CN107107997B - 负载处理系统及相关的安装船和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于将负载(3)从水面(4)浸没至位于所连接的安装船(1)下方的位置的负载处理系统(2)，负载处理系统(2)包括用于支撑待被浸没的负载(3)的可浸没负载支撑体(6)，可浸没负载支撑体(6)包括压载系统(7)，其中，负载处理系统(2)进一步包括可控单摆系统(8、9)，可控单摆系统包括第一刚性单摆设备(8)和第二刚性单摆设备(9)，负载处理系统(2)进一步配置成使得负载支撑体(6)的外围表面(6a、6b、6c)的初始方位相对于水面(4)至少在单摆运动过程中保持恒定或接近恒定。

Description

负载处理系统及相关的安装船和方法

技术领域

本发明涉及一种负载处理系统、用于将负载浸没至海底的安装船及其安装方法。

背景技术

最近几年，对能从安装船安装大型海底构造的需求日益增加，例如参见http://fuelfix.com/blog/2014/05/06/statoil-pursuing-huge-subsea-factories/,http://www.statoil.com/no/technologyinnovation/fielddevelopment/aboutsubsea/Pages/GullfaksVaatgasskompresjon.aspx和http://www.offshoreenergytoday.com/douglas-westwood-117b-to-be-spent-on-subsea-systems-by-2018/。

因为这些解决方案通常降低对综合重量平衡的要求，所以对于从安装船浸没重型构造，通常使用安装船的工作井(即，月池)。SigveMarine Technology,June 2014(http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:742177/FULLTEXT01.pdf)的文章《Lowering and lifting operations through moonpools:Hydrodynamicinvestigations》(《通过月池的下降和提升操作：水动力调查》)中描述了通过中央井浸没负载的实施例。此外，用于使用船的工作井的重要标准在于可用的起重装备具有实现浸没操作所需的起重能力。

然而，该解决方案要求中央井的截面大于具体构造的截面并且由此需要更大的船。

作为通过船的中央井浸没负载的替代方式，专利公开WO 2010/109243中公开了一种解决方案，其中，待被浸没的负载布置在适当的驳船上，并且其中，通过使用供应船(tender vessel)将驳船在安装船水平下方引导至安装船下方的位置。然后，通过使用专用起重机从驳船提升负载并且通过所述供应船引导驳船离开。因此，负载悬挂在安装船下方并且准备浸没至海底。因为要求使用具有大尺度的至少两个侧柱的驳船并且使用既用于将带有负载的驳船引导至安装区又将负载定位至船下方的供应船，所以该已知解决方案被视为非常昂贵。此外，驳船的定位易于遭受诸如海底海流等环境动力的影响。关于浸没负载的其他替代方案，可以提及到专利公开US 3987638。该专利描述了一种使用浮力元件和浮力线将负载从水线浸没至位于安装船的下方的系统。在操作过程中，该系统也易于遭受环境动力的影响。此外，由于线的明显移动性，不是很容易预测到负载的定位。

因此，本发明的目标是制造一种负载处理系统，该负载处理系统在将大型和/或重型负载浸没至海底的过程中(甚至在诸如大风大浪或强烈海流等恶劣天气条件下)显示了高度的稳定性，同时避免对商购装备进行昂贵的改造或/或添加。本发明的另一目的是开发这样一种系统，即，当工作井的最小地面区对于允许待被浸没的相关构造/负载太小时，也能够通过船的工作井处理大型和/或重型的负载。

发明内容

通过本发明的负载处理系统、使用创造性的负载处理系统的安装船以及相关的方法实现上述所述目标。

具体地，本发明涉及一种适合用于将负载从水面浸没至位于连接安装船下方的位置的负载处理系统。负载处理系统包括用于支撑被浸没的负载的可浸没负载支撑体，可浸没负载支撑体包括压载系统。

本发明的进一步的特征是处理系统包括含第一刚性单摆设备和第二刚性单摆设备的可控单摆系统，其中，第二单摆设备被定向成与第一单摆设备平行。第一刚性单摆设备包括在第一支点处枢转地连接至可浸没负载支撑体的第一端和在第一枢轴节处连接至安装船的第二端。进一步地，第二刚性单摆设备包括在第二支点处枢转地连接至可浸没负载支撑体的第一端和在第二枢轴节处连接至安装船的第二端。应注意，在本公开中，刚性指单摆设备并不包括介于单摆设备的端点之间的一个或多个移动接合部。因为第一刚性单摆设备的第一端与第二刚性单摆设备的第一端在与单摆设备平行的方向上通过负载支撑体围绕中央竖直平面对称或几乎对称地设置，所以当负载处理系统枢转地连接至船时，单摆系统的尺寸和连接位置允许负载支撑体在位于安装船的水面的第一位置与位于安装船下方的第二位置之间进行可控单摆运动。负载处理系统进一步配置成使得负载支撑体的外围表面和/或船的甲板表面相对于水面的初始方位至少在所述单摆运动过程中保持恒定或接近恒定。

在有利实施方式中，第二位置位于穿过安装船的重心的竖直轴线或邻近该竖直轴线。

在另一有利实施方式中，在工作井的中轴线上或接近工作井的中轴线，第二位置位于安装船的工作井下方。

在另一有利实施方式中，负载支撑体包括适合用于支撑负载的驳船。

在另一有利实施方式中，每个单摆设备均包括减震设备，优选地包括阻尼弹簧，适于衰减由于安装船与负载支撑体之间的相对移动而产生的力。

在另一有利实施方式中，每个单摆设备均包括具有伸缩形状的单摆臂，其中，伸缩形状允许对单摆臂的长度进行可控调节。该设计允许缩短长度，这允许其中例如通过使用适合的锁定设备将臂永久地安装在船上的配置。此外，枢轴节/支点还可具有有限的矢量自由度，以避免支撑体中的力矩(扭矩)变得过高。应优选使用球形滚珠轴承或相似件。

在另一有利实施方式中，第一单摆设备的第一端和第二单摆设备的第一端分别枢转地连接至负载支撑体的第一外围表面和第二外围表面。

在另一有利实施方式中，第一刚性单摆设备的第二端和第二刚性单摆设备的第二端在使用过程中定位成相对于在与单摆设备平行的方向上穿过安装船的中央竖直平面对称或接近对称。

在另一有利实施方式中，第一单摆设备和第二单摆设备中的每个均包括优选平行布置的第一单摆臂和第二单摆臂。

在另一有利实施方式中，负载支撑体的至少一个外围表面中的至少一个的方位至少在所述单摆运动过程中(优选地，也在单摆运动之前的特定时间)与水面保持平行或接近平行，以从负载支撑体的负载支承表面提起负载。

在另一有利实施方式中，系统进一步包括含第一端和第二端的提升线，第一端连接至负载，优选地能够释放，并且第二端连接至布置在安装船上的提升设备，优选地能够释放，并且其中，提升线的长度比通过连接至安装船的工作井从负载上的一个或多个连接位置至提升设备的最小距离更长。

在另一有利实施方式中，负载处理系统进一步包括用于提供单摆运动的装置，用于提供单摆运动的装置被配置成致动单摆系统，以使得负载支撑体在位于安装船的水面的第一位置与位于安装船下方的位置之间移动，优选地，在船的重心处或接近船的重心和/或位于船的工作井/月池下方。该装置可包括布置在安装船上的至少一个单摆绞车，例如，作为船的尾部处的整体式滚筒(drum)或可移动滚筒，并且其中，该至少一个单摆绞车进一步包括例如经由船的工作井附接至负载支撑体和/或各个单摆设备的至少一个绞车线。可替代地或此外，该装置可包括布置在安装船上的至少两个液压缸，其中，该至少两个液压缸中的至少一个的一端移动地连接(直接或间接)至第一单摆设备并且剩余液压缸的一端移动地连接(直接或间接)至第二单摆设备。可替代地或此外，该装置可包括布置在安装船上的至少一个起重机，其中，该至少一个起重机包括在一端附接(直接或间接)至负载支撑体的起重机线。可替代地或此外，该装置可包括用于对压载系统中的液体和气体进行可控调节的装置。

在另一有利实施方式中，压载系统包括至少一个压载罐、适合用于对至少一个压载罐中的压载液体进行可控调节的至少一个液体压载连接部、以及适合用于对至少一个压载罐中的压载气体进行可控调节的至少一个气体压载连接部。应注意，调节可包括入口和出口。优选地，液体压载连接部位于气体压载连接部下方。进一步地，压载系统优选地被配置成使得在使用过程中，压载导致负载在负载支撑体的水平面上对称分布，即，沿着水面对称分布。

本发明还涉及一种安装船，该安装船包括根据负载处理系统的任意上述特征并且枢转地连接至安装船的负载处理系统、工作井、以及适合用于浸没并且收回负载的提升设备，提升设备包括使用过程中通过工作井运转的提升线。通过使用本发明，在使用过程中，通过工作井的最小开孔比负载的最大水平截面更小。

在有利实施方式中，安装船进一步包括压载泵和高压气罐中的至少一个，高压气罐能通过至少一个压载供应管(穿过至少一个单摆设备或沿着该至少一个单摆设备)而与负载支撑体上的压载系统流体连通的方式安装。

在另一有利实施方式中，第一单摆设备和第二单摆设备中的每个均包括第一单摆臂和第二单摆臂，其中，第一单摆臂和第二单摆臂被布置成彼此平行，并且其中，第一单摆臂的一端和第二单摆臂的一端枢转地连接在安装船的工作井的两个直接相对或接近直接相对的位置处。

在另一有利实施方式中，负载处理系统进一步包括含第一端和第二端的提升线，第一端连接至负载，且能够释放，并且第二端附接至提升设备，且能够释放，其中，该至少一个提升线被引导至安装船下方并且通过工作井。

在另一有利实施方式中，单摆系统附接在沿着安装船的甲板布置的优选地可位移的提升操作模块中。

本发明还涉及一种用于通过使用根据上面给定的任意特征所述的负载处理系统而将负载从水面浸没至位于船(例如，安装船)下方的位置的方法，并且其中，船配备有包括提升线的提升设备。该方法包括下列步骤：

步骤A.将所述负载处理系统安装至船；

步骤B.将负载放置在可浸没负载支撑体上；

步骤C.将提升线的一端优选地以重量对称的方式附接至负载；

步骤D.将船移动至浸没区；

步骤E.通过所安装的单摆系统的操作以单摆运动的方式将负载支撑体和负载下降至位于船下方的所述第二位置，例如，在穿过船的重心的竖直轴线上或接近船的重心的竖直轴线和/或位于船的工作井下方；

步骤F：从负载支撑体释放负载，以使得负载自由地悬挂在提升线的一端；并且

步骤G.使负载支撑体移动远离第二位置一距离，从而允许将负载竖直地浸没至下面的海底。

在有利实施方式中，步骤G进一步包括：

-将压载流体填充到压载系统中，从而实现压载支撑体与负载之间所需的分离。

在有利实施方式中，步骤G进一步包括：

-通过使用一个或多个适合的锁定设备紧密地保持单摆系统；并且

-通过使用提升设备提升负载，从而实现负载支撑体与负载之间所需的分离距离。

鉴于现有技术，上述的发明提供了多个优点：

·关于负载的尺寸，不需要基于工作井允许的尺寸来构建船。如果船的浮力足够用于提升操作，则可以由此使用通用尺寸的安装船。

·关于船的稳定性，在提升操作过程中，从约船的浮力几何中心处理负载提供了巨大的优势。

·关于船上其他类型的重量平衡与安全，例如如果通过位于船的侧边缘上的起重机提升负载，则从约船的浮力几何中心处理负载提供巨大的优势。

·避免了通过使用具有水平悬臂梁的传统起重机的平衡臂与对应的配重。

·由于表面处船的稳定性整体得到改善，所以提升操作过程中(更具体地例如重力补偿)的调节和控制变得更简单。

·鉴于实用价值，对船进行改造比较适当。

·当不安装拖曳的压载罐时，即使对船进行改造，船也可正常操作。

·负载支撑体可在多个其他对应的船上使用。

·在填充负载支撑体的压载罐并且降低负载支撑体过程中，单摆臂保持负载支撑体距安装船为安全距离。

·在填充负载支撑体的压载罐并且降低负载支撑体过程中，单摆臂保持负载支撑体相对于安装船上的甲板(和/或水面)处于稳定平行位置。

·当负载支撑体被引导至其最低竖直水平时，在船下方的单摆悬浮处，负载支撑体以自身为中心。

·当负载支撑体悬挂在船下方和/或从水面处的位置一直向下至船下方时，负载支撑体以稳定方式作用于船的移动。

·负载支撑体寻求起到向下导向单摆配重的作用并且由此致使建立初始线路以及提升/下降始终处于近似竖直方向上。

·当负载支撑体悬挂在船下方时，因为此操作发生在水下并且具有到船体的可控距离并且在不暴露于风浪的区域内，所以可以使得从负载支撑体更安全地释放负载并且将负载转移至船装的提升设备。

·当在表面位置处再次建立负载支撑体时，通过调节负载支撑体的压载系统中的压载物，能够在连续负载处理过程中积极地贡献于船的浮力和稳定性。

·单摆臂/单摆设备可被布置成使得负载支撑体具有小于、等于或大于船的宽度的宽度。

·负载支撑体可具有根据负载对象的几何形状的不同设计。长度和宽度符合发明目的。

·单摆臂/单摆设备可将负载支撑体锁定在通过放置单摆臂/单摆设备的支点而给出的上方位置处。也可锁定单摆臂/单摆设备的向下枢转移动。

·当不使用时，负载支撑体和单摆臂/单摆设备可放置在海港或陆地上。因此，对新负载进行的改造与船的使用无关。

优选地，根据本发明的负载处理系统应被构造成用于处理500吨以上的负载，例如，介于500吨与2000吨之间，即构成海底构造的更大模块的典型部件重量并且能以固定的间隔进行更换和维护。然而，本发明并不局限于这些重量范围。

在下列描述中，展示了提供对系统、船、以及方法的实施方式的全面理解的许多具体细节。然而，本领域技术人员应当认识到，在无一个或多个具体细节或具有其他部件、系统等的情况下，也可以实现这些实施方式。在其他情况下，未示出或未详细描述已熟知的结构或操作，以避免所描述的实施方式的各方面变得模糊。

附图说明

现将参考所附附图对本发明的优选实施方式进行描述，其中，

图1以立体图形式示出了根据本发明的第一实施方式的具有负载处理系统的船的原理，

图2以立体图形式示出了根据本发明的第二实施方式的具有负载处理系统的船的原理，

图3中的A图和B图以侧视图形式示出了根据本发明的第二实施方式的具有包括支撑负载的驳船形状的负载支撑体的负载处理系统的安装船，其中，图3中的A图示出了驳船漂浮在水面上的情形，并且图3中的B图示出了引导驳船朝向位于安装船下方的位置进行单摆运动的情形，

图4以侧视图形式示出了根据本发明的第三实施方式的包括支撑负载的驳船形状的负载支撑体的负载处理系统的安装船，其中，负载处理系统的单摆臂枢转地安装在安装船的一侧上，

图5中A图至C图以侧视图形式示出了具有图2中的负载处理系统的安装船，其中，负载处理系统的单摆臂围绕安装船的工作井/月池枢转地安装，其中，图5中的A图示出了驳船形状的负载支撑体漂浮在水面上的情形，图5中的B图示出了引导驳船朝向位于安装船下方的位置进行单摆运动的情形，图5中的C图示出了完成单摆运动并且负载的驳船位于安装船的工作井正下方的情形，并且图5中的D图以侧视图示出了根据本发明的第二实施方式的负载支撑体和附属负载，其中，负载支撑体与负载相对于彼此竖直地位移，

图6以侧视图形式示出了根据本发明的第二实施方式的负载处理系统的单摆臂的细节附图，其中，图6中的A图示出了枢转地安装在处于负载支撑体漂浮在水面上的情形下的负载支撑体和安装船上的单摆臂，并且图6中的B图和C图分别示出了图6中的A图的具有撞击面和无撞击面的单摆臂，

图7以立体图形式示出了根据本发明的关于将单摆臂紧固至提升操作模块的进一步细节，其中，提升操作模块安装在安装船的甲板上，并且其中，用于致动负载处理系统的提升绞车布置在提升操作模块外壳内，

图8以立体图形式示出了图7中所示的提升操作模块的另一实施方式，其中，提升操作模块在安装船的纵向方向上位移，

图9以侧视图形式示出了根据本发明的安装在支撑负载的驳船形状的负载支撑体上的伸缩单摆臂，其中，伸缩单摆臂配备有弹性减震设备，

图10中的A图和B图以侧视图形式示出了用于根据本发明的安装船上的单摆臂和/或根据本发明的负载支撑体上的单摆臂的紧固区，其中，图10中的A图和图10中的B图分别示出了安装并且移除单摆臂的紧固区，

图11中的A图和B图以侧视图形式示出了根据本发明的负载支撑体的替代实施方式，其中，图11中的A图和图11中的B图示出了驳船形状的负载支撑体以及负载，其中，驳船的负载支撑表面被布置成从驳船的最低位置竖直地移位并且与驳船的最低位置对准，

图12也以侧视图形式示出了根据本发明的负载支撑体的替代实施方式，其中，负载悬挂在负载支撑体的横向部分下方，并且

图13示出了根据本发明的负载处理系统由于例如风、海流等外部环境力而可能产生的移动，其中，图13中的A图至D图分别示出了升沉移动(在水面上竖直地)、张力摇摆(沿着船的纵向方向)、摇摆移动(平行于水面并且垂直于船的纵向方向)以及偏航移动(围绕单摆臂之间的负载支撑体的中心点旋转并且平行于水面)。

具体实施方式

图1示出了本发明的原理，其中，在支撑面6c上支撑负载3的负载支撑体6通过单摆臂形状的或支柱形状的两个刚性/硬性单摆设备8、9枢转地安装在距安装船1一定的距离处。负载支撑体6、负载3以及单摆设备8、9一起构成负载处理系统2。单摆臂8、9各自的一端8a、9a枢转地安装在负载支撑体6的两个相对外围表面6a、6b上。第二端8c、9c枢转地安装在船的两个相对侧1a、1b上。用于致动所述单摆臂8、9的安装装置11、11’、24、25(参见图3、图4、图5、图7以及图8)位于船1上，以使得这些装置使负载支撑体6在水面4的平面内的位置与安装船1下方的位置(优选地，与位于船1的工作井/月池5正下方的位置之间，可选地，船的多个工作井5、5’中的一个)之间开始进行单摆运动。如围绕工作井5、5’的虚线所示，负载3的最大底部区(area，面积)比工作井的底部区21(即，与船1的甲板19平行定向的最大区)更大。进一步地，负载支撑体6包括可以控制负载支撑体6内的压载水7’量的压载系统7。

相对于图1中示出的原理附图，在图2中示出了根据本发明的第二实施方式，其中，两个平行单摆臂8e、8f构成第一刚性单摆设备8，并且两个平行单摆臂9e、9f构成第二刚性单摆设备9。对于各个单摆设备8、9，两个平行单摆臂8e、8f、9e、9f枢转地安装在负载支撑体6的相对侧表面6a、6b的一端8a、8b、9a、9b中并且枢转地安装在船1的相对侧表面1a、1b的另一端8c、8d、9c、9d中。

图3中示出了根据针对图2描述的实施方式的负载处理系统2的安装实施例。如图2，示出了包括工作井5的安装船1及包括驳船6形状的负载支撑体6、依靠在负载携带表面6c上的负载3、布置在船的每一侧1a、1b、6a、6b上的两个单摆臂8e、8f、9e、9f、以及位于船的纵向方向上的驳船的负载处理系统2。此外，图3示出了绞车设备11的形状与起重机11’的形状的两个不同提升设备。示出了用于起重机11’的专用提升线10’，并且专用提升线的一端附接至适合用于耦接至负载3的钩10a’，而另一端附接至起重机11’。图3中的A和图3中的B分别示出了驳船6漂浮在水面4上的情形，以及其中驳船6以单摆运动的方式朝向位于安装船1下方的位置被引导的情形。通过上述的装置11、11’、24、25和/或通过使用压载系统7来发起单摆运动。

图4中示出了根据本发明的第三实施方式。相对于图1至图3，图4示出了包括工作井5的安装船1以及包括驳船6形状的负载支撑体6、搁置在负载携带表面6c上的负载3、以及单摆设备8、9的负载处理系统2。然而，单摆设备8、9的另一端布置在安装船1的一侧1b上。为了允许将驳船6引导至船1下方，单摆设备/单摆臂8、9是具有角度的。

图5中的A至C以侧视图形式示出了具有图2中的负载处理系统(即，两个平行单摆臂8e、8f、9e、9f相对于船6的纵向方向位于船1与驳船6的每一侧上)的安装船。此外，图5示出了位于船1的工作井正上方的提升设备11和具有连接至负载3上的相应紧固位置3’的多个端部10a的提升线10。驳船6中示出了压载系统7，该压载系统具有被分流到独立室中的压载水7’。与图3中示出的实施方式不同，负载处理系统2的单摆臂8e、8f在其相应的端部8c、8d处围绕船1的工作井/月池5枢转地安装。

图5中的A示出了驳船6漂浮在水面4上的情形。图5中的B示出了驳船6以单摆运动的方式在朝向位于工作井5下方的位置移动至约中途的情形，并且图5中的C示出了完成单摆运动并且具有负载3的驳船6自身位于工作井5正下方的情形。图5中的D以侧视图形式示出了驳船6和所附的负载3，其中，驳船6和负载3例如通过将提升线10的第二端部10b吊挂至提升设备11并且提升负载3和/或通过借助于压载系统7调节压载水7’的量从而使驳船获得更大的负浮力(negative buoyancy，下沉力)而相对于彼此竖直地位移。

图6示出了根据本发明的第二实施方式的负载处理系统2的单摆臂8e、8f。如上所述，单摆臂8e、8f在其相应的端部8a、8b、8c、8d枢转地安装在负载支撑体/驳船6和安装船1上。图6中的A示出了此结构。图6中的B和C分别示出了图6的A中的具有撞击面和无撞击面的单摆臂8e、8f。

例如，如图7和图8所示，单摆臂8、9、8e、8f、9e、9f枢转地安装在专用的提升操作模块18上。图7示出了安装在安装船1的甲板19上的提升操作模块18，其中，提升绞车25放置在提升操作模块外壳内并且用于致动/启动用于负载处理系统2的单摆运动。用于提升绞车25的绞车线被引导通过收线装置(spooling gear)24，该收线装置甚至允许围绕提升绞车25的滚筒缠绕。提升操作模块18进一步配备有紧固设备18’并且配备有能够出/入船1的后甲板的入口/通道23。在图8中，提升操作模块18布置在专用轨道18”上，从而使得可以在船1的纵向方向上沿着甲板19移动提升操作模块18。

有利地，单摆设备/单摆臂8、9在纵向方向上配备有减震设备。图9示出了具有驳船6和负载3的伸缩单摆臂8。伸缩单摆臂8内安装有弹簧装置8g，弹簧装置的一端连接至伸缩单摆臂8的外部的一端并且另一端连接至位于伸缩单摆臂8的内部的一端的保持销8h。通过约束槽8i来引导保持销8h，约束槽在减震过程中限制长度变化的程度。通过该减震布置8g至8i，充分减小了操作过程中负载处理系统2中的力。

图10中的A和B示出了关于位于安装船2的船体上的单摆臂的紧固区和/或负载支撑体6的侧表面6a、6b的细节。由于单摆操作过程中的巨大的力，船1的船体和/或负载支撑体6的侧部6a、6b优选通过围绕紧固区使用船体加强部26来执行。在图10的A中，单摆臂的端部8c被示出为安装在旋转销27上，该旋转销插入专用凹部28中。图10的B中示出了移除单摆臂8c时的紧固区。

图11中的A和B示出了负载支撑体/驳船6的替代实施方式，其中，图11中的A和图11中的B示出了具有负载3的驳船6，并且其中，驳船的负载支撑表面6c被布置成从驳船6的最低位置竖直地位移并且与驳船6的最低位置对准。图12中示出了负载支撑体6的又一替代实施方式。此处，负载3悬挂在负载支撑体6的横向部分下方。

图13示出了负载处理系统2由于诸如风、海流等外部环境动力而可能移动。图13中的A至D分别示出了升沉移动(与水面4竖直地移动)、张力摇摆(沿着船1的纵向方向移动)、摇摆移动(平行于水面4并且垂直于船1的纵向方向移动)以及偏航移动(围绕单摆臂8、9之间的负载支撑体/驳船6的中心点并且平行于水面4旋转)。

在上述描述中，已经参考示出性实施方式对根据本发明的系统的不同方面进行了描述。出于提供对系统及其操作的全面理解之目的，公开了例证、具体标号、系统、以及配置。然而，此描述并不旨在以限制性方式进行解释。对公开内容有关的领域技术人员显而易见的是，示出性实施方式的不同改造及变形、以及系统的其他实施方式应在本发明的范围内。

参考标号：

1 船/安装船

1a 船的第一侧

1b 船的第二侧

2 负载处理系统

3 负载/海底构造模块

3’ 负载上的紧固位置

4 水面

5 工作井/月池

5’ 第二工作井

6 负载支撑体/驳船/可浸没驳船

6a 负载支撑体/驳船的第一外围表面

6b 负载支撑体/驳船的第二外围表面

6c 与水面、负载支撑表面平行的负载支撑体/驳船的外围表面

7 压载系统

7’ 压载水

8 第一刚性单摆设备

8a 第一单摆臂的第一端(第一刚性单摆设备)

8b 第二单摆臂的第一端(第一刚性单摆设备)

8c 第一单摆臂的第二端(第一刚性单摆设备)

8d 第二单摆臂的第二端(第一刚性单摆设备)

8e 第一单摆臂(第一刚性单摆设备)

8f 安德鲁(Andre)单摆臂(第一刚性单摆设备)

8g 单摆臂的弹簧装置(withi pendulum arm)

8h 保持销(Holdetapp)

8i 约束槽(Begrensningsspor)

9 第二刚性单摆设备

9a 第一单摆臂的第一端(第二刚性单摆设备)

9b 第二单摆臂的第一端(第二刚性单摆设备)

9c 第一单摆臂的第二端(第二刚性单摆设备)

9d 第二单摆臂的第二端(第二刚性单摆设备)

10 提升线/负载线–绞车

10’ 提升线/负载线–起重机

10a 提升线的第一端(用于紧固至负载)-绞车

10a’ 提升线的第一端(用于紧固至负载)-起重机

10b 提升线的第二端(用于紧固至提升设备)-绞车

10b’ 提升线的第二端(用于紧固至提升设备)-起重机

11 提升设备(船上)-绞车

11’ 提升设备(船上)-起重机

17 凹部(用于单摆系统)

18 提升操作模块

18’ 用于提升操作模块的紧固设备

18” 用于提升操作模块移动的轨道

19 甲板(船上)

20 穿过负载支撑体的中央竖直平面

21 投射至船甲板上的负载的截面面积

22 单摆臂支架的专用撞击面

23 出/入后甲板的入口/通道

24 收线装置

25 提升绞车(用于负载支撑体/驳船)

26 船体的加强部

27 优选地可拆卸的旋转销

28 凹部(用于旋转销)

Claims (21)

1.一种用于将负载(3)从水面(4)浸没到位于所连接的安装船(1)下方的位置的负载处理系统(2)，所述负载处理系统(2)包括：

●可浸没负载支撑体(6)，所述可浸没负载支撑体用于支撑待被浸没的所述负载(3)，所述可浸没负载支撑体(6)包括压载系统(7)，

其特征在于，所述负载处理系统(2)进一步包括可控单摆系统，所述可控单摆系统包括：

●第一刚性单摆设备(8)，所述第一刚性单摆设备包括：

○第一端(8a、8b)，能枢转地连接至所述可浸没负载支撑体(6)，和

○第二端(8c、8d)，在使用过程中在第一枢轴节处能连接至所述安装船(1)，和

●第二刚性单摆设备(9)，所述第二刚性单摆设备定向成平行于所述第一刚性单摆设备(8)，第二刚性单摆设备包括：

○第一端(9a、9b)，能枢转地连接至所述可浸没负载支撑体(6)，和

○第二端(9c、9d)，在使用过程中在第二枢轴节处连接至所述安装船(1)，

所述第一刚性单摆设备(8)的第一端(8a、8b)与所述第二刚性单摆设备(9)的第一端(9a、9b)定位成相对于在与所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)平行的方向上穿过所述负载支撑体(6)的中央竖直平面(20)对称或接近对称，并且

其中，当所述负载处理系统(2)能枢转地连接至所述安装船(1)时，所述可控单摆系统的尺寸和连接位置允许所述负载支撑体(6)在下列两个位置之间进行能控制的单摆运动：

●第一位置，所述第一位置在所述安装船(1)处位于所述水面(4)处，和

●第二位置，所述第二位置位于所述安装船(1)下方，

并且其中，所述负载处理系统(2)进一步配置成使得所述负载支撑体(6)的外围表面(6a、6b、6c)的初始方位相对于所述水面(4)至少在所述单摆运动过程中保持恒定或接近恒定。

2.根据权利要求1所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第二位置位于穿过所述安装船(1)的重心的竖直轴线上或邻近该竖直轴线。

3.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第二位置位于所述安装船(1)的工作井(5)下方。

4.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述负载支撑体(6)包括用于支撑所述负载(3)的驳船。

5.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的每一个均包括减震设备，所述减震设备用于衰减由于所述安装船(1)与所述负载支撑体(6)之间的相对移动而产生的力。

6.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的每一个均包括：

单摆臂，所述单摆臂具有伸缩形状，其中，所述伸缩形状允许对所述单摆臂的长度进行可控调节。

7.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第一刚性单摆设备(8)的第一端(8a)与所述第二刚性单摆设备(9)的第一端(9a)分别能枢转地连接至所述负载支撑体(6)的第一外围表面(6a)和第二外围表面(6b)。

8.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，在使用过程中，所述第一刚性单摆设备(8)的第二端(8c、8d)与所述第二刚性单摆设备(9)的第二端(9c、9d)定位成相对于在与所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)平行的方向上穿过所述安装船(1)的中央竖直平面对称或接近对称。

9.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的每一个均包括平行布置的第一单摆臂(8e、9e)和第二单摆臂(8f、9f)。

10.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述负载处理系统(2)进一步包括提升线(10)，所述提升线包括：

●第一端(10a)，所述第一端能释放地连接至所述负载(3)，和

●第二端(10b)，所述第二端能释放地连接至布置在所述安装船(1)上的提升设备(11)，

并且其中，所述提升线(10)的长度比从所述负载(3)上的一个或多个紧固位置(3’)穿过连接至所述安装船(1)的工作井(5)至所述提升设备(11)的最小距离更长。

11.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述负载处理系统(2)进一步包括用于提供单摆运动的装置(11、11’、24、25)，

其中，所述用于提供单摆运动的装置(11、11’、24、25)配置为致动所述可控单摆系统，以使得所述负载支撑体(6)在位于所述安装船(1)的所述水面(4)处的所述第一位置与位于所述安装船(1)下方的所述第二位置之间移动。

12.根据权利要求11所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述用于提供单摆运动的装置(11、11’、24、25)包括下列至少一项：

至少一个单摆绞车(11)，所述至少一个单摆绞车能布置在所述安装船(1)上，其中，所述至少一个单摆绞车(11)包括至少一个绞车线(10)，所述至少一个绞车线紧固至所述负载支撑体(6)中的至少一个并且紧固至所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的每一个，

至少两个液压缸，所述至少两个液压缸能布置在所述安装船(1)上，其中，所述至少两个液压缸中的至少一个的一端能移动地连接至所述第一刚性单摆设备(8)，并且其余液压缸的一端能移动地连接至所述第二刚性单摆设备(9)，

至少一个起重机(11’)，所述至少一个起重机能布置在所述安装船(1)上，其中，所述至少一个起重机(11’)包括起重机线(10’)，所述起重机线的一端(10a’)附接至所述负载支撑体(6)，以及

用于对所述压载系统(7)中的液体和气体进行可控调节的装置。

13.根据权利要求1或2所述的负载处理系统(2)，其特征在于，所述压载系统(7)包括：

至少一个压载罐，

至少一个液体压载连接部，所述至少一个液体压载连接部用于对所述至少一个压载罐中的压载液体进行可控调节，以及

至少一个气体压载连接部，所述至少一个气体压载连接部用于对所述至少一个压载罐中的压载气体进行可控调节。

14.一种用于将负载(3)浸没至海底的安装船(1)，其特征在于，所述安装船(1)包括：

根据权利要求1至13中任一项所述的负载处理系统(2)，并且所述负载处理系统能枢转地连接至所述安装船，

工作井(5)，以及

提升设备(11、11’)，所述提升设备用于浸没并收回所述负载(3)，所述提升设备包括提升线(10、10’)，所述提升线在使用过程中穿过所述工作井(5)运行。

15.根据权利要求14所述的安装船(1)，其特征在于，所述安装船(1)进一步包括下列项中的至少一项：

压载泵，和

高压气罐，

所述高压气罐能通过至少一个压载供应管而与位于所述负载支撑体(6)上的所述压载系统(7)以流体连通的方式安装，所述至少一个压载供应管穿过所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的至少一个或沿着所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的至少一个。

16.根据权利要求14或15所述的安装船(1)，其特征在于，所述第一刚性单摆设备(8)和所述第二刚性单摆设备(9)中的每一个均包括：

第一单摆臂和第二单摆臂，

其中，所述第一单摆臂和所述第二单摆臂布置成彼此平行，并且

其中，所述第一单摆臂的端部与所述第二单摆臂的端部在所述安装船(1)的所述工作井(5)处能枢转地连接在两个径向相对或接近径向相对的位置处。

17.根据权利要求14或15所述的安装船(1)，其特征在于，所述负载处理系统(2)进一步包括提升线(10、10’)，所述提升线包括：

●第一端(10a、10a’)，所述第一端能释放地连接至所述负载(3)，和

●第二端(10b、10b’)，所述第二端能释放地附接至所述提升设备(11、11’)，

其中，所述提升线(10、10’)中的至少一个被引导至所述安装船(1)下方并且穿过所述工作井(5)。

18.根据权利要求14或15所述的安装船(1)，其特征在于，所述可控单摆系统附接至提升操作模块(18)，所述提升操作模块在纵向方向上能位移地布置在所述安装船(1)的甲板(19)上。

19.一种用于通过使用根据权利要求1至13中任一项所述的负载处理系统(2)将负载(3)从水面(4)浸没至位于船(1)下方的位置的方法，并且其中，所述船(1)配备有包括提升线(10、10’)的提升设备(11、11’)，

其特征在于，所述方法包括下列步骤：

步骤A.将所述负载处理系统(2)安装至所述船(1)；

步骤B.将所述负载(3)放置在所述可浸没负载支撑体(6)上；

步骤C.将所述提升线(10、10’)的一端(10a、10a’)附接至所述负载(3)；

步骤D.将所述船(1)移动至浸没区；

步骤E.通过安装的所述可控单摆系统的操作以单摆运动的方式使所述负载支撑体(6)和所述负载(3)下降至位于所述船(1)下方的所述第二位置；

步骤F：从所述负载支撑体(6)释放所述负载(3)，以使得所述负载(3)自由地悬挂在所述提升线(10、10’)的一端(10a、10a’)；以及

步骤G.使所述负载支撑体(6)移动远离所述第二位置一距离，从而允许将所述负载(3)竖直地浸没至下面的海底。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤G进一步包括：

-将压载流体填充至所述压载系统(7)中，从而实现所述负载支撑体(6)与所述负载(3)之间所需的分离。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述步骤G进一步包括：

-通过使用一个或多个锁定设备保持所述可控单摆系统静止；并且

-通过使用所述提升设备(11、11’)提升所述负载(3)，从而实现所述负载支撑体(6)与所述负载(3)之间所需的分离距离。