CN110696976B - 起重船及起重作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起重船及起重作业方法，属于船舶技术领域，该起重船包括半潜式的主船体和可拆卸地安装于主船体上的多个起重臂；主船体内设置有压载舱；主船体艏部的底部安装有可伸缩式的全回转推进器，主船体艉部的底部安装有全回转推进器；每一起重臂包括起重梁和设置于起重梁端部的承载件；起重梁能够沿主船体横向移动，而在起重作业时使起重梁端部从主船体横向伸出；承载件通过液压驱动而能够相对于起重梁垂向升降。该起重船可动力定位于作业区域，通过起重梁横向伸出将承载件伸出至作业位置，承载件通过液压驱动垂向升降配合压载调节而能快速完成起重作业。该起重船可单船作业，也可与另一起重船联合作业。本发明作业方法灵活、作业效率高。

Description

起重船及起重作业方法

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种起重船及起重作业方法。

背景技术

超大型的海洋油气田设备一般包括上部模块和置于上部模块下方的支撑结构。上部模块的安装，大多采用浮托法。针对于不同的项目，不同的环境，上部模块在设计和生产时，通常设计为不同的体积，因此上部模块不具备统一的体积标准。海洋油气田设备在设计时，很多都没有考虑退役的问题，或者，限于当时的海上起重能力，大型上部模块在安装时，一般是分块吊装、连接和调试，不具备整体吊装的条件。但当海上设施退役需要拆除时，在海上难以对上部模块实施切割作业。

中国发明专利CN105035260A公开一种利用双船浮托整体拆除海上弃置平台上部组块的方法，其技术方案大致为：在将海洋平台的上部组块与导管架切割分离后，采用两艘浮托驳船从上部组块的两侧将其整体托举并移离导管架，完成现场拆除，使用运输船将上部组块运输到目的地。该技术方案采用普通的浮托驳船进行，需要针对不同的海洋平台在驳船上装设船侧支撑结构，缺少通用性。托举上部组块的作业过程采用卸载排水的方式进行，作业过程时间很长，受海浪的影响大，作业窗口期短。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种作业方式灵活、作业效率高的起重船及起重作业方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种起重船，包括主船体和起重臂；主船体为半潜式，其内设置有压载舱；所述主船体艏部的底部安装有可伸缩式的全回转推进器，所述主船体艉部的底部安装有全回转推进器；起重臂沿所述主船体纵向间隔布置有多个；每一所述起重臂包括基座、可横向移动地设置于所述基座上的起重梁和设置于所述起重梁端部的承载件；所述基座可拆卸地安装于所述主船体上，所述起重梁在所述基座上能够沿所述主船体横向移动，而在起重作业时使所述起重梁端部从所述主船体横向伸出；所述承载件通过液压驱动而能够相对于所述起重梁垂向升降，以进行起重作业。

较佳地，所述起重船还包括支撑结构；所述支撑结构可拆卸地安装于所述主船体的主甲板上，并沿所述主船体的纵向设置；所述基座可纵向移动地安装于所述支撑结构上并带动所述起重梁纵向移动；在起重作业时，所述起重梁能够分别沿纵向和横向移动，以及所述承载件能够垂向升降，从而实时动态补偿所述起重船的运动。

较佳地，所述承载件通过一垂向驱动补偿单元驱动而垂向升降；所述垂向驱动补偿单元包括垂向驱动液压缸、垂向补偿液压缸、转动件以及连杆；所述转动件和所述连杆分别可转动地连接于所述起重梁上，同时分别可转动地连接所述承载件；所述垂向驱动液压缸连接并驱动所述转动件转动，经由所述连杆的传动导向而能够带动所述承载件垂向升降，以进行起重作业；所述垂向补偿液压缸连接并驱动所述转动件转动，经由所述连杆的传动导向而能够带动所述承载件垂向升降，以动态补偿所述起重船的垂向运动。

较佳地，所述转动件在所述起重梁上的转动中心、所述转动件在所述承载件上的转动中心，以及所述连杆两端的转动中心的连线构成平行四边形，在所述转动件转动时，所述承载件保持垂向状态。

较佳地，所述转动件为三角形结构，所述转动件上的各个转动中心分别设置于所述转动件的三个顶角附近。

较佳地，所述承载件可拆卸地连接所述连杆和所述转动件，以能够更换不同的承载件。

较佳地，所述基座上安装有轮式部件以及横向驱动补偿单元；所述起重梁与所述轮式部件滑动接触，而能够相对于所述基座横向移动；所述横向驱动补偿单元连接并驱动所述起重梁横向移动，从而能够驱动所述起重梁横向伸出以进行起重作业，并能够在起重作业时驱动所述起重梁横向移动以动态补偿所述起重船的横向运动。

较佳地，所述支撑结构上设有纵向轨道；所述起重臂还具有纵向驱动补偿单元；所述基座可纵向移动地安装于所述纵向轨道上，并通过所述纵向驱动补偿单元驱动而纵向移动，从而调整所述起重梁的纵向位置以进行起重作业，以及在起重作业时动态补偿所述起重船的纵向运动。

较佳地，所述支撑结构上沿纵向间隔地设有多个插销孔；所述纵向驱动补偿单元安装于所述基座上，包括插销、插销液压缸和纵向驱动补偿液压缸；所述插销液压缸驱动所述插销朝向或远离所述支撑结构移动，以使所述插销与所述插销孔相连接或分离；所述纵向驱动补偿液压缸驱动所述插销纵向移动，配合所述插销与所述插销孔的连接或分离，控制所述基座在所述纵向轨道上的纵向移动。

较佳地，所述起重臂还设有锁紧机构，以分别锁紧所述起重梁的纵向位置、横向位置以及所述承载件的垂向位置。

较佳地，所述支撑结构的高度可调整，从而调整所述起重臂在所述主船体上的安装高度，适应目标物的不同气隙。

较佳地，所述起重船还包括控制系统，所述控制系统控制所述起重臂以及所述全回转推进器的运动；所述控制系统还设有用于与电缆连接的通讯接口，以通过电缆连接其他起重船的控制系统。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种起重作业方法，利用两艘如上所述的起重船进行作业；所述起重作业方法包括步骤：利用起重船的全回转推进器以及可伸缩式的全回转推进器进行动力定位，使两艘起重船就位于目标物的两侧；将两艘起重船的起重梁横向伸出至目标物下方，调整承载件的垂向位置，使承载件与目标物的受力点连接；起重船进行压载调节，将目标物的部分载荷加载至承载件上；液压驱动承载件快速举升，将目标物举起；退船，将目标物转移至运输船。

较佳地，在所述“起重船进行压载调节”以及“液压驱动承载件快速举升”的过程中，还随着所述起重船在海水中的运动，实时调整所述起重梁的纵向和横向位置，以及所述承载件的垂向位置，以保持所述承载件与所述目标物的连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的起重船中，主船体配备全回转推进器及可伸缩式的全回转推进器而具有动力定位功能，可以快速响应并定位起重船的位置，便于起重船灵活定位于作业区域，适用海域广。通过配备多个起重臂进行起重，具有较大的起重能力，并能灵活选择参与起重的起重臂。起重臂通过起重梁的横向移动将承载件从主船体伸出以进行起重作业，可以灵活调整承载件的横向位置以连接目标物受力点，保证起重作业时的稳定性并可以适应连接的不同的目标物；起重梁从主船体横向伸出进行起重还便于控制主船体与目标物之间的距离，避免碰撞，提高起重安全性；同时还可便于联合另外的起重船进行联合起重作业。承载件通过液压驱动可以快速垂向升降并实时调整受力，配合压载调节进行起重作业，可以实现快速举升起重作业，缩短起重作业时间，降低对海域天气条件的依赖度。起重臂与主船体之间可拆卸连接，可根据不同的应用场景选择性进行装备，实现不同的起重方式，或者实现单船作业、双船联合作业、运输作业等不同的作业模式。综合来看，本发明的起重船应用范围广、作业方式灵活、作业效率高、通用性好、利用率高，具有较好的经济效益。

此外，该起重船的起重臂在进行起重作业时，通过起重梁的纵向和横向移动以及承载件的垂向移动，可以实时动态补偿起重船在海水中随风浪的运动，采用主动补偿的形式实现实时动态补偿，保证承载件与目标物的可靠连接，提高起重作业过程中目标物以及主船体的稳性，提高作业安全性。同时，主动补偿的形式几乎可以消除起重作业时船舶运动的影响，作业窗口期长。

附图说明

图1是本发明起重船实施例的侧面结构示意图；

图2是图1中起重船的俯视图，图中省略了起重机的吊臂的示意。

图3是图1中起重船的后部结构示意图，图中省略起重臂的示意，且可伸缩式的全回转推进器处于缩进主船体内部的状态。

图4是图2中A-A视图，图中，可伸缩式的全回转推进器处于缩进主船体内部的状态。

图5是图4中B处局部放大图。

图6是图4中C处局部放大图。

图7是图4中起重臂的右端端部处的结构示意图。

图8是图1的起重船与另一起重船进行电缆连接时的结构示意图。

图9是图1的起重船与另一起重船联合作业时一种作业模式下的状态示意图。

图10是图9的俯视图。

图11是图9的后续作业状态示意图。

图12是图1的起重船与另一起重船联合作业时另一种作业模式下的状态示意图。

图13是本发明起重方法实施例的流程图。

附图标记说明如下：

100、起重船；

1、主船体；11、压载舱；12、全回转推进器；13、可伸缩式的全回转推进器；14、艏侧推；15、生活楼；16、吊臂架；17、绞车；18、防撞结构；19、导向轮；

2、起重臂；21、基座；22、起重梁；221、吊耳；23、承载件；24、横向驱动补偿单元；25、纵向驱动补偿单元；251、插销；252、插销液压缸；253、纵向驱动补偿液压缸；26、垂向驱动补偿单元；261、垂向驱动液压缸；262、垂向补偿液压缸；263、转动件；2631、缺口；264、连杆；27、轮式部件；281、纵向锁紧单元；282、横向锁紧单元；283、垂向锁紧单元；

3、支撑结构；31、支撑架；311、接口；32、轨道座；321、纵向轨道；

4、起重机；41、吊臂；

5、浮箱；6、控制系统；7、电缆；8、浮子；

200、海上设施；201、上部模块；202、导管架；

300、运输船；301、滑移支架。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1至图4，本实施例公开一种起重船100，其主要包括主船体1、安装于主船体1艉部的起重机4、可拆卸地安装于主船体1中后部的支撑结构3以及安装于该支撑结构3上的多个起重臂2，在主船体1艉部还配置有可拆卸的浮箱。该起重船100可分别利用起重臂2、起重机4进行起重作业，可以单船起重作业，也可以与另一艘起重船100联合起重作业，另外，还可以作为半潜式运输船使用。

该主船体1为半潜式船，可以结合浮箱作为半潜式运输船使用，在作为半潜式运输船使用时，可拆卸支撑结构3及起重臂2。

主船体1内部设有压载舱11，其中，位于左舷的压载舱11和位于右舷的压载舱11可以进行压载水置换。另外，必要时，压载舱11也可以与外界海水进行压载水更换。

主船体1艉部的底部安装有多个全回转推进器12；主船体1艏部的底部安装有可伸缩式的全回转推进器13。该可伸缩式的全回转推进器13可如图3和图4所示的状态向内缩进主船体1内部或如图1所示的状态向下伸出主船体1外。在起重船100航行时，该可伸缩式的全回转推进器13缩进主船体1内，可以减小航行阻力；而在起重船100起重作业时，该可伸缩式的全回转推进器13伸出到海水中工作。主船体1艏部的两侧还安装有艏侧推14。艉部的这些全回转推进器12以及艏部的可伸缩式的全回转推进器13作为动力定位系统的一部分，通过动力定位系统的控制系统的控制，可以360度全回转，并提供推进器，以抵抗环境载荷，从而可以实现主船体1的动力定位（DP）功能，实现快速响应并定位起重船100的位置。

主船体1艏部的甲板上设置有生活楼15，以供工作人员工作和生活。主船体1上还设置有绞车17（其中，绞车17的示意可参见图10）以便于系泊定位。主船体1的侧部还设置防撞结构18，以减轻碰撞损伤。

参阅图1和图3，起重机4安装于主船体1艉部的甲板上。在主船体1横向上，该起重机4大致位于中间位置，而浮箱则分列于该起重机4的两侧。

该起重机4较佳采用全回转式起重机，起重机4的工作区域覆盖起重臂2的安装位置，可以直接利用该起重机4将起重臂2及支撑结构3吊至主船体1或吊离主船体1。结合图2所示，本实施例中，主船体1的甲板靠近左舷处设有吊臂架16，以在起重机4非工作状态时支撑起重机4的吊臂41。该起重机4可依起重能力的需求选配。

在一些未示出的实施例中，该起重船100也可不配置起重机4，而获得更大的运输能力和空间，或者，也可以在起重船100的主船体1上预设供起重机4安装的接口，在必要时才安装起重机4。

参阅图2和图4，支撑结构3设置为两组，分别靠近主船体1的左舷和右舷。支撑结构3包括支撑架31和位于支撑架31顶部的轨道座32。支撑架31沿主船体1的纵向设置；轨道座32较佳与支撑架31可拆卸地连接固定，轨道座32上设置有纵向轨道321，该纵向轨道321的长度平行于主船体1的纵向。

支撑架31底部设置用于与主船体1连接的接口311，以实现与主船体1的可拆卸式连接。例如可选地，支撑架31可通过螺栓与主船体1连接固定，并在必要时可以从主船体1上拆卸。

支撑架31的高度可以根据需求调整，从而调整起重臂2在主船体1上的安装高度，以便满足不同气隙的海上设施的起重作业需求。支撑架31在高度方向上可采用模块化层叠式的结构以便调整支撑结构3的总高度，也可以是配备多个不同高度的支撑架31，根据实际需求将所需高度的支撑架31安装到主船体1上。

支撑架31可由钢结构组装而成，依据载荷的需求可设计为桁架形式、框架形式等。

两组支撑结构3的支撑架31及轨道座32对应的具体结构可以是相同的，也可以是不同的。

仍然参阅图2和图4，多个起重臂2沿主船体1纵向间隔布置，各个起重臂2均安装于两组支撑结构3上，而由该支撑结构3支撑在主船体1上。本实施例的图示结构中，各个起重臂2是从主船体1的右舷横向伸出以进行起重作业，为便于表述，涉及起重作业相关结构的左右方位表述将以此为基准。可以理解的是，当起重臂2是从主船体1的左舷横向伸出起重时，相关结构的左右方位互换即可。

参阅图4至图7，每个起重臂2主要包括基座21、可横向移动地设置于基座21上的起重梁22，以及设置于起重梁22右端端部的承载件23；承载件23通过液压驱动而能够相对于起重梁22垂向升降，以进行起重作业。每个起重臂2还具有用于驱动基座21纵向移动的纵向驱动补偿单元25、用于驱动起重梁22横向移动的横向驱动补偿单元24，以及用于驱动承载件23垂向升降的垂向驱动补偿单元26。另外，较佳地，该起重臂2还设有锁紧机构，以分别锁紧起重梁22的纵向位置、横向位置以及承载件23的垂向位置。

基座21设有两组，分别对应安装于两组支撑结构3上，并可沿着纵向轨道321纵向移动。基座21上可设置与纵向轨道321适配的活动件（图中未标号）例如滚轮等，以实现该纵向移动，其具体结构不做限定。在一些未示出的实施例中，还可以使基座21能够直接安装于主船体1上，并可选地可以从主船体1拆下以适应不同作业模式的需求。

纵向驱动补偿单元25提供基座21纵向移动的动力。参阅图5和图6，本实施例中，纵向驱动补偿单元25对应于两组基座21设置，每一纵向驱动补偿单元25包括插销251、插销液压缸252和纵向驱动补偿液压缸253。对应于该纵向驱动补偿单元25，支撑结构3的轨道座32上沿纵向间隔地设置多个插销孔。插销251面向支撑结构3竖直设置。插销液压缸252连接并驱动插销251朝向或远离支撑结构3竖直移动，以使插销251与轨道座32上的某一插销孔相连接或分离。纵向驱动补偿液压缸253驱动插销液压缸252纵向移动，而带动插销251纵向移动，配合插销251与插销孔的连接或分离，控制基座21在纵向轨道321上纵向移动，从而使得起重梁22随基座21沿主船体1纵向移动。该纵向移动的调节过程大致地为：在插销251不与插销孔相连接时，通过纵向驱动补偿液压缸253的纵向伸缩可调整插销251的纵向位置，以与某一预设位置处的插销孔相对，再通过插销液压缸252驱动插销251移动至插接到插销孔内，插销251即与轨道座32固定，此时，纵向驱动补偿液压缸253的伸缩即可控制基座21在纵向轨道321的纵向移动。

起重臂2上对应于两纵向驱动补偿单元25还可设置同步单元，以使两组基座21同步移动。本实施例采用液压插销式的纵向驱动补偿单元25，可以便于同步单元的设置，方便实现同步。

如图5所示，本实施例中，位于左舷的基座21呈中空的框架式，以供起重梁22穿设于其内。左舷的该基座21上安装有上下间隔的两组轮式部件27。如图6所示，位于右舷的基座21位于起重梁22的下方，在右舷基座21上安装有一组轮式部件27。

结合图4至图6，起重梁22横跨主船体1的左右舷，起重梁22的左端穿设在左舷基座21内的上下两组轮式部件27之间，起重梁22的右端支撑在右舷基座21的轮式部件27上，起重梁22与这些轮式部件27滑动接触而实现沿主船体1横向的移动。在起重作业时，该起重梁22能够将承载件23从主船体1的右舷横向伸出至作业位置。参阅图7，起重梁22上设置有吊耳221，以供吊装。

横向驱动补偿单元24提供起重梁22横向移动的动力。本实施例中，横向驱动补偿单元24安装于右舷基座21上，并与起重梁22相连接。该横向驱动补偿单元24可选地为液压缸，通过液压动力而伸缩，进而控制起重梁22的横向移动。

参阅图4和图7，垂向驱动补偿单元26包括垂向驱动液压缸261、垂向补偿液压缸262、转动件263以及连杆264。

转动件263和连杆264分别可转动地连接于起重梁22上，同时分别可转动地连接承载件23。垂向驱动液压缸261和垂向补偿液压缸262均为液压缸，利用液压驱动，分别连接并驱动转动件263转动，经由连杆264的传动导向而带动承载件23垂向升降。

本实施例中，转动件263为三角形结构。其中一个顶角附近的位置与起重梁22转动连接，该转动连接的转动中心为Q1。另一个顶角附件的位置与承载件23转动连接，该转动连接的转动中心为Q2。第三个顶角附近的位置与垂向驱动液压缸261、垂向补偿液压缸262转动连接，转动件263与垂向驱动液压缸261转动连接的转动中心为Q3，转动件263与垂向驱动液压缸261转动连接的转动中心为Q4，转动中心Q4位于转动中心Q3靠近转动中心Q1的一侧。该三角形的转动件263具有较大的承载力，在垂向驱动液压缸261的驱动下转动产生起重能力，承担由承载件23传递来的载荷。

连杆264位于转动件263的上方。连杆264的一端与起重梁22转动连接，该转动连接的转动中心Q5位于转动中心Q1的正上方。连杆264的另一端与承载件23转动连接，该转动连接的转动中心Q6位于转动中心Q2的正上方。

转动中心Q5、Q6、Q1、Q2的连线构成平行四边形，从而对承载件23的运动起到导向作用，转动件263的转动被转换为承载件23的垂向运动，同时，承载件23保持为垂向状态。

较佳地，承载件23可拆卸地与连杆264、转动件263相连接，从而可以更换不同的承载件23。承载件23可以设计为多种不同的类型，实现不同的功能，例如包括顶、夹、拉的功能或者组合功能，以便与待起重的目标物可靠连接。

起重臂2在进行起重作业时，可以是单一的起重臂2进行作业，也可以是组合一定数量的起重臂2共同作业。在需要进行起重作业时，横向驱动补偿单元24驱动起重梁22横向伸出，将承载件23伸出至作业位置，以横向就位；垂向驱动补偿单元26的垂向驱动液压缸261驱动承载件23垂向升起与目标物连接，垂向就位；在满足起重作业条件后，垂向驱动液压缸261驱动承载件23快速顶升，将目标物举起。

必要时，还通过纵向驱动补偿单元25驱动起重臂2整体纵向移动，调整纵向位置，以纵向就位。本实施例较佳地，在起重作业时，根据起重船100在海水中随海水波风浪的运动，纵向驱动补偿单元25还驱动起重臂2纵向移动，实时调整起重梁22的纵向位置，以动态补偿起重船100的纵向运动。同样，横向驱动补偿单元24亦根据需要驱动起重梁22的横向移动，实时调整起重梁22的横向位置，以动态补偿起重船100的横向运动。垂向驱动补偿单元26的垂向补偿液压缸262驱动承载件23的垂向升降，实时调整承载件23的垂向位置，以动态补偿起重船100的垂向运动。

本实施例的该方案中，针对起重船100的运动，使起重臂2在起重作业过程中，起重梁22能够纵向和横向移动，承载件23能够垂向移动，采用主动补偿的形式实现实时动态补偿，保证承载件23与目标物的可靠连接，提高起重作业过程中目标物以及主船体1的稳性，提高作业安全性。

参阅图4、图6和图7，锁紧机构分为纵向锁紧单元281、横向锁紧单元282和垂向锁紧单元283，分别对应锁紧起重梁22的纵向位置、横向位置以及承载件23的垂向位置。

如图4所示，横向锁紧单元282设置于起重梁22与基座21之间，限制起重梁22与基座21之间的相对运动而锁紧起重梁22的横向位置。横向锁紧单元282可以是利用插销与通孔的配合实现限位的结构形式，但不限于此，可以根据实际情况进行设计。

如图6所示，纵向锁紧单元281设置于基座21与轨道座32之间，限制基座21与轨道座32之间的相对运动而锁紧起重臂2在支撑结构3上的位置，即锁紧起重梁22的纵向位置。纵向锁紧单元281的结构同样可以根据实际情况进行设计。

如图7所示，垂向锁紧单元283设置于起重梁22与转动件263之间，限制转动件263的转动而锁紧承载件23的垂向位置。本实施例中，在转动件263上设有缺口2631，垂向锁紧单元283安装于起重梁22上并靠近垂向驱动液压缸261，垂向锁紧单元283能抵接转动件263的缺口2631而限制转动件263的转动。垂向锁紧单元283的结构不限于此，也可按功能所需设计为其他结构形式。

在起重臂2上还设置本地控制单元，用于控制单个起重臂2或者配对的多个起重臂2的工作。

本实施例的该起重船100设有控制系统6，以便对起重船100的工作进行控制。控制系统6设置于主船体1的生活楼15内。控制系统6控制全船的总体工作，如动力定位、压载调节、起重作业等，上述起重机4和起重臂2的起重作业、全回转推进器12/13的运动、压载舱11的压载调节等均可接受控制系统6的控制。起重臂2上的本地控制单元可与控制系统6电控连接，以接受控制系统6的统一控制。

控制系统6可设置用于与电缆7连接的通讯接口，以通过电缆7连接其他起重船100的控制系统6。在起重船100与另一起重船100联合作业时，通过控制系统6进行联合控制，且两个起重船100中的控制系统6可互为备用。如图8所示，两个主船体1上的控制系统6之间通过电缆7连接，电缆7上设置多个可拆卸的浮子8，主船体1可设置用于对电缆7滑动导向的导向轮19。

该起重船100根据实际的应用需求大致地可具有如下几种作业模式。

作业模式一：双船联合，利用起重臂2起重作业。

作业模式二：双船联合，利用起重机4起重作业。

作业模式三：单船作业，利用起重机4起重作业。

作业模式四：单船作业，作为半潜式运输船运输作业。

参阅图9至图12，作为作业模式一和作业模式二的一个典型应用，可采用两艘上述的起重船100进行海上设施200的拆解作业，其中，海上设施200包括上部模块201和导管架202，在拆除前，上部模块201与导管架202已预先完成切割。上部模块201的拆除采用上述作业模式一进行，导管架202的拆除采用上述作业模式二进行。以下分别具体介绍。

作业模式一：上部模块201的拆除，作业状态具体参阅图9至图11，关于起重船100的具体结构参照上文的描述及相关图示。

1、预先在码头附近利用起重机4将起重臂2及支撑结构3安装到主船体1的预定位置，连接固定。

2、起重船100到达作业海域。

3、开启起重船100的DP功能，两艘起重船100分别就位于海上设施200的两侧；此时，可以利用绞车17的钢缆连接至导管架202，辅助定位。

4、开启、检查起重臂2的实时动态补偿船舶的运动功能。

5、驱动起重臂2的起重梁22横向伸出，使承载件23位于上部模块201下方；驱动承载件23垂向升起，与上部模块201的受力点连接。按该方式使各个起重臂2逐一就位。

6、调节压载水，左舷的压载舱11与右舷的压载舱11进行压载水置换，使上部模块201的重量逐步转移到承载件23上，达到一定程度，但上部模块201不脱离导管架202。然后，垂向驱动液压缸261驱动承载件23快速举升，在数秒内举起上部模块201，使上部模块201与导管架202分离。此时，起重船100会有一定的纵倾和横倾，再通过压载水调节，在几分钟内，起重船100恢复正浮状态。

在该过程中，起重臂2根据起重船100的运动，实时调整起重梁22的纵向和横向位置，以及承载件23的垂向位置，对起重船100的运动进行动态补偿，保持承载件23与上部模块201的连接状态，并保持上部模块201为水平状态。

7、两艘起重船100同步前进，驶离导管架202。

8、将另一运输船300开进两艘起重船100之间。

9、将上部模块201放在运输船300的滑移支架301上，并绑扎固定。

10、运输船300运输，返回码头。

11、上部模块201滑移到码头上。

作业模式二：导管架202的拆除，具体参阅图12。

1、预先进行导管架202底部的部分切割。

2、开启起重船100的DP功能，两艘起重船100分别就位于导管架202的两侧。

3、两艘起重船100的艉部的起重机4联合作业，起重机4的吊钩连接至导管架202；对导管架202底部完全切割，利用起重机4吊起导管架202至预定的高度。

4、运输船300开进两艘起重船100之间。

5、将导管架202放在运输船300上，并绑扎固定。对于大型的导管架202，必须时对导管架202进行翻转，平放，并绑扎固定。

6、运输船300运输，返回码头。

7、导管架202滑移到码头上。

作业模式三：起重船100单独作业，利用起重机4进行起重作业。其中，起重船100本身的起重臂2和支撑结构3的吊装即可采用该起重机4进行作业。

作业模式四：起重船100单独作业，起重臂2和支撑结构3从主船体1上拆除，留出更多的运输区域以及运输能力，配合浮箱使起重船100形成半潜式运输船进行运输作业。

参阅图13，本发明实施例还提供一种起重作业方法，利用两艘上述的起重船100进行作业；该起重作业方法包括步骤：

S10、利用起重船100的全回转推进器12以及可伸缩式的全回转推进器13进行动力定位，使两艘起重船100就位于目标物的两侧。

S20、将两艘起重船100的起重梁22横向伸出至目标物下方，调整承载件23的垂向位置而与目标物的受力点连接。

S30、起重船100进行压载调节，以将目标物的部分载荷加载至承载件23上；其中，该压载调节采用左舷的压载舱11与右舷的压载舱11进行压载水置换的方式。

S40、液压驱动承载件23快速举升，将目标物举起。

S50、退船，将目标物转移至运输船。该过程中，两艘起重船同步行驶，带着目标物离开原区域，将目标物转移至另外的运输船，由运输船将目标物运走。

进一步地，在上述步骤S30和步骤S40中，还随着起重船100在海水中的运动，实时调整起重梁22的纵向和横向位置，以及承载件23的垂向位置，以保持承载件23与目标物的连接。

该起重作业方法的各步骤中，起重船100的具体动作过程还可参照上文所述的作业模式一中对应步骤的具体过程。

该起重作业的目标物例如可为上文所述的海上设施200的上部模块201，通过该起重作业可以进行目标物的拆除、安装等。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种起重船，其特征在于，包括：

主船体，其为半潜式，其内设置有压载舱；所述主船体艏部的底部安装有可伸缩式的全回转推进器，所述主船体艉部的底部安装有全回转推进器；

起重臂，沿所述主船体纵向间隔布置有多个；每一所述起重臂包括基座、可横向移动地设置于所述基座上的起重梁和设置于所述起重梁端部的承载件；所述基座可拆卸地安装于所述主船体上，所述起重梁在所述基座上能够沿所述主船体横向移动，而在起重作业时使所述起重梁端部从所述主船体横向伸出；所述承载件通过液压驱动而能够相对于所述起重梁垂向升降，以进行起重作业。

2.根据权利要求1所述的起重船，其特征在于，所述起重船还包括支撑结构；所述支撑结构可拆卸地安装于所述主船体的主甲板上，并沿所述主船体的纵向设置；所述基座可纵向移动地安装于所述支撑结构上并带动所述起重梁纵向移动；

在起重作业时，所述起重梁能够分别沿纵向和横向移动，以及所述承载件能够垂向升降，从而实时动态补偿所述起重船的运动。

3.根据权利要求2所述的起重船，其特征在于，所述承载件通过一垂向驱动补偿单元驱动而垂向升降；

所述垂向驱动补偿单元包括垂向驱动液压缸、垂向补偿液压缸、转动件以及连杆；

所述转动件和所述连杆分别可转动地连接于所述起重梁上，同时分别可转动地连接所述承载件；

所述垂向驱动液压缸连接并驱动所述转动件转动，经由所述连杆的传动导向而能够带动所述承载件垂向升降，以进行起重作业；

所述垂向补偿液压缸连接并驱动所述转动件转动，经由所述连杆的传动导向而能够带动所述承载件垂向升降，以动态补偿所述起重船的垂向运动。

4.根据权利要求3所述的起重船，其特征在于，所述转动件在所述起重梁上的转动中心、所述转动件在所述承载件上的转动中心，以及所述连杆两端的转动中心的连线构成平行四边形，在所述转动件转动时，所述承载件保持垂向状态。

5.根据权利要求3所述的起重船，其特征在于，所述转动件为三角形结构，所述转动件上的各个转动中心分别设置于所述转动件的三个顶角附近。

6.根据权利要求3所述的起重船，其特征在于，所述承载件可拆卸地连接所述连杆和所述转动件，以能够更换不同的承载件。

7.根据权利要求2所述的起重船，其特征在于，所述基座上安装有轮式部件以及横向驱动补偿单元；

所述起重梁与所述轮式部件滑动接触，而能够相对于所述基座横向移动；

所述横向驱动补偿单元连接并驱动所述起重梁横向移动，从而能够驱动所述起重梁横向伸出以进行起重作业，并能够在起重作业时驱动所述起重梁横向移动以动态补偿所述起重船的横向运动。

8.根据权利要求7所述的起重船，其特征在于，所述支撑结构上设有纵向轨道；所述起重臂还具有纵向驱动补偿单元；

所述基座可纵向移动地安装于所述纵向轨道上，并通过所述纵向驱动补偿单元驱动而纵向移动，从而调整所述起重梁的纵向位置以进行起重作业，以及在起重作业时动态补偿所述起重船的纵向运动。

9.根据权利要求8所述的起重船，其特征在于，所述支撑结构上沿纵向间隔地设有多个插销孔；

所述纵向驱动补偿单元安装于所述基座上，包括插销、插销液压缸和纵向驱动补偿液压缸；

所述插销液压缸驱动所述插销朝向或远离所述支撑结构移动，以使所述插销与所述插销孔相连接或分离；

所述纵向驱动补偿液压缸驱动所述插销纵向移动，配合所述插销与所述插销孔的连接或分离，控制所述基座在所述纵向轨道上的纵向移动。

10.根据权利要求2所述的起重船，其特征在于，所述起重臂还设有锁紧机构，以分别锁紧所述起重梁的纵向位置、横向位置以及所述承载件的垂向位置。

11.根据权利要求2所述的起重船，其特征在于，所述支撑结构的高度可调整，从而调整所述起重臂在所述主船体上的安装高度。

12.根据权利要求2所述的起重船，其特征在于，所述起重船还包括控制系统，所述控制系统控制所述起重臂以及所述全回转推进器的运动；所述控制系统还设有用于与电缆连接的通讯接口，以通过电缆连接其他起重船的控制系统。

13.一种采用权利要求1-12任一项所述的起重船的起重作业方法，其特征在于，所述起重作业方法包括步骤：

利用起重船的全回转推进器以及可伸缩式的全回转推进器进行动力定位，使两艘起重船就位于目标物的两侧；

将两艘起重船的起重梁横向伸出至目标物下方，调整承载件的垂向位置，使承载件与目标物的受力点连接；

起重船进行压载调节，将目标物的部分载荷加载至承载件上；

液压驱动承载件快速举升，将目标物举起；

退船，将目标物转移至运输船。

14.根据权利要求13所述的起重作业方法，其特征在于，在所述起重船进行压载调节以及液压驱动承载件快速举升的过程中，还随着所述起重船在海水中的运动，实时调整所述起重梁的纵向和横向位置，以及所述承载件的垂向位置，以保持所述承载件与所述目标物的连接。

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