CN1115296A - 用于海上建筑物的防浪涌的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本方法能将两个并排置放且其中至少有一个是漂浮的海上建筑物之间的交替的涌动减至一个较小的值。缓冲器都装在海上建筑物中的一个上,并能放置成朝向另一海上建筑物的止推面,同时它们能沿平行于涌动方向的方向移动。缓冲器与一海上建筑物的止推面接触,并以预定的推力弹性地压靠在止推面上,同时允许每个缓冲器在两个涌动方向上随交替的运动相对于第二海上建筑物移动。缓冲器在涌动速度为零的瞬间相对于第二海上建筑物静止。
Description
本发明涉及一种用于在两个海上建筑物之间防止任何交替的浪涌运动或至少将其减少成一较小值的方法和设备,该海上建筑物并排置放,而且至少有一个是漂浮的,这两个海上建筑物的第一个具有第一和第二垂直止推面,它们沿着需要予以减小的浪涌运动发生的水平方向面对面地布置。
众所周知,一艘船只或其它的在海上自由漂浮的建筑物,在没有推力并受到浪涛的作用时,所作的运动是复杂的,并且可以分解为六种运动:三种转动和三种直线运动。在垂直轴X、Y和Z的系统中,这六种运动包括:绕X轴交替地转动的翻滚;绕Y轴交替地转动的纵摇;绕Z轴交替地转动的偏摇;沿X轴交替平移的涌动;沿Y轴交替平移的横摆;以及沿Z轴交替平移的起伏。
当两个海上建筑物并排地置放,而其中的一个建筑物是漂浮的,另一个是固定的或漂浮的时,有时需要限制这两个海上建筑物的彼此相对的运动。这种情况适用于,举例来说,当需要将一艘载有准备置放在一个支承结构上并在其上固定的甲板的平底船予以稳定时。在本说明书的上下文中,“甲板”一词适用于任何型式的安装在海上的平台上部结构。按照惯例,甲板包括多个垂直的管状支柱,它们由钢或混凝土制成,或一部分由钢一部分由混凝土制成,并置放或固定在一支承结构上。“支承结构”一词用于表明任何型式的下部结构,在本技术领域中通常称为“夹套”,并设计成能用来支承海上平台的甲板。在使用时,支承结构可以全部地或部分地浸没,并且可以按需要站立在海底上。支承结构在习惯上都具有同甲板一样的支柱数,支承结构的支柱通常是垂直的或基本上是垂直的,要不然就是一部分是垂直的,而另一部分相对于垂直部分为倾斜的。此外,在本发明的上下文中,“平底船”一词用于表明任何能够运输海上平台的甲板的压舱式漂浮运载工具。
海上平台的甲板与支承结构习惯上都是在岸上或在干船坞中单独地预先制造的,接着被分别送往和/或拖曳至海上的某个地方,然后将它们装配在一起。装配地点可能是要使用平台的场所,或者可能是某些其它的由于有足够的水深或海上条件相对平静而被选中的地方。为了将甲板放在支承结构上,使载有甲板的平底船放在支承结构的各个支柱之间。为了保证能在海上有浪的良好情况下进行安放甲板的作业,有可能需要限制平底船相对于支承结构的运动。甲板支柱的承载表面和在支承结构顶端的接受部分的承载表面的尺寸都是有限的,并且它们的尺寸有时可能小于平底船的水平运动的幅度。按照惯例,平底船的偏摆、翻滚和横摆运动都由装在平底船和支承结构的支柱之间的导向件来限制,该导向件可按需要包括有吸振器。此外,还曾经提出过各种熟知的系统,以限制平底船相对于支承结构的涌动。第一种已知的系统是采用锚索和/或锚链将平底船联接在支承结构上的。但是,经验证明,这种已知系统对限制涌动是不适当的。第二种已知的系统是采用导向销,也就是垂直安装的榫钉,这种榫钉能沿甲板的支柱移动,并能与刚性地固定在支承结构的支柱的外部上的圆柱形座接合。但是经验在此处再一次地证明,这种系统是容易毁坏的,尤其是它不适于停住受到浪涌运动的平底船。第三种已知的系统,举例来说,已经在由G.J.White等人撰写的题为“将整体甲板安装在预先安装的夹套上的海上装置”的论文中描述过,见OTC5260,于得克萨斯的休斯顿召开的第十八届海上技术会议(Offshore Technology Conference,18th Annual Con-ference at Houston,Texas,May5-8,1986)的年会论文集第322页的右栏和图4。在第三种已知的系统中,甲板的每个支柱(或至少其中的某些支柱)包括一种能够用一进水锥与一对中管接合的柱塞,该进水锥做在支承结构的相应支柱的顶端上。在对中管和支承结构的形成支柱的管子之间的环形空间内设有一个由用弹性材料制成的套筒构成的径向吸振器,人们称之为“径向弹性体”。上述第二和第三种已知系统之间的差别主要在于有径向弹性体,就易碎性而言,它提供了一种改进,但是就防止运动而言,它又成为一个缺点,特别是因为径向弹性体是可压缩的。此外,当浪涌运动大时,第三种已知系统就变得过于易损了。
因此,一般地说,本发明的目的在于提供一种上面所规定的类型的方法和设备,使之有可能防止受到波浪作用的漂浮的海上建筑物的任何相对于另一个可以是固定的或同样是漂浮的海上建筑物的涌动或至少将其减少成一较小值。
本发明的从属目的在于提供一种方法和设备,使之有可能在涌动已经停止,而且两个海上建筑物中的一个在一个靠近其预定位置的位置上相对于另一海上建筑物保持静止以后,精细地调整上述两个海上建筑物中的一个相对于另一个的位置。
更特别的是,本发明试图提供一种方法和设备,使之有可能防止在载有甲板的平底船和拟在其上放置甲板的漂浮的或固定的支承结构之间的任何涌动,或至少将其减少成一较小值,并使之有可能在实现这一要求时不会对平底船的其它五种运动产生任何重大的影响,不在平底船与支承结构之间产生很大的联接力。
为此,本发明的方法的特征为,它包括:
a)在第二个海上建筑物上至少安装能从各自的缩回位置移至各自的伸出位置的第一和第二缓冲器,其中,第一和第二缓冲器分别朝着第一海上建筑物的第一和第二止推面,并且与上述第一和第二止推面水平地隔开一段距离,上述缓冲器的每一个还如此地安装在第二个海上建筑物上,以便能以可以接受的预先规定的最大行程值沿与浪涌方向平行的方向移动;
b)使两个海上建筑物中的一个就位,以使由于交替的浪涌运动而产生的两个极限位置之间的平均位置差不多与上述海上建筑物相对于另一海上建筑物的预定位置一致;
c)测量交替的涌动在两个极限位置之间的总幅度;
d)如果测得的总幅度小于缓冲器的可以接受的最大行程,就将第一和第二缓冲器放在它们各自的伸出位置上;
e)使第一和第二缓冲器分别与第一个海上建筑物的第一和第二止推面接触,并使它们以预先规定的推力弹性地压靠在上述止推面上,但同时仍然允许在两缓冲器的每一个与第二个海上建筑物之间发生沿着两个涌动方向的交替的相对运动;以及
f)当涌动速度为零时,使缓冲器相对于第二个海上建筑物为静止。
本发明的设备的特征为,它至少包括安装在第二个海上建筑物上的第一和第二缓冲器,其安装方式要使之能够在各自的缩回位置和各自的伸出位置之间移动,此时,它们分别朝着第一个海上建筑物的第一和第二止推面,并且与上述第一和第二止推面水平地隔开一段距离,其安装方式还要使之能沿与涌动方向平行的方向水平地移动;分别与第一和第二缓冲器相连,使之处于它们的伸出位置的第一和第二致动器装置;分别与第一和第二缓冲器相连,使之分别与第一个海上建筑物的第一和第二止推面接触的第三和第四致动器装置;分别与第一和第二缓冲器相关联,使它们弹性地压靠在上述止推面上,同时仍然允许在两缓冲器的每一个与第二个海上建筑物之间沿着两个涌动方向有交替的相对运动的第一和第二加压装置;以及分别与第一和第二缓冲器相关联,使它们在需要时相对于第二个海上建筑物保持静止的第一和第二受控锁紧装置。
在本发明的一个优选实施例中,上述受控锁紧装置的每一个分别由装在第三或第四致动器装置与第一或第二加压装置之间的接合装置构成,并且具有两种状态,即:第一状态,它允许在对应的第一或第二缓冲器和第二个海上建筑物之间的沿两个涌动方向作上述交替的相对运动;第二状态,它允许在对应的第一或第二缓冲器与第二个海上建筑物之间沿上述对应的第一或第二缓冲器的朝向第一个海上建筑物的有关止推面的推力方向作仅沿一个方向的相对运动,在处于其第二状态时,每个接合装置起着锁紧装置的作用。
第三或第四致动器装置的每一个可以由装在第二个海上建筑物和对应的第一或第二缓冲器之间的双动式液压致动器构成,其纵向轴线平行于涌动的方向。在此情况下,第一和第二加压装置的每一个可以由一个低压蓄能器组成,该低压蓄能器通过上述联接装置与液压致动器的各个室中的一个相连,而该液压致动器在压力下由低压蓄能器供以液压流体时,使对应的缓冲器移向第一个海上建筑物的有关的止推面。在这种情况下,上述接合装置可以由至少一个受控单向阀组成,该阀在处于第一状态时,以大流率在低压蓄能器与液压致动器的上述腔室之间建立双向流动,并在处于第二状态时,只允许以大的流率从低压蓄能器向液压致动器的上述腔室作单向流动。
本发明的装置还可以包括至少一个受控开/关阀或具有二通和二位的受控分配阀,该阀与流量限制器串联,并且可以受到控制,以小的流率在液压致动器的上述腔室与液压箱之间建立流动。如同在下面将详细说明的那样,这种与每个缓冲器的液压致动器相联的受控阀使之有可能精细且慢慢地调节第二个海上建筑物相对于第一个海上建筑物的位置。
当试图将本发明的设备用于减少在一平底船与用于海上平台的支承结构之间的涌动时,上述第一个海上建筑物可以是平台的支承结构,而上述的第二个海上建筑物可以是平底船。在这种情况下,本发明的设备可以包括两个沿平底船纵向轴线在其前区对称地布置的第一缓冲器,和两个沿平底船的纵向轴线在其后区对称地布置的第二缓冲器。上述止推面可以包括平台支承结构的支柱的垂直表面。此后,就将每个缓冲器编排成与平台支承结构的相应的支柱相配合。
本发明的其它特征与优点可以以举例的方式参考附图由对本发明的优选实施例的下列描述中显示出来,这些附图是:
图1和图2是表示嵌在海上平台支承结构(“夹套”)的支柱之间的平底船的立面图与侧视图,平台的甲板未示出;
图3和图4是端视图与平面图,示出了支承结构的顶部和具有本发明的设备的四个缓冲器形成部分的平底船,四个缓冲器按其缩回位置示出;
图5和图6是与图3和图4相对应的视图,并按其伸出位置示出了四个缓冲器;
图7是表示本发明的设备中的一个缓冲器的放大平面图;
图8以较大的比例示出了图7的细部A;
图9和图10是沿图7中的线IX—IX和X—X的剖视图,它们用较大的比例示出了该图的其它细节;
图11是沿图7的箭头F的视图;
图12的一部分是侧视图,一部分是剖视图,示出了与本发明的设备的每个缓冲器相关联的液压控制系统;
图13、14和15是与图7和图12相对应的视图;示出了本发明的设备在运行时的一个阶段;
图16、17和18是分别与图13、14和15相对应的视图,示出了本发明的设备在运行时的另一个阶段;
图19、20和21是分别与图13、14和15相对应的视图,示出了本发明的设备在运行时的又一个阶段;
图22是以放大的比例示出的纵向剖视图,表示图7的缓冲器和形成用于控制缓冲器的液压系统的一部分的液压致动器之间的连接。同时还有上述液压致动器与平底船之间的连接;
图23的一部分是侧视图,一部分是剖视图,示出了图22的液压致动器和一个与上述液压致动器相关联的低压蓄能器;
图24、25和26用放大的比例并以与本发明的设备的三个运行阶段相对应的三种不同状态示出了图23的细部B;以及
图27是图22和23所示液压致动器的控制系统的液压回路图。
下面描述的本发明用于使一平底船相对于海上平台的支承结构(“夹套”)稳定,特别是用于防止平底船受到波浪的支配,产生相对于支承结构的涌动的目的。
在用于将海上平台的甲板放置于上述平台的支承结构1上,或在海上平台已经在给定的工作地点完成任务以后(参看例如上述的刊物OTC5260)用于移去上述甲板的已知技术中,载有甲板或准备在其上装载甲板的平底船2如图1和2所示的那样嵌在支承结构1的支柱3之间。在这些图中,为了简单起见,以及因为它并不构成本发明的一部分,同时对理解本发明也不是必需的,所以将平台的甲板略去。在图1和图2中,支承结构是一个固定的结构,也就是说,它的支柱3是用打入海底4的桩5固定在海底4上的。尽管如此,如同在海上平台技术中惯有的那样,本发明仍然可用于由多个锚索和/或多个固定在海底4上的系绳固定在海上平台的工作地点上方的漂浮的支承结构。
当在海上平台准备安装的地方观察到波浪有一个优选的或主要的方向(如图2中的箭头H所示)时,对平底船2来说,最有利的是朝着主波浪,因此对于支承结构1来说,最有利的是一开始就按这个朝向安装。在这种情况下,平底船2的翻滚、偏摇和横摆运动可以减至最小,而这在安装或移去海上平台的甲板的操作过程中是非常重要的,但是,很不幸,在此之后,涌动是最大的。如图1和2所示,采用已知的装置,例如弹性缓冲器6,可以容易地使平底船的残余的偏摆运动和横摆运动减至在需要安装或移去甲板的预期作业中所能接受的值。
此外,如图2所示,平底船2可以用已知的装置,如牵引用绳索、动态定位系统、锚链或者甚至是前、后锚索7和8使之暂时在纵向上固定就位。但是,即使锚链或锚索被高度拉紧,它们仍然不能将平底船的涌动减少至安装或移去甲板的预期作业中所能接受的值。因此,通常都必须提供辅助装置,以防止平底船的涌动,或将其减至能接受的值。如上所述,已知的各种系统采用了具有或没有径向弹性体的导向销或柱塞,而它们在有相当大的波浪时是容易损坏的和/或难于起作用的。
如下面所说明的那样,本发明提供了一种方法与设备,它能在考虑涌动时使平底船2相对于支承结构1保持不动,同时仍然允许平底船有其它的运动自由度,特别是涉及到起伏、翻滚和纵摇运动,而偏摆和横摆的运动则用如上述的弹性缓冲器6等的其它已知装置予以限制。
如图3至6所示,在平底船2的甲板上,装有四个位于其四个角上的缓冲器9、10、11和12。前左舷缓冲器9和后右舷缓冲器12是相同的。同样,前右舷缓冲器10和后左舷缓冲器11是相同的,并且沿平底船2的纵向轴线13分别对称于缓冲器9和12。
四个缓冲器9至12中的每一个都能在轴承中,例如如图7和11中所示,用于缓冲器9的三个轴承14、15和16中转动,这三个轴承沿着平行于平底船的纵向轴线的方向对齐,其它缓冲器的安装方式与这些图中所示的相似。这样,四个缓冲器9至12中的每一个都能在一个用于输送目的的基本上垂直的缩回位置(图3和图4)和一个水平的工作位置(图5、6、7和11)之间移动,在工作位置上,缓冲器从平底船2的侧面横向地向外伸出。在处于工作位置时,前缓冲器9和10朝着支承结构1的最靠前的支柱3的前侧,所述前侧朝向平底船2的船头,而后缓冲器11和12则朝着支承结构1的最后面的支柱3的后侧,此后侧朝向平底船的船尾。
四个缓冲器9至12中的每一个都由缆索17与绞车18相连(图3至6),绞车在动作时用于将相应的缓冲器从其缩回的输送位置移于伸出的工作位置,或从其伸出的工作位置移至缩回的输送位置。每根缆索17都绕过一个装在支柱21的顶上的滑轮19,支柱21固定在平底船2的甲板上(图11),在绞车18和相应的缓冲器之间。
如涉及缓冲器9的图7所示,每一个缓冲器都可以由一管状结构组成,它包括一管22、一管23、一短管24和一管25,管22安装成能同时在轴承14、15和16中滑动和旋转,管23的一端刚性地固定在管22上,并垂直于管22延伸,短管24固定在管23的另一端上,并且平行于管22延伸,管25的端部刚性地固定在管22和24上,并相对于它们倾斜地延伸。这四根管子22至25形成一大致为三角形的结构,管25构成一个能使管23承受在工作时所受到的水平力的支杆。管23上装有一辊子26,它同时能绕管23的轴线旋转和沿管23滑动。在辊子26的周向表面上有一沟槽,其轮廓形状与支承结构1的支柱3的外部表面的轮廓形状匹配。辊子26的辊身,举例来说,可以用金属制造,其沟槽最好衬以弹性衬垫27(图8),以使之能在辊子26和支承结构1的支柱3之间建立良好的接触。衬垫27,举例来说,可以用聚氨酯制造。
每个缓冲器都与一滑道系统28相联(图7与9),该系统使之有可能将相应的缓冲器,例如缓冲器9,在其于工作中受到垂直力的情况下,保持在其水平的工作位置上。如图7和9所示,滑道系统28可以由一具有工字形截面的IPN工字钢型金属型材29和一具有C形截面的零件31组成,型材29固定在平底船2的甲板上,以便使之平行于甲板的纵向轴线延伸,零件31用例如焊接的方法刚性地固定在管23上。在图9中,所示零件31与型材29的上水平翼缘接合。在这种情况下,管23由型材29支承并可沿型材滑动,但是它保持向下,处于其水平位置,且缓冲器9不能抬高。如图7所示(还可以参看图10),在靠近型材29的右手端的区域,型材29的上水平翼缘的一部分是去掉的,这样,通过使缓冲器9绕轴承14—16的轴线转动,然后平行于上述轴线平移缓冲器9,就可使滑道系统28的元件29和31彼此接合,或者,如果需要的话,通过使缓冲器9向右平移(如图7所示),然后使其绕轴承14—16的轴线沿向上的方向以转动的方式移动,就可使滑道系统28的元件29和31彼此脱开。
四个缓冲器9—12的每一个都与一控制系统32相联,这个控制系统能使相应的缓冲器平行于平底船2的纵向轴线移动,从而使上述缓冲器与支承结构1的相应支柱3保持接触,以便将上述缓冲器弹性地压靠在上述支柱上,然后在采用将在下面详细描述的工艺过程时将缓冲器相对于平底船2锁紧。控制系统32可以用各种不同的方式制造。例如,系统可以是纯机械的,或者可以是采用线性致动器、弹簧和棘轮控制机构的机电结合的。尽管如此,每个控制系统32最好由如下所述的液压控制系统组成。
四个液压控制系统32是相同,因此只描述这些系统中的一个,例如,与缓冲器9相联的系统。
如图7和12所示(还可参看图22和23),液压控制系统32主要包括一双动式液压致动器33和一与致动器33相连的低压蓄能器34。致动器要如此布置,以致使其能平行于平底船2的纵向轴线延伸。致动器33的活塞杆35与缓冲器9的管22共轴线,并用一半刚性的铰链36(它可以更清楚地在图12中看出)与管22的一个端部连接。铰链36在纵向上有一定的回弹量,因而它能在一较小的程度上被弹性压缩,例如压缩几个厘米,其理由将在下面说明。离管22最远的致动器33的油缸37的端部通过一铰接的叉头38而与平底船2的甲板相连。
在致动器33的油缸37的内部,在其活塞42的相应的相反端上形成了两个室39和41(图7和22)。围绕活塞杆35的环形室39可以在压力下通过管43(图12)供以油液。
邻近叉头38的致动器33的室41可以通过多个可以关闭的小孔(图12、23和24—26)与低压蓄能器34相连通,小孔的性质与功能将在下面详细描述。在图12中,这些可以关闭的小孔都是象征地表示的,同时总体上用一个单个的孔44和一个单个的针阀45表示。
低压蓄能器34最好在其邻近叉头38的端部直接地位于致动器33的油缸37的上方,并且它以低压含有一定量的油液46,及一种气体或气体的混合物47,压力的数量级为几个巴。气体力图将油液46排入致动器33的室41中,并由此将活塞42和活塞杆35从油缸37中推出,从而将缓冲器9推向支承结构的相应支柱3,低压蓄能器34中所含的油液46的量大于使活塞42在油缸37中完成其最大行程所需的油量。低压蓄能器34中的气体47的压力必须足以克服致动器33和轴承14—16中的摩擦力。
当致动器33的室39通过管43供以其压力大于室41和低压蓄能器中的压力的油液时,致动器33的活塞42移至右边(如图7所示),从而使活塞杆35缩回致动器的油缸37中,并由此使前左舷缓冲器9相对于平底船2位于向前的极限位置上。这种情况同样适用于前右舷缓冲器10。反之,当将油液供往与两个后缓冲器11和12相联的致动器33的室39时,它们就相对于平底船2移至相应的向后的极限位置。换句话说,当所有致动器33的室39都供以其压力大于致动器的室41中的压力的油液时,两个前缓冲器9和10就分别尽可能远地移离两个后缓冲器11和12。这样,缓冲器之间的间距就大于在船头侧和船尾侧的最端部的支柱3之间的距离。在这种情况下,平底船2仍然能自由地进行涌动(尽管受到锚索7和8的限制),而缓冲器9—12则在它们处于工作位置时不能与支承结构1的支柱3形成接触(图6)。
如图12中在标号44处象征性地表示的那样,每个可以关闭的小孔事实上都是由多个受控的单向阀48,例如两个阀48和至少一个受控的开/关阀49组成的(为了简化图面,在图22至26中只示出了一个受控的单向阀48和一个受控的开/关阀49)。一压力传感器51用于测量致动器33的室41中的油压。
当单向阀48收到使它们打开的控制信号时,它们在低压蓄能器34的内腔和致动器33的室41之间建立起大流率的双向流动(图35)。在没有任何控制信号时,只要室41中的压力低于蓄能器34中的压力,单向阀48就只建立从蓄能器34的内腔至室41的大流率的单向流动,而在室41中的压力变成大于蓄能器34中的压力时,它们就自动地关闭。此外,当由控制信号打开时,受控的开/关阀49在室41和液压箱之间建立起小流率的流动。虽然图23至26中所示的液压箱是由低压蓄能器34的内腔组成的,但是液压箱最好如图27中在标号52处用图形所示的那样,由一个与上述蓄能器分开并位于例如平底船2的甲板上的油箱组成。
如同下面所描述的那样,受控的单向阀48和受控的开/关阀49能使活塞42和活塞杆35按照在控制板54处工作的操作人员53(图12)所选择的三种不同的模式工作,或在代替上述操作人员的程序控制器的控制下工作。液压控制最好用来打开受控的单向阀48和受控的开/关阀49,但它们也可以受到电磁的控制。为了从一种操作模式转换成另一种操作模式,以及为了进行任何停止平底船2的涌动的操作,只需要很少的功率,仅几十千瓦。为此目的所需的液压动力可以来自称之为液压动力供应的液压能源55。对于与四个缓冲器9—12中的相应的一个相联的所有四个液压控制系统而言,一个单一的控制板54和一个单一的液压动力供应55就已经足够。
每个液压控制系统32的致动器33都有四种工作模式。
在第一种模式(模式1)中,向室39供以其压力高于室41中存在的压力并高于低压蓄能器34中存在的压力的油液。这样做的作用是使致动器33的活塞杆35退入油缸37中,并使其处于完全缩回的位置(除非它已经是在那儿了)。在模式1中,单向阀48受到控制,以便使其保持打开。在其它三种模式中,室39中的油压都被释放了。举例来说,使管43与液压箱连通,就能做到这一点。尽管如此,在这种情况下最好还是在室39中维持一定的压力,但是这个压力要低于室41中的压力,这样就能保证不会有在室39中存在吸力的危险,该吸力妨碍活塞42在油缸37中向叉头38的移动。
在第二种工作模式(模式2)中,一旦在上述支柱和辊子26之间已经产生接触时,活塞杆35就根据平底船2的涌动方向,首先在蓄能器34中的低压的作用下,其次在由支承结构1的支柱3所产生的推力的作用下,在致动器33的油缸37中自由地移出或移入。通过以某种方式控制单向阀48,使其保持打开(在蓄能器34和室41之间建立大流率的双向流动),同时保持受控的开/关阀49关闭,就可以得到这种操作模式。这种操作模式与图16、17、18和25相对应。
在第三种工作模式(模式3)中,活塞杆35能从致动器33的油缸37中自由移出,但是不能再移回去。通过使单向阀48起普通单向阀的作用,允许油液从蓄能器34进入室41中,但是阻止油液离开室41回到蓄能器34中(只从蓄能器34向室41以大流率流动),并同时保持受控的开/关阀49关闭,就可以得到这种操作模式。这种操作模式与图19至21和图24相对应。
在第四种工作模式(模式4)中,活塞杆35受到一个企图将其推回至致动器33的油缸37中的力的作用。通过以某种方式控制开/关阀49,使其保持打开,就有可能使活塞杆35缓慢而有控制地返回。节流器56(图27)与开/关阀49相关联,并用作一个流量限制器,以使活塞杆35向油缸37的返回变慢。显然,如果开/关阀49再一次放在其关闭的位置上,同时活塞杆35移入油缸,则活塞杆35的向内移动就立即停止,这是因为它由容放在室41内的不再能通过单向阀48或通过开/关阀49流出的油液锁住的缘故。
下面描述是如何防止平底船2随浪涌运动相对于支承结构1移动的。这一操作按多个阶段进行。
阶段1:操作的开始—观察期(图3和4)
在此阶段,平底船2处于在支承结构1的各个支柱3之间的位置上。它由临时装置,如锚索7和8和/或拖索(未示出),或实际上由动态定位系统(也未示出)固定,所有这些装置都是已经公知的,并且不构成本发明的一部分。采用这些临时的固定装置,就使平底船2的在由于其交替的涌动而占据的两个纵向极限位置之间的平均纵向位置接近用于使平底船保持静止的理想位置。
在此阶段,缓冲器9—12处于它们的缩回和基本上是垂直的输送位置,并且它们的致动器33按模式1操作,以使它们的相应的活塞杆35都完全地缩回。
测量平底船2的涌动的总幅度,也就是测量平底船2的由于其交替的涌动而产生的总前、后行程。这个幅度或总行程必须是而且必须保持小于缓冲器9—12所能接受的最大行程(此处,所能接受的最大行程是在上面所描述的特殊实施例中由各对依次排列的轴承14和15或15和16之间的距离,和/或由致动器33的长度确定的;因此,它是由结构确定的,并且可以按所需的大小选择)。为了能使缓冲器9—12伸至它们的水平工作位置,这是一个必要的条件。传统的事先计算用于确定这一操作能够进行的最大波浪条件。此外,平底船2不会移入位于支承结构1的各个支柱3之间的位置,除非能满足这些条件。
另外,为了在更有利的条件下进行操作,在进行操作之前有可能要等几分钟,以便在波浪中有一连串的小幅度。大家都知道,波浪是以一连串连续的较大的或较小的幅度来到的。这些一连串的波浪可以用已知的测浪浮标来预先检测,所述浮标沿波浪位移的方向就位在支承结构1的上游。例如,在采用本发明的时候,即使平底船的涌动总幅度达到或超过两米,也可能预计平底船的涌动停止。
平底船2和支承结构1的相对位置可以用一种目测标志器系统或任何其它的已知测量系统来测量,它并不构成本发明的一部分。
此时,操作还可以是可逆的,用于使平底船处于在支承结构的各个支柱之间的位置上的装置也可以用于使它再离开。
阶段2:伸出缓冲器(图5、6、11、13、14和15)
一旦作出继续进行的决定并且平底船2已经适当地定位在位于支承结构1的各个支柱3之间的临时基准上,则缓冲器9—12就伸出或翻转,以便处于它们的水平工作位置,也即它们位于一个平行于平底船2的甲板的平面的平面中。为此,对每个缓冲器都采用了相对应的绞车18和缆索17,缆索17绕过支柱21顶部的滑轮19。在此情况下,绞车18只是用作一个制动器,并假设缓冲器能够在其自身重量的作用下下降。反之,当需要升举缓冲器时,绞车18就用作一个驱动构件。
在此阶段,致动器33继续按模式1操作,也就是说,它们的活塞杆35完全地缩回,每个缓冲器在它相对于支承结构1处于它的最外的极限位置时,最好向外翻出至它的水平位置,也就是说,当平底船2到达或处于其向前行程的终点时,前缓冲器9和10向外倾斜,而当平底船2到达或处于其向后行程的终点时,后缓冲器11和12向外倾斜。
一旦每个缓冲器9—12翻出至其水平位置,它就靠在滑道28的型材29的设有上水平翼缘的那一端上(图10、13和15)。
在此阶段,操作仍然是可逆的,因此有可能采用缆索17和与之相联的绞车18使每个缓冲器向上翻回至其垂直位置。
阶段3:使缓冲器与支承结构的各个支柱接触(图16、17和18)
一旦所有的四个缓冲器9—12都已经向外翻出至水平位置,负责操作的人员就通过释放每个致动器油缸的室39中的压力并使致动器按模式2操作,使活塞杆35从致动器33中伸出。
由于现在在每个致动器33的室39中的压力小于蓄能器34和室31中存在的压力,故而使每个致动器33的活塞杆35伸出并将相应的缓冲器推向支承结构1的面对的支柱3,直至缓冲器的辊子26与上述支柱3接触。由于它们的几何形状并由于它们能沿相应的管23的轴线移动,故而辊子26自动地占据适当的位置,靠在支承结构1的相应的支柱3上。由于缓冲器只对支承结构1的支柱3作用少量的力,平底船2继续同以前一样的涌动。
应当注意到,在低压蓄能器34和相应的致动器33的室41之间必须有大流率的油液。辊子26必须不再与支承结构1的支柱3脱离接触,这是因为,否则的话,整个操作将由于可能产生的冲击而受到损害。这个每秒钟几十升的大流率是由单向阀48提供的,该单向阀有足够多的数量,和/或在打开时有足够大的截面积,足以产生这种流动。
如上所说,在模式2中,每个致动器33的室39仍然保持低的油压,其压力低于蓄能器34中的压力,因而能在,举例来说并参考缓冲器9,平底船按图18中的箭头G的方向移动时,避免在室39中产生能阻止活塞杆35缩回至致动器33的油缸中的吸力。
对于开始使活塞杆35从致动器33中伸出的动作来说,没有特别有利的时机。尽管如此,还是希望在平底船停止涌动的时候,在准备转向下一阶段,即转向阶段4时对它按下面所描述的那样去做。
在阶段3中,平底船2的其它五种运动使辊子26或是旋转,从而使辊子如在起伏、翻滚和纵摇运动中所发生的那样,沿支承结构1的支柱3滚动,或是如在横摆和偏摆运动中所发生的那样,沿相应的管23滑动。起初要观察辊子26的顶部和底部的移动极限,以保证沿支承结构1的支柱3无障碍,并保证支柱足够高。同样,辊子26在相应的管23上的可以允许的滑动行程必须与原先观察到的平底船2的横摆运动的幅度一致。
在此阶段,操作仍然是可逆的,因此对致动器33的室39来说,有可能在压力下后退,以便缩回活塞杆35和它们所分别附着的缓冲器。能使室39在压力下后退的泵最好如此选择,以致使它能提供一个足以保证使缓冲器能以大于平底船2的涌动速度的速度缩回的流率。
阶段4:防止平底船的涌动(图19、20和21)
在前一阶段中,缓冲器9—12的辊子26与支承结构1的相应支柱3接触,然后使其由蓄能器34和致动器33的室41中存在的低压弹性地保持压靠在上述支柱3上,但是平底船2继续涌动,而现在要停止的正是这个涌动。为此,开始时要使平底船2紧靠在或是它的前缓冲器9和10上,或是它的后缓冲器11和12上。这个选择是任意的,但是它必须预先规定。参看示出了前左舷缓冲器9的图19,接着就描述如何通过在开始时使平底船紧靠前缓冲器,然后使平底船紧靠后缓冲器,而停止平底船2,这一操作在交替的涌动的不到半个的周期中完成。
通过使与这些缓冲器相关联的致动器33由模式2转至模式3,并去掉来自单向阀48的控制讯号,就可使平底船2紧靠在前缓冲器9和10上。由模式2转至模式3的转换并不是在任何时刻都能进行的。它要在油液正在进入致动器33的油缸的室41中时,也就是说,要在平底船2正在前移时进行,此时单向阀48在油液流向逆转时,即在平底船开始向后移动时慢慢地关闭。如果在油液正在从室41中流出,进入蓄能器34中时进行由模式2至模式3的转换,则单向阀48将立即突然地关闭。这种突然关闭除了对阀本身有很坏的影响以外,还将使平底船2过早地停止,产生动载效应,并由此产生非常大的作用在前缓冲器9和10上和作用在所联接的致动器33上的力,这些力也将作用在支承结构1上。
为了去掉来自单向阀48的控制信号,操作人员或控制器最好也考虑单向阀的反应时间,它的数量级为十分之几秒。
在这种情况下,对前缓冲器9和10来说,当处于其向后行程的终点的平底船2又开始向前移动时,在逻辑上就进行由模式2至模式3的转换。此时,油液开始从蓄能器34中往回流动,进入与前缓冲器9和10相关联的致动器33的室41。于是,单向阀48在平底船2的整个向前行程中保持打开,即打开几秒钟。对于保证正常地去掉来自与前缓冲器9和10相关联的致动器33的单向阀48的控制信号来说,这段时间提供了一个舒适的安全裕量。当油液流动的方向逆转时,也就是正好在平底船企图开始向后移动的瞬间,与前缓冲器相关联的致动器的单向阀48慢慢地关闭。包含在与每个前缓冲器9或10相关联的致动器33的室41中的油液不再能从上述室41中流出而进入蓄能器34中,从而受到一压缩力的作用,此压缩力与由企图使平底船向后移动的波浪作用在平底船2上的力成正比地增大。由于油液是不可压缩的,因而使前缓冲器9和10由捕获在每个前致动器33的室41中的油液相对于平底船2锁住。这样,就防止了平底船2向后移动。
也可能会看到,可使平底船2在其涌动速度为零的瞬间(当涌动方向逆转的瞬间)停止不动。因此,平底船就会在停止时不受冲击或动力,而这种动力或冲击在平底船运动时是会由平底船2的质量和它的载荷用其它方式产生的。这样就没有任何必要在衰减正在运动的平底船和它的载荷的动能。在已经使平底船2停止以后,开始从零值起不断地作用在前缓冲器9和10以及支承结构1上的力只是由波浪作用在平底船2上的力的纵向分力。这个分力在其最大时能达到几百吨的值。自然,缓冲器9—12和所联接的致动器33必须在尺寸上做得合适。
当平底船2正紧靠在它的前缓冲器9和10上时,与后缓冲器11和12相联的致动器33继续按模式2操作。一旦平底船2已经紧靠在它的前缓冲器9和10上,就必须使后致动器33,也就是与后缓冲器11和12相联的致动器按模式3操作,以致使后缓冲器同样能作为沿相对方向的支撑来工作。这一操作必须在使平底船2紧靠在它的前缓冲器9和10上的波浪的交替运动的同一半周期中完成。否则的话,平底船2将被波浪向前移动,超过它的前锁紧点,并且或许超过缓冲器能够正常工作的区域。
为了达到这一目的,只要在前致动器33的室41中一出现相当大的压力,就使作用在与后致动器33相关联的单向阀48上的控制不起作用。这意味着,与前致动器33相联的单向阀48刚好关闭,以便将平底船2锁紧在前缓冲器9和10上。这一情况可以用与前致动器33相联的压力传感器51来检测出来。
只要平底船2紧靠在前缓冲器9和10上,也就是说,只要波浪正在向后推动平底船,就不会有油液流过与后致动器33相联的单向阀48。但是,涌动运动刚一企图逆转,与后致动器33相联的单向阀48就会在与和前致动器相联的单向阀关闭时相同的缓慢条件下关闭。从这一瞬间开始,包含在后致动器33的室41中的油液就被捕获在上述室中,并且不再能从其中流出,因而平底船2现在就对着涌动的两个方向固定在应有的位置上。
现在研究由平底船的纵摇和偏摆运动产生的作用。因为没有用于限制平底船纵摇的专用装置,因此缓冲器9—12必须适应于这种运动。假设使平底船2在其处于水平时停止不动。如果现在考虑平底船2由于纵摇而产生的最大挠度,就可以看出,前、后缓冲器与支承结构1的相应支柱3相靠时的接触点之间的距离大于平底船2在水平位置时的同样距离。这个距离的增加值的数量级可为几个厘米。如果缓冲器9—12是完全刚性的,则该距离不会增加,因而缓冲器9—12和支承结构1的支柱3就会受到其值能达到很大的力的作用。
平底船2的偏摆运动产生类似的现象。因此可以看到,缓冲器9—12必须在受压缩时有一定量的弹性。这个弹性首先是由辊子26上的弹性衬垫27,其次是由致动器33的每个活塞杆35与组成缓冲器9—12的管状结构的相应管22之间的半刚性铰链36得到的。
另一个半刚性铰链还可以做在把持致动器33的铰接的叉头38上。由纵摇和偏摆在缓冲器9—12和支承结构1上产生的附加力自然必须仍然是可以被接受的,也就是说,是在结构能适应的附加应力的范围内的。
反之,如果碰巧要使平底船2在其纵摇为最大的瞬间停止,则当平底船回到水平位置时,前、后缓冲器的辊子26将在从每个蓄能器34流至以后要按模式3操作(单向阀48仅作为单向阀作用)的相应致动器33的室41中的油液的单向流动的作用下,由自动地从致动器33中移出的活塞杆35而仅仅趋于彼此的相向移动。
此时,操作仍然是可逆的。只要通过下述步骤就可以做到这一点,即将致动器33的开关返回至模式1,由两个其活塞杆35不受压缩的致动器33开始,并且在其活塞杆35刚一不再受压缩时就端接其它两个致动器33。
阶段5:精密调整平底船相对于支承结构的相对位置
在前一阶段中,已经使平底船2相对于支承结构1停止。尽管如此,使平底船2停止的位置并不一定必须与理想的位置一致,该理想位置最好是已经使平底船停过的位置,例如用于置放或移去某海上平台的甲板的位置。事先只能估计平底船2在其准备被停止的瞬间的位置,而且实际得到的固定位置可能与理想位置或所要求的位置相距几十厘米。举例来说,假设需要将平底船2向后移动,以便使其到达所要求的位置。在这种情况下,波浪每次在平底船上作用时,其方向都企图使它向后移动,也就是说,其方向对应于减少平底船的理想位置与其所要求的位置之间的差,因此,当后缓冲器11和12仍然能够相对于平底船2只按一个方向移动,以便继续靠在支承结构1的支柱3上时,将允许在平底船2与前缓冲器9和10之间有缓慢的相对位移。
为此,程序是从等待开始的,直至前致动器33的室41中的压力达到其一足够大的值(此值可以用压力传感器51测出),一旦压力达到这个值,就使前致动器33按模式4工作,也就是说,使前致动器33的开/关阀49受到控制,以便采取打开的位置。在这种情况下,包含在前致动器33的室41中的油液可以缓慢地流向油箱52(图27),从而能使平底船2缓慢地向后移动,就此继续下去,直至前致动器的开/关阀49再一次受到控制,采取它们的关闭位置。此时,后致动器33的单向阀48自动地打开,允许油液回流入后致动器的室41中,从而使它们的活塞杆35伸出,并使后缓冲器11和12保持与支承结构1的相应支柱3的接触。在平底船2的前致动器33的开/关阀49关闭的瞬间,如果平底船2仍然没有到达所要求的位置,则可以在沿同一方向产生的涌动的随后的半个周期中重复上面所描述的操作,同时这个操作可以按需要经常重复,以便使平底船2到达所要求的位置。
如果有必要向前移动平底船2,以便使它到达所要求的位置,则程序将是类似的,此时每次在波浪企图将平底船2向前移动时,要打开后致动器33的开/关阀49。
此时,操作仍然是可逆的,这已经参考阶段4予以说明了。
现在接着描述与执行致动器33、它们的蓄能器34和用于操作它们的液压回路有关的各种补充细节。
从图22中可以看出,致动器33的油缸包括一管状部分37,它在邻近叉头38的地方用一端壁或管塞61以密封的方式封闭,端壁或管塞61是用螺纹拧在或焊在管37上的。端部的管塞61焊在—凸耳62上,该凸耳本身又用一个销63与叉头38相连。使平底船2相对于支承结构1固定不动的力通过上述凸耳62、上述销63和上述叉头38传递。因此这些零件的尺寸必须定得合适。
在致动器33的管37的另一端,一环状管塞或端壁64允许活塞杆35通过其中部并用螺纹拧在管37上。在活塞42和管37之间,在活塞杆35与环形管塞64之间,以及在上述管塞与管37之间都用垫片(未示出)进行密封。
将致动器33的活塞杆35与形成相关联的缓冲器的管状结构的管22连接在一起的半刚性铰链36包括一用弹性材料制成的零件65,它支承在金属片66上,而该金属片焊接在管22的内部并由多个联接板67加强,而联接板67本身又焊在金属片66上、焊在管22上并彼此焊在一起。一端片或压力板68使压力分布在用弹性材料制造的零件65上,该压力板用螺纹拧在活塞杆35的端部上。当致动器的室39在压力下供以油液时,用螺钉与管22的端部连接并与压力板68配合的法兰69可使致动器33的活塞杆35将相联的缓冲器拉向叉头38。
用弹性材料制造的零件65在止推片66和压力板68之间要如此地安装,以使在缓冲器停止时,它一点也不受压缩或很少受压。此外,零件65的厚度和/或弹性材料要如此选择,以使在与浪涌行程相比时,上述零件只被非常少的压缩(几个厘米或10厘米左右),而此浪涌行程是缓冲器与支承结构的支柱3接触并由作用在平底船上的浪涛的力压靠在其上时的行程。另外,用弹性材料制造的零件65要设计成能抵抗由纵摇产生的纵操作用,同时又不致在设备中产生太大的附加力。
参考图23,可以看出,蓄能器34包括其每一端都有法兰的管71、底板72和盖73。这三个零件彼此用螺栓联接在一起。蓄能器34的底板72还用螺栓联接在环形的联接法兰74上,该法兰74焊接在形成致动器33的油缸的管37上,其位置靠近油缸的端部管塞61。上述的用螺栓联接的部分都用垫片(未示出)密封。用于使蓄能器34与致动器33的室41连通的受控单向阀48和受控开/关阀49都装在蓄能器的底板72上。实际上,为了可靠性或从流通截面出发,图23至26中所示的单向阀48和开/关阀49(只示出其中的一个)的数量可以提供得多一些。
在图23中,将液压动力站55与液压控制系统32连接的管道组75包括用于将油液供往致动器33的室39的管43,用于控制单向阀48的管76,用于测量室41中的油压的管77,两根用于控制开/关阀49的管78,用于在压力下通过打开时的阀49将油液从室41中放走的管79,以及用于使油液返回至蓄能器34的管81。管82用于由气体或气体的混合物,如空气或氮气,使低压蓄能器34加压。
可以看到,如果将压力传感器51装在蓄能器34的底板72上,那么管77要含有将输出信号从压力传感器送往控制板54的导线。尽管如此,压力传感器51也可以放在远离底板72的地方,例如,在盖73上或在液压动力供应站55上。在此情况下,管77使致动器33的室41与压力传感器连通。
虽然管76—82在图23中是作为穿过蓄能器34的盖73示出的,但是在方便的时候,所有管子或一部分管子可以穿过管71的壁。当管子穿过盖73(或管71)时,自然都要用适当的垫片(未示出)进行密封。
图27是控制本发明的液压系统32的液压回路图。图中示出了那些已在上面参考图12和23至26予以描述的元件。因此就毋需再描述这些元件了。所示的受控单向阀48在数量上为两个,这仅仅是为了表示。所示的受控开/关阀49作为具有二通与二位的分配阀来实现,此阀从两侧受到作用在两极管78中的某一根上的控制压力的控制。不过,很显然,分配阀49可以只在一侧受到控制压力的控制,并由一在另一侧上的弹簧复原。例如,分配阀49可以由一弹簧使其保持在关闭的位置上,并可通过施加控制压力的方法使其移至打开的位置。
图27还示出了两个通过管84与致动器33的室41连通的高压蓄能器83。蓄能器83可用于减弱作用在与致动器33相联的缓冲器上的偶然性冲击的作用。举例来说,高压蓄能器83可以装在低压蓄能器34的底板72上。虽然图27示出了两个高压蓄能器83,但本发明自然不会局限于这个特殊的数目。
与现有的能够减少平底船或某些其他的漂浮建筑物的涌动的系统相比,本发明的设备有下列优点,其中包括:
a)没有一种已知的抗涌动设备能够在平底船的涌动的总幅度达到1米左右时使巨大的平底船停止。反之,本发明的设备即使在平底船受到总幅度为几米的涌动时也能够容易地使世界上现存的最大平底船停止。
b)本发明的设备和支承结构决不会受到由于平底船及其载荷的移动质量而产生的动力。如上所述,平底船及其载荷是在它们的速度为零的瞬间被停止的。因此,本发明的设备要比已知的任何设备受到小得多的力。
c)使平底船停止的操作要比用以前已经熟知的设备时快得多。
d)一旦已经使平底船停止,本发明的设备在需要时也可用于精密调节平底船相对于支承结构的位置。这种精密调节可以无比平缓的进行。
e)本发明的设备结构简单,并且能用那些已经在工业中证明其有效性的标准零件制造。因此,它高度可靠,而且可以以很大的可靠性进行使平底船停止的操作。
f)同一设备可以用于非常多次的操作中,同时它的最终成本可以低于那些吸收能量的已知设备,这些设备的一部分是用昂贵的弹性材料制造的而且在每次操作中都要有所损失。根据同样的方针,假设它的那些大多数是标准的零件是简单的,则本设备的成本不会很高。
g)操作本发明的设备时只需要很小的动力。因此本设备节约了能源。
自然,上面所描述的本发明的特殊实施例仅仅是以不受限制的例子给出的,那些熟悉本领域的技术人员可以容易地做出无数的改进而且不会因此超出本发明的范围。这样,特别是,可以不将前缓冲器9和10(参看图6)放置成作用在支承结构1的最前面的支柱3的前垂直表面上,并且不将后缓冲器11和12放置成作用在支承结构1的最后端的支柱3的后垂直表面上,而是将缓冲器9和10放置成作用在最后面的支柱3的前垂直表面上,将缓冲器11和12放置成作用在最前面的支柱3的后垂直表面上,只要支承结构1在其最前面的和最后面的支柱3之间不包含那些能够妨碍缓冲器9—12纵向移动的构件。
此外,虽然在上文中对本发明进行的描述是关于使一平底船相对于海上平台的支承结构(“夹套”)停止的,但是本发明的设备可以用于使任何漂浮的海上建筑物在上述建筑物受到由波浪引起的相对于其它固定的或同样是漂浮的海上建筑物的涌动时停止(在由其内部弹性规定的公差范围内。例如,本发明的设备可以用于防止两艘并排停放的船舶之间或一艘船与一相邻的栈桥之间的相对涌动。在这些情况下,本发明的设备可以只包括两个缓冲器。当要使一艘船相对于栈桥保持不动时,缓冲器可以装在船舶上或装在栈桥上,用于缓冲器的垂直止推面则可以根据适当的情况做在栈桥上或船舶上。
Claims (16)
1.一种将两个海上建筑物(1和2)之间的任何交替的涌动减至较小值的方法,所述建筑物彼此并排地置放而且其中至少有一个是漂浮的,两个海上建筑物(1和2)中的第一个(1)具有沿水平方向按相反方向相向的第一和第二垂直止推面(3),在所述的水平方向上产生需要予以减少的涌动,第二个海上建筑物(2)至少包括能够从各自的缩回位置移至各自的伸出位置的第一和第二缓冲器(9和11),其中,第一和第二缓冲器分别朝向第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3),本方法的特征为,它包括:
a)将第一和第二缓冲器(9和11)安装在第二个海上建筑物(2)上,其方式要使在它们处于各自的伸出位置时,它们与上述第一和第二止推表面水平地隔开一段距离,同时上述缓冲器(9和11)的每一个还能在平行于涌动方向的方向上以能够接受的最大的预定行程值移动;
b)使两个海上建筑物(1和2)中的一个(2)处于这样的位置,使它的由于交替的涌动而产生的两个极限位置之间的平均位置与上述海上建筑物(2)相对于另一海上建筑物(1)的所要求的位置差不多一致;
c)测量交替的涌动在两个极限位置之间的总幅度;
d)如果测得的总幅度小于缓冲器的可以接受的最大行程,就将第一和第二缓冲器(9和11)放在它们各自的伸出位置上;
e)使第一和第二缓冲器(9和11)分别与第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3)接触,并使它们以预先规定的推力弹性地压靠在上述止推面上,但同时仍然允许在两缓冲器的每个与第二个海上建筑物(2)之间沿着两个涌动方向产生交替的相对运动;以及
f)使缓冲器(9和11)在涌动速度为零的瞬间相对于第二个海上建筑物(2)静止。
2.一种如权利要求1的方法,其特征为,对于步骤f),在一个企图使第一缓冲器(9)移离第一止推面的第一方向上产生涌动的阶段,在第一缓冲器(9)和第二个海上建筑物(2)之间,在第一缓冲器(9)的推力推向第一个海上建筑物(1)的第一止推面(3)的方向上,允许只在一个方向上有相对的运动,以使第一缓冲器(9)相对于第二个海上建筑物(2)的水平运动在涌动方向逆转的瞬间得以停止,从而防止两个海上建筑物(1和2)能够在紧接着的下一阶段继续彼此相对的运动,而在此下一阶段,有倾向在与第一方向相反的第二方向上产生涌动,此后,在上述的紧随其后的下一阶段,在第二缓冲器(11)和第二个海上建筑物(2)之间,在第二缓冲器(9)的推力推向第二止推面(3)的方向上,允许只在一个方向上有相对运动,以使第二缓冲器(11)相对于第二个海上建筑物(2)的水平运动在涌动方向企图再一次逆转的瞬间得以停止,于是可以在两个方向上防止两个海上建筑物中的一个相对于另一个的所有涌动。
3.一种如权利要求1或2的方法,其特征为,它包括:要证实在涌动已经被停止以后,两个海上建筑物(1和2)是否都彼此相对的处于所需要的位置,同时,如果它们不处于所要求的位置,则波浪每次沿下述方向作用在海上建筑物上,即该方向对应于减少这两个海上建筑物彼此间的上述所要求的位置与现有位置之间的差异,从而在允许其它缓冲器相对于第二个海上建筑物(2)只沿一个方向移动,由此保持支承在第一个海上建筑物(1)的其它支承面(3)上时,允许在第二个海上建筑物(2)和那两个被波浪的作用推靠在第一个海上建筑物(1)的对应支承面(3)上的缓冲器(9和11)中的一个之间有缓慢的相对位移。
4.一种用于将两个海上建筑物(1和2)之间的任何交替的涌动减少至较小值的设备,这两个建筑物并排地放置,并且其中至少一个是漂浮的,并受到波浪的作用,这两个海上建筑物(1和2)中的第一个海上建筑物(1)具有沿一水平方向按相反方向相向的第一和第二垂直止推面(3),在该水平方向上产生需要予以减少的涌动,第二个海上建筑物(2)至少包括第一和第二缓冲器(9和11),它们在第二个海上建筑物(2)上要如此安装,以致使其能在各自的缩回位置和各自的伸出位置之间移动,在此位置上,它们分别朝着第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3),第二个海上建筑物(2)还包括分别与第一和第二缓冲器(9和11)相连,使之处于其伸出位置的第一和第二执行器装置(17,18),本设备的特征为,第一和第二缓冲器(9和11)如此安装在第二个海上建筑物(2)上,以使当它们处于各自的伸出位置时,它们与上述的第一和第二止推面(3)水平地隔开一段距离,同时它们中的每一个还能在平行于涌动方向的方向上水平地移动,上述设备还进一步地包括分别与第一和第二缓冲器(9和11)相连,使之分别与第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3)接触的第三和第四致动器装置(33),分别与第一和第二缓冲器(9和11)相联,使之弹性地压靠在上述止推面(3)上,同时仍然允许在两缓冲器中的每一个与第二个海上建筑物(2)之间沿涌动的两个方向有交替的相对运动的第一和第二加压装置(34),以及分别与第一和第二缓冲器(9和11)相联,使之在需要时相对于第二个海上建筑物(2)保持不动的第一和第二受控锁紧装置(48)。
5.一种如权利要求4的设备,其特征为,上述第一和第二受控锁紧装置的每一个由分别装在第三或第四致动器装置(33)和第一或第二加压装置(34)之间的接合装置(48)组成,并且具有两种状态,即:第一状态,允许在对应的第一或第二缓冲器(9或11)与第二个海上建筑物(2)之间沿两个涌动方向有上述的交替的相对运动;以及第二状态,允许在对应的第一或第二缓冲器(9或11)与第二个海上建筑物(2)之间沿上述对应的第一或第二缓冲器的朝向第一个海上建筑物(1)的有关止推面(3)的推力的方向只有一个方向上的相对运动,在处于第二状态时,每个接合装置(48)起着锁紧装置的作用。
6.一种如权利要求5的设备,其特征为,第三和第四致动器装置的每一个都由一双动式液压致动器(33)组成,它装在第二个海上建筑物(2)和对应的第一或第二缓冲器(9或11)之间,其纵向轴线平行于涌动的方向,同时第一和第二加压装置的每一个都由一低压蓄能器(34)组成,它由上述接合装置(48)连接在液压致动器(33)的一个室(41)上,该致动器在压力作用下由低压蓄能器(34)供以液压液时,使对应的缓冲器(9或11)移向第一个海上建筑物(1)的有关联的止推面(3)。
7.一种如权利要求6的设备,其特征为,上述接合装置由至少一个受控单向阀(48)组成,该阀在处于第一状态时,在低压蓄能器(34)和上述液压致动器(33)的室(41)之间以大的流率建立起双向流动,而在处于第二状态时,只允许以大的流率建立从低压蓄能器(34)至上述液压致动器(33)的室(41)的单向流动。
8.一种如权利要求7的设备,其特征为,它还包括至少一个具有二通和二位的受控的开/关阀(49)或受控的分配阀(49),该阀与一流量限制器(56)串连,并可受到控制,以在上述液压致动器(33)的室(41)与液压液箱(52)之间以小的流率建立流动。
9.一种如权利要求4至8中的任何一项的设备,其特征为,第一和第二缓冲器(9和11)的每一个都由一管状结构组成,该管状结构包括一第一管子(22)、一第二管子(23)、一第三管子(25)和一辊子(26);管子(22)安装成在轴承(14—16)中既能滑动又能转动,所述轴承装在第二个海上建筑物(2)上并沿涌动的方向对齐;管子(23)的一端刚性地固定在第一管子(22)上并垂直于它延伸,管子(25)要如此刚性地固定在第一和第二管子(22和23)上,以便与之一起形成一个大致为三角形的结构,辊子(26)要如此地安装在第二管子(23)上,以便能沿其又可转动又可滑动,同时要设计成与第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3)中的一个接触。
10.一种如权利要求9的设备,其特征为,第二个海上建筑物(2)和每个缓冲器(9、11)的第二管子(23)包括互相配合的滑道装置(28),用于支承、导向并保持对应的缓冲器(9或11),使其在相对于第二个海上建筑物(2)作水平运动的过程中处于伸出的位置。
11.一种如权利要求9或10的设备,其特征为,第一个海上建筑物(1)的第一和第二止推面(3)是圆柱形的,辊子(26)在其周向表面上包含一个沟槽,所述沟槽的轮廓形状具有与上述止推面(3)的圆柱形表面的半径匹配的半径。
12.一种如权利要求11的设备,其特征为,辊子(26)的沟槽衬有一弹性的衬垫(27)。
13.一种如权利要求6或9的设备,其特征为,每个液压致动器(33)的杆(35)以其一端通过一半刚性的铰链(36)与对应的缓冲器(9或11)的第一管子(22)接合,所述铰链在纵向上具有一定的弹性。
14.一种如权利要求4至13中的任何一项的设备,它设计成能减少在一平底船与一支承结构之间的涌动,该支承结构用于海上平台,特别是用于将由一平底船运载的海上平台甲板安装在支承结构的支柱上,或用于移去上述甲板,所述设备的特征为,上述第一个海上建筑物(1)是用于海上平台的支承结构,而上述第二个海上建筑物(2)是平底船。
15.一种如权利要求14的设备,其特征为,第一和第二止推面是用于海上平台的支承结构(1)的两个支柱(3)的垂直的圆柱形表面。
16.一种如权利要求14或15的设备,其特征为,它包括两个第一缓冲器(9和10)和两个第二缓冲器(11和12),第一缓冲器沿平底船的纵向轴线(13)对称地装在平底船(2)的前区内,而第二缓冲器沿平底船的纵向轴线(13)对称地装在平底船(2)的后区内,同时每个缓冲器(9—12)要设计成与用于平台的支承结构(1)的相应的支柱(3)相配合。
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