CN111762287B - 在船舶与海上设施之间固定和转移负载的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在船舶与海上设施之间固定和转移负载的方法及其设备。特别地，本发明公开了利用海上自升式平台固定船舶的方法。海上自升式平台具有船体和能够与海底接合的多个可移动桩腿。海上自升式平台被布置成使桩腿相对于船体移动，以使船体定位在水面之外。该方法包括：当船体定位在水面之外并且桩腿接合海底时，使船舶的至少一部分移动到海上自升式平台的船体的下方或者船体的切口内；使安装在自升式平台上的稳定机构接合抵靠船舶；使稳定机构向下推压船舶，以增加作用在船舶上的浮力。本发明还特别公开了一种海上自升式平台和利用固定到海床上的海上设施固定船舶的方法。

Description

在船舶与海上设施之间固定和转移负载的方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种在船舶与海上设施之间固定和转移负载的方法及其设备。特别地，本发明涉及在船舶与海上自升式设施之间转移负载。

背景技术

在海上工业中，操作由专门的俗称为“钻机”的平台或船舶执行。存在多种类型的钻机，诸如固定式平台、自升式平台、半潜式平台、轮船、驳船等。所使用的特定类型的钻机可以取决于许多因素，诸如水深、钻机可用性、操作要求等。

海上自升式钻机可用于不同目的。一些海上自升式钻机被用于钻探和开采石油和气体。然而，为了减少对全世界有限的化石燃料资源的依赖，对可再生能源发电的需求不断增加。风力发电是可再生能源的日益可靠的一种来源。

通常，利用安装在具有可靠的盛行风的位置中的风力涡轮发电机(wind turbinegenerator，WTG)进行风力发电。一些风力涡轮发电机已被安装在多风区域中的陆地(诸如山顶)上。安装在陆地上的风力涡轮发电机也被称为“陆上”风力涡轮发电机。然而，较大的风力涡轮发电机可以被安装在沿海水域中。被安装在沿海水域、海洋或深海中的风力涡轮发电机也被称为“海上”风力涡轮发电机。

相应地，海上自升式钻机可用于诸如海上风力涡轮发电机的其他海上设施。海上风力涡轮发电机的安装通常在单独的阶段进行。目前的一种安装方法是使用单桩基础将基础锚固到海床上。该基础是固定到海床上并且从海床突出的钢管和/或混凝土管。过渡件(transition piece，TP)被固定到单桩基础上，并且该过渡件从水中突出。然后，海上风力涡轮发电机被固定到过渡件上。

EP2886722中公开了一种用于安装风力涡轮发电机的自升式钻机。该文献公开了存储在自升式钻机的甲板上的、准备好安装在指定的海上区域处的多个风力涡轮发电机部件。自升式钻机的一个问题在于，风力涡轮发电机部件在港口被装载在自升式钻机的甲板上。当安装所有风力涡轮发电机部件时，自升式钻机必须航行回港口以补充更多的风力涡轮发电机部件。这减少了自升式钻机可用于在指定的海上区域中安装海上风力涡轮发电机的时间量。

KR20170109094示出了自升式船舶，该自升式船舶具有包括风力涡轮发电机部件的可拆卸甲板。一旦自升式船舶位于指定的海上区域中，桩腿就会伸长并且使用轨道系统从船舶上提升平台。这样的问题在于桩腿和平台需要自升式船舶在安装位点之间移动桩腿和平台。此外，当船舶航行离开桩腿时，船舶需要非常平静的天气以便不与桩腿碰撞(例如，由于波浪引起的船舶的垂荡、横摇或横荡)。

替代地，可以经由供应船舶向自升式钻机供应风力涡轮发电机部件。KR20180003214中示出了一种这样的供应船舶。供应船舶的问题在于，特别是在恶劣的天气下，风力涡轮发电机部件向自升式船舶的转移可能是困难的。这意味着在具有适当长的平静的天气之前，自升式船舶不能被重新供应。

发明内容

下文中所描述的示例旨在解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种利用海上自升式平台固定船舶的方法，该海上自升式平台具有船体和能够与海底接合的多个可移动桩腿，并且海上自升式平台被布置成使桩腿相对于船体移动以使船体定位在水面之外，其中，该方法包括：当船体定位在水面之外并且桩腿接合海底时，使船舶的至少一部分移动到海上自升式平台的船体的下方或者船体的切口内；使安装在自升式平台上的稳定机构接合抵靠船舶；使稳定机构向下推压船舶以增加作用在船舶上的浮力；以及在稳定机构向下推压船舶之后，利用安装在自升式平台上的多个提升臂从船舶上提升货物。

可选地，稳定机构可以推抵船舶的甲板。

可选地，稳定机构可以是多个稳定臂。

可选地，当稳定机构向下推压船舶时，船舶可以相对于船体被基本上固定。

可选地，当船舶位于切口内时，可以从上方接近船舶。

可选地，海上自升式平台可以包括起重机，该起重机具有在船体的切口部分上延伸的工作区域。

可选地，船体可以包括至少一个引导结构，该至少一个引导结构用于使船舶侧向地定位到船体的下方或切口内。

可选地，至少一个引导结构可以是第一引导结构和第二引导结构，并且多个稳定臂沿着第一引导结构和第二引导结构安装。

可选地，船体可以包括至少一个止挡结构，该至少一个止挡结构用于限制船舶在船体的下方向前移动的程度。

可选地，稳定机构可以在船体的下方伸出。

可选地，每个稳定臂可以包括自就位头部，该自就位头部用于接合在船舶的甲板中的相互作用(reciprocal)孔中。

可选地，至少一对稳定臂可以在船舶的浮力中心的相对侧上接合船舶。

可选地，多个稳定臂可以基本上同时接合船舶。

可选地，货物负载可以是风力涡轮机塔架、机舱、风力涡轮机叶片、风力涡轮发电机部件、装备、人员、供应物、过渡件、单桩、套架和/或海上风力涡轮发电机或者风力涡轮发电机厂的任何其他部件中的一个或多个。

可选地，该方法可以包括在稳定机构向下推压船舶的同时将货物放置在船舶的甲板上。

可选地，该方法可以包括使船舶的船首与安装在船体上的可移动的联接机构接合。

可选地，在稳定机构接合船舶之前，船舶可以围绕可移动的联接机构枢转。

可选地，船舶可以包括多个船体。

在本发明的另一方面中，提供了一种海上自升式平台，该海上自升式平台包括：船体；多个可移动桩腿，该多个可移动桩腿能够与海底接合，其中，海上设施被布置成当桩腿接合海底时使桩腿相对于船体移动，以使船体定位在水面之外；稳定机构，该稳定机构被安装在自升式平台上，该稳定机构能够与船舶接合，当船体定位在水面之外时，该船舶定位在海上自升式平台的船体的下方或者定位在船体中的切口内；其中，当稳定机构向下推压船舶时，作用在船舶上的浮力增加；以及多个提升臂，该多个提升臂被安装在自升式平台上，该多个提升臂被布置成在稳定机构向下推压船舶之后提升船舶上的货物。

在本发明的又一方面中，提供了一种利用固定到海床上的海上设施固定船舶的方法，该海上设施具有水上结构，该方法包括：使船舶的至少一部分移动到海上设施的水上结构的下方或水上结构的切口内；使安装在水上结构上的稳定机构接合在船舶上；使稳定机构向下推压船舶以增加作用在船舶上的浮力；以及在稳定机构向下推压船舶之后，利用安装在海上设施上的多个提升臂从船舶上提升货物。

附图说明

在以下详细描述和所附权利要求中且参考附图描述了各种其他方面和进一步的示例，在附图中：

图1示出了根据示例的海上自升式平台的透视图；

图2示出了根据示例的连同未固定的船舶的海上自升式平台的侧视图；

图3示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台的侧视图；

图4示出了根据示例的海上自升式平台的平面图；

图5示出了根据示例的海上自升式平台的底部平面图；

图6示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台的平面图；

图7示出了根据示例的连同未固定的船舶的海上自升式平台的前部侧视图，该船舶与海上自升式平台相邻；

图8示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台的前部侧视图；

图9示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台的另一前部侧视图；

图10示出了根据示例的负载承载平台的透视图；

图11a、图11b和图11c示出了根据示例的船舶和海上自升式平台的一部分的示意性侧部横截面视图；

图12和图13示出了根据示例的方法的流程图；

图14示出了根据示例的海上自升式平台的底部平面图；和

图15示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台的平面图。

具体实施方式

本公开的示例涉及用于在船舶与海上自升式平台之间固定和转移负载的方法和设备。在一些示例中，可以利用任何形式的海上设施和任何形式的船舶。然而，仅出于说明的目的，参考海上自升式平台(诸如自升式钻机、自升式驳船、起重船舶或自升式船舶)来提供以下描述。

图1示出了根据示例的海上自升式平台100的透视图。海上自升式平台100是自升式钻机100，并且在下文中将使用术语“自升式平台”100。然而，下面所讨论的方法和设备可以与其他海上设施和其他形式的自升式装备(诸如自升式船舶或自升式驳船)一起使用。

自升式平台100包括船体102和多个可移动桩腿104a、104b、104c、104d。在如图1中所示的示例中，存在四个可移动桩腿104a、104b、104c、104d，但是在其他示例中，可以存在三个可移动桩腿或多于四个可移动桩腿。在如图1中所示的一些示例中，可移动桩腿104a、104b、104c、104d是开放式桁架桩腿，但是在其他示例中，可移动桩腿104a、104b、104c、104d是实心圆柱桩腿。

可移动桩腿104a、104b、104c、104d经由各自的顶升机构106a、106b、106c、106d向下伸出穿过船体102。顶升机构106a、106b、106c、106d包括用于保护顶升机构106a、106b、106c、106d的壳体。在一些示例中，顶升机构106a、106b、106c、106d是液压操作的齿条齿轮式机构。自升式平台100的操作是已知的并且将不再进一步详细讨论。

在图1中，示出了自升式平台100具有处于伸出位置的可移动桩腿104a、104b、104c、104d。当可移动桩腿104a、104b、104c、104d处于伸出位置时，可移动桩腿104a、104b、104c、104d向下延伸到海底200并且接合海底200。为了清楚起见，图1中未示出海底200，并且部分示出了可移动桩腿104a、104b、104c、104d。例如图2和图3中更好地示出了可移动桩腿104a、104b、104c、104d与海底200的接合。

可移动桩腿104a、104b、104c、104d可在伸出位置与缩回位置之间移动，使得船体102可以浮在水204的主体的表面202上并且可以被运输到期望的位置。在一些示例中，自升式平台100包括一个或多个推进器210，诸如方位推进器(如图2中所示)，该一个或多个推进器210用于使自升式平台100在风力涡轮发电机的安装位点之间移动。在一个示例中，自升式平台100包括四个在船体102的每个角部中的方位推进器210，如图5中所示。替代地，在一些示例中，自升式平台100不包括推进器210并且当自升式平台100移动时被拖引。在一些示例中，无论自升式平台100是否包括推进器210，自升式平台100都在港口与风力涡轮发电机安装位点之间被船舶拖引。

图1示出了处于操作构型的自升式平台100，在该操作构型，船体102已被升高到水204的表面202的上方。在自升式平台100的操作期间，起重机108可以提升用于海上操作的负载。在一些示例中，起重机108被构造成提升风力涡轮发电机(WTG)的一个或多个部件。如图1中所示的自升式平台100被布置成安装风力涡轮发电机。在其他示例中，自升式平台100被布置成安装或维护其他海上结构。

如图1中所示的自升式平台100被定位成与风力涡轮发电机的过渡件(TP)118相邻。过渡件118准备好接收一个或多个风力涡轮发电机部件220，诸如风力涡轮发电机塔架222、风力涡轮发电机机舱224和风力涡轮发电机叶片226。

起重机108包括悬臂110，该悬臂110靠置在悬臂支架112上。当自升式平台100在位置之间航行时，起重机108的悬臂110定位在悬臂支架112上。悬臂支架112被安装在容纳块114上。在示例中，存在布置在船体102的甲板116上的额外的容纳块(未示出)。如例如图2和图3中所示，悬臂110可移动到操作位置，以便提升负载。起重机108及其操作是已知的并且将不再进一步详细描述。

船体102包括甲板116，该甲板116用于存储用于海上安装操作的装备。在一些示例中，一个或多个风力涡轮发电机部件220被存储在甲板116上。为了清楚起见，图1中未示出风力涡轮发电机部件220。

用于在指定区域中安装多个风力涡轮发电机的现有的自升式钻机的问题在于，自升式钻机必须航行返回到港口以被重新供应。这意味着自升式钻机花费时间航行到可用于安装更多风力涡轮发电机的港口。本公开中所描述的示例提供了用于在不需要自升式平台100航行返回港口的情况下重新供应自升式平台100的方法和设备。

转到图2，将进一步详细地描述自升式平台100。图2示出了根据示例的连同未固定的船舶206的自升式平台100的侧视图。

如图2中所示的自升式平台100处于操作构型。可移动桩腿104a、104b伸出，并且安装在可移动桩腿104a、104b上的足部208a、208b部分地嵌入软海底200中。这意味着自升式平台100是稳定的并且能够利用起重机108提升重的负载。

船舶206包括系到锚作船214上的驳船212。锚作船214被布置成将驳船212运输到自升式平台100的附近。在一些示例中，船舶206是包括推进器(未示出)的驳船212，该推进器用于在其自身的动力作用下使驳船212移动，而不需要锚作船214。在一些示例中，锚作船214替代地是另一种动力船，诸如平台供应船(platform supply vessel，PSV)、多用途支撑船(multipurpose support vessel，MSV)、拖船、破冰船、巡逻船、海岸警卫船、海军船、消防船或用于管理驳船212的移动的任何其他合适的船。术语“船舶”206是动力驳船212、无动力驳船212或者驳船212与另一种动力船214(诸如锚作船214)的组合。

驳船212包括用于将负载固定和输送到自升式平台100的甲板216。如图2中所示，货物负载218定位在甲板216上。货物负载218是用于安装在过渡件118上的一个或多个风力涡轮发电机部件220。具体地，风力涡轮发电机部件220包括一个或多个塔架222、一个或多个机舱224和一个或多个叶片226。在其他示例中，附加地或替代地，货物负载218可以是用于自升式平台100的装备、人员和/或供应物中的一个或多个。在其他示例中，附加地或替代地，货物负载218可以是过渡件、单桩、套架和/或海上风力涡轮发电机或风力涡轮发电机厂的任何其他部件中的一个或多个。

可选地，风力涡轮发电机部件220牢固地安装到货物承载平台228，该货物承载平台228包括用于包围货物负载218的框架230。下面将进一步详细地讨论货物承载平台228和框架230。图2还示出了具有类似的框架230的另一个货物承载平台232，该货物承载平台232是空载的并且定位在自升式平台100的甲板116上。在一些示例中，自升式平台100的甲板116具有用于在自升式平台100的甲板116上接纳一个或多个满载或空载的负载承载平台228、232的净空空间。在一些示例中，负载承载平台228、232在两个可移动桩脚104b、104c之间被接纳在甲板116上。

在一个示例(未示出)中，风力涡轮发电机部件220被直接安装在驳船甲板216上。然而，如图2中所示，货物承载平台228利用至少一个固定机构(未示出)固定到驳船212的甲板216上。在一些示例中，至少一个固定机构可以是旋锁机构或者快速释放夹具，以用于将货物承载平台228选择性地固定到驳船212的甲板216上或者从驳船212的甲板216上释放。在一些示例中，至少一个固定机构可以被安装在货物承载平台228上。

如图2中所示，锚作船214正在引导驳船212朝向自升式平台100。在图2中，驳船212没有联接到自升式平台100。这意味着驳船212和锚作船214将由于海水的运动而相对于自升式平台100移动(例如，驳船212和/或锚作船214的垂荡、横荡、纵荡、横摇、纵摇和/或艏摇)。

这意味着如果天气条件太恶劣，则驳船212和锚作船214不能接近自升式平台100。一旦具有适当平静的天气，驳船212和锚作船214朝向自升式平台100移动。

转到图3，将进一步详细地描述固定驳船212的方法。图3示出了根据示例的连同固定的船舶206(例如驳船212)的海上自升式平台100的侧视图。

当船体102定位在水204之外并且可移动桩腿104a、104b接合海底200时，驳船212的至少一部分300移动到海上自升式平台100的船体102下方。自升式平台100处于操作构型并且船体102位于水204的表面202的上方。按照这种方式，在船体102的底部302与水204的表面202之间存在间隙，该间隙用于接纳驳船212的部分300。

自升式平台100的船体102可以包括至少一个引导结构304，该至少一个引导结构304用于使驳船212的部分300侧向地定位在船体102的下方或船体102的切口400内。下面进一步对切口400进行详细地描述。在一些示例中，存在第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b，该第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b用于限制驳船212相对于船体102或相对于切口400的侧向移动。第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b在图5中最佳地示出。在其他示例中，存在单个引导结构304，该单个引导结构304被安装在船体102的下侧上，以用于引导驳船212。

这意味着如果驳船212例如由于水流而相对于船体102侧向移动，则当驳船212位于船体102的下方时，第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b将防止驳船212与可移动桩腿104a、104b、104c、104d碰撞。另外，第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b限制驳船212相对于船体102的移动，因此，这防止了框架230和风力涡轮发电机部件220与自升式平台100碰撞。第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b从船体102向下延伸并且朝向水204的表面202突出。

在一个示例中，可选地，自升式平台100的船体102包括至少一个止挡结构306，该至少一个止挡结构306用于限制驳船212在船体102的下方向前移动的程度。在另一示例中，存在多个止挡结构306，该多个止挡结构306用于限制驳船212在船体102的下方向前移动的程度。在另一示例中，不存在止挡结构306，并且在驳船212被固定到自升式平台100上之前，锚作船214保持驳船212相对于自升式平台100的位置。类似地，在另一示例中，不存在第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b，并且锚作船214保持驳船212相对于自升式平台100的位置。

至少一个止挡结构306从船体102向下延伸并且朝向水204的表面202突出。在一些示例中，至少一个止挡结构306以及第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b包括开放式网格结构。该开放式网格结构允许水204流过至少一个止挡结构306以及第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b并且当自升式平台100被移动时减小自升式平台100上的阻力。

如图3中所示，起重机108已将空载的货物承载平台232吊起并且已将空载的货物承载平台232降低到驳船212的甲板216上。这意味着驳船212可以用于供应负载218并且收回空载的负载承载平台232。相应地，如果重复使用负载承载平台228、232，则可以更有效地对自升式平台100进行补充。

现在将参考图4和图5进一步详细地描述自升式平台100。图4示出了根据示例的海上自升式平台100的平面图。图5示出了根据示例的海上自升式平台100的底部平面图。为了清楚起见，图4和图5没有示出框架230或风力涡轮发电机部件220。

船体102包括在自升式平台100的一端处的切口400。按照这种方式，船体102的一部分包括第一臂402和第二臂404，该第一臂402和第二臂404突出并且限定切口400。切口400被布置成接纳驳船212或货物承载平台228的一部分。

这意味着船体102包括切口部分400，由此当驳船212的至少一部分300位于海上自升式平台100的船体102的下方时，可从上方接近驳船212的甲板216。这意味着货物负载218(例如包括风力涡轮发电机部件220的货物承载平台228)可以从驳船212的甲板216上被竖直地提离。在一些示例中，穿过船体102中的切口400提升货物承载平台228。

在图4和图5中所示的示例中，切口400位于自升式平台100的船体102的周边。在不太优选的另一示例(未示出)中，切口400位于自升式平台100的甲板116的中心。这意味着自升式平台100的甲板116包括用于接纳货物承载平台228的孔。

在一个示例中，起重机108包括在船体102的切口400上延伸的工作区域A。相应地，起重机108可以从驳船212的甲板216上吊起物体并且将物体降低到自升式平台100的甲板116上。工作区域A覆盖自升式平台100的大部分甲板116和过渡件118的位置。在其他示例中，起重机108的工作区域A覆盖自升式平台100的整个甲板116。这意味着起重机108可以从自升式平台100的甲板116和/或驳船212的甲板216上吊起风力涡轮发电机部件220。然后，起重机108可以将风力涡轮发电机部件220降低到自升式平台100的甲板116上或过渡件118上。

图4示出了船体102，该船体102包括安装在船体102上的提升机构406。在一个示例中，提升机构406围绕切口400的周边408安装。提升机构406被构造成在驳船212的甲板216上的第一位置与第二位置(在第二位置，货物承载平台228离开驳船212的甲板216)之间提升货物承载平台228。当提升机构406将货物承载平台228提升到第二位置时，货物承载平台228不再与驳船212物理接触。在这方面，货物承载平台228在处于第二位置时相对于提升机构406被固定。这意味着由于水204引起的驳船212的移动不会使负载承载平台228移动。

在一个示例中，提升机构406将货物承载平台228提升一竖直距离D1(如图9中所示)。在一些示例中，距离D1是3m。在一些示例中，竖直距离D1是1m至5m。在一些示例中，提升机构406将货物承载平台228提升到驳船212的甲板216上方的一高度，在该高度，驳船212的甲板216不能撞击货物承载平台228的下侧。竖直距离D1可以根据天气条件或波浪的大小而变化。在一些示例中，竖直距离D1大于驳船212由于波浪而经历的竖直位移(例如垂荡)。例如，如果驳船212经历正或负2m的垂荡，则提升机构406将货物承载平台228提升大于2m的竖直距离D1。

相应地，一旦提升机构406从驳船212上提离货物承载平台228，则可以从船体102的下方移出驳船212。这意味着可以将货物负载218和风力涡轮发电机部件220从驳船212快速转移到自升式平台100。这意味着驳船212和锚作船214可以在自升式平台100附近等待并且在短的平静的天气下将货物负载218转移到自升式平台100。

图4示出了提升机构406是多个提升臂406。为了清楚起见，图4中仅标出了一个提升臂406。在一个示例中，提升臂406沿着第一臂402和第二臂404间隔开。这意味着多个提升臂406各自提升货物承载平台228。图4示出了存在八个提升臂406，然而，在其他示例中，可以存在任何其他数量的合适的提升臂406。在一个示例中，可以存在两个提升臂406，该两个提升臂406定位在货物承载平台228的重心的两侧。在其他示例中，可以存在任何其他数量的提升臂406，例如三个、四个、六个、十个等。

转到图5，现在将描述自升式平台100的下侧。图5示出了驳船212的相对于自升式平台100的位置的虚线轮廓。

在一个示例中，稳定机构502、504、506、508、510、512被安装在自升式平台100上。在一个示例中，稳定机构502、504、506、508、510、512包括多个稳定机构502、504、506、508、510、512。在一个示例中，稳定机构502、504、506、508、510、512是多个稳定臂502、504、506、508、510、512。在一个示例中，多个稳定臂502、504、506、508、510、512被安装在船体102上。稳定臂502、504、506、508、510、512能够与驳船212接合。在一个示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512能够与驳船212的结构(诸如甲板216或驳船212的任何其他合适的部分)接合。稳定臂502、504、506、508、510、512能够与驳船212的位于船体102的下方或切口400内的甲板216接合。稳定臂502、504、506、508、510、512向下推压驳船212的甲板216，这减少了驳船212相对于自升式平台100的相对移动。当稳定臂502、504、506、508、510、512向下推压驳船212的甲板216时，作用在驳船212上的浮力增加。这导致了驳船212与自升式平台100接合，从而阻止或限制了驳船212与自升式平台100之间的相对移动。换句话说，当稳定臂502、504、506、508、510、512接合驳船212的甲板216时，作用在驳船212上的水204的波浪和水流不会导致驳船212相对于自升式平台100移动。

在一个示例中，当稳定臂502、504、506、508、510、512与甲板216接合时，稳定臂502、504、506、508、510、512对驳船212的移动进行阻尼。稳定臂502、504、506、508、510、512包括阻尼器，诸如液压活塞700、704(下面进一步详细地描述)。在一些示例中，阻尼器700、704联接到稳定机构并且可以是弹簧、弹性材料或机电阻尼器、线缆和绞盘中的一个或多个或者是用于对驳船212的移动进行阻尼的任何其他合适的装置。

在一个示例中，稳定机构502是与驳船212的甲板216接合的单个垫(未示出)。单个垫是基本上平坦的平面表面，该单个垫接合甲板216的大部分区域。由于单个垫具有大的面积，因此垫可以沿着大部分驳船212向下推压驳船212的甲板216。按照这种方式，稳定机构502包括用于使驳船212稳定的单个接合元件。

在一些示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512被安装在船体102的下侧上。稳定臂502、504、506、508、510、512中的每一个可在船体102的下方朝向水204的表面202延伸。

在一个示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512沿着船体102被间隔开。稳定臂502、504、506、508、510、512被布置成沿着驳船212的纵向长度接合驳船212的两侧。如图5中所示，存在六个稳定臂502、504、506、508、510、512。然而，在其他示例中，可以存在三个或更多个稳定臂502、504、506、508、510、512。在仅具有三个稳定臂的不太优选的示例中，在驳船212的两侧存在第一稳定臂502和第二稳定臂504。第三稳定臂514(以虚线示出)以与驳船212的中心线对准的方式定位在驳船212的船首处。在其他示例中，可以存在任何数量的稳定臂502、504、506、508、510、512。

在一个示例中，自升式平台100包括安装在切口400上的可移动联接机构(未示出)。可移动联接机构被构造成当驳船212抵靠止挡结构306时可释放地与驳船212的船首接合。在一些示例中，联接机构被安装到止挡结构306。在一些示例中，联接机构的第一部分被安装在止挡结构306上，并且联接机构的第二部分被安装在驳船212的船首上。在一些示例中，联接机构的第一部分和联接机构的第二部分是闩扣机构。在一些示例中，在多个稳定臂502、504、506、508、510、512接合驳船212的甲板216之前，驳船212可围绕可移动联接机构枢转。

在一个示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512中的至少一对在驳船212的浮力中心B的相对侧上接合甲板216。在一个示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512中的至少两对在驳船212的浮力中心B的相对侧上接合甲板216。在一个示例中，一个稳定臂514可以是在驳船212的浮力中心B的相对侧上的两对稳定臂514、502和514、504的一部分。这意味着当稳定臂502、504、506、508、510、512向下推压驳船212的甲板216时，围绕浮力中心B的转动力矩是平衡的。相应地，由于稳定臂502、504、506、508、510、512作用在驳船212的甲板216上的力，驳船212不经受横摇运动或纵摇运动。

在一个示例中，多个稳定臂502、504、506、508、510、512被安装成与第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b相邻。这意味着当驳船212在第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b之间对准时，稳定臂502、504、506、508、510、512正确地对准以与驳船212的甲板216接合。在一些示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512被安装到第一侧向引导结构304a和第二侧向引导结构304b。稳定臂502、504、506、508、510、512各自包括朝向驳船212向内突出的接合头部516。为了清楚起见，图5中仅标出了一个接合头部516。

如从图6中可以看到，当驳船212就位时，可以从驳船212的甲板216上提离框架230。图6示出了根据示例的海上自升式平台100的平面图，其中驳船212固定到自升式平台100。

图6示出了锚作船214将驳船212相对于自升式平台100推入就位。驳船212包括船尾切口600，该船尾切口600用于接纳并接合锚作船214的船首602。当锚作船214推动驳船212时，与船首602接合的船尾切口600提供锚作船214与驳船212之间的稳定连接。

驳船212已被推入就位并且抵接止挡结构306(图6中未示出)并且在第一侧向引导结构304a与第二侧向引导结构304b(图6中也未示出)之间对准。一旦驳船212已经相对于自升式平台100被固定，就准备好从驳船212的甲板216上提离框架230。

风力涡轮发电机部件220被示出为安装在框架230上。特别地，叶片226可以侧向延伸超过船体102的占用空间。当然，风力涡轮发电机部件220可以根据需要在任何方向上定向。如果风力涡轮发电机部件220尺寸过大，例如比切口400的宽度W(如图4中所示)宽，则以合适的高度和取向对尺寸过大的风力涡轮发电机部件220(诸如叶片226)进行定位。例如，尺寸过大的部件(例如叶片226)定位成使得当将货物承载平台228从第一位置提升到第二位置时，叶片226不与船体102的第一臂402和/或第二臂404碰撞。

现在将参考图7至图9、图10、图12和图13进一步详细地描述固定和转移方法的步骤。图7至图9示出了海上自升式平台100的前部侧视图，其中驳船212处于固定驳船212和转移负载218的不同步骤。为了清楚起见，图7至图9中仅示出了驳船212(而未示出锚作船214)。

暂时转到图10，将简要地描述货物承载平台228。图10示出了根据示例的货物承载平台228的透视图。图10示出了货物承载平台228，该货物承载平台228包括框架230，该框架230围绕货物承载平台228的周边1000。框架230包围货物负载218并且保护供应负载在提升操作和移动操作期间免受损坏。这意味着框架230可以由提升机构406和起重机108进行操纵。按照这种方式，框架230保护货物负载218(例如风力涡轮发电机部件220)免受轻微损坏，诸如划痕、压痕等。这意味着风力涡轮发电机部件220在安装之后不太可能需要涂漆或修理。

货物承载平台228基本上是平面的并且包括多个固定机构604或系绑点。图6示出了夹具604，该夹具604用于夹紧到风力涡轮发电机塔架222的底部，以使风力涡轮发电机塔架222保持在直立位置。固定机构604可以是夹具或者其他合适的固定机构604。诸如夹具的其他固定机构604可以与风力涡轮发电机机舱224和风力涡轮发电机叶片226一起使用。在一些示例中，货物承载平台228为两个风力涡轮发电机接纳风力涡轮发电机部件220。在其他示例中，每个货物承载平台228被构造成为单个风力涡轮发电机接纳风力涡轮发电机部件220。在其他示例中，每个货物承载平台228被构造成为任何数量的风力涡轮发电机(例如三个、四个等的风力涡轮发电机)接纳风力涡轮发电机部件220。

框架230包括用于固定叶片226的升高的紧固位置1002。升高的紧固位置1002与货物承载平台228的占用空间相邻。这可以在观察空载的负载承载平台232时在图6中看到。在一个示例中，框架230包括用于加强框架230的多个撑杆。

货物承载平台228包括多个竖直杆1004。每个竖直杆1004包括侧向突出部1006，每个侧向突出部1006能够与提升臂406中的一个接合。在一些示例中，侧向突出部1006是可选的。实际上，提升臂406可以从货物承载平台228的下方提升货物承载平台228。替代地，在其他示例中，货物承载平台228包括孔，该孔用于接纳安装在提升臂406上的相互作用栓。

在一些示例中，框架230是可选的。实际上，货物承载平台228仅是平坦的水平平台。在其他示例中，货物承载平台228是驳船212的可安全移除的顶部甲板216。

转回图7至图9，现在将描述该方法。为了清楚起见，图7至图9中未示出例如为风力涡轮发电机部件220的货物负载218。供应物承载平台228被安装在驳船212的甲板216上。

在图7中，驳船212已经移动，使得驳船212的至少一部分300位于海上自升式平台的船体102的下方或自升式平台100的船体102的切口400内，如图12的步骤1200所示。图12和图13示出了根据示例的方法的流程图。如图7中所示的驳船212与稳定臂502、504不接合。此外，驳船212的左舷侧上的提升臂406a和驳船212的右舷侧上的提升臂406b与货物承载平台228上的侧向突出部1006a、1006b不接合。

这意味着驳船212可以相对于自升式平台100移动。货物承载平台228的位置与图6中所示的位置相同。也就是说，货物承载平台228位于船体102的切口400内。

在一个示例中，稳定臂502、504和提升臂406a、406b由液压装置致动。稳定臂502、504和提升臂406a、406b中的每一个分别联接到液压致动器700、704、702、706。液压致动器700、702、704、706联接到液压系统(未示出)，该液压系统用于控制和致动液压致动器700、702、704、706。在一个示例中，稳定臂502、504和提升臂406a、406b中的每一个联接到另一机构，该另一机构用于致动稳定臂502、504和提升臂406a、406b和使稳定臂和提升臂伸出。例如，该机构可以是齿条齿轮式机构、机械连杆或用于使稳定臂502、504和提升臂406a、406b伸出和缩回的任何其他合适的机构。

虽然图7至图9中提及了稳定臂502、504和提升臂406a、406b，但是相同的操作机构和操作方法适用于参考先前的图1至图6讨论的其他稳定臂502、504、506、508、510、512、514和提升臂406。

一旦驳船212就位，就使稳定臂502、504伸出，以固定驳船212，如图13中的步骤1300所示。使安装在船体102上的多个稳定臂502、504伸出并且接合抵靠驳船212的甲板216，如图12的步骤1202所示。在一个示例中，稳定臂502、504可以对驳船212的由于水204引起的移动进行阻尼，这允许该稳定臂502、504与驳船212的甲板216的软接合。

如从图8中可以看到，液压致动器700、704已经被致动并且使稳定臂502、504伸出，直至接合头部516a、516b与驳船212的甲板216物理接合。一旦接合头部516a、516b正确地安置在甲板216上，则液压致动器700、704继续被致动并且使稳定臂502、504进一步伸出。相应地，稳定臂502、504推抵驳船212的甲板216，以增加作用在驳船212上的浮力，如图12中的步骤1204所示。在一些示例中，步骤1202和步骤1204可以是一个连续的动作。相应地，在步骤1202和步骤1204之间可以存在暂停，以便检查接合头部516a、516b是否正确地安置在甲板216上。

在一些示例中，多个稳定臂502、504基本上同时接合甲板216。这意味着当稳定臂向下推压驳船212时，驳船212不会经历围绕浮力中心的转动力矩。在其他示例中，稳定臂502、504在略微不同的时间接合甲板216，以便适应驳船212的以不同速率移动的不同部分。

这意味着稳定臂502、504将驳船212推入水204中一竖直距离D2。这防止了驳船212相对于自升式平台100移动。这意味着驳船212被固定到自升式平台100。在一些示例中，竖直距离D2介于0.1m至2m之间。在一些其他示例中，竖直距离D2介于0.3m至1.5m之间。在一些其他示例中，竖直距离D2介于0.5m至1m之间。

在一些示例中，驳船212是单体船。在一些示例中，驳船212是多体船，如图7至图9中所示。图7至图9示出了驳船212具有两个船体800、802，但是在其他示例中，驳船212可以包括任何数量的船体。这意味着，减少了当在步骤1204中使稳定臂502、504向下推压时所移位的水的量。相应地，与向下推压单体驳船212所需的力相比，利用稳定臂502、504向下推压驳船212所需的力被减小。

在驳船212相对于自升式平台100被固定之后，图9示出了液压致动器702、706已经被致动并且使提升臂406a、406b伸出，使得该提升臂406a、406b接合货物承载平台228的侧向突出部1006a、1006b。按照这种方式，安装在自升式平台100上的提升机构406与定位在驳船212上的货物承载平台228接合，如图13中的步骤1302所示。一旦提升臂406a、406b已接合侧向突出部1006a、1006b，提升臂406a、406b就在驳船212上的第一位置与离开驳船212的第二位置之间提升货物承载平台228，如图13的步骤1304所示。

在一些示例中，步骤1302和步骤1304可以是一个连续的动作。替代地，在步骤1302和步骤1304之间可以存在暂停，以便检查提升臂406a、406b是否与货物承载平台228正确地接合。

在一些示例中，多个提升臂406a、406b基本上同时接合侧向突出部1006a、1006b。这意味着货物承载平台228以稳定的方式被提升。在一些示例中，提升臂406a、406b以不同的速率移动，以便确保货物在货物承载平台228上保持平衡。

如图9中所示和上文中先前讨论的，提升臂406a、406b将货物承载平台228提升一竖直距离D1。一旦货物承载平台228与驳船212解除接合，货物承载平台228就相对于提升臂406a、406b被固定。换句话说，一旦货物承载平台228处于第二位置，水204的运动将不会对该货物承载平台228产生影响。

在一些示例中，一旦货物承载平台228处于第二位置，起重机108就吊起货物承载平台228。起重机108可以将货物承载平台228吊到自升式平台100的甲板116的另一部分，如图6中所示。起重机108可以在此时将另一个货物承载平台232从自升式平台100吊到驳船212，如图3中所示。

在一些示例中，当驳船212如步骤1204中所描述的那样被固定到自升式平台100时，起重机108可以将负载置于驳船212的甲板216上。负载可以是如上面所描述的空载的货物承载平台232。

在一些示例中，稳定臂502、504、506、508、510、512、514上的接合头部516包括可选的自就位接合头部。图11a、图11b、图11c示出了稳定臂502、504、506、508、510、512、514与甲板216之间利用不同形状的接合头部516进行联接的不同示例性联接件。图11a示出了半球形的接合头部516或细长弯曲的头部，该半球形的接合头部516或细长弯曲的头部被构造成安置在驳船212的甲板216中的相互作用地弯曲的孔1100中。

图11b示出了安装在甲板216上的直立栓1102，该直立栓1102被构造成安置在接合头部516中的相互作用孔1106中。

图11c示出了圆锥形的接合头部516，该圆锥形的接合头部516被构造成安置在驳船212的甲板216中的相互作用地成圆锥形地弯曲的孔1104中。在其他示例中，提升臂406和侧向突出部1106包括与图11a至图11c中所示的联接件类似的联接件。在其他示例中，接合头部516上的表面和甲板216上的表面是平坦的。

现在将参考图14和图15描述另一示例。图14示出了根据示例的海上自升式平台100的底部平面图。图15示出了根据示例的连同固定的船舶的海上自升式平台100的平面图。图14和图15示出了与参考图1至图13所描述的示例类似的示例。

图14示出了驳船1400，该驳船1400小于先前示例中所描述的驳船212。特别地，驳船1400在船体102的切口400内对准。按照这种方式，驳船1400不具有驳船1400的位于船体102下方的部分。作为替代，驳船1400的一部分被完全包含在切口400内。驳船1400的一些或全部长度可以在切口400内对准。在一些示例中，驳船1400可以从切口400突出远离自升式平台100。以与上面参考先前的示例讨论的方式相同的方式通过提升机构406从驳船212提升如图14中所示的货物承载平台228。

类似地，稳定机构1500以与如参考图1至图13中所示的先前的示例讨论的在稳定机构502、504、506、508、510、512处进行操作的相同的方式进行操作。然而，稳定臂1502、1504、1506、1508的放置已经适配于驳船1400。由于驳船1400较小，浮力中心B已经移动，并且稳定臂1502、1504、1506、1508相应地移动。按照这种方式，在驳船1400的浮力中心B的相对侧上的保持有四对稳定臂，即1)1502、1506和2)1502、1504和3)1506、1508和4)1508、1504。

在另一示例中，稳定机构502、504、506、508、510、512、1502、1504、1506、1508和提升机构406的形状、尺寸、取向、伸出和放置是可配置的并且适配于不同的船舶212。例如，根据货物和其他因素，不同的驳船212可以具有不同的形状、尺寸和吃水深度。

在另一个实施例中，组合了两个或多个实施例。一个实施例的特征可以与其他实施例的特征组合。

已经特别参考所示的示例讨论了本发明的实施例。然而，应当理解，可以对在本发明的范围内描述的示例作出改变和修改。

Claims (18)

1.一种利用海上自升式平台（100）固定船舶的方法，所述海上自升式平台具有船体（102）和能够与海底（200）接合的多个可移动桩腿（104a，104b，104c，104d），并且所述海上自升式平台（100）被布置成使所述桩腿（104a，104b，104c，104d）相对于所述船体（102）移动以使所述船体（102）定位在水面之外，其中，所述方法包括：

当所述船体（102）定位在水面之外并且所述桩腿（104a，104b，104c，104d）接合海底（200）时，使船舶（212）的至少一部分（300）移动到所述海上自升式平台（100）的所述船体（102）的下方或者所述船体（102）的切口（400）内；

其特征在于，所述方法包括：

使安装在所述海上自升式平台（100）上的稳定机构（502）接合抵靠所述船舶（212）；

使所述稳定机构（502）向下推压所述船舶（212），以增加作用在所述船舶（212）上的浮力，并且当所述稳定机构向下推压所述船舶时，防止所述船舶相对于所述船体移动；以及

在所述稳定机构向下推压所述船舶之后，利用安装在所述海上自升式平台上的多个提升臂从所述船舶上提升货物负载。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述稳定机构（502）推抵所述船舶（212）的甲板（216）。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述稳定机构（502）是多个稳定臂（502，504，506，508，510，512)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述船舶（212）在所述船体的下方位于所述船体的切口（400）内时，能够从上方接近所述船舶（212）。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述海上自升式平台（100）包括起重机（108），所述起重机具有在所述船体（102）的切口（400）上延伸的工作区域（A）。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述船体（102）包括至少一个引导结构（304a，304b），所述至少一个引导结构用于使所述船舶（212）侧向地定位在所述船体（102）的下方或所述切口（400）内。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个引导结构是第一侧向引导结构（304a）和第二侧向引导结构（304b），并且所述多个稳定臂（502，504，506，508，510，512)沿着所述第一侧向引导结构（304a）和所述第二侧向引导结构（304b）安装。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述船体（102）包括至少一个止挡结构（306），所述至少一个止挡结构用于限制所述船舶（212）在所述船体（102）的下方向前移动的程度。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述稳定机构（502）能够在所述船体（102）的下方伸出。

10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个稳定臂（502，504，506，508，510，512)中的每个稳定臂包括自就位头部，所述自就位头部用于接合在所述船舶的所述甲板中的相互作用孔中。

11.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个稳定臂（502，504，506，508，510，512)中的至少一对稳定臂在所述船舶（212）的浮力中心（B）的相对侧上接合所述船舶（212）。

12.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个稳定臂（502，504，506，508，510，512)基本上同时接合所述船舶（212）。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，货物负载（218）是风力涡轮机塔架、机舱、风力涡轮机叶片、风力涡轮发电机部件、装备、人员、供应物、过渡件、单桩、套架、海上风力涡轮发电机厂的任何其他部件中的一个或多个。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括在所述稳定机构（502）向下推压所述船舶（212）的同时将货物负载（218）放置在所述船舶（212）的甲板（216）上。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括使所述船舶（212）的船首（602）与安装在所述船体（102）上的可移动联接机构接合。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述稳定机构（502）接合所述船舶（212）之前，所述船舶（212）能够围绕所述可移动联接机构枢转。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述船舶（212）包括多个船体（800，802）。

18.一种海上自升式平台（100），所述海上自升式平台包括：

船体（102）；

多个可移动桩腿（104a，104b，104c，104d），所述多个可移动桩腿能够与海底（200）接合，其中，海上自升式平台（100）被布置成当所述桩腿（104a，104b，104c，104d）接合海底（200）时使所述桩腿（104a，104b，104c，104d）相对于所述船体（102）移动，以使所述船体（102）定位在水面之外；

其特征在于，

稳定机构（502）安装在所述海上自升式平台上，所述稳定机构能够与船舶（212）接合，当所述船体（102）定位在水面之外时，所述船舶定位在所述海上自升式平台（100）的所述船体（102）的下方或者定位在所述船体（102）中的切口（400）内；

其中，当所述稳定机构（502）向下推压所述船舶（212）时，作用在所述船舶（212）上的浮力增加，并且被构造成当所述稳定机构向下推压所述船舶时，防止所述船舶相对于所述船体移动，

其中，多个提升臂安装在所述海上自升式平台上，所述多个提升臂被布置成在所述稳定机构向下推压所述船舶之后提升所述船舶上的货物负载。

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