CN105026257A - 封闭的倾斜度改变系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于漂浮单元(10)的封闭的倾斜度改变系统(32)。所述倾斜度改变系统包括多个倾斜度改变组件(34,36,38,40)且每一个倾斜度改变组件(34,36,38,40)适合与每一个其它倾斜度改变组件(34,36,38,40)流体连通。每一个倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括箱组件(44)，所述箱组件包括第一箱(46)，所述箱组件(44)包括箱组件顶部(48)。此外，每一个倾斜度改变组件(34,36,38,40)还包括：泵组件(50)，其布置为将流体从所述箱组件(44)中泵送，和入口管道组件(52)，其适合于将所述流体从另一倾斜度改变组件(34,36,38,40)引导进入所述箱组件(44)，所述入口管道组件(52)具有位于所述箱组件顶部(48)之上的管道顶部(54)。

Description

封闭的倾斜度改变系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的封闭的倾斜度改变系统。另外，本发明涉及向漂浮单元施加倾斜度改变的方法。
背景技术
漂浮单元通常适合于在预定的吃水范围和预定的倾斜度范围之内的漂浮条件下漂浮。例如，漂浮单元可适合于在作业的漂浮条件下以预定的作业吃水且在平坦的龙骨处、即以大体上为零的倾斜度漂浮。
所述漂浮单元的倾斜度可由于多种原因改变。例如，如果在所述漂浮单元上放置负载，所述单元可被施于倾斜力矩，这转而将改变所述单元的倾斜度。另一个例子是，当所述单元的起重机为了提升和/或转移负载而作业时，常常发生倾斜度改变。此外，所述漂浮单元的吃水改变可导致所述漂浮单元的倾斜度的改变。
为了确保漂浮单元具有倾斜度在预定倾斜度范围内的漂浮条件，通常赋予所述漂浮单元一压载系统。为了这个目的，压载水可在所述漂浮单元的压载箱之间转移，以获得所期望的漂浮单元倾斜度。然而，压载系统通常适合于与所述漂浮单元的水环境直接流体连通。另外，所述压载系统通常旨在改变所述漂浮单元的吃水。照此，如果在倾斜度改变作业期间不适当地操作所述压载系统，那么这可导致所不期望的吃水和/或不理想地导致所述漂浮单元的大倾斜度。
为了降低可能与上述压载箱的使用相关的危险，GB2163115提出使用具有箱的倾斜度改变系统，所述箱可用于改变漂浮单元倾斜度。照此，T15系统允许水在重力作用下从一个箱流至另一个箱以影响漂浮单元的倾侧和/或纵倾。
尽管T15系统可适合于多种类型的漂浮单元，然而可期望获得如下的倾斜度改变系统，其中在倾斜度改变系统发生故障时减小获得不期望的倾斜度的危险。
发明内容
本发明的一个目的是提供倾斜度改变系统，其可改变漂浮单元的倾斜度，且所述倾斜度改变系统当向所述漂浮单元施加所不期望的倾斜度时还具有相当低的危险性。
这个目的通过根据权利要求1所述的封闭的倾斜度改变系统实现。
照此，本发明涉及用于漂浮单元的封闭的倾斜度改变系统，所述倾斜度改变系统包括多个倾斜度改变组件。每一个倾斜度改变组件适合于与每一个其它倾斜度改变组件流体连通。另外，每一个倾斜度改变组件包括箱组件，所述箱组件包括第一箱。所述箱组件包括箱组件顶部。
根据本发明，每一个所述倾斜度改变组件还包括：
-泵组件，其布置为从所述箱组件中泵送流体，和
-入口管道组件，其适合于将所述流体从另一倾斜度改变组件引导进入所述箱组件，所述入口管道组件具有位于所述箱组件顶部之上的管道顶部。
上文提出的封闭的倾斜度改变系统意味着，流体可在所述倾斜度改变组件的箱组件之间转移，以便向所述封闭的倾斜度改变系统所在的漂浮单元施加倾斜度改变。另外，由于每一个倾斜度改变组件包括泵组件和入口管道顶部位于箱组件顶部之上的事实，由于流体在重力作用下流动，相称地获得对所述漂浮单元施加所不期望的倾斜度的低危险。
为了这个目的，应注意所述入口管道顶部在所述箱组件顶部之上的定位意味着获得流体在重力作用下从箱组件经由与所述箱组件关联的入口管道组件的流动的危险是相称地低的。
如本文所用，所述表述“倾斜度改变系统”指的是适合于向漂浮单元施加倾斜度改变的系统，例如围绕所述单元的纵轴线和/或横轴线。优选地，所述倾斜度改变系统适合于在基本上不改变所述漂浮单元的吃水的情况下施加所述倾斜度改变。另外，所述倾斜度改变系统优选适合于围绕任意水平轴线、即围绕任意方位角向漂浮单元施加倾斜度改变。
另外，如本文所用，所述表述“封闭的倾斜度改变系统”指的是这样的倾斜度改变系统，其适合于向漂浮单元施加倾斜度改变而不需同样地将流体添加至所述倾斜度改变系统或从中移除流体。尤其，如本文所用，所述表述“封闭的倾斜度改变系统”指的是这样的系统，其适合于向漂浮单元施加倾斜度改变而不需将流体转移至所述倾斜度改变系统所在的漂浮单元的水环境和/或从中转移流体。
由于根据本发明的倾斜度改变系统可向漂浮单元施加倾斜度改变而不需添加流体至所述漂浮单元或从中移除流体的事实，根据本发明的倾斜度改变系统还可适合在所述漂浮单元的倾斜度检验期间使用。在倾斜度检验期间，流体可在所述倾斜度改变组件之间转移，以便获得多个具有不同倾斜度的漂浮条件。基于关于实际倾斜度的信息和考虑到在针对每个漂浮条件的每个倾斜度改变组件中的流体量的信息，能够确定所述漂浮单元的竖直重心的估值。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括第一通气管组件。所述第一通气管组件包括位于所述箱组件上部的空气入口。所述第一通气管组件包括适合于与所述封闭的倾斜度改变系统的周围环境流体连通的空气出口。所述空气出口位于所述箱组件顶部之上的位置，优选在所述管道顶部之上。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括第二通气管组件。所述第二通气管组件包括位于所述管道顶部处的第二空气入口。另外，所述第二通气管组件包括适合于与所述封闭的倾斜度改变系统的周围环境流体连通的第二空气出口。所述第二空气出口优选位于所述入口管道顶部之上。提供所述第二通气管可降低可发生在所述入口管道组件中的由于虹吸原理的抽吸的危险。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括位于所述箱入口管道组件内的入口截止阀，所述入口截止阀位于所述管道顶部和箱组件之间。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括具有高压侧和低压侧的泵组件，所述至少一个倾斜度改变组件还包括位于所述低压侧下游的止回阀。
由于至少一个所述倾斜度改变组件包括在其泵组件低压侧下游的止回阀的事实，在两个倾斜度改变组件的箱组件的出口处同时打开从而允许在所述箱组件的出口之间的流体连通时将获得相称地低危险。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括位于所述低压侧和箱组件之间的泵组件截止阀。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件包括适合于控制流体流至所述倾斜度改变组件和从中流出的控制阀。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件的箱组件包括第二箱，所述第二箱至少部分地位于所述第一箱之上。
可选地，每一个所述倾斜度改变组件的箱组件包括第二箱。所述第二箱至少部分地位于所述第一箱之上。
可选地，所述入口管道组件还适合于引导所述流体从另一倾斜度改变组件进入所述第二箱。
可选地，所述第一箱组件适合于提供在所述第二箱和第一箱之间的流体连通。
可选地，所述第一箱组件适合于用所述泵组件将流体从所述第一箱转移至第二箱。
可选地，所述封闭的倾斜度改变系统还包括适合于与每一个倾斜度改变组件流体连通的供给回路。
可选地，至少一个所述倾斜度改变组件的泵组件包括潜水泵。
本发明的第二方面涉及包括根据本发明的第一方面的封闭的倾斜度改变系统的漂浮单元。
可选地，所述漂浮单元除了所述封闭的倾斜度改变系统之外包括压载系统。
可选地，所述漂浮单元是半潜式单元。
可选地，所述半潜式单元包括四个最外支撑柱。所述封闭的倾斜度改变系统包括四个倾斜度改变组件。所述四个倾斜度改变组件的每一个与所述四个最外支撑柱的单一个关联，从而所述倾斜度改变组件的箱组件至少部分地位于所述支撑柱中和/或在其之下。
可选地，所述半潜式单元包括环浮箱。
可选地，当所述漂浮单元以作业吃水漂浮时，所述封闭的倾斜度改变系统的所有倾斜度改变组件的箱组件的总容积少于所述漂浮单元排水总容积的5％、优选少于2％。
所述封闭的倾斜度改变系统所有箱组件的总容积低于任一上述限制的事实意味着封闭的倾斜度改变系统失灵的可能后果是不会严重的。
本发明的第三方面涉及用封闭的倾斜度改变系统向漂浮单元施加倾斜度改变的方法。所述倾斜度改变系统包括多个倾斜度改变组件。每一个倾斜度改变组件适合于与每一个其它倾斜度改变组件流体连通。另外，每一个倾斜度改变组件包括：具有第一箱的箱组件，所述箱组件包括箱组件顶部。
每一个所述倾斜度改变组件还包括：布置为从所述箱组件中泵送所述流体的泵组件，和适合于将所述流体从另一倾斜度改变组件引导进入所述箱组件的入口管道组件，所述入口管道组件具有位于所述箱组件顶部之上的管道顶部。
另外，所述方法包括：
-提供从所述第一倾斜度改变组件的泵组件至第二倾斜度改变组件的箱组件的流体连通，和
-操作所述泵组件，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件。
可选地，每一个所述倾斜度改变组件的箱组件包括第二箱，所述第二箱至少部分地位于所述第一箱之上。所述方法包括：
-确定是否有可能仅通过流体在所述第一箱之间转移获得所述倾斜度改变；
-如果有可能，提供从所述第一倾斜度改变组件的泵组件至第二倾斜度改变组件的箱组件的第一箱的流体连通，和
-操作所述泵组件，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件的第一箱被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件的第一箱。
可选地，所述方法包括在流体在所述第一箱之间转移之前转移不需要的流体，以便获得对所述第二箱的倾斜度改变。不需要的流体被转移至第二箱的特征意味着，在所述第一箱中仅存在为了实现所期望的倾斜度改变实际所需的流体量。照此，如果所述封闭的倾斜度改变系统在倾斜度改变过程期间出故障，例如由于所述系统的不适当操作和/或由于所述系统的一个或多个受损部件，那么这样的出故障的后果可以是相对轻的。
可选地，所述方法包括：
-确定是否有可能仅通过流体在所述第二箱之间转移获得所述倾斜度改变；
-如果有可能，提供从所述第一倾斜度改变组件的泵组件至第二倾斜度改变组件的箱组件的第二箱的流体连通，和
-操作所述泵组件，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件的第二箱被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件的第二箱。
可选地，所述方法包括在流体在所述第二箱之间转移之前转移不需要的流体，以便获得对所述第一箱的倾斜度改变。
附图说明
接下来是参照附图引用为例的本发明的实施例的详细说明。
在附图中：
图1示出漂浮单元；
图2示意性示出封闭的倾斜度改变系统的实施例；
图3示意性示出封闭的倾斜度改变系统的另一实施例；
图4示意性示出用图3实施例的倾斜度改变顺序；
图5示意性示出用图3实施例的另一倾斜度改变顺序；
图6示意性示出封闭的倾斜度改变系统的又一实施例，和
图7示出图1漂浮单元的漂浮物的横截面顶视图。
应注意附图不必按比例画出且某些特征的尺寸可为了清楚目的而被扩大。
具体实施方式
上述方面的实施例将在下文呈现。然而应认识到，所述实施例被包括是为了解释本发明的原理而不是为了限制由所附权利要求书所限定的发明范围。
图1示出现有技术的海工结构10，图1中的海工结构是半潜式单元，其适合于在具有静水位SWL的水体11中漂浮。所述海工结构包括漂浮物12，其适合至少部分地位于水体11中，在图1中所示的海工结构的实施例中，漂浮物12适合位于前述静水位SWL之下。
在图1中所示的海工结构10的实施例中，漂浮物12属于所谓的环浮箱类型且因此由相互连接的四个浮箱14、16、18、20构成从而形成所述漂浮物12。然而，在所述海工结构10的其它实施例中，所述漂浮物12可具有与在图1中所示实施例不同的设计。如可从图1中获知的，所述海工结构10还包括上承结构22，所述上承结构22通常适合位于所述静水位SWL之上。
另外，图1中的海工结构10设置有四个支撑件、或支撑柱24、26、28、30，它们在所述漂浮物12和上承结构22之间延伸。
在下文中将呈现根据本发明的封闭的倾斜度改变系统的实施例。作为非限制性示例，本发明的封闭的倾斜度改变系统可优选适用于海工结构，例如在图1中所示的海工结构10。然而，也可设想本发明的封闭的倾斜度改变系统的实施例可适用于其它类型的漂浮单元。仅举例来说，所述封闭的倾斜度改变系统的实施例可适用于下述类型的漂浮单元中的至少一种：船、浮式生产储存卸货单元(FPSO)、张力腿平台(TLP)、杆状浮标、驳船和浮动船坞。
另外，应注意所述封闭的倾斜度改变系统的实施例可适用于半潜式单元，其具有不同于半潜式单元10的图1实施例的其它设计。仅举例来说，所述封闭的倾斜度改变系统的实施例可适用于半潜式单元，其具有成对浮箱(未示出)和/或从所述漂浮物延伸至上承板的、多于或少于四个支撑柱。作为非限制性示例，所述封闭的倾斜度改变系统的实施例可适用于具有六个支撑柱(未示出)的半潜式单元。
图2示出用于漂浮单元(在图2中未示出)的封闭的倾斜度改变系统的实施例。本发明的封闭的倾斜度改变系统32包括多个倾斜度改变组件且图2实施例包括四个倾斜度改变组件，即第一、第二、第三和第四倾斜度改变组件34、36、38和40。
应注意封闭的倾斜度改变系统32的其它实施例可包括少于或多于四个的倾斜度改变组件。作为非限制性示例，封闭的倾斜度改变系统的实施例(未示出)可仅包括三个倾斜度改变组件。作为另一非限制性示例，封闭的倾斜度改变系统的实施例(未示出)可包括五个或更多个倾斜度改变组件。
图2用第一倾斜度改变组件34作为示例示出倾斜度改变组件的优选特征。然而，应注意每一个其它倾斜度改变组件36、38、40可包括与所述第一倾斜度改变组件34相同的、或至少相似的特征。
图2示出每一个倾斜度改变组件34、36、38、40适合于与每一个其它倾斜度改变组件34、36、38、40流体连通。为了这个目的，图2封闭的倾斜度改变系统32包括适合于与每一个倾斜度改变组件34、36、38、40流体连通的供给回路42。
在所述封闭的倾斜度改变系统图2的实施例中，每一个倾斜度改变组件34、36、38、40包括箱组件44，所述箱组件包括第一箱46。所述箱组件44包括箱组件顶部48。所述顶部48位于所述箱组件44的最上的区域内。
另外，每一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40还包括布置为从所述箱组件44中泵送流体的泵组件50。进一步地，每一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40包括适合于从另一倾斜度改变组件中引导流体进入所述箱组件44的入口管道组件52。所述入口管道组件52具有位于所述箱组件顶部48之上的管道顶部54。
在所述封闭的倾斜度系统32中所用的流体可以是液体。仅举例来说，在所述封闭的倾斜度改变系统32中所用的流体可以是下述流体中的至少一种：淡水或油。淡水或油的使用可具有如下优点，即对所述封闭的倾斜度改变系统32的腐蚀相对低。作为另一选项，在所述封闭的倾斜度系统32中所用的流体可以是海水。如在下文将说到的，海水的使用可具有如下优点，即海水可由例如所述漂浮单元的压载系统提供。
根据本发明的封闭的倾斜度改变系统32可用于向所述系统32所在的漂浮单元施加倾斜度改变。照此，可操作所述封闭的倾斜度改变系统32，从而提供从所述第一倾斜度改变组件34的泵组件50至第二所述倾斜度改变组件36、38、40的箱组件的流体连通。
另外，可操作所述封闭的倾斜度改变系统32，以便流体从所述第一倾斜度改变组件34的箱组件44被泵送至所述倾斜度改变组件36、38、40之一的第二倾斜度改变组件的箱组件。
所述封闭的倾斜度系统32的上述操作可以可手动执行。照此，一个或多个操作员可决定在哪些倾斜度改变组件之间设置流体连通。另外，一个或多个操作员可操作所述倾斜度改变组件之一的箱组件，以便合适量的流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件。
作为另一选项，所述封闭的倾斜度改变系统32优选包括控制单元55，例如电子控制单元。仅举例来说，所述控制单元55可接收关于所期望的倾斜度改变的输入，所述倾斜度改变将被施于所述封闭的倾斜度改变系统32所在的漂浮单元。因此所述控制单元55可自动地决定在哪些倾斜度改变组件之间设置流体连通。
另外，尽管仅举例来说，但是所述控制单元55可适合于与所述封闭的倾斜度改变系统的其它部分连通。作为非限制性示例，所述控制单元55可适合于经由电子和/或液压信号与所述封闭倾斜度改变系统32的其它部分通讯。照此，所述控制单元55可适合于控制例如所述封闭倾斜度改变系统32的一个或多个阀组件，以便在两个倾斜度改变组件之间提供所期望的流体连通。
此外，尽管仅举例来说，所述控制单元55还可适合于控制至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40的至少一个泵组件50，从而流体可从一个倾斜度改变组件被泵送至一个或多个其它倾斜度改变组件。
所述封闭的倾斜度改变系统32的图2实施例，所述倾斜度改变组件34中的至少一个包括第一通气管组件56。所述第一通气管组件56包括位于所述箱组件44上部48的空气入口58。所述第一通气管组件56包括位于所述箱组件顶部48之上的位置处的空气出口60。所述空气出口60适合于与所述封闭的倾斜度改变系统32的周围环境流体连通。图2示出所述第一通气管组件56的优选实施例，其中所述空气出口60位于所述管道顶部54之上。
图2还示出，所述倾斜度改变组件34中的至少一个可包括第二通气管组件62，其提供在所述管道顶部54和周围环境之间的流体连通。为了这个目的，所述第二通气管组件62包括位于所述管道顶部54处的第二空气入口61。
另外，所述第二通气管组件62还包括第二空气出口63，其与所述封闭的倾斜度改变系统32的周围环境流体连通。所述第二空气出口63优选位于所述管道顶部54之上。
提供所述第二通气管62可降低可发生在所述入口管道组件52中的由于虹吸原理的抽吸的危险。所述入口管道组件52中的抽吸可在流体从所述管道顶部54流至箱组件44且在入口管道组件52中形成负压时发生。这样的负压可导致在所述入口管道组件52的、位于管道顶部54和供给回路42之间的部分中的流体可被朝向箱组件44推动。通过提供所述第二通气管组件62而减小在所述入口管道组件中获得这样负压的危险。
图2还示出，至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40可包括位于所述箱入口管道组件52中的入口截止阀64。另外，如可从图2中获知的，所述入口截止阀63可优选位于管道顶部54和箱组件44之间。
另外，图2示出，至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40包括具有低压侧66和高压侧68的泵组件50。另外，在图2实施例中，至少一个倾斜度改变组件34、36、38、40还包括位于所述高压侧68下游的止回阀70。
而且，图2示出，至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40可包括位于低压侧66和箱组件44之间的泵组件截止阀72。
另外，在所述封闭的倾斜度改变系统32的图2实施例中，至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40包括适合于控制流体流至倾斜度改变组件34和从中流出的控制阀74。
图2还示出，所述封闭的倾斜度改变系统32可被布置以便选择性地与压载系统75流体连通。在图2中所述选择性流体连通通过将压载系统连通管道77连接至供给回路42实现。所述压载系统连通管道77可例如包括阀组件79，其适合于控制经过所述压载系统连通管道77的任何流动。
仅举例来说，可操作所述阀组件79以便允许在所述封闭的倾斜度改变系统32和用于所述封闭的倾斜度改变系统32的、处于初始状态下的压载系统75之间的流体连通，例如在所述封闭的倾斜度改变系统32被第一次使用之前或被第一次使用时。然而，在所述封闭的倾斜度改变系统32照此操作期间，优选关闭所述阀组件79以便阻止在所述封闭的倾斜度改变系统32和压载系统75之间的流体连通。
所述封闭的倾斜度改变系统32，例如在图2中所示的封闭的倾斜度改变系统32的实施例，优选用在对漂浮单元施加倾斜度改变的方法中。
所述方法包括提供从所述第一倾斜度改变组件34的泵组件50至第二倾斜度改变组件36、38、40的箱组件的流体连通。通常，在哪些倾斜度改变组件34、36、38、40之间提供流体连通的选择可取决于所期望的待施于所述漂浮单元的倾斜度的方向和大小。仅举例来说，在哪些倾斜度改变组件34、36、38、40之间提供流体连通的选择可手动或自动地完成。
另外，所述方法包括操作所述泵组件，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件。仅举例来说，所述泵组件的操作可手动或自动地完成。
图3示出封闭的倾斜度改变系统的另一实施例。图3实施例包括与图2实施例的特征相同、或至少相似的特征，且这些特征在图3中具有与它们在图2中相同的附图标记。
如可从图3中获知的，本文所公开的封闭的倾斜度改变系统32的实施例包括至少一个倾斜度改变组件34、36、38、40，它们的箱组件44包括第二箱76。因此，在图3实施例中，至少一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40的箱组件44包括两个箱46、76。优选地，所述第二箱76至少部分地位于所述第一箱46之上。
另外，在图3实施例中，所述入口管道组件52还适合于引导所述流体从另一倾斜度改变组件进入所述第二箱76。为了这个目的，所述箱入口管道组件52优选包括第二管道部78，其适合于引导流体进入所述第二箱76。所述第二管道部78可优选包括第二入口截止阀80。
仅举例来说，所述第一箱46和第二箱76可相互永久流体连通。作为另一非限制性示例，所述第一箱46和第二箱76可被布置以便选择性地相互流体连通。为了这个目的，尽管仅为举例，所述第一倾斜度改变组件34可包括提供在第一和第二箱46、76之间的流体连通的管道(未示出)，且所述倾斜度改变组件34还可包括阀(未示出)，可通过所述阀控制在第一和第二箱46、76之间的流体连通。
替代上述在第一和第二箱之间的管道或除此之外，在所述第一箱46和第二箱76之间的流体连通可由所述入口管道组件52来提供。照此，如果所述第一入口截止阀64和第二入口截止阀80是打开的，那么可实现流体从所述第二箱76转移至第一箱46。为了这个目的，可优选所述第二管道部78被连接至所述第二箱76的最下部。
另外，在图3中所示的第一倾斜度改变组件34的实施例适合于利用所述泵组件50将流体从所述第一箱46转移至第二箱76。这样的流体转移可通过关闭所述阀64、74和84并且打开所述阀72和80来实现。此后，可操作所述泵组件50，以便将流体从所述第一箱46泵送至第二箱76。
在封闭的倾斜度改变系统32的图3实施例中，所述第一倾斜度改变组件34包括第二箱管道部82，其适合于提供在所述第二箱76和泵组件50的低压侧66之间的流体连通。另外，所述第一倾斜度改变组件34包括第二箱管道阀84，其适合于控制通过所述第二箱管道部82的流体连通。
包括至少两个倾斜度改变组件34、36、38、40的封闭的倾斜度改变系统32的实施例，其中这些倾斜度改变组件中的每一个依次包括第一和第二箱46、76，这样的实施例可优选被用在利用封闭的倾斜度改变系统对漂浮单元施加倾斜度改变的方法中，且这样的方法的实施例将在下文呈现。
仅举例来说，所述封闭的倾斜度改变系统32的起动组态可以是阻止在每一个倾斜度改变组件34、36、38、40内的第一和第二箱46、76之间的任何直接流体连通，所述倾斜度改变组件包括第一和第二箱。这样的起动组态的示例在图4A中示出。
如可从图4A中获知的，所述第一和第四倾斜度改变组件34、40的每一个的第二箱基本上完全充满，然而所述第二和第三倾斜度改变组件36、38的每一个的第二箱基本上是空的。一种例如在图4A中所示的第二箱的组态通常是优选的，，这是因为完全充满或完全空的箱由于所谓的自由液面效应对所述漂浮单元稳定性不起显著作用。
另外，所述第四倾斜度改变组件的每一个的第一箱基本上是半充满的。
所述方法包括如下步骤，即确定是否有可能仅通过流体在所述第一箱之间转移获得所期望的倾斜度改变。如果确定了事实上能够仅用所述第一箱对所述流体单元施加所期望的倾斜度改变，那么所述方法以如下方式进行，所述方式与在上文参照图2所述的方法的方式相似，即所述方法包括提供从第一倾斜度改变组件的泵组件至第二倾斜度改变组件的箱组件的第一箱的流体连通，且操作所述泵组件以便将流体从第一倾斜度改变组件的箱组件的第一箱泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件的第一箱。
作为替代方案，所述方法还可包括
-确定是否有可能仅通过流体在所述第二箱之间转移获得所述倾斜度改变，和
-如果有可能，提供从所述第一倾斜度改变组件34、36、38、40的泵组件至第二倾斜度改变组件34、36、38、40的箱组件的第二箱的流体连通；
-操作所述泵组件，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件的第二箱被泵送至第二倾斜度改变组件的箱组件的第二箱。
然而，如果确定了为了对所述漂浮单元施加所期望的倾斜度改变既需要用第一箱又需要用第二箱，那么所述方法优选包括提供在每一个第一箱46和其相应的第二箱76之间的流体连通。采用上述组态的状态示例在图4B中示出。
当已获得在每一个箱组件的第一和第二箱46、76之间的流体连通时，那么适当的(多个)流体连通被提供在所选择的倾斜度改变组件之间且流体在它们之间被泵送。可由这样的流体转移造成的流体分布的示例在图4D中示出。图4D流体分布可直接由图4B分布获得。可选地，所述方法可包括实现在图4D分布之前获得中性流体分布，例如在每一个所述倾斜度改变组件中基本上相同的流体量。这样的中性流体位置的示例在图4C中示出。
图5A至图5C示出向漂浮单元施加倾斜度改变的方法的另一实施例。如在图4实施例中，所述方法的图5实施例使用封闭的倾斜度系统，其包括倾斜度改变组件，其中每一个具有第一箱46和第二箱76。在每个倾斜度改变组件中，所述第二箱76位于第一箱46之上。
图5A示出向漂浮单元施加倾斜度改变的方法的实施例的起动状态。在图5A中所示的状态中，所述第一箱46包含一定量的流体且第二箱76包含一定量的流体。仅举例来说，每一个第二箱76的基本上三分之一和每一个第一箱46的大致三分之二可用流体填充。
为了能够获得所期望的倾斜度改变，在图5中所示方法的实施例还可包括，在第一箱46中所需的流体量是确定的。仅举例来说，所需的流体量可取决于所期望的倾斜度的大小和方向。图5实施例还可包括，为了获得所期望的倾斜度改变，在第一箱之间泵送流体之前，即为了获得所期望的倾斜度改变而转移流体之前，所不需的流体被转移至第二箱76。
图5B示出如下状态，其中已确定若每一个所述第一箱46的基本上三分之一用流体填充，那么可获得所期望的倾斜度改变。因此，剩余的流体，即为了获得所期望的倾斜度改变所不需的流体，被转移至第二箱76。因此，图5B示出如下状态，其中每一个所述第一箱46的基本上三分之一用流体填充，而每一个所述第二箱76的大致三分之二用流体填充。
此后为了获得所期望的倾斜度改变，可开始在所述第一箱46之间的流体转移。然而，在倾斜度改变方法的图5实施例中，在所述倾斜度改变过程期间，在所述第二箱76之间没有流体转移。图5C示出如下状态，其中流体已在所述倾斜度改变组件34、36、38、40的第一箱46之间被转移。
应注意，尽管所述方法的图5实施例采用在所述第一箱46之间的流体转移且将剩余流体储存在第二箱76中，为了向漂浮单元施加倾斜度改变，还设想所述方法的实施例可将剩余流体储存在第一箱46中且在第二箱76之间转移流体。
图6示出所述封闭的倾斜度改变系统32的另一实施例。在图6中，至少一个所述倾斜度改变组件的泵组件50包括潜水泵86。
在图6中所示的潜水泵86与第一倾斜度改变组件34关联。然而，在所述封闭的倾斜度改变系统32的其它实施例中，每一个倾斜度改变组件34、36、38、40可包括潜水泵。
在图6中所示的第一倾斜度改变组件34的实施例中，所述潜水泵86位于所述第一倾斜度改变组件34的第一箱46中。
然而，在所述封闭的倾斜度改变系统32的其它实施例中，倾斜度改变组件可包括潜水泵，其位于倾斜度改变组件的箱或多个箱之外的管道(未示出)中。
如在上文已宣布的，封闭的倾斜度改变系统32可优选被用在半潜式单元中。图7示出图1半潜式单元10的漂浮物12的顶视图。图7单元10的漂浮物12属于所谓的环浮箱类型，其中四个浮箱14、16、18、20相互连接以便形成闭合的矩形。
另外，在图7中所示的半潜式单元10包括四个最外支撑柱24、26、28、30(未在图7中示出，而见图1)。
在所述封闭的倾斜度改变系统32的实施例中，所述系统32包括四个倾斜度改变组件34、36、38、40，所述四个倾斜度改变组件34、36、38、40的每一个与所述四个最外支撑柱的单独一个关联，从而所述倾斜度改变组件的箱组件至少部分地位于所述支撑柱中和/或在其之下。在图7中，每一个所述倾斜度改变组件34、36、38、40位于所述矩形漂浮物12的外角处。
通常，关于所述封闭的倾斜度改变系统32的容积，当所述漂浮单元10以作业吃水漂浮时，所述封闭的倾斜度改变系统32的所有倾斜度改变组件34、36、38、40的箱组件的总容积可被所述漂浮单元10取代而少于所述总容积的5％、优选少于2％。
最后，应意识到，与本发明的任何公开形式或实施例结合所示出的和/或所述的结构和/或元件和/或方法步骤可作为设计选择的普通内容被并入任何其它所公开的或所述的或所建议的形式或实施例。例如，尽管在上文呈现的说明中，半潜式单元已被用作漂浮单元的示例，然而封闭的倾斜度改变系统也可被用在其它类型的漂浮单元中，例如FPSO、驳船、张力腿平台、杆状浮标、船等等。因此旨在仅如所附的权利要求书所指的范围被限制。

Claims (25)

1.用于漂浮单元(10)的封闭的倾斜度改变系统(32)，所述倾斜度改变系统包括多个倾斜度改变组件(34,36,38,40)，每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)适合与其它倾斜度改变组件(34,36,38,40)的每一个流体连通，每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括：
-包括第一箱(46)的箱组件(44)，所述箱组件(44)包括箱组件顶部(48)；
其特征在于，每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)还包括：
-泵组件(50)，其布置为从所述箱组件(44)中泵送所述流体，和
-入口管道组件(52)，其适合于将所述流体从另一倾斜度改变组件(34,36,38,40)引导进入所述箱组件(44)，所述入口管道组件(52)具有位于所述箱组件顶部(48)之上的管道顶部(54)。
2.根据权利要求1所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括第一通气管组件(56)，所述第一通气管组件(56)包括位于所述箱组件(44)上部的空气入口，所述第一通气管组件(56)包括适合于与所述封闭的倾斜度改变系统(32)的周围环境流体连通的空气出口(60)，所述空气出口(60)位于在所述箱组件顶部(48)之上的位置处，优选在所述管道顶部(54)之上。
3.根据权利要求1或2所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括第二通气管组件(62)，所述第二通气管组件(62)包括位于所述管道顶部(54)处的第二空气入口(61)，所述第二通气管组件(62)还包括适合于与所述封闭的倾斜度改变系统(32)的周围环境流体连通的第二空气出口(63)，所述第二空气出口(63)优选位于所述管道顶部(54)之上。
4.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括位于所述箱入口管道组件(52)内的入口截止阀(64)，所述入口截止阀(64)位于所述管道顶部(54)和所述箱组件(44)之间。
5.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括具有低压侧(66)和高压侧(68)的泵组件(50)，所述至少一个倾斜度改变组件(34,36,38,40)还包括位于所述高压侧(68)下游的止回阀(70)。
6.根据权利要求5所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括位于所述低压侧(66)和所述箱组件(44)之间的泵组件截止阀(72)。
7.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括适合于控制流体流至所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)和从中流出的控制阀(74)。
8.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)的至少第一箱组件(34)的所述箱组件(44)包括第二箱(76)，所述第二箱(76)至少部分地位于所述第一箱(46)之上。
9.根据权利要求1至7之一所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)的所述箱组件(44)包括第二箱(76)，所述第二箱(76)至少部分地位于所述第一箱(46)之上。
10.根据权利要求8或9所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中所述入口管道组件(52)还适合于引导所述流体从另一倾斜度改变组件进入所述第二箱(76)。
11.根据权利要求8至10之一所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中所述第一箱组件(34)适合于提供在所述第二箱(76)和所述第一箱(46)之间的流体连通。
12.根据权利要求8至11之一所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中所述第一箱组件(34)适合于用所述泵组件(50)将流体从所述第一箱(46)转移至所述第二箱(76)。
13.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中所述封闭的倾斜度改变系统(32)还包括适合于与每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)流体连通的供给回路(42)。
14.根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)，其中至少一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)的泵组件(50)包括潜水泵(86)。
15.漂浮单元(10)，其包括根据任一前述权利要求所述的封闭的倾斜度改变系统(32)。
16.根据权利要求15所述的漂浮单元(10)，其中所述漂浮单元(10)除了所述封闭的倾斜度改变系统(32)之外还包括压载系统(75)。
17.根据权利要求15或16所述的漂浮单元(10)，其中漂浮单元(10)是半潜式单元。
18.根据权利要求17所述的漂浮单元(10)，其中所述半潜式单元包括四个最外支撑柱(24,26,28,30)，所述封闭的倾斜度改变系统(32)包括四个倾斜度改变组件(34,36,38,40)，每一个所述四个倾斜度改变组件(34,36,38,40)与所述四个最外支撑柱(24,26,28,30)的单独一个关联，从而所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)至少部分地位于所述支撑柱(24,26,28,30)中和/或在其之下。
19.根据权利要求15至18之一所述的漂浮单元(10)，其中所述半潜式单元包括环浮箱(12)。
20.根据权利要求15至19之一所述的漂浮单元(10)，其中当所述漂浮单元(10)以作业吃水漂浮时，所述封闭的倾斜度改变系统(32)的所有倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件的总容积少于所述漂浮单元(10)总排水容积的5％、优选少于2％。
21.使用封闭的倾斜度改变系统(32)对漂浮单元(10)施加倾斜度改变的方法，所述倾斜度改变系统包括多个倾斜度改变组件(34,36,38,40)，每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)适合与每一个其它倾斜度改变组件(34,36,38,40)流体连通，每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)包括：具有第一箱的箱组件(44)，所述箱组件(44)包括箱组件顶部(48)；
其中每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)还包括：布置为从所述箱组件(44)中泵送所述流体的泵组件(50)，和适合于将所述流体从另一倾斜度改变组件引导进入所述箱组件(44)的入口管道组件(52)，所述入口管道组件(52)具有位于所述箱组件顶部(48)之上的管道顶部(54)，所述方法包括：
-提供从所述第一倾斜度改变组件(34,36,38,40)的泵组件(50)至所述第二倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)的流体连通；
-操作所述泵组件(50)，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的箱组件(44)被泵送至所述第二倾斜度改变组件的箱组件(44)。
22.根据权利要求21所述的方法，其中每一个所述倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)包括第二箱(76)，所述第二箱(76)至少部分地位于所述第一箱(46)之上，所述方法包括：
确定是否能够仅通过在所述第一箱(46)之间转移流体获得所述倾斜度改变，和
如果有可能，提供从所述第一倾斜度改变组件(34,36,38,40)的泵组件(50)至所述第二倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)的第一箱(46)的流体连通；
操作所述泵组件(50)，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的所述箱组件(44)的第一箱被泵送至所述第二倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)的所述第一箱(46)。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述方法包括：
-在流体于所述第一箱(46)之间转移之前，把为获得所述倾斜度改变所不需的流体转移至所述第二箱(76)。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述方法包括：
确定是否能够仅通过在所述第二箱(76)之间转移流体获得所述倾斜度改变，和
-如果有可能，提供从所述第一倾斜度改变组件(34,36,38,40)的所述泵组件(50)至所述第二倾斜度改变组件(34,36,38,40)的箱组件(44)的所述第二箱的流体连通；
-操作所述泵组件(50)，以便流体从所述第一倾斜度改变组件的所述箱组件(44)的第二箱被泵送至所述第二倾斜度改变组件的箱组件(44)的所述第二箱。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述方法包括：
-在流体于所述第二箱(76)之间转移之前，把为获得所述倾斜度改变所不需的流体转移至所述第一箱(46)。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151104