CN112041222B - 浮式结构的系缆的张紧器 - Google Patents

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Abstract

一种浮式结构的系缆的张紧器，所述系缆(400)包括与所述浮式结构和锚固装置附接的第一系缆(410)和第二系缆(420)，并且所述张紧器(300)包括具有壳体(11)的主体(10)和用于将所述第一系缆(410)的第二端(412)插入所述主体(10)的所述壳体(11)中的入口单元(40)，所述主体(10)包括开口(12)，所述开口(12)供从所述入口单元(40)起、通过所述壳体(11)并沿着方向改变元件的所述第一系缆(410)的所述第二端(412)通过。所述张紧器(300)包括固定到所述主体(10)的稳定平台(100)，其中，所述稳定平台(100)从所述主体(10)横向伸出。

Description

浮式结构的系缆的张紧器
技术领域
本发明涉及浮式结构的系缆的张紧器。
背景技术
浮式结构(诸如钻井船或海上平台)必须在给定的固定区域内系泊到海床，以免遭可能因海流或大气条件引起的位移。使用了不同类型的锚固装置，这些锚固装置系泊到与所述船或平台附接的系缆上。最初，当浮式结构被系泊到海床时，必须张紧系缆，以便将所述浮式结构保持就位。随着时间的流逝，系缆松动，必须再次将它们张紧。用张紧器张紧系缆。
US20160185427A1描述了一种浮式结构的系缆的张紧器，该系缆包括第一系缆和第二系缆，其中所述系缆相互分离，其中，所述系缆中的一个包括与浮式结构附接的第一端，并且另一系缆包括与固定到海床的锚固装置附接的第一端，张紧器包括：细长主体，其具有基座和被配置用于容纳第一系缆的链条段的纵向壳体；连接单元，该连接单元附接到主体的一端，包括被配置用于将第二系缆的第二端附接到主体的连接器构件；以及入口单元，其附接到主体的另一端并且被配置用于将第一系缆的第二端插入主体的壳体中，主体在上部部分中包括开口，所述开口供从入口单元起、通过壳体并沿着方向改变元件的第二系缆的第二端通过。
发明内容
本发明的目的在于提供如权利要求书中限定的一种浮式结构的系缆的张紧器。
本发明的张紧器是一种浮式结构的系缆的张紧器，所述系缆包括第一系缆和第二系缆，其中，所述系缆彼此分离，其中，所述系缆中的一个包括与所述浮式结构附接的第一端，所述系缆中的另一个包括与固定到海床的锚固装置附接的第一端，所述张紧器包括：细长主体，所述细长主体具有基座和被配置用于容纳所述第一系缆的链条段的纵向壳体；连接单元，所述连接单元附接到所述主体的一端，包括被配置用于将所述第二系缆的第二端附接到所述主体的第一连接器构件；以及入口单元，所述入口单元附接到所述主体的另一端并且被配置用于将所述第一系缆的第二端插入所述主体的所述壳体中，所述主体在上部部分中包括开口，所述开口供从所述入口单元起、通过所述壳体并沿着方向改变元件的所述第一系缆的第二端通过。
所述张紧器包括稳定平台，其中，所述主体固定到所述稳定平台并且所述稳定平台从所述主体横向伸出。
由于存在海流和/或不利的大气条件，张紧器会经受大的位移，由此会在系缆中出现所需较小的张力，或甚至其断裂。用稳定平台稳定张紧器，并且在张紧器中和系缆中出现的摇摆移动较少。所述稳定平台保护方向改变元件免受可能在水中的任何物体的直接冲击。如果张紧器被布置成接近海床上的锚固装置(这此外允许张紧器充当附加锚固装置)，则当稳定平台具有所需的尺寸时，稳定平台保护方向改变元件免于与海床接触并且允许能够更好地看到所述方向改变元件。
凭借本发明的附图和具体实施方式，本发明的这些和其他优点和特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了本发明的浮式结构的系缆的张紧器的布置的示意图，其中，张紧器被布置成接近海床上的锚固装置。
图2示出了本发明的浮式结构的系缆的张紧器的实施方式的立体图，其中，张紧器包括滑轮和含板和结构的稳定平台。
图3示出了图2的张紧器的第二立体图。
图4示出了本发明的浮式结构的系缆的张紧器的第二实施方式的立体图，其中，张紧器包括滑轮和含板的稳定平台。
图5示出了本发明的浮式结构的系缆的张紧器的第三实施方式的立体图，其中，张紧器包括具有弯曲上壁的主体和含板和结构的稳定平台。
图6示出了没有稳定平台的图5的张紧器的立体截面图，示出了第一系缆的第二端的内部引导。
图7示出了图5的张紧器的主体的弯曲上壁的立体图。
图8示出了本发明的张紧器的稳定平台的实施方式的立体图，其中，稳定平台包括板和结构，并且结构包括竖直板。
具体实施方式
用锚固装置(无论它是打入海床的锚还是桩)系泊钻井船或工作船或海上平台是通过将从所述船或海上平台抛出的一条或更多条系缆与附接到所述锚固装置的链条段附接来进行的。系缆可整体上是链条，或以链条段结尾的绳索或一批钢和/或聚酯绳组，该链条段与附接到锚固装置的链条段附接。
图1示出了本发明的浮式结构500的系缆400的张紧器300的布置的示意图，其中，张紧器300被布置成接近锚固装置600，锚固装置600可以能更换地是锚或桩，并且被固定到海床700。在该实施方式中，系缆400包括由链形成的第一系缆410，其中，第一系缆410的第一端411附接到锚固装置600并且第二端412穿过张紧器300并附接到源自船只900的绳索，船只900用于通过绳索拉动第一系缆，由此拉动并张紧系缆400。所述系缆400还包括与第一系缆410分离的第二系缆420。该第二系缆420由绳索段和链条段形成，第二系缆420包括第一端421和第二端422，第一端421由绳索组成并且附接到浮式结构500，并且第二端422由链条组成并且附接到张紧器300。一旦从船只900上张紧系缆，就可将张紧器300留在海床700上待命，并且即使第一端411和第二端412的剩余部分也搁置在海床700上，张紧器300也可以在这种情况下用作系缆400的附加锚固装置。
图2示出了浮式结构500的系缆400的张紧器300的实施方式的立体图，系缆400包括用张紧器300分离的第一系缆410和第二系缆420。所述张紧器300包括细长主体10，细长主体10具有基座13和纵向壳体11，纵向壳体11被配置用于容纳第一系缆410的链条段。主体10包括在其一端处附接的连接单元30，所述连接单元30包括第一连接器构件31，第一连接器构件31被配置用于将第二系缆420的第二端422附接到主体10。主体10还包括在另一端处附接的入口单元40，入口单元40被配置用于将第一系缆410的第二端412插入主体10的壳体11中。
主体10在上部部分中包括开口12，开口12供来自入口单元40的第一系缆410的第二端412通过，第一系缆410的第二端412穿过纵向壳体11并沿着方向改变元件穿出开口12。该方向改变元件允许第二链端412从入口单元40中的入口方向朝向由水表面上的船只900限定的拉动方向转向。
由于海流和/或不利的大气条件的存在，张紧器300可以承受大的位移、摇摆甚至转弯，并且系缆400可能由此变得松动，或甚至可能发生断裂。出于保持张紧器300尽可能稳定的目的，所述张紧器300包括稳定平台100。为此目的，张紧器300的主体10固定到稳定平台100。一旦稳定平台100固定到张紧器300，所述稳定平台100就从所述主体10横向伸出。
张紧器300的主体10与稳定平台100的这种附接可以以几种方式并且利用两个部分的不同配置来进行。从这个意义上说，在图2中，张紧器300包括方向改变元件(其为滑轮20)和含板110和结构120的稳定平台100，并且图3示出了图2的张紧器300的第二立体图。
张紧器300的该实施方式的主体10由固定到水平基座13的两个分离的、平行且细长的竖直板形成，其中，纵向壳体11是被配置在这两个竖直板和水平基座13之间的空间，该空间允许容纳与所述竖直板可旋转联接的滑轮20和第一系缆410的链条段。该链条段是第二端412，第二端412在被布置在基座13的内面(图中未示出)上的引导件引导进入壳体11中之后被支撑在滑轮20中，滑轮20提供船只900的方向上的出口，链条段正从船只900被拉动。
在张紧器300的该实施方式中，主体10的基座13固定到稳定平台100，但是在张紧器的其他实施方式中，例如，稳定平台可以例如固定在主体的一侧。在张紧器300的该实施方式中，稳定平台100包括其上布置有主体10的板110。从主体10横向伸出的该板110包括多个穿通孔112。这些孔112的功能是防止存在于水800中的砂或其他元件积聚在稳定平台100中。在张紧器的其他实施方式中(图中未示出)，该板可以不是水平板，而是它可由相互形成不同角度的一套附接板形成。
所示出的实施方式的张紧器300的稳定平台100还包括结构120。在该实施方式中，结构120包括叠置且彼此分离一定距离的两个板130：上板和另一个下板。为了保持该分离距离，两个板130通过四个竖直型材140附接，这允许所述板130彼此平行。在张紧器的其他实施方式中(在附图中未示出)，该结构可包括大量的板，和/或它可包括将板彼此附接的另一数量的(例如，两个)型材，和/或结构的板不平行，在这种情况下借助具有不同尺寸的型材附接。
在示出的张紧器300的实施方式中，板110例如借助焊接或借助螺杆固定到结构120的上板130。上下两板130中的每一个在其表面上包括多个穿通孔131，使得在稳定平台100中积聚的水中的砂或其他成分可通过板110的穿通孔112并且通过稳定平台100的结构120的板130的穿通孔131排放。
允许结构120的板130彼此附接的型材140划定封闭轮廓的边界。在示出的张紧器300中，四个竖直型材140封闭两个水平板130之间存在的空间。为了更容易地排放可能在所述空间中积聚的砂或其他元件(包括水)，型材140各自包括细长的水平开口142。
图8示出了本发明的张紧器300的稳定平台100的实施方式的立体图，其中，所述稳定平台100包括板110和结构120，如同张紧器300的实施方式的图2和图3中示出的那些。此外，结构120包括被布置成固定在下板130的每一侧的边缘上的四个竖直板122，所述竖直板122从所述下板130向下伸出。当张紧器300被布置在锚固装置600旁边时，执行所述竖直板122的基本功能，并且在系缆400被张紧之后，所述张紧器300被支撑在海床700上。竖直板122被打入所述海床700中，这有助于张紧器300保持不动并且更稳定。在稳定平台100的该实施方式中，结构120包括被布置成固定在上板130的各顶点中的四个第二连接器构件121。所述第二连接器构件121的功能是允许连接到不同的拉索，拉索进而允许张紧器300或稳定平台100分别移入或移出水。
张紧器300的主体10和稳定平台100可借助焊接被固定，因此它们将形成单个部件，但是张紧器300还可包括用于联接主体10和稳定平台100的联接装置150，如在图2和图3中示出的张紧器的实施方式的情况下一样。在张紧器300的所述实施方式中，联接装置150是布置在主体10的每一侧上的两个托架，其中一个面被支撑在所述主体10上，而另一面被支撑在稳定平台100的板110上。附接是借助螺杆进行的，螺杆被隐藏并且穿过主体10的竖直壁布置进入板110中，并且它们被容纳在布置在联接装置150的支架中的螺纹孔中。由此使主体10和稳定平台100可分离，从而使得更容易运输和组装张紧器300。
图4示出了本发明的浮式结构500的系缆400的张紧器300的第二实施方式的立体图，其中，如同第一实施方式中，张紧器300还包括滑轮20，但是在该第二实施方式中，稳定平台100包括仅一个板110。在第一实施方式和第二实施方式中，张紧器300的其余特征是相同的。在张紧器300的第一实施方式和第二实施方式二者中，滑轮20允许以大于90°的从船只900拉出的出口方向的角度布置第一系缆410的第二端412，这允许张紧系缆400时有更大的灵活度。张紧器400的第二实施方式更轻巧并且更便宜。
张紧器300的第一实施方式和第二实施方式的其他共同特征是连接单元30和入口单元40。
除了第一连接器构件31之外，连接单元30还包括引导和保护装置32，引导和保护装置32包括支撑表面，在第一系缆410的第二端412不被使用时，该支撑表面用于第一系缆410的第二端412。所述引导和保护装置32被布置成固定于主体10的竖直壁，从而封闭形成主体10的竖直壁的一端，并因此封闭所述主体10的纵向壳体11。第一连接器构件31固定到所述竖直壁，并且引导和保护装置32轴向地伸出到主体10中的所述第一连接器构件31上方。该引导和保护装置32包括支架33，之后是V形楔34和向下倾斜的出口坡道35，从而形成第二端412的支撑表面。当系缆400已经张紧并且第一系缆410已经通过拉入附接到第二端412的绳索而被从船900释放时，所述第二端会变得与第二系缆420的第二端422缠结。利用引导和保护装置32，第一系缆410的第二端412将被支撑，这防止其与第二系缆420的第二端422混杂。
入口单元40包括十字形的入口元件41，即，中空的截头圆锥形部件，该部件内部包括具有十字形孔的壁，并且其尺寸适于形成第一系缆410的第二端412的链条的水平链节和竖直链节的大小。在入口元件41之后并且在第二端412的插入方向上，入口单元40包括用于保持链条的保持装置42。该保持装置42联接到入口元件41并且可在竖直平面中旋转。保持装置42包括可旋转竖直壁，该可旋转竖直壁在其内面上包括用于链条的竖直链节的穿通孔和在所述面上的穿通孔两侧的凹口，并且具有一定尺寸并处于链条的水平链节的位置。因此，当第二端412被拉动时，链条的链节穿过并被引导进入入口元件41，并且当水平链节穿过保持装置42时，它们抬起所述保持装置42，从而使其旋转。当系缆400已被张紧时，第一系缆线410的第二端412被释放。为了使链条不向后滑动，靠近保持装置42的所述链条的水平链节被可旋转竖直壁的内面的凹口保持。
张紧器300的这些第一实施方式和第二实施方式的入口单元40包括倾斜装置43，倾斜装置43以可竖直旋转的方式联接到主体10的竖直壁、联接在旋转轴44上。倾斜装置43包括：倾斜计45，其被布置在一侧并用于测量倾斜装置43旋转的角度；以及限制器46，其被布置在旋转轴44上，用于限制旋转并且用来在给定角度处限制倾斜装置43的旋转。入口单元40的入口元件41和保持装置42被布置成组装在倾斜装置43中，使得倾角计45测量在系缆400被张紧的同时第一系缆410的第二端412正旋转的角度，这是计算在系缆400中获得的张力的间接方式。限制器46允许限制第二端412相对于张紧器300的主体10的基座13的平面布置的角度。
图5示出了本发明的浮式结构500的系缆400的张紧器300的第三实施方式的立体图，其中，张紧器300包括具有弯曲上壁16的主体10和含板110和结构120的稳定平台100。图6示出了没有稳定平台100的图5的张紧器300的立体截面图，示出了第一系缆410的第二端412的内部引导。
张紧器300的该实施方式的主体10是大体棱柱形的主体，其具有：水平基座13；固定到水平基座13的两个单独的、平行且细长的竖直壁；一端处的竖直壁，在所述一端处，连接单元30附接到第一连接器构件31，在相对端处，联接有入口单元40；和弯曲上壁16。纵向壳体11是配置在这两个竖直壁、水平基座13和上壁16之间的空间。
在张紧器300的该实施方式中，方向改变元件是弯曲上壁16，如图7中详细示出的。所述上壁16在其内面上包括用于第一系缆410的第二端412的竖直链节的第一引导件17以及在其外面上包括在竖直壁中的穿通孔18，穿通孔18用于在系缆400被张紧时用附接到所述孔18的绳索从船只运输和/或保持张紧器300。基座13在其内面上包括用于第二端412的竖直链节的第二引导件15，并且第二引导件15被布置成与第一引导件17相对，使得第二端412被第二引导件15和第一引导件17引导并且通过布置在弯曲上壁16结尾处的壳体11的开口12穿出。
弯曲上壁16允许以小于90°的从船只900拉出的出口方向的角度布置第一系缆410的第二端412，从而为张紧器300提供了更好的质量以便布置成直接固定到浮式结构500。
在张紧器300的该第三实施方式中，主体10的基座13被固定到稳定平台100，但是在张紧器的其他实施方式中，例如，稳定平台可以被固定在主体的一侧。基座13包括多个穿通孔14，就如同第一实施方式和第二实施方式的张紧器300的主体10的基座13(附图中未示出)一样。由此，水中的可能留在主体10内部的砂或其他元件可以借助基座13的穿通孔14被排放，然后它们可以借助板110的穿通孔112、竖直板130的穿通孔131和结构120的型材140的开口142从稳定平台100被排放。
在张紧器300的该第三实施方式中，稳定平台100的特征与针对张紧器300的第一实施方式和第二实施方式描述的那些相同。利用从这种意义上限定的张紧器的特征，尤其是利用稳定平台100的特征，保护用于第一系缆410的第二端412的方向改变元件免受其他元件的直接冲击，同时，尤其是在张紧器被布置在海床700上的锚固装置600旁边时，对于将在水800中进行的操纵来说，所述方向改变元件更具可见性。
连接单元30仅包括第一连接器构件31，并且入口单元40仅包括具有针对张紧器300的第一实施方式和第二实施方式描述的特征的十字形入口元件41和保持装置42。
所示出的张紧器300的三个实施方式中的任一个的连接单元30包括第一连接器构件31，第二系缆420的第二端422附接到第一连接器构件31。在所述第一连接器构件31中，布置有组装螺栓，在组装螺栓中布置有用于测量系缆400的张力的测力传感器36，使得可以直接监测所述系缆400的张力。

Claims (13)

1.一种浮式结构的系缆的张紧器，所述系缆(400)包括相互分离的第一系缆(410)和第二系缆(420)，其中，所述系缆(410，420)中的一个包括与所述浮式结构(500)附接的第一端(421)，并且所述系缆(410，420)中的另一个包括与固定到海床(700)的锚固装置(600)附接的第一端(411)，所述张紧器(300)包括：
细长主体(10)，所述细长主体(10)具有基座(13)和被配置用于容纳所述第一系缆(410)的链条段的纵向壳体(11)；
连接单元(30)，所述连接单元(30)附接到所述主体(10)的一端并且包括被配置用于将所述第二系缆(420)的第二端(422)附接到所述主体(10)的第一连接器构件(31)；以及
入口单元(40)，所述入口单元(40)附接到所述主体(10)的另一端并且被配置用于将所述第一系缆(410)的第二端(412)插入所述主体(10)的所述壳体(11)中，
所述主体(10)在上部部分中包括开口(12)，所述开口(12)供从所述入口单元(40)起、通过所述壳体(11)并沿着方向改变元件的所述第一系缆(410)的所述第二端(412)通过，
其特征在于，所述张紧器包括待布置在所述海床(700)上的稳定平台(100)，其中，所述主体(10)固定到所述稳定平台(100)并且所述稳定平台(100)从所述主体(10)横向伸出，其中，所述稳定平台(100)包括结构(120)，所述结构(120)包括多个叠置的板(130)，所述板(130)彼此分离并借助多个型材(140)彼此附接，其中，所述板(130)彼此平行，并且其中，所述型材(140)划定封闭轮廓，每个封闭轮廓的所述型材(140)中的至少一个包括至少一个开口(142)。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述主体(10)的所述基座(13)固定到所述稳定平台(100)。
3.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述基座(13)包括多个穿通孔(14)。
4.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述稳定平台(100)包括固定至所述主体(10)的板(110)。
5.根据权利要求4所述的张紧器，其中，所述板(110)包括多个穿通孔(112)。
6.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述结构(120)的所述板(130)包括多个穿通孔(131)。
7.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述结构(120)包括被布置成固定在下板(130)中的多个竖直板(122)，所述竖直板(122)从所述下板(130)向下伸出，所述竖直板(122)被配置用于被打入海床(700)中。
8.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述结构(120)包括被布置成固定在上板(130)中的至少一个第二连接器构件(121)。
9.根据权利要求1或2所述的张紧器，所述张紧器包括用于联接所述主体(10)和所述稳定平台(100)的联接装置(150)。
10.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述方向改变元件是所述主体(10)的弯曲上壁(16)，所述上壁(16)在其内面上包括所述第一系缆(410)的所述第二端(412)的第一引导件(17)，并且所述基座(13)在其内面上包括所述第二端(412)的与所述第一引导件(17)相对的第二引导件(15)，其中，所述上壁(16)的端部被布置成靠近所述主体(10)的所述壳体(11)的所述开口(12)。
11.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述连接单元(30)包括引导和保护装置(32)，所述引导和保护装置(32)用于在所述第一系缆(410)的所述第二端(412)不被使用时引导和保护所述第一系缆(410)的所述第二端(412)，所述引导和保护装置(32)在所述第一连接器构件(31)上方伸出，所述引导和保护装置(32)包括用于所述第一系缆(410)的所述第二端(412)的支撑表面。
12.根据权利要求11所述的张紧器，其中，所述引导和保护装置(32)包括支架(33)，之后是V形楔(34)和出口坡道(35)，所述支架(33)、所述楔(34)和所述坡道(35)构成所述支撑表面。
13.根据权利要求1或2所述的张紧器，其中，所述入口单元(40)包括倾斜装置(43)，所述倾斜装置(43)以可竖直旋转的方式联接到所述主体(10)、联接在旋转轴(44)上，所述倾斜装置(43)包括倾斜计(45)和限制器(46)，所述倾斜计(45)用于测量所述倾斜装置(43)旋转的角度，所述限制器(46)被布置在所述旋转轴(44)上，用于在给定角度处限制旋转，其中，用于所述第一系缆(410)的所述第二端(412)的入口元件(41)和保持装置(42)被布置成组装在所述倾斜装置(43)中。
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