CN108430864B - 用楔形套管牵制张紧绳索的系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于从船的甲板上的一个或多个系柱销(12)临时牵制张紧的绳索的设备。该设备包括：楔形套管(32)，插入或能插入绳索的上端处的孔眼中；以及锁定元件(50)，能定位成在所述楔形套管(32)与所述或每个系柱销(12)之间作用以将张力负荷从所述绳索传递至所述或每个系柱销。至少一个支撑部件(14)可以联接到至少一个系柱销(12)，然后锁定元件可以经由支撑部件与所述或每个系柱销相配合。锁定元件能相对于楔形套管移动或能从楔形套管移除。例如，锁定元件可以是可以插入楔形套管的孔中的杆。

Description

用楔形套管牵制张紧绳索的系统和方法

技术领域

本发明涉及在船舶应用例如在海底石油和天然气工业中使用的张紧绳索的牵制。这样的绳索可以由合成纤维或金属制成，在后一种情况下，在本领域中也被称为电线或电缆。除非上下文另有说明，否则在本说明书中“绳索”、“电线”和“电缆”可互换使用。

背景技术

本发明尤其涉及在连接另一段绳索之前暂时将绳索牵制在锚处理拖船(AHT)上的问题。本发明在绳索无法承受围绕小半径的弯曲或者如果它容易受到挤压的情况下特别有用，例如在绳索包含泥浆过滤层的情况下。

有时在越来越深的水中降低负荷时需要连接连续的线段。类似地，当一条线是异构的时候，连续的不同线段之间的连接是必需的。异构线路的例子是系泊线，其可以包括由链制成的端部部分和由金属线或合成绳索制成的中间部分。由于电线或绳索的长度和体积，部分的预连接很少作为选项提供。因此，在将线的第一部分放出到水中之后，必须在船的甲板上进行连接。由于其自重和线可能承受的任何其他负载，因此线处于张紧状态。

在GB 2499178中公开了一种用于连接合成绳索的常规技术。具体参考GB 2499178的图7，绳索的下段穿过一对拖曳销或系柱，该一对拖曳销或系柱安装在船甲板上的可旋转支撑件上。销转动，从而通过摩擦阻塞绳索。下部绳索的上部自由端然后可以连接到另一根电线或绳索，连接到链的连接件或H型连杆连接器。

虽然GB 2499178中公开的技术快速且方便，但其主要缺点是只有有限的负载能够被销安全地牵制。限制因素是旋转支撑件的电机设计和摩擦系数，因为在旋转期间绳索及其负载必须由旋转系统牵制。另外，针对大直径绳索或电缆，销的曲率半径可以小于可接受的最小弯曲半径。

另一种传统的解决方案是部分地将拉伸负荷传递给多个起重机或挡回绞车。但是，这会造成绊倒危险。此外，传递负载需要时间，系统的任何错位都可能会在系统中产生弱点，导致故障，对船上的人员可能是非常危险的。如果发生破裂，则存在甩击危险，结果通常是致命的。

另一个众所周知的解决方案是使用包括例如GB208344和WO2004/078577中公开的楔形物、张紧器、钳口或防滑钉的夹紧系统。WO2005/083312公开了通过电缆的编织物的摩擦夹紧。在WO2013/187769中，夹具通过与拖船上的两个拖曳销相接而被牵制。

夹紧解决方案有许多缺点。绳索由摩擦保持，这对于支撑临界重负荷是不够安全的。而且，当绳索被压缩时，这可能会挤压或以其他方式损坏绳索的表面和最外层。这种损害的风险是绳索包含泥浆过滤层的特殊问题。

US5016026公开了一种绳索套管中的楔形插入件，其携带用于测量绳索与穿过套管的连接件之间的张力的测力传感器。该插入件不适合牵制如海底石油和天然气工业中使用的长而粗的绳索。

用于固定锚定装置或系泊线的其他解决方案也是已知的。例如，US2403057涉及一种系泊装置，其安装在船的甲板上并且包括具有T形槽的甲板板，该甲板板被布置为与具有T形头的系泊线套管牢固接合以便牢固地保持系泊线。

EP1977967涉及一种用于将重负载系泊线彼此连接的连接件，所述连接件包括由中空轴连结的两个侧板，所述中空轴的直径被设定为允许聚合物线在轴周围弯曲而不断裂。GB2089750描述了一种船舶上的止动组件，其通过浮标线将系泊锚连接到相关的浮标；止动组件包括叉形止动构件，该叉形止动构件布置成约束绳索套管或等同物以便将浮标线锁定就位。

EP1977967涉及一种用于将重负载系泊绳彼此连接的连接件，所述连接件包括由中空轴连接的两个侧板，所述中空轴的直径被设定为允许聚合物线在轴周围弯曲而不断裂。GB2089750描述了一种船舶上的停止组件，其通过浮标线将系泊锚连接到相关的浮标；止动组件包括布置成约束绳索线套管或等同物以便将浮标线锁定就位的叉形止动构件。

发明内容

本发明提供了更安全的方式来在装备有拖曳销或系柱的船舶上的连续绳索段之间建立连接。这些销通常成对排布。

在某种意义上说，本发明在于用于从船的甲板上的一个或多个支撑销暂时牵制张紧的绳索的设备。绳索的上端形成一个孔眼，例如通过拼接；绳索的下端通常会浸没在水中。该设备包括：至少一个支撑部件，其可以优选地可移动地或可移除地联接到至少一个支撑销；楔形套管，插入或能插入绳索上端的孔眼；以及可移动或可移除的锁定元件，例如可以与楔形套管联接的杆，例如通过插入楔形套管的孔中以基本横向于绳索的纵向方向延伸。锁定元件与联接到该支撑销或每个支撑销的支撑部件交接，以将来自绳索的张力负载传递到该支撑销或每个支撑销。

楔形套管优选地可从绳索的上端的孔眼移除。

孔眼的部分可以保持在楔形套管和绳索上端的环之间。当楔形套管和锁定元件就位并且绳索由支撑销支撑时，绳索的孔眼的该部分突出。孔眼的突出部分可方便地连接到任何绳索连接装置，例如H型连接件。

本发明构思延伸到用于从船的甲板上的一个或多个支撑销牵制张紧的绳索的方法。该方法包括：将绳索的上端带到销的旁边或优选地在一对销之间；同时用诸如提升机或绞盘的张紧设备牵制绳索，将锁定元件定位成在绳索的上端处的孔眼中的该销或每个销与楔形套管之间作用；并释放牵制张力，直到绳索的张力通过锁定元件传递到该销或每个销。例如，定位锁定元件可涉及将杆插入楔形套管的孔中以基本上横向于绳索的纵向方向延伸。

在该方法之前可以将楔形套管插入绳索上端的孔眼。该方法可以进一步包括将支撑部件安装在支撑部件上或将支撑部件联接到该支撑销或每个支撑销上，从而通过作用在支撑部件上的锁定元件将绳索的张力传递到该销或每个销。

本发明构思也可以用释放被船上甲板上的一个或多个支撑销牵制的张紧绳索的方法来表达。该方法涉及对绳索施加牵制张力，直到绳索的张力从该销或每个销传递离开为止；移动或移除在所述绳或所述绳的上端处的孔眼中的所述销或每个销与楔形套管之间作用的锁定元件；并在保持牵制张力的同时将绳索的上端移离该销或每个销。

本发明的概念还体现在用于将额外的设备项(例如绳索段之间的连接器)连接到通过船的甲板上的一个或多个支撑销牵制的张紧的绳索段上的方法。该方法包括：将额外的设备项连接到被牵制的绳索段；拉回额外的设备项以从该销或每个销传递绳索段的张力；以及移动或移除在绳索的上端处的孔眼中的该销或每个销与楔形套管之间作用的锁定元件。

楔形套管也可以从绳索段移除，介于锁定元件和所述销或每个销之间的任何中间支撑部件也可以从绳索段移除。

附图说明

为了更容易理解本发明，现在将通过举例说明的方式参考附图，在附图中：

图1至5是显示本发明方法的初始步骤的船甲板的一系列示意性侧视图，图4和5也包括相应的俯视平面图；

图6是根据本发明的装配到绳索孔眼中的套管的透视图；以及

图7和8是船的甲板的进一步示意性侧视图，示出了本发明的方法的附加步骤。

具体实施例

图1示出了具有一对从甲板10竖立的拖曳销或系柱销12(在该侧视图中仅可见其中一个)的船的甲板10。显示支撑部件14被降低到销12上。该船上的轨道起重机(未示出)可以方便地用于该操作。

支撑部件14包括底部开口的盖子16，其安置在销12的顶部上。如图4和5的平面图所示，盖子16方便地通过横向构件18连结以获得刚性并且一起被处理。

支撑臂20从盖子16平行延伸，一个臂20从每个盖子16悬伸。当支撑部件14与销12接合时，支撑臂20在大致平行于第一段合成绳索22通常指向第一段绳索22的上端的共同的水平面中延伸。每个支撑臂20终止于凹形的凹部24中。

销12在横向于(特别地正交于)第一段绳索22的纵向方向的轴线上彼此对齐。销12间隔开以限定它们之间的间隙，第一段绳索22的上端通过该间隙被通过由绞盘28或提升机借助索具26施加的牵制张力拉动，参考图2，图2还示出第一段绳索22在其上端成环以形成孔眼30。

图2还示出了现在附接到销12的支撑部件14以及放置或组装在孔眼30的锥形部分中、朝向远离第一段绳索22的上端的楔形套管32。参照图6中，套管32包括上表面34和下表面34，上表面34和下表面34远离第一段绳索22的上端会聚以匹配孔眼30的锥形。上下表面34通过螺栓连接的侧板36连结。侧板36与上表面34和下表面34重叠以限定将套管32相对于第一段绳索22定位的通道38。在侧板36的上边缘和下边缘中的切口40是可选的以将侧板36的重量减小至低于人工处理的阈值。

张紧螺栓42将第一段绳索22轻轻地挤压在侧板36之间。该压力仅仅是为了将套管32定位在孔眼30中，并且不是通过夹紧将牵制力施加到第一段绳索22上；它不会损坏绳索22。

套管32不会填充孔眼30，而是留下孔眼30的上端部分以由圆形连接器44填充，以便将绞盘索具26以及随后的H型连接器46附接到第一段绳索22。由侧板36限定的套管32的更宽端部以部分圆形曲率凸出弯曲以配合抵靠连接器44。因此，连接器44安置于套管32并抵靠套管32。

圆形接口(例如轴承环或半环)可以安置在套管32和孔眼30之间—位于孔眼30的另一侧上的另一个半环，位于绳索22上，使得连接器44的连杆或轴插入到孔眼30或安置于孔眼30内的环中。

侧板36中的对齐的孔口48限定了穿过套管32的横向通道。该通道可容纳图6中以虚线示出的杆50，该杆50相对于绳索22的长度正交延伸。当插入通道中，杆50从套管32的两个侧板36垂直地突出。同样，船上的轨道起重机可方便地用于处理杆50。

如图4和图5的平面图最佳所示，杆50的长度足以延伸超过平行支撑臂20之间的间距。当第一段绳索22的上端被允许在张力下缩回时，杆50的曲率位于支撑臂的凹形的凹入端24中。如图3所示，第一段绳索22的这种移动使得杆50与支撑臂20接合，并且因此产生从第一段绳索22，穿过连接器44和套管32到杆50并从那里到达支撑部件14和销12的负载路径。可以将突出杆50用作杠杆，以将第一段绳索22的上端操纵到使杆50与支撑臂20接合的位置。

通过这样保持牵制力，绞盘28被释放并且绞盘索具26从连接器44移除。接下来，在如图5所示通过连接器44连接到第一段绳索22之前，如图4所示，H型连接器46在第一段绳索22的上端旁被提起。图5还示出类似地连接到H型连接器46的另一侧的第二段绳索52。因此，H型连接器46将第一段绳索22连结到第二段绳索52。

接下来，通过向第二段绳索52施加张力、H型连接器46将套管32拉离销12。该移动使杆50与支撑臂20脱离，从而允许杆50从套管32移除，支撑部件14从销12移除。

最后，如图8所示，可以将套管32从孔眼30上移除。现在，由H型连接器46连结的多段绳索22,52现在准备发射到海中。

因此，本发明将悬挂工具插入永久卷轴后面的绳索的孔眼中。通过插入穿过工具的杆例示的锁定元件可选地通过例如上述支撑部件的接口结构与船的系柱销交接。

有利的是，本发明不依赖于摩擦，而是使用有利的机械接合来对绳索施加牵制力。这避免了由于通过夹紧或其他摩擦技术对绳索施加牵制力而导致挤压或弯曲绳索。当用于难以在小系柱或销周围弯曲的厚的大直径合成绳索时，本发明特别有益。传统的解决方案涉及挤压或以其他方式夹住绳索，如果绳索含有泥浆过滤层并且由于合成绳索比钢丝绳更脆弱，则这是不可取的。

绳索上的荷载表面与就地应用相同，这意味着不需要额外的验证测试。本发明的布置可以处理比本领域技术人员已知的拖曳垫或套管装置更高的负载。

在本发明构思内可以有其他变化。例如，支撑部件的一些或全部特征可以与该支撑销或每个支撑销结合。特别地，销可以具有对齐的水平延伸的凹槽或切口，其起到与支撑臂的凹入端相同的作用，即与跨越销之间的间隙的杆接合。然而，附图中示出的可移除支撑部件具有易于改装到现有船而无需修改其现有系柱销的优点。

Claims (14)

1.用于从船的甲板上的系柱销暂时牵制张紧的绳索的设备，所述设备包括：

插入或能插入绳索的上端处的孔眼中的楔形套管；

一对系柱销，所述一对系柱销在使用时在横向于所述绳索的纵向方向的轴线上彼此对准，以及联接到一对系柱销的至少一个支撑部件，其中至少一个支撑部件包括一对结构，该对结构与该对系柱销相配合并通过横向构件连接，以及至少一个支撑臂，该支撑臂定位成远离系柱销之一延伸；

以及

锁定元件，所述锁定元件能定位成在使用时在所述楔形套管与所述一对系柱销之间作用，所述锁定元件包括布置插入所述楔形套管的孔中以横向于所述绳索的纵向方向延伸的细长杆，并且所述锁定元件在使用时经由至少一个支撑部件的支撑臂的凹入自由端与所述一对系柱销相配合以将拉伸负荷从所述绳索传递至所述系柱销，凹入自由端成形为与所述锁定元件的细长杆互补。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述一对系柱销间隔开以在它们之间限定间隙，所述间隙容纳所述绳索。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述支撑部件能相对于每个系柱销移动或者能从每个系柱销移除。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述支撑部件包括至少一个倒转杯，所述至少一个倒转杯安装到至少一个系柱销上。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述锁定元件能相对于所述楔形套管移动或能从所述楔形套管移除。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述楔形套管能从所述绳索的孔眼移除。

7.根据权利要求1或2所述的设备，还包括位于所述楔形套管与所述绳索的上端处的环之间的所述绳索的所述孔眼中的连接器。

8.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述楔形套管包括侧板以及由侧板联接的上表面和下表面，而且其中所述侧板与所述上表面和所述下表面限定围绕所述孔眼的绳索的通道。

9.用于从船的甲板上的系柱销牵制张紧的绳索的方法，所述方法包括：

将绳索的上端带到一对系柱销的旁边；

在牵制处于张力下的绳索的同时，通过将锁定元件插入楔形套管的孔中以横向于所述绳索的纵向方向延伸并且经由联接到一对系柱销的至少一个支撑部件与所述一对系柱销配合，定位锁定元件以作用于所述一对系柱销与所述绳索的上端处的孔眼中的楔形套管之间；以及

释放牵制张力，直到所述绳索的张力通过所述锁定元件与所述至少一个支撑部件之间的配合传递到所述一对系柱销。

10.根据权利要求9所述的方法，先将所述楔形套管插入所述绳索的上端处的孔眼中。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，还包括将支撑部件安装至或者将支撑部件联接到一对系柱销。

12.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中，所述绳索被拉过间隔开的一对系柱销之间的间隙。

13.释放由船的甲板上的系柱销牵制的张紧绳索的方法，所述方法包括：

对绳索施加牵制张力，直到所述绳索的张力被传递离开一对系柱销；

通过从楔形套管的孔中移除横向于所述绳索的纵向方向延伸的锁定元件并且经由联接到一对系柱销的至少一个支撑部件与所述一对系柱销配合，移动或移除在所述一对系柱销与所述绳索的上端处的孔眼中的所述楔形套管之间作用的锁定元件；以及

在将所述绳索的上端移离所述一对系柱销的同时保持牵制张力。

14.将额外设备项连接到由船的甲板上的一对系柱销牵制的张紧绳索段的方法，所述方法包括：

将所述额外设备项连接到被牵制的绳索段；

拉回所述额外设备项以从所述一对系柱销传递所述绳索段的张力；以及

通过从楔形套管的孔中移除横向于所述绳索段的纵向方向延伸的锁定元件并且经由联接到一对系柱销的至少一个支撑部件与所述一对系柱销配合，移动或移除在所述一对系柱销与绳索段的上端处的孔眼中的所述楔形套管之间作用的锁定元件。

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