CN106379492B - 海洋工程装备海上定位锚泊系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种海洋工程装备海上定位锚泊系统，包括：主绞车、双联导链轮、辅助绞车、移动导链轮和若干个出链口；其中，需定位的海洋工程装备甲板前端和后端两侧沿着船舷延伸方向均布出链口，移动导链轮通过水平移动机构实现与需定位的装备间的相对滑动；整套锚泊定位系统根据被锚泊的海工装备结构特点布置不少于两台主绞车，布置于海洋工程装备甲板前部与后部；辅助绞车数量与水平移动机构的数量相同，辅助绞车设置于水平移动机构临近位置，且通过导向滑轮实现钢丝绳导向，主绞车出绳方向上设置双联导链轮，能够将两侧过来的钢丝绳汇聚导向至主绞车上；本发明辅助绞车负责牵引出主绞车钢丝绳至出链口位置，最终通过主绞车实现最终汇聚拉紧。

Description

海洋工程装备海上定位锚泊系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及海上工程装备的锚泊定位系统，特别涉及在浮式海工装备锚泊定位的过程中，利用锚泊系统将需固定的海工装备的多条锚链逐一收紧，使锚链达到规定预紧力，从而固定浮式海工装备的位置，使之不因海浪作用而产生超出使用要求位移的海洋工程装备海上定位锚泊系统及其使用方法。

背景技术

随着人类能源开采走向海洋，越来越多的半潜式海上平台、浮式油气生产船、浮式储油生产平台等海工装备投入使用。上述设备在工作的时候需要使用锚绞系统或动力定位使之定位于工作区域。

动力定位装置需要在平台，生产船等装备作业时不间断工作，需要耗费大量的燃油，成本很高。锚绞系统通过多条锚链，连接固定在海底的锚，锚绞系统收紧锚链，使锚链达到规定预紧力，从而固定平台，生产船等海工装备。目前锚绞系统多采用链轮卷绕锚链，一套驱动机构驱动一根锚链或通过复杂的传动换向机构驱动两至三条锚链。结构复杂，成本高，维护保养复杂。特别是对于对定位精度与操作效率要求不高的半永久锚定上述锚绞系统成本高昂，结构复杂的缺点更为明显。

发明内容

本发明针对以往海洋平台锚泊定位系统结构复杂，成本高昂的问题问题，提出一种通过绞车用钢丝绳提拉锚链，钢丝绳在不同的锚链间可以切换，整套系统条锚链仅需两台绞车就可收紧的海洋工程装备海上定位锚泊系统及其使用方法。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

海洋工程装备海上定位锚泊系统，包括：主绞车、双联导链轮、辅助绞车、移动导链轮和若干个出链口；

其中，海洋工程装备上端面前端部分和后端部分两侧沿着海洋工程装备上延伸方向均布出链口，且每一个出链口预设有一段锚链，每一个出链口上均设置有用于锁住锚的止链卡块；

主绞车两台以上，分布于海洋工程装备上端面前端部分和后端部分；

移动导链轮不少于4个，在需锚定的前后部分别布置不少于两个；每一个移动导链轮均固定于一个水平移动机构上，需锚定的工程装备甲板面上设置滑道，滑道的延伸方向与出链口分布延伸方向相同；水平移动机构通过滑道实现在甲板面上平移；移动与固定导链轮均布置于出链口的内侧；

辅助绞车数量与水平移动机构的数量相同，辅助绞车固定于海洋工程装备上端面上临近水平移动机构位置，辅助绞车临近位置设置有用于将辅助绞车的钢绳导向至移动导链轮上的导向滑轮；

双联导链轮固定于海洋工程装备上端面主绞车出绳方向上，即能够将两侧过来的钢丝绳汇聚导向至主绞车上；

其中，每一组双联导链轮与对应两侧的移动导链轮之间设置有用于实现移动导链轮运动过程中辅助导向将钢丝绳避开海洋工程装备甲板面上固定设备的单联导向链轮；

进一步的，滑道包括：固定于海洋工程装备上端面的滑动轨道和与滑动轨道平行设置的步进轨道；

水平移动机构包括：插销液压缸、步进液压缸、导链轮和导链轮底座；

插销液压缸固定于液压缸底座上，且液压缸底座与步进轨道为滑动装配；

导链轮转动装配于导链轮底座上，导链轮底座与滑动轨道为滑动装配；

步进液压缸一端与液压缸底座铰接另一端与导链轮底座铰接；

步进轨道上加工有用于插销液压缸的插销嵌入限位的销孔；导链轮底座上设置有用于与滑动轨道实现限制导链轮底座位移的锁定装置；导链轮底座上端设置有吊臂；

此结构的操作原理为：移动导向轮移动时，插销液压缸将插销插入步进轨道上的销孔中，步进液压缸动作，推动导向轮底座向前滑动，一个行程之后，插销液压缸将销轴拔出，步进液压缸缩回，将插销液压缸所在的液压缸底座拉到步进轨道的下一个指定销孔位置，插销液压缸再次动作，将插销插入销孔，如此往复，形成移动导向轮的移动。移动到指定位置后，锁定装置锁定导链轮底座，移动导链轮开始工作。

进一步的，每一个出链口均由锚链滑道承力结构和用于锚链导向的导链槽；锚链滑道承力结构为带有贯穿导向腔室的框架结构或者实体结构，导链槽安装于锚链滑道承力结构的导向腔室内；止链卡块装配于导链槽出口位置外部，且止链卡块前端锚链入口设置有用于锚链初步导向的止链器导链装置；其中，止链卡块为液压缸驱动开启闭合的卡块结构；

此结构，当止链器卡块打开的时候锚链可以通过止链器，经固定在锚链滑道承力结构上的导链槽导向后入海，止链卡块在液压缸的作用下打开或闭合，控制锚链的锁止与下放，锚链在锁止后，由于海浪造成的船体摇摆造成锚链击打船体的载荷由滑道承力机构承担。

海洋工程装备海上定位锚泊系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，锚泊系统所需至少12个定位锚与锚链连接后预先放置于海底，锚链上连接具有定位功能的浮标，且要求预先放置于海底的锚链长度要大于此锚链预紧后的长度；

步骤二，需锚定的浮式生产系统或海洋平台到达预定锚位后，先放下临时锚进行临时定位，临时定位完成后，将移动导链轮移动至需要第一个连接的出链口处定位；将辅助绞车的钢丝绳依次绕经导向滑轮、移动导链轮和双联导向链轮最终连接主绞车钢丝绳，其中，根据此钢丝绳的路径决定是否绕经单联导向链轮；

然后主绞车放出钢丝绳，同时辅助绞车启动，将主绞车钢丝绳拉到第一个连接的出链口处，将主绞车钢丝绳与此出链口预设的锚链连接，辅助绞车放出的钢丝绳拆除；此预设锚链的另一端通过缆绳与工作船绞车连接，工作船通过绞车将此预设锚链及锚链后部连接的钢丝绳拖至工作船甲板上，工作船拖带预设锚链及钢丝绳向预先放置于海底的锚链尾端浮标处航行，同时主绞车放绳，工作船到达预定位置后捞起预先放置于海底的锚链的锚链接头，在工作船上将预设锚链与预先放置于海底的锚链连接，主绞车启动，收紧锚链，第一次收紧只需要将锚链拉过出链口，当出链口上的止链卡块能够锁住锚链后，可以将钢丝绳头从预设锚链处卸下；

下一个出链口收链过程与上一个出链口类似，将移动导链轮移动至下一个出链口处，然后重复上述牵引步骤即可；

当所有预定锚位的锚链均连接完成，牵引至对应出链口并使用止链器锁紧后，将每一个出链口的锚链通过钢丝绳与主绞车连接；

步骤三，开始收紧锚链，被锚固的浮式生产系统或海洋平台的锚链需要同时收紧，锚链预紧顺序要根据洋流方向进行调整，先预紧迎流方向的锚链，收链过程中要监测每根锚链上的预紧力，锚链分三个循环完全预紧完毕，第一循环预紧至额定预紧力的30％，第二阶段预紧至额定预紧力的60％，第三阶段预紧至额定预紧力。

采用上述技术方案的本发明优势在于：

1、主绞车通过钢丝绳与锚链连接，通过主绞车收放锚链，锚链与钢丝绳通过移动导链轮、双联导向链轮和单联导向链轮的配合导向，避开船上设施，整套系统结构简单、实用；

2、整套锚绞系统在载船船艏与船艉各设置一台主绞车，全套系统锚链仅由两套主绞车完成收放，每套主绞车预紧优选六条锚链，锚链驱动设备少，成本低廉，维护简单；

3、部分导链轮采用可移动式，可以根据预紧的锚链位置调整位置，减少系统占用甲板空间及降低结构重量；

4、锚泊系统采用全液压驱动，系统可靠性高；

5、止链器与导链口集成为一个整体，锚链被止链器锁止以后，沿导链口倾斜入海，船舷处无水下导链装置，整套系统更为简单紧凑。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共8幅附图,其中：

图1为本发明应用于船尾的俯视图结构示意图。

图2为本发明应用于船体上整体结构俯视结构示意图。

图3为本发明应用于船体上左视结构示意图。

图4为本发明的导链轮链槽截面图。

图5为本发明的移动导链轮侧视结构示意图。

图6为本发明的移动导链轮俯视结构示意图。

图7为本发明出链口的止链器俯视结构示意图。

图8为本发明出链口的止链器侧视结构示意图。

图中：1、主绞车，2、移动导链轮，3、单联导向链轮，4、出链口，5、双联导链轮，6、辅助绞车，7、导向滑轮，8、插销液压缸，9、步进液压缸，10、吊臂，11、导链轮，12、导链轮底座，13、滑动轨道，14、步进轨道，15、锁定装置，16、锚链滑道承力结构，17、止链器卡块，18、止链器导链装置，19、导链槽。

具体实施方式

如图1至图8所示的海洋工程装备海上定位锚泊系统，包括：主绞车1、双联导链轮5、辅助绞车6、移动导链轮2和若干个出链口4；

其中，海洋工程装备上端面前端部分和后端部分两侧沿着海洋工程装备上延伸方向均布出链口4，且每一个出链口4预设有一段锚链，每一个出链口4上均设置有用于锁住锚的止链卡块17；

主绞车1不少于2台，分布于海洋工程装备上端面前端部分和后端部分；

所述移动导链轮不少于4个，在需锚定的前后部分别布置不少于两个；每一个移动导链轮均固定于一个水平移动机构上，需锚定的工程装备甲板面上设置滑道，滑道的延伸方向与出链口分布延伸方向相同；水平移动机构通过滑道实现在甲板面上平移；移动与固定导链轮均布置于出链口的内侧；

辅助绞车6数量与水平移动机构的数量相同，辅助绞车6固定于海洋工程装备上端面上临近水平移动机构位置，辅助绞车6临近位置设置有用于将辅助绞车6的钢绳导向至移动导链轮2上的导向滑轮7；

双联导链轮5固定于海洋工程装备上端面主绞车1出绳方向上，即能够将两侧过来的钢丝绳汇聚导向至主绞车1上；

其中，每一组双联导链轮5与对应两侧的移动导链轮2之间设置有用于实现移动导链轮2运动过程中辅助导向将钢丝绳避开海洋工程装备上端面固定器械的单联导向链轮3；

进一步的，滑道包括：固定于海洋工程装备上端面的滑动轨道13和与滑动轨道13平行设置的步进轨道14；

水平移动机构包括：插销液压缸8、步进液压缸9、导链轮11和导链轮底座12；

插销液压缸8固定于液压缸底座上，且液压缸底座与步进轨道14为滑动装配；

导链轮11转动装配于导链轮底座12上，导链轮底座12与滑动轨道13为滑动装配；

步进液压缸9一端与液压缸底座铰接另一端与导链轮底座12铰接；

步进轨道14上加工有用于插销液压缸8的插销嵌入限位的销孔；导链轮底座12上设置有用于与滑动轨道13实现制动的锁定装置15；导链轮底座12上端设置有吊臂10；

此结构的操作原理为：移动导向轮2移动时，插销液压缸8将插销插入步进轨道14上的销孔中，步进液压缸9动作，推动导向轮底座12向前滑动，一个行程之后，插销液压缸8将销轴拔出，步进液压缸9缩回，将插销液压缸8所在的液压缸底座拉到步进轨道14的下一个指定销孔位置，插销液压缸8再次动作，将插销插入销孔，如此往复，形成移动导向轮2的移动。移动到指定位置后，锁定装置15锁定导链轮底座12，移动导链轮2开始工作。

进一步的，每一个出链口4均由锚链滑道承力结构16和用于锚链导向的导链槽19；锚链滑道承力结构16为带有贯穿导向腔室的框架结构或者实体结构，导链槽19安装于锚链滑道承力结构16的导向腔室内；止链卡块17装配于导链槽19出口位置外部，且止链卡块17前端出口设置有用于锚链初步导向的止链器导链装置18；其中，止链卡块17为液压缸驱动开启闭合的卡块结构；

此结构，当止链器卡块17打开的时候锚链可以通过止链器，经固定在锚链滑道承力结构16上的导链槽19导向后入海，止链卡块17在液压缸的作用下打开或闭合，控制锚链的锁止与下放，锚链在锁止后，由于海浪造成的船体摇摆造成锚链击打船体的载荷由滑道承力机构16承担。

海洋工程装备海上定位锚泊系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，锚泊系统所需至少12个定位锚(如用在船体上优选为12个)与锚链连接后预先放置于海底，锚链上连接具有定位功能的浮标，且要求预先放置于海底的锚链长度要大于此锚链预紧后的长度；

步骤二，需锚定的浮式生产系统或海洋平台到达预定锚位后，先放下临时锚进行临时定位，临时定位完成后，将移动导链轮2移动至需要第一个连接的出链口4处定位；将辅助绞车6的钢丝绳依次绕经导向滑轮7、移动导链轮2和双联导向链轮5最终连接主绞车1钢丝绳，其中，根据此钢丝绳的路径决定是否绕经单联导向链轮3；

然后主绞车1放出钢丝绳，同时辅助绞车6启动，将主绞车1钢丝绳拉到第一个连接的出链口4处，将主绞车1钢丝绳与此出链口4预设的锚链连接，辅助绞车6放出的钢丝绳拆除；此预设锚链的另一端通过缆绳与工作船绞车连接，工作船通过绞车将此预设锚链及锚链后部连接的钢丝绳拖至工作船甲板上，工作船拖带预设锚链及钢丝绳向预先放置于海底的锚链尾端浮标处航行，同时主绞车1放绳，工作船到达预定位置后捞起预先放置于海底的锚链的锚链接头，在工作船上将预设锚链与预先放置于海底的锚链连接，主绞车1启动，收紧锚链，第一次收紧只需要将锚链拉过出链口4，当出链口4上的止链卡块17能够锁住锚链后，可以将钢丝绳头从预设锚链处卸下；

下一个出链口4的装配形式只需要将移动导链轮2移动至下一个出链口4处，然后重复上述牵引步骤即可；

如图2所示，此系统应用在船体上，则12个出链口4的连接顺序为A1-A2-A3-A4-B1-B2-B3-B4-C1-C2-C3-C4的顺时针依次连接；

当所有预定锚位的锚链均连接完成，牵引至对应出链口4并锁紧后，将每一个出链口4的锚链通过钢丝绳与主绞车1连接；

步骤三，开始收紧锚链，被锚固的浮式生产系统或海洋平台的锚链需要同时收紧，锚链预紧顺序要根据洋流方向进行调整，先预紧迎流方向的锚链，收链过程中要监测每根锚链上的预紧力，锚链分三个循环完全预紧完毕，第一循环预紧至额定预紧力的30％，第二阶段预紧至额定预紧力的60％，第三阶段预紧至额定预紧力。

其中，多余锚链的处理方法：在收链的过程中，锚链不能卷绕至绞车上。如果在锚链达到额定预紧力前锚链末端已经超过双联导向轮5，将要卷绕至主绞车卷筒上时，需停止收链，需从止链器导向装置18后三或四个连环截断锚链。截断锚链后，主绞车1钢丝绳重新连接锚链，继续提拉锚链。在锚链达到预紧力之前，如果锚链再次越过双联导链轮5，则再次停车，从同一位置截断锚链，再连接主绞车1钢丝绳进行收链，直至锚链预紧为止。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.海洋工程装备海上定位锚泊系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，锚泊系统所需至少12个定位锚与锚链连接后预先放置于海底，锚链上连接具有定位功能的浮标，且要求预先放置于海底的锚链长度要大于此锚链预紧后的长度；

步骤二，需锚定的浮式生产系统或海洋平台到达预定锚位后，先放下临时锚进行临时定位，临时定位完成后，将移动导链轮(2)移动至需要第一个连接的出链口(4)处定位；将辅助绞车(6)的钢丝绳依次绕经导向滑轮(7)、移动导链轮(2)和双联导向链轮(5)最终连接主绞车(1)钢丝绳，其中，根据此钢丝绳的路径决定是否绕经单联导向链轮(3)；

然后主绞车(1)放出钢丝绳，同时辅助绞车(6)启动，将主绞车(1)钢丝绳拉到第一个连接的出链口(4)处，将主绞车(1)钢丝绳与此出链口(4)预设的锚链连接，辅助绞车(6)放出的钢丝绳拆除；此预设锚链的另一端通过缆绳与工作船绞车连接，工作船通过绞车将此预设锚链及锚链后部连接的钢丝绳拖至工作船甲板上，工作船拖带预设锚链及钢丝绳向预先放置于海底的锚链尾端浮标处航行，同时主绞车(1)放绳，工作船到达预定位置后捞起预先放置于海底的锚链的锚链接头，在工作船上将预设锚链与预先放置于海底的锚链连接，主绞车(1)启动，收紧锚链，第一次收紧只需要将锚链拉过出链口(4)，当出链口(4)上的止链卡块(17)能够锁住锚链后，可以将钢丝绳头从预设锚链处卸下；

下一个出链口(4)的收链过程与上一个出链口类似，只需要将移动导链轮(2)移动至下一个出链口(4)处，然后重复步骤二即可；

当所有预定锚位的锚链均连接完成，牵引至对应出链口(4)并锁紧后，将每一个出链口(4)的锚链通过钢丝绳与主绞车(1)连接；

步骤三，开始收紧锚链，被锚固的浮式生产系统或海洋平台的锚链需要同时收紧，锚链预紧顺序要根据洋流方向进行调整，先预紧迎流方向的锚链，收链过程中要监测每根锚链上的预紧力，锚链分三个循环完全预紧完毕，第一循环预紧至额定预紧力的30％，第二循环预紧至额定预紧力的60％，第三循环预紧至额定预紧力。