CN1048061C - 近海重型台板转运安装到下部结构上的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种不用重型起吊吊车而能把一个近海平台的台板运送和安装到一个下部结构的办法和设备。拖船或半潜式舶船的造形是具有一个能围住下部结构的切口或开口,下部结构是用来放置平台的。平台在一个高架的位置上被运到半潜式舶船上,并横跨于这开口,这样一旦半潜式舶船正确定位(即被高架的平台被位于在下部结构上并与之对准),半潜式舶船即很快进行镇重从而把平台转运到下部结构上。

Description

近海重型台板转运安装到下部结构上的设备和方法

本发明一般属于近海平台的构建领域,并特适于在不用重型起吊吊车而把一大型的整体台板安装在下部结构上的方法。

大家都知道,在陆上建造一大型近海结构并把它拖至工地再进行安装,这比在海上建造这个结构更为容易和便宜。因此,不少人试图减少近海工程量努力使工程费用降低。但,无论如何努力,每次安装仍将需要一定的近海工程量。

过去,当一大型的近海平台台板需要安装时,通常最理想的作法是把台板建造成一块大部件,通过整体超吊把它从拖船上放到下部结构上。不巧的是,由于台板愈来愈大,愈来愈重,所以很少有这么大的起吊吊车来搬运这样的荷重。万一台板太大或太重时,也可把它分为几个小部件,然后单个吊到安装位置,但这将延长安装的过程。因为这需要多次起吊,要安装时,不同部件上的各种设备必须互相连接和试验,因而需要大量的近海作业工程。

一种代替把台板分为较少部件的方法是,在岸上把台板建造成一个整体,然后把这个庞大的台板滑运到一较窄小的驳船上。然后驳船把它运输到安装工地,并在下部结构的立柱间周旋。(这样就需要一窄体驳船和在下部结构的立柱间有一较宽的间隙)。一旦台板就位,驳船将有选择地被镇重,因而下沉于水中使台板座落在下部结构的立柱上。最好,驳船从台板下面驶离并除去镇重。不妙的是这种办法需要一特殊设计的下部结构,在其吃水线附近的中心区要有一个大的开口区来接纳驳船。正常情况下,此办法仅用于当台板太重而不能以现有的起重吊车单件整体起吊时。此办法也需要驳船具有足够的宽度来增加稳定性以抗拒台板支承在驳船上所引起的摇晃。但是,要获得这样的稳定性,需要一大的驳船,也就是需要在设置台板的结构的中央有一个更大的口。这样反过来又需要一较长的台板横跨过下部结构的主柱上。如此,台板和下部结构的结构效益将会受到影响,因而,使此办法仅在台板特别宽和下部结构上台板负载小时才会变得实用。

其次,舶船在转运到下部结构前的镇重方式也存在一定问题,因为当台板正确放置到下部结构并与之对准时,这种镇重要很快进行,差不多是瞬时间。因为这时任何风浪的力量都会引起对准偏离,或者舶船的波动都可能导致台板的损坏。

本发明的目的是在于不需起重吊车或其它超重工具而提供一种把台板安装到近海平台上面的方法。另一个目的是提供一个不用把台板分割成较小的部件而安装台板的方法。本发明还有一个目的,是允许选用一只足够宽的运输船来提供适当的抗拒摇晃的稳定性。本发明还有一个目的,是能够把台板安装在各种不同的下部结构上而不需特殊的结构造形。本发明还有一个目的,是在转运过程中提供一种舶船快速镇重的办法,这样一来,因为转运快而使潜在的错位和台板的损坏达到最低限度,本发明的优点和上述目的,经过进一步的调查研究将会变得更为明显。

这里所提到是一种把近海平台上的台板运输并安装到海上环境中的下部结构上的设备,该设备包括有一只半潜式舶船,船体具有两个或两个以上的浸水浮桶,以便支承被架高到吃水线以上的甲板。半潜式舶船的甲板造形上有一开口,其大小适于把下部结构部分围住。半潜式舶船的甲板上固定一滑道组件,用以支承横跨所述开口的近海平台的台板。锚固装置把半潜式舶船系留并保持在一个预定的位置,并部分地把下部结构围住,以便把近海平台的台板放置在下部结构上并与之对准。镇重组件很快使舶船下沉,从而把台板转运到下部结构上。这套镇重组件在浮桶组内设有分隔的被加压的隔间,当镇重时浮桶的隔间内要充以水。控制装置有选择地控制着进入每个加压隔间内的水流。

本发明提出一种在海上环境中,把近海平台运输并安装到下部结构上所需的设备,该设备包含:(a)一个具有两个或两个以上浸入水中的浮桶的半潜式舶船;(b)在每个所述浮桶内的多个分隔的可加压隔间,每个所述可加压隔间连接到一个可密封的通路上,该通路延伸到船舶的外部,使水从其中通过;(c)一个台板,由所述浸水浮桶支承在吃水线之上,该台板具有一个开口,其大小恰好能把下部结构局部地圈起来,所述台板还支承该近海平台,该近海平台横跨在所述开口之上;(d)锚固装置,用以把上述舶船系留并保持在一个能局部把下部结构圈入的预定位置,以便把近海平台定位在下部结构之上并与之对准;(e)每一个所述隔间中的镇重装置,用以相对于吃水线沉下所述舶船从而把近海平台转运到下部结构上,所述镇重装置包含有空气加压和排放装置,该装置连接到每个所述隔间上,用于有选择地使所述隔间加压和排气,从而有选择地注入和排除所述隔间中的水;以及(f)控制装置,用来有选择地控制通过所述可密封的通路进入所述加压隔间的水流。

其中,所述控制装置包含通海吸水箱阀,该阀通常是关闭的并能根据每个所述隔间的增压情况而打开。

其中,还包含位于所述开口内的缓冲装置,以便啮接下部结构并把所述舶船与下部结构对准。

其中,建造和布置的所述缓冲装置以使之局部地把下部结构圈住。

其中,还包含防振装置,该装置位于近海平台台板和下部结构的中间处,用以把近海平台台板转运至下部结构时进行减振。

其中,所述锚固装置包含舶船上的铰盘装置,用来把所述舶船相对下部结构而适合地定位。

其中,所述台板内的开口为“U”形。

其中,所述开口位于所述舶船的尾部区内。

本发明还提出一种把近海平台运输和安装到海上环境中的下部结构上的方法,该方法包括下列步骤:(a)把平台装载到一个半潜式舶船上,所述半潜式舶船有两个或两个以上的浸水浮桶;(b)将每个所述浸水浮桶构造和布置成有多个分隔的可加压隔间,每个所述隔间有一个入口,该入口通往一个可密封的通路,该通路延伸到船舶的外部,使水从其中通过;(c)用所述浸水浮涌将台板支承在吃水线之上,所述台板具有一个开口,其大小恰好能把下部结构局部地圈起来,所述台板还支承该近海平台,该近海平台横跨在所述开口之上;(d)利用锚固装置将所述船舶系留并保持在一个预定的位置,部分地围绕着下部结构,以便把近海平台定位在下部结构之上并与之对准;(e)利用在每个所述隔间中的镇重装置相对于吃水线沉下所述船舶,从而把近海平台转移到下部结构上,所述镇重装置包括空气加压和排放装置,该装置连接到每个所述隔间上,用于有选择的使所述隔间加压和排气,从而有选择地注入和排除所述隔间中的水;以及(f)通过一控制装置有选择地控制通过所述可密封的通路并进入所述隔间的水流。

其中,还包含有在通路中安装通海吸水箱阀的步骤,所述通海吸水箱阀通常是关闭的而根据所述隔间增压情况打开上述阀。

其中,还包含有把缓冲装置安置在上述的开口内的步骤,以便与下部结构啮接并把所述舶船与下部结构对准。

其中,还包含有在平台与下部结构间安装防振装置的步骤,以吸收平台转运到下部结构上时产生的振动。

其中,还包含有通过固定在所述舶船上的铰盘装置将舶船铰盘到所述预定位置的步骤。

现结合附图内容详细说明本发明。其中图1为一顶视图,图中部分被切掉,图中表明台板被装至邻近半潜式舶船前的情况。

图2为沿图1中2-2线所取的剖面图,图中表明台板的陆上支承装置,是被装至半潜式舶船前的情况。

图3为一侧视图,图中部分被切掉,图中表明台板被装至半潜式舶船前的情况。

图4为一半潜式舶船和被支承的台板顶视图,图中表明它们靠近海上环境中的下部结构情况。

图5为一半潜式舶船被正确定位于下部结构的顶视图,为清晰起见,图中未表示被支承的台板。

图6为沿图5中6-6线所取的剖面图,图中表明台板转运到下部结构前的位置。

图7为一位于半潜式舶船中的镇重装置示意图。

图8为一与图6相似的剖面图,不同的是图中表明台板已转运到下部结构上。

首先请看图1-3,图中示出半潜式舶船10的开口和一近海平台的台板12,台板将被装在舶船10上并运往一近海建设工地。

舶船10通常为一半潜式舶船,具有多个水下浮桶14,其上支承着立柱16和甲板18。浮桶组件14有选择地进行镇重(例如用水来镇重),可使舶船10的甲板18能够移动而与堤岸20对准。这样,台板12可被滑到舶船10上以使下一步运输。因为浮桶组14和立柱16的尺寸,半潜式舶船10很少受到常规驳船那样颠簸和摇摆。此外,由于浮桶组很少受风浪的影响而提供较高的稳定性。

台板12首先在陆上靠近堤岸20处的高架装出道22上建造。这些高架的装出道22支承着专用装出桁架24,桁架24依次支承着台板12的各种不同内腿26,其次,由于台板12的高架结构,位于两边的运输桁架28也被抬高于堤岸20。另外,舶船10的甲板18上的滑道30的位置与运输桁架28的底部对准。如此,当台板12被移动,或被装至舶船10上时,通过未被示出的办法,使运输桁架28与滑道30相啮接以致把台板12支承在舶船10上。

更重要的是,台板12的负载以位于陆上的装出道22转移到舶船10上的滑道30上。这样运输桁架28和滑道30把台板10的重量均匀地分布在舶船10上,因而舶船10可以制造得适用海上作业(即不会出现太大的颠簸和倾斜)。还有,滑道30要在与近海下部结构32配合所要求的标高处支承台板12。

有一组防振装置或支承板34固定在内腿26的下边。这些防振装置当台板12在近海下部结构32上放下时起着防振的作用。

现在我们再来看图4和图5,图中示出舶船10接近近海下部结构32并部分封闭下部结构32。在这些图中还能看到,舶船10的甲板18具有一个开口36,其大小可接纳近海下部结构32。台板12当被支承在运输桁架28和舶船上的滑道30上时正好跨过开口36。还可以想象到,就是这个舶船10的尾部区38在装运过程中是被系留在邻近的堤岸上的。

当舶船10靠近下部结构32时,锚固线40由舶船10上的铰盘42延伸至预先安装的弹性浮标44上。这些锚固线40和铰盘42有助于把舶船10和下部结构32对准,而且协助将舶船10约束到适当的位置。锚固线还防止舶船10松脱而有可能损坏下部结构32。

再仔细地看看图5,舶船10构造成具有横跨开口36的缓冲装置。缓冲装置46在台板12转运到下部结构32前使得舶船10与下部结构32适当对准。事实上,台板12位于舶船10上相对于缓冲装置46的预定地方,因而当缓冲装置46和下部结构32啮接时,台板12就与下部结构对准。该缓冲装置46在结构上显示具有“V”形开口48,在那里其它的结构图形,诸如八角形,六角形,五角形或与它们相似的形状的多边开口相似部分也是同样可能的。

图6表明舶船10和台板12在台板12未转运到下部结构32前相对于下部结构32的布置图。防振装置34要进行检查以保证舶船镇重前直接位于下部结构32上相应的支承点上。

在舶船10和台板12正确地被定位的情况下,镇重装置50(图7)开始起动,因而舶船10的浮桶14很快充满水。通常每个浮桶14中具有一个以上的镇重装置50,而每个浮桶14也都被隔为几个隔间,这样便可根据舶船上的负载而向不同的隔离(或不同的浮桶)注以不同深度的水。这有助于在运输和装出过程中保证舶船的稳定性,并维持甲板18的水平定位。

如图7中所示,镇重装置50在管路54中装有通海吸水箱阀52,该阀被封闭在可进入的腔56内。管路54在浮桶14的底部设有海水通道进口58和通向隔间62的出口60。正常情况下,通海吸水箱阀52处于关闭位置,但需要时就得打开。

镇重装置50起用前,舶船就位后,隔间62中的空气由装在舶船10上的压缩机加压。压缩的空气被迫通过压缩管64因而加压隔间62,此时排气管68中的空气排出阀66保持关闭。当隔间62中的压力和进口58的海水压力均衡时,通海吸水箱阀52打开而空气排出阀66仍然保持关闭。由于这样的压力均衡,没有海水流过管路54或通海吸水阀52而进入隔间62,因而舶船10保持静止不动。

但是,一旦决定要镇重舶船10而把台板12转运到下部结构上时,空气排出阀66(每个隔间62中可能有不只一个这样的阀66)很快打开而让隔间62中的压缩空气通过排气管68跑出,则海水通过入口58而进入。如此,镇重很快生效,使得舶船10很快下沉,从而让台板12转运到并安装在下部结构上。这样的镇重过程继续进行直至空气排出阀66关闭,均衡再次出现为止。

图8示以舶船已镇重后并且台板12已被转运到下部结构32的情况。如图所示,防振装置34和内腿26现在与下部结构啮接而运输桁架28不再与舶船10上的滑道30接触。舶船10从下部结构移去后,内腿26和防振装置34更牢地靠放在下部结构上从而最终把台板12固定在应有的位置上。一旦舶船10被移去,可以通过关闭空气排出阀66并迫使压缩空气通过压缩空气管64进入隔间62而取掉镇重。这会迫使海水通过通海吸水箱阀52而由入口58排出。再后,当达到所希望的浮力程度时,通海吸水箱阀52关闭,将不再允许海水进入隔间62。

另外,当台板12不再使用后而需拆除时,可以逆反上述操作工序把台板12吊离下部位构32以便进一步处理。

舶船10的优点之一是其比较宽大,这样稳定性好,甚至当舶船10重载时也可以抗拒因风浪引起的倾翻。还有,因舶船10为半潜式舶船,所以很少受风浪力的干扰。其次,因为在快速下降的镇重装置50中采用了压缩空气,所以下放操作进程比用运输驳舶或浮吊要快得多。再者,在这种下放操作中,镇重速度可由调节空气排出阀66来很快进行控制,从而来符合需要的实际条件。这在为了避免由于起吊舶船时而会使台板12损坏方面是很重要的。还有,由于镇重率很高,镇重需要的时间很短,因而为了完成前述要求需要的“气候变化区段”较小。

Claims (13)

1.一种在海上环境中,把近海平台运输并安装到下部结构上所需的设备,该设备包含:(a)一个具有两个或两个以上浸入水中的浮桶的半潜式舶船;(b)在每个所述浮桶内的多个分隔的可加压隔间,每个所述可加压隔间连接到一个可密封的通路上,该通路延伸到船舶的外部,使水从其中通过;(c)一个台板,由所述浸水浮桶支承在吃水线之上,该台板具有一个开口,其大小恰好能把下部结构局部地圈起来,所述台板还支承该近海平台,该近海平台横跨在所述开口之上;(d)锚固装置,用以把上述舶船系留并保持在一个能局部把下部结构圈入的预定位置,以便把近海平台定位在下部结构之上并与之对准;(e)每一个所述隔间中的镇重装置,用以相对于吃水线沉下所述舶船从而把近海平台转运到下部结构上,所述镇重装置包含有空气加压和排放装置,该装置连接到每个所述隔间上,用于有选择地使所述隔间加压和排气,从而有选择地注入和排除所述隔间中的水;以及(f)控制装置,用来有选择地控制通过所述可密封的通路进入所述加压隔间的水流。
2.如权利要求1中所述的设备,其中,所述控制装置包含通海吸水箱阀,该阀通常是关闭的并能根据每个所述隔间的增压情况而打开。
3.如权利要求2所述的设备,其中,还包含位于所述开口内的缓冲装置,以便啮接下部结构并把所述舶船与下部结构对准。
4.如权利要求3中所述的设备,其中,建造和布置的所述缓冲装置以使之局部地把下部结构圈住。
5.如权利要求4中所述的设备,其中,还包含防振装置,该装置位于近海平台台板和下部结构的中间处,用以把近海平台台板转运至下部结构时进行减振。
6.如权利要求5所述的设备,其中,所述锚固装置包含舶船上的铰盘装置,用来把所述舶船相对下部结构而适合地定位。
7.如权利要求6所述的设备,其中,所述台板内的开口为“U”形。
8.如权利要求7所述设备,其中,所述开口位于所述舶船的尾部区内。
9.把近海平台运输和安装到海上环境中的下部结构上的方法,该方法包括下列步骤:(a)把平台装载到一个半潜式舶船上,所述半潜式舶船有两个或两个以上的浸水浮桶;(b)将每个所述浸水浮桶构造和布置成有多个分隔的可加压隔间,每个所述隔间有一个入口,该入口通往一个可密封的通路,该通路延伸到船舶的外部,使水从其中通过;(c)用所述浸水浮涌将台板支承在吃水线之上,所述台板具有一个开口,其大小恰好能把下部结构局部地圈起来,所述台板还支承该近海平台,该近海平台横跨在所述开口之上;(d)利用锚固装置将所述船舶系留并保持在一个预定的位置,部分地围绕着下部结构,以便把近海平台定位在下部结构之上并与之对准;(e)利用在每个所述隔间中的镇重装置相对于吃水线沉下所述船舶,从而把近海平台转移到下部结构上,所述镇重装置包括空气加压和排放装置,该装置连接到每个所述隔间上,用于有选择的使所述隔间加压和排气,从而有选择地注入和排除所述隔间中的水;以及(f)通过一控制装置有选择地控制通过所述可密封的通路并进入所述隔间的水流。
10.如权利要求9所述方法,其中,还包含有在通路中安装通海吸水箱阀的步骤,所述通海吸水箱阀通常是关闭的而根据所述隔间增压情况打开上述阀。
11.如权利要求10所述方法,其中,还包含有把缓冲装置安置在上述的开口内的步骤,以便与下部结构啮接并把所述舶船与下部结构对准。
12.如权利要求11中所述方法,其中,还包含有在平台与下部结构间安装防振装置的步骤,以吸收平台转运到下部结构上时产生的振动。
13.如权利要求12所述方法,其中,还包含有通过固定在所述舶船上的铰盘装置将舶船铰盘到所述预定位置的步骤。
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