CN104010937A - 用于将浮式平台锚固到地面的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将浮式平台(P)、例如油井平台通过锚链(2)锚固到地面的设备，所述平台的操作站(3)具有用于每个锚链(2)的可致动的/可停用的止动机构(5)以及不同锚链(2)所共用的拉紧装置(7)，该止动机构使得可以将相关联的锚链(2)锁定就位，该锚链终止于具有端部连接链节(6)的上游自由端(2’)，所述止动机构布置同一条线(E)上且每个与用于存储相关联的锚链(2)的上游自由链(2’)的容纳箱(13)相关联，所述拉紧装置包括单个拉紧绞车(7)，该拉紧绞车(7)以可动的方式安装在所述止动机构(5)上方，所述拉紧绞车(7)具有主链(8)，所述主链(8)的下游端(8’)具有能够可移除地固定到所述锚链(2)的上游自由链的连接链节(6)上的下游链节，且所述主链(8)的上游端存储在储存库(22)中。

Description

用于将浮式平台锚固到地面的设备

技术领域

本发明涉及用于锚固浮式平台、特别是用于将油井开采平台或浮式生产储油卸油船(也称为FPSO)锚固到地面的系统。

背景技术

通常地，近海油井开采平台包括通过锚链连接到井口且锚固到地面的浮式支承件。

这些平台通常在水平横截面上为方形，它们可具有几十米长的侧面，且它们的重量可达数万吨或者甚至几十万吨。

这些平台支承用于石油开采以及可能地现场处理所需要的所有装置，以及有时支承用于确保人在船上的装备。

为了其锚固，非常普遍地使用几组多个平行链条(例如，每组3到8个链条)，所述链条也称作地面索具，每组链条设置在平台的其中一个拐角处。

每个锚链包括一连串的金属链节，每个链节为几十厘米长(例如，由直径为9到20厘米的钢丝制成)。

每个锚链的下端包括用于穿过植入在海床中的块体紧固到地面的装置。每个锚链的上端向上延伸到布置在平台侧面的高于平台的水位线的操作站，以便由与可致动的/可停用的止动机构相关联的各自的拉紧绞车操作。

锚链的在上端与下端之间的中间区域与被称为导缆器的弯曲装置相关联，该弯曲装置一般在水位线下方紧固到平台。

锚链从操作站沿平台竖直向下延伸到每个相关联的导缆器，然后它们倾斜向下延伸到其各自的锚地块体。

每个锚链的拉紧通过相关联的拉紧绞车调整，且在拉紧绞车后面延伸的上游自由链在重力的作用下垂落到用于其存储的储存库中。

一旦正确拉紧，锚链就通过止动机构锁定就位。这些止动机构可正好设置在拉紧绞车下游和/或设置在弯曲导缆器处。

但是，本锚固系统由于所需链条、弯曲导缆器、止动机构和拉紧装置倍增而相对复杂。因此，所述系统较昂贵且其重量可能非常高(有时高达几千吨)，这限制了载重能力。

本发明旨在通过提出一种结构新颖的锚固系统来弥补这些缺点，该系统比现有系统设计更简单且重量更轻，但具有优化的锚固特性(在紧固和强度方面)。此外，这种系统提高了操作人机工程性。

发明内容

为了上述目的，相应的锚固系统属于这种类型：所述系统包括至少一组由彼此平行或基本平行设置的多个并列的锚链形成的锚链组，并包括操作站，每个所述锚链的下端包括用于紧固到地面的紧固装置，每个所述锚链的上端向上延伸到所述操作站，所述操作站布置在所述平台上并高于所述平台的水位线，每个所述锚链的位于其下端和上端之间的中间区域与有利地在所述水位线以下固定到所述平台的弯曲装置协作，其中，所述操作站包括用于拉紧所述锚链的拉紧装置和用于存储所述锚链的位于所述拉紧装置上游的自由端的存储装置。

根据本发明，所述操作站包括：

-用于每个所述锚链的可致动的/可停用的止动机构，该止动机构用于将相关联的锚链锁定就位，该锚链以包括端部连接链节的上游自由链结束，其中，所述止动机构沿同一条线并排布置，且每个所述止动机构与用于存储相关联的锚链的所述上游自由链的一个容纳箱相关联，和

-不同锚链所共用的拉紧装置，其中，所述拉紧装置包括单个拉紧绞车，该拉紧绞车平行于所述止动机构的所述线可动地安装在所述止动机构上方，其中，所述拉紧绞车包括主链，(i)所述主链的下游端包括适于可移除地附接到所述锚链的上游自由链的所述连接链节上的下游链节，以及(ii)所述主链的上游端存储在储存库中。

这种具有可随意移动以一个接一个地产生不同锚链的拉紧的单个拉紧绞车的系统简化了锚固系统的总体设计，且限制了生产成本并很大程度地降低了其重量。

根据本发明的另一个特征，拉紧绞车安装在滚动框架上，该滚动框架通过布置在平行于止动机构的所述线的滚动轨道上的导轨结构导向；其中，所述滚动框架与驱动装置相关联，该驱动装置用于使滚动框架沿止动机构的所述线运动，以便将滚动框架定位在每个所述止动机构上方，且以便在所述拉紧绞车的主链的下游链节连接到相关联的锚链的连接链节后确保所述相关联的锚链操作。

拉紧绞车的滚动框架的驱动装置有利地包括与滚动框架一体的由马达驱动的小齿轮，该小齿轮与沿滚动轨道延伸的齿条协作。

根据优选实施例，拉紧绞车的旋转轴线平行于滚动轨道延伸；其中，主链的与所述拉紧绞车协作的竖直下游端在穿过止动机构和穿过相关联的容纳箱的竖直平面内延伸；并且主链的与拉紧绞车协作的竖直上游端在穿过相关联的用于存储的储存库的竖直平面内延伸。

仍根据优选实施例，用于存储主链的上游端的储存库固定地安装在操作站上且在所述滚动轨道的整个长度上延伸；其中，所述储存库包括用于主链通过的上开口，所述上开口在所述滚动轨道的整个长度或几乎整个长度上延伸。

根据替代实施例，用于存储主链的上游端的储存库由拉紧绞车的滚动框架支承。

根据另一个特征，用于存储锚链的上游自由链的容纳箱布置在止动机构的所述线的平面内。

在这种情况下，每个容纳箱有利地包括与侧面的承载台相关联的上开口，该承载台接着(dans le prolongement)所述上开口布置，其中，所述承载台包括与所述上开口的开口相对的凹口，所述凹口用于所述上游自由链的链节的通过和承载在所述承载台上的紧上游链节的锁定。

锚链的上游自由链的连接链节优选包括可移除链节，例如称作“肯特式链节(maille kenter)”类型的链节。

根据又一个特征，其上安装有拉紧绞车的滚动框架承载有附加绞车，该附加绞车特别是提供位于浸没在所述拉紧绞车的直接下方的弯曲导缆器内的链止动机构的打开操作。

附图说明

下面通过仅经由示例给出并在附图中示出的具体实施例的描述来进一步说明本发明，但本发明并不受到此限制，在附图中：

图1是根据本发明的锚固系统的略微立体的示意图；

图2是图1的锚固系统的上部的放大前视图；

图3是图2中示出的锚固系统部分的立体图；

图4是锚固系统沿图2的横截面4-4的横截面视图；

图5是锚固系统沿图2的横截面5-5的横截面视图；

图6是在图2-5中示出的锚固系统部分的进一步放大的立体图，该图示出锚链止动机构的细节；

图7示出根据另一个视角看到的图6的细节。

具体实施方式

如图1所示，浮式平台P、例如油井平台通过总体上用1标示的锚固系统锚固到地面。

在本文中，平台P仅部分示出；用于将平台P锚固到地面的系统1包括几组多个锚链2，这些组中的每一组例如布置在平台P的其中一个拐角处(在图1中，仅示出锚链2的这些组G中的一组)。

平台P在海床地面S之上浮在水体M上，该水体M限定水位线F。

在所示出的实施例中，组G包括7条并列的锚链2，这些锚链布置成彼此平行或基本平行，每条锚链由并置的相互缠绕的链节形成。

相对应的链节为由例如直径在9厘米和20厘米之间的钢丝制成的钢链节，所述钢链节的长度为约50厘米到120厘米且其宽度为约30厘米到80厘米。

锚链2的下游下端2a通过任何适当的装置紧固到放置在海床地面S上或者更优选地植入在该海床地面S内的块体T(在图1中，仅示出其中一个锚链2的下端2a)。

不同的锚链2的上游上端2b向上延伸到操作站3，操作站3布置在平台P上并高于水位线F，在这种情况下，该操作站3位于所述平台P的上部。

在操作站3处，显然存在用于拉紧锚链2的装置和用于锁住该拉紧的止动机构，如下文将详细地描述。

在另一方面，每组锚链2的位于其下端2a和上端2b之间的中间区域2c与弯曲导缆器4协作，弯曲导缆器4紧固到平台P侧面且在此处紧固在水位线F以下。

不同的弯曲导缆器4使得可以在水位线F以下移动链条2偏离平台P的点，如图1所示。

弯曲导缆器可包括用于锁住相关联的锚链2的拉紧的止动机构，该止动机构安装有处于工作位置或停用位置的控制装置，可从操作站3处操作这些控制装置。

锚链2从该操作站3竖直地或基本竖直地向下延伸到弯曲导缆器4的管道；锚链2从该导缆器4的管道向下例如按照相对于水平线约45°的角度延伸到块体T。在其竖直部分，锚链2可与导向槽部分2d相关联(见图1到4以及6、7)。

根据本发明，在图2到7中详细地示出的操作站安装有：

-用于每个锚链2的止动机构5，所述锚链2在止动机构5的下游按照竖直轴线A向其各自的弯曲导缆器4延伸，且锚链2的上游自由链2’在止动机构5的上游延伸出来，该上游自由链2’包括端部链节6，以及

-以单个拉紧绞车7的形式的装置，该装置可动地安装到止动机构5上方，用以通过主链8拉紧不同的锚链2。

安装在每个锚链2上且布置在每个竖直轴线A上的止动机构5包括这种机构：该机构具有绕水平轴线旋转铰接的并可通过操作轮10相对于彼此沿相反的方向操作的两个夹紧卡爪9。

通过操作员可操作的该轮10使得可以：

-使夹紧卡爪9的两个自由端部彼此靠近，以将它们置于工作锁定位置，该夹爪的两个自由端部在锚链2的其中一个链节下方压靠在锚链2上，或者

-将夹紧卡爪9的这两个端部分开，以将它们置于停用位置，在该位置处，两个自由端部不再与锚链2接触。

不同的止动机构5布置在同一条水平线E(图3)上，该水平线沿平台P的一侧延伸且通过用于操作员走动的人行道11限定边界，该人行道11安装有防护栏12。

此外，每个止动机构5包括其自己的容纳箱13，用于存储相关联的锚链2的上游自由链2’。每个容纳箱13布置在相关联的止动机构5的侧面；且不同的容纳箱13放置在止动机构5的上述水平线E上。

这些容纳箱13中的每个都包括由底面和侧壁限定的且具有上开口14的箱体，在该上开口的侧面布置有水平承载台15。

不同的承载台15也布置在止动机构5的水平线E上，在本文中放置在该开口的相对于相关联的止动机构5的另一侧。

开口14和承载台15布置在可被站立在人行道11上的操作员触及(例如在该通道11的平面上方约1米5的高度处)的水平面内。

特别是如图6和7所示，承载台15包括侧向凹口16，该侧向凹口16与容纳箱13的开口14的开口相对。该凹口16的宽度稍大于链节的厚度，从而适于允许插入上游链2’的其中一个链节，以锁住直接上游链节。

这样，端部连接链节6可稳固地搁置在承载台15上以允许操作员的简单且符合人机工程学的抓握，如下文将描述的。

如图6和7所示，插入凹口16的链节优选对应于上游链2’的从连接链节6开始的第三链节。

该连接链节6属于可移除类型的(称作“肯特式链节”)，用以可移除地附接到拉紧绞车7的主链8的下游端的下游链节上，如下文中所描述的。

拉紧绞车7包括例如适于在两个方向上操作相关联的主链8的电动绞车。

拉紧绞车7安装在滚动框架18上，滚动框架18通过沿平行于止动机构5的水平线E的滚动轨道20布置的导轨结构19导向，以使拉紧绞车7沿水平线E运动。

拉紧绞车7借助其滚动框架18的这种运动属于平移运动类型。

拉紧绞车7的旋转轴线21平行于滚动轨道20以及止动机构5的线E延伸。

在锚链2处，与拉紧绞车7协作的主链8的竖直下游端8’(根据旋转的方向在该绞车的出口或入口处)在穿过锚链2的轴线A及穿过止动机构5和容纳箱13的竖直平面内延伸。

在另一侧，与拉紧绞车7协作的主链8的竖直上游端8’’(根据其旋转的方向在出口或入口处)在穿过储存库22及尤其是穿过布置在平台P的操作站3上的该储存库22的上端纵向开口23的竖直平面内延伸。

主链8通过组装与形成锚链2相同的或相似的链节形成。主链8的用于与连接链节6协作的下游链节(在图中不可见)为标准链节。

为减轻重量，主链8可由其钢丝直径(例如10厘米)小于锚链2的链节的钢丝直径(例如18厘米)的链节组成。

固定的储存库22由底面和侧壁限定；其上开口23平行于滚动轨道20在该滚动轨道20的整个长度或几乎整个长度上延伸。

该上开口23可包括设置有可动狭槽的封闭装置，可动狭槽适于主链上游链8’’的通过，该封闭装置适于使该可动狭槽随拉紧绞车7一起移动；该特别的封闭装置可包括一连串的彼此连接的金属片，且其缠绕或不缠绕在位于开口23端部的圆柱体上。

拉紧绞车7的滚动轨道20沿着负责该绞车7的移动操作的操作员在上面走动的人行道24。

人行道24有利地布置在储存库22的纵向开口23的相对于滚动轨道20的导轨结构23的另一侧上。为了安全起见，该人行道24有利地在内侧设有相适应的防护轨(未示出)。

特别是在图2到7中可看出，拉紧绞车7的滚动轨道20设置在止动机构5的线E的后上方。

为了其沿滚动轨道20的运动操作，拉紧绞车7的框架18包括驱动装置，本文中该驱动装置包括小齿轮26，该小齿轮26与由所述框架18承载的电动机相关联并与布置在导轨结构19的整个长度上的互补齿条协作。

操作员可然后通过相适应的控制箱随意控制电动小齿轮26，以使拉紧绞车7平行于他自己在滚动轨道20上移动，且将拉紧绞车7正确地定位成与其中一个承载台15和/或其中一个止动机构5相对，以便在主链8附接到该锚链2的连接链节6之后允许相对的锚链2操作。

例如，为再度拉紧锚链，主链8的下游端的下游链节附接到锚链2的上游自由链2’的连接链节6上。

由位于人行道11上的一名或两名操作员执行的该操作在承载台15上面或者只是在承载台的上方完成。操作员为了该目的可使用附接到框架18上且因此位于他们在其上工作的承载台15上方的附加电动绞车28，该附加电动绞车28适于帮助提升连接链节6且有利于连接链节6与主链8的下游链节之间的连接。

此后，一旦获得锚链2、8的连接，操作员就牵引操作拉紧绞车7以吸收链松弛；如果还未完成连接，则操作员正确地定位拉紧绞车7，使得拉紧绞车7的拉动链对准相关联的锚链2的轴线A。

在止动机构5停用(通过操作轮10打开夹紧卡爪9)后，操作员可用拉紧绞车7调整锚链2的拉紧。一旦获得所需的拉紧，止动机构5就被关闭(工作位置)以锁住锚链2，且锚链2的端部连接链节6可从主链8上分离开。

可在待再度拉紧的不同的锚链2上相继地执行相同的操作。

还应理解，当安装锚固系统1时，可执行类似的操作用于锚链2的最初的拉紧。

作为替代方案，需要指出的是，确保主链8的上游端8’’的存储的固定储存库22可被由拉紧绞车7的滚动框架18直接承载(且因此与该绞车7一体移动)的储存库替代。

在本发明的锚固系统中，弯曲导缆器4还有利地包括其自己的链止动机构(在图中不可见)，该止动机构由缆索30操作而工作或停用，该缆索的操作端达到与相关联的承载台15相同的高度处并通过设置有钩31的上止动装置锁住(图6和7)。

如有需要，例如在锚链2的再度拉紧操作期间，导缆器4的这些止动装置可使用安装在拉紧绞车7的框架18上的绞车28(或另一个绞车)而被操作以使其停用。出于上述目的，操作员将绞车28缆索的端部向上钩到钩31且向上牵引操作该绞车。

应理解，根据本发明，与现有的传统系统相比，单个拉紧绞车的存在极大程度上简化了锚固系统的总体结构、降低了成本并减轻了重量。

Claims (10)

1.一种用于浮式平台(P)的地面锚固系统，其中，所述系统(1)包括至少一组由彼此平行或基本平行设置的多个并列的锚链(2)形成的锚链组(G)，并包括操作站(3)，每个所述锚链(2)的下端(2a)包括用于紧固到地面(S)的紧固装置，每个所述锚链(2)的上端(2b)向上延伸到所述操作站(3)，所述操作站(3)布置在所述平台(P)上并高于所述平台(P)的水位线，每个所述锚链(2)的位于其下端(2a)和上端(2b)之间的中间区域(2c)与弯曲装置(4)协作，该弯曲装置(4)有利地在所述水位线(F)以下固定到所述平台(P)，其中，所述操作站(3)包括用于拉紧所述锚链(2)的拉紧装置(7)和用于存储所述锚链(2)的位于所述拉紧装置(7)上游的自由端的装置(22)，

其特征在于，所述操作站(3)包括：

-用于每个所述锚链(2)的可致动的/可停用的止动机构(5)，该止动机构(5)用于将相关联的锚链(2)锁定就位，该锚链(2)终止于包括端部连接链节(6)的上游自由端(2’)，其中，所述止动机构(5)沿同一条线(E)并排布置，且每个所述止动机构(5)与用于存储相关联的锚链(2)的所述上游自由链(2’)的一个容纳箱(13)相关联，和

-不同锚链(2)所共用的拉紧装置(7)，其中，所述拉紧装置包括单个拉紧绞车(7)，该拉紧绞车(7)平行于所述止动机构(5)的所述线可动地安装在所述止动机构(5)上方，其中，所述拉紧绞车(7)包括主链(8)，所述主链(8)的下游端(8’)包括适于可移除地附接到所述锚链(2)的上游自由链的连接链节(6)上的下游链节，且所述主链(8)的上游端(8’’)存储在储存库(22)中。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述拉紧绞车(7)安装在由导轨结构(19)导向的滚动框架(18)上，所述导轨结构(19)布置在与所述止动机构(5)的所述线(E)平行的滚动轨道(20)上，其中，所述滚动框架(18)与驱动装置(26，27)相关联，所述驱动装置(26，27)用于使所述滚动框架(18)沿所述止动机构(5)的所述线运动，以便将所述滚动框架(18)定位在每个所述止动机构(5)上方，且以便在所述拉紧绞车(7)的所述主链(8)的下游链节与相关联的锚链(2)的连接链节(6)连接后确保所述相关联的锚链(2)操作。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述拉紧绞车(7)的所述滚动框架(18)的所述驱动装置包括与所述滚动框架(18)一体的由马达驱动的小齿轮(26)，该小齿轮(26)与沿所述滚动轨道(20)延伸的齿条(27)协作。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述拉紧绞车(7)的旋转轴线(21)平行于所述滚动轨道(20)延伸，其中，所述主链(8)的与所述拉紧绞车(7)协作的竖直下游端(8’)在穿过所述止动机构(5)和穿过相关联的所述容纳箱(13)的竖直平面内延伸，并且所述主链(8)的与所述拉紧绞车(7)协作的竖直上游端(8’’)在穿过相关联的用于存储的所述储存库(22)的竖直平面内延伸。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的系统，其特征在于，所述拉紧绞车(7)的所述滚动框架(18)承载用于存储所述主链(8)的上游端的所述储存库。

6.根据权利要求2到4中任一项所述的系统，其特征在于，用于存储所述主链(8)的上游端(8’’)的所述储存库(22)固定地安装在操作站(3)上且在所述滚动轨道(20)的整个长度上延伸，其中，所述储存库(22)包括用于所述主链(8)通过的上开口(23)，所述上开口(23)在所述滚动轨道(20)的整个长度或几乎整个长度上延伸。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的系统，其特征在于，用于存储所述锚链(2)的上游自由链(2’)的所述容纳箱(13)布置在所述止动机构(5)的所述线(E)的平面内。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，用于存储所述锚链(2)的上游自由链(2’)的每个所述容纳箱(13)都包括与侧面的承载台(15)相关联的上开口(14)，该承载台(15)接着所述上开口(14)布置，其中，所述承载台(15)包括与所述上开口(14)开口相对的凹口(16)，所述凹口(16)用于所述上游自由链(2’)的链节的通过和承载在所述承载台(15)上的直接上游链节的锁定。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的系统，其特征在于，所述锚链(2)的所述上游自由链(2’)的连接链节(6)包括可移除链节。

10.根据权利要求1到9中任一项所述的系统，其特征在于，所述拉紧绞车(7)安装在滚动框架(18)上，所述滚动框架(18)承载附加绞车(28)，所述附加绞车(28)例如用于对所述连接链节(6)和/或布置在所述弯曲装置(4)上的止动机构进行操作。