路(22，22’，22”)的两个或更多个供应线路存储单元，诸如绞盘(21，21’，21”)。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，其中，所述工作站包括连接器(80)，所述连接器用于将所述供应线路(22，22’，22”)连接至结合的脐带件(30)。

4.根据权利要求3所述的工作站(1)，其中，主供应线路(31，31’，31”)连接或能连接至船(100)上的主供应部(32，32’，32”)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，所述工作站包括固定地附接至所述工作站(1)的另外的设备，所述另外的设备需要被供以动力和/或被远程地控制，所述工作站(1)包括与所述另外的设备相关的另外的线路(27、28)，以对所述另外的设备供以动力和/或进行控制，所述另外的线路还连接或能连接至所述脐带件(30)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，所述工作站包括工作篮(40)，所述工作篮用于存储设备、备用的部件和/或工具。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，所述工作站包括休息设施(71)，所述休息设施用于一个或多个潜水员(200)。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，所述工作站包括多个推进器(60)，所述推进器用于动态地控制处于水下悬置位置的所述工作站(1)的位置。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的工作站(1)，所述工作站包括供应线路存储单元驱动装置(91)，所述供应线路存储单元驱动装置用于操作每个所述供应线路存储单元以送出或收进所述供应线路。