CN1266797A - 海上甲板的安装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无需用起重驳船将甲板吊设到浮动海上结构上的方法和设备。利用一连接器将运输驳船连接于浮动的海上结构。一个或多个附连于甲板腿部的滑柱可将甲板的腿部支承在距运输驳船滑动面的上方。滑柱上的滑动面和运输驳船上的相配滑动面可允许甲板从驳船滑动至浮动海上结构。一旦甲板处于浮动海上结构上的正确位置,就可以通过去除设置在滑柱下方的间隔件而将甲板腿部放低,使其与浮动海上结构接触。

Description

海上甲板的安装

本申请是1997年7月31日递交并转让的第08/903,776号美国专利申请的部分继续申请。

本发明总的涉及海上平台甲板的装载、运输和安装，更具体地说，涉及将一甲板安装到浮动的海上结构上的方法。

在本领域内，众所周知有几种用于将甲板安装到海上平台上的方法。迄今，最普通的方法是，在岸上制造厂内建造甲板，将该甲板提升或滑到一运输驳船上，将运输驳船上的甲板送到指定位置，利用一起重驳船将甲板从运输驳船上提起并放到平台的基础结构上。这是目前用来将甲板安装到支柱型(spar)结构上的唯一方法。支柱型结构可以是如美国专利4,702,321所揭示的一种深吃水的沉箱(caisson)，或者是如美国专利5,558,467所揭示的一种敞开型或构架型框架。起重驳船是在其船体内安装有一回旋式起重机的驳船。理想的是，这种驳船可以将甲板整体地提升，从而避免高成本的海上拼装作业。这种拼装涉及甲板的结构、管道、电气和控制系统等两个或多个单元之间的连接。如果相对于可获得的起重设备而言，甲板太重因而不能将甲板从制造厂吊放到运输驳船上，则可以采用一种被称作“滑动装载”的方式使甲板沿着滑道滑到运输驳船上。

在避免进行海上拼装作业的偿试中，本领域已经开发了除了整件提升甲板之外的其它方法。当起重驳船的容量不足以进行整件地甲板提升时，可以采取一种或多种其它的方法。

美国专利5,403,124揭示了其中的一种方法，包括利用一其一端为U形(从俯视图看)的船只。将甲板支承在船只的U形端上。随后将船只移动到位，使U形端围绕平台，并使甲板位于海上平台的上方。接着，对船只加载而使之下沉，藉以将甲板送到浮动的海上平台上。船只的U形端的宽度限制了可利用该方法安装甲板的海上平台的最大尺寸。实际上没有制造出这样的船只，该方法也没有被采用。

对一个TLP(张力腿平台)而言，结构的浅吃水性使其能更加靠近岸边而处于相对较浅和受保护的水中。这样就允许在结构上进行甲板的建造，在完成之后再将结构拖曳到安装地点。

而支柱型结构通常是高达六百至七百英尺的深吃水的结构，因而不能在靠近岸边的浅的、受保护的水中。

可以看到，对支柱型结构而言，需要有一种用来将甲板安装于其上的方法和设备。这种需要还适用于浮动的海上结构和甲板结构在不同的地点建造的情况，因为要将其中之一或两者运送到近岸位置以将甲板安装到浮动的海上结构上是不实际的。

本发明旨在解决以上需要。本发明提供了一种无需用起重驳船将甲板吊设到浮动海上结构上的方法和设备。利用一连接器将运输驳船连接于浮动的海上结构。该连接器只允许运输驳船和浮动海上结构之间响应于作用在两者上的海面状况而产生的相对颠簸。该连接器还能在有很大的力作用于它时脱开连接。一个或多个附连于甲板腿部的滑柱可将甲板的腿部支承在距运输驳船滑动面的上方，从而在滑柱上的一滑动面和在运输驳船和浮动的海上结构的相应滑动面上允许甲板从驳船滑动至浮动的海上结构。一旦甲板到达了浮动海上结构上的正确位置，就可以通过去除设置在滑柱下方的间隔件将甲板腿部放低，使其与浮动海上结构接触。随后，使各滑柱从甲板腿部脱开并去除。还可以采用这样一种方式将甲板从运输驳船传送至浮动海上结构，即，不允许在运输驳船和浮动海上结构之间有相对的颠簸。这可以通过设置在浮动海上结构和运输驳船之间的一个可去除的支架来实现。

为了更好地理解本发明的特性和目的，下面将结合附图作进一步的描述，附图中相同的标号表示相同的部件。

图1是一普通的四腿甲板的框架排的正视图；

图2是正交构成的框架的四腿甲板的立体图；

图3是支承在一圆形浮动支柱(spar vessel)上的四腿甲板的平面图；

图4是连接于浮动支柱的一运输驳船的正视图，其中甲板滑到连接器上方的位置，由于相对的颠簸，滑动面有一个向下的弯折；

图5是连接于浮动支柱的一运输驳船的正视图，其中甲板滑到连接器上方的位置，由于相对的颠簸，滑动面有一个向上的弯折；

图6是沿图5中的线6-6剖取的滑柱的剖视图；

图7是甲板及其支承系统在岸上制造时的正视图；

图8是滑柱已经被安装在甲板腿部之间以后的、在制造厂内的甲板的正视图；

图9是甲板已经被放低到滑柱上之后的、在制造厂内的甲板的正视图；

图10是在滑动装载过程中的甲板正视图，示出了甲板部分地位于运输驳船上的情况；

图11是运输驳船系固于浮动支柱以备靠拢和连接的平面图；

图12是运输驳船和浮动支柱在连接之前相互靠拢的平面图；

图13A和13B是正视图，详细示出了甲板从其弹性的滑柱轨道上放低到安装在浮动支柱内的、固定的甲板腿部支承件上的情况；

图14是本发明另一个实施例的正视图；

图15是上述本发明实施例的平面图；

图16是沿着图15中的转臂接配器之轴线的剖视图；

图17是沿着转臂接配器和转臂之轴线的剖视图，示出了转臂位于接配器内的情况；

图18是一平面图，示出了开始将支架安装到运输驳船上时的装配情况；

图19是一平面图，示出了支架已经部分地安装到运输驳船上的装配情况；

图20是支架安装到运输驳船上的平面图；

图21是支架在各转臂处附连于运输驳船的正视图，其中支架处于水平漂浮状态；

图22是图21中标号22所示区域的放大视图；

图23是支架在转臂处附连于运输驳船的正视图，其中支架以拖曳状态被提升并支承在船尾附近；

图24是运输驳船靠近浮动支柱的正视图，其中支架的姿态对连接而言太低了；

图25是运输驳船在顶部连接器处结合于浮动支柱的正视图；

图26是运输驳船的正视图，其中支架附连于浮动支柱；

图27-29示出了本发明的另一个实施例，其中用千斤顶来代替木制移动件。

图1和2示出了用于四腿甲板10的典型的正交框架。这个用于浮动支柱12的框架系统可以将所有的甲板载荷分布到位于如图3所示的浮动支柱12的圆柱形壳体之内接正方形16的四个角上。因此，浮动支柱的直径可决定甲板腿部的间隔17。

图4和5示出了借助一船用连接器20(如1997年7月31日提交并转让的第08/903,776号美国专利)连接于一浮动支柱12。运输驳船18可以是一个下水驳船，并在船尾倾斜部设有一楔形部分23，它可以代替通常出现在下水驳船上的摇臂。船用连接器的扣拴鼻24设置在楔形部分23的后部。扣拴鼻接配器26借助连接板28附连于浮动支柱12。应该理解，扣拴鼻24可以安装在运输驳船的船首，运输驳船不必特别指明，因为可以采用具有足够稳定性和强度的任何驳船。

图6是图4和图5中可以看到的滑柱30的剖视图。在滑柱30的底部设置了一弹性的移动件32，该移动件可以用实心的橡胶34制成，在橡胶的上下两侧粘附有钢板36。在弹性移动件和滑柱底部凸缘的底部之间夹设了一木制移动件38。木制移动件的作用将在以后详细描述。底部的钢板实际上是滑动面。

图4和5示出了滑动到运输驳船18和浮动支柱12之间的甲板10。如图所示，滑柱30的中间区域位于船用连接器20的横向销的上方。船只之间的相对颠簸会导致船用连接器20向下(如图4所示)和向上(如图5所示)弯折。颠簸的幅度被夸大，以便说明由弹性移动件所解决的问题。在若干次操作之后，这种弯折将会压坏端部，进而损坏滑柱引导边缘上的滑动面的中部，从而造成故障。弹性的移动件可以发生扭曲，以承受周期性的弯折而避免损坏。

如图7所示，平台甲板10可在岸上单件地制造。来自甲板四个腿部14的高度集中的载荷需要一个很大的基础系统，如桩帽40和装载通道42，来进行甲板10的制造和装载。在制造过程中，甲板腿部14被支承在座圈44上，而座圈44支承于桩帽40。“座圈(cup)”是海上建筑业的术语，用来表示直径大约等于甲板腿部14的短的钢管。座圈44在绝大部分制造周期内支承着甲板10。如图8所示，在制造周期快要结束时，将已在其下方附连有肋条和弹性移动件的鼓形滑柱30焊接于甲板腿部14。在滑柱30底部上的弹性移动件32之间留有一预定间隙，该间隙小于座圈44的高度。

如图9所示，在装载到一运输驳船之前，去除座圈44，将甲板10放低到最好是鼓形的滑柱30上。用一切割炬沿座圈44的周边反复地切割。每次切割都会使座圈缩短，甲板可借助这种切割而逐渐被放低。甲板的重量可使鼓形的滑柱30变直，从而使弹性移动件32沿着它们的长度方向受到均匀的压缩。在将座圈44去除之后，在甲板腿部和装载通道42的顶面之间留有一预定的间隙。

图10示出了运输驳船19处在邻接于装载通道42的位置，其中甲板10部分地滑动到驳船上。运输驳船18的船尾可以是如图所示的那样保持水平，因而在将甲板滑动到驳船上时，只要考虑驳船的平整度即可。或者，可以利用漂浮的装载。

图11示出了驳船18借助系固缆绳46系固于浮动支柱12以备靠拢的情况。图12示出了运输驳船18和浮动支柱12在连接之前相互靠拢的情况。用如上所述的共同待审的专利所揭示的船用连接器进行连接。这表明传统的系固系统可以用来靠接船用连接器20，不需要特别的努力。

一旦运输驳船18和浮动支柱12相互连接，就可以将平台甲板10滑到浮动支柱12上。在滑到其最终位置之前，甲板腿部位于建造在浮动支柱12中的承接腿部48的上方。图13A示出了甲板10放低之前的情况。为了将甲板10放低到支柱腿部48上并恢复弹性移动件32，可以用一个束链式锯子(beamchain saw)或水力切割器(hydro-blaster)进行连续的切割而将木制移动件38切除。水力切割器是一种可以产生细微的高压水流的装置，这些高压水流可以切穿钢板或钢管。在几次通过之后，木材的厚度将减小到足以使弹性移动件32恢复，让鼓形构件重新恢复成滑柱30，并将甲板10放低一个等于所述间隙的厚度。图13B示出了甲板10放低之后的情况。在甲板10已经被放低到浮动支柱上之后，弹性移动件32恢复。

图14和15示出了本发明的另一个实施例，其中，在运输驳船18和浮动支柱12之间安装了一个支架50，以消除两船之间的相对颠簸。支架50有两个臂，它们从运输驳船18的中部延伸至浮动支柱12的深度方向的中部。由于浮动支柱的深度是大约六百英尺，运输驳船的长度是大约六百英尺，因而支架50是一个需要特殊构造来进行运输连接的大型结构。

支架50具有一第一端52和一第二端54，前者适于连接浮动支柱12，后者带有适于连接运输驳船18的臂。设置在浮动支柱12和运输驳船18上的连接件将在下文详细描述。

如图15所示，第一端52朝着一具有T形连接件53的封闭端聚集，连接件53是用大直径的管子制成的。横管形成了用于船用连接器的扣拴鼻，如1997年7月31日提交并转让的第08/903,776号美国专利申请。船用连接器的横管、扣拴机构和液压缸装配在“T”形部分内。当浮动支柱12在船坞中建造期间，将船用连接器的扣拴鼻接配器55结合于浮动支柱。

如图15-17所示，支架50的第二端54的每个臂连接于安装在运输驳船18上的转臂接配器58内的转臂56。转臂接配器58安装在侧壳以及运输驳船18的纵向舱壁之一中。每个转臂56上都设有一直径缩减的鞍形部分57。转臂能方便地拆装，以便于进行不需要转臂的普通驳船作业。

图27-29示出了本发明的另一个实施例，其中在甲板10的每个腿部14都设置了一个千斤顶66。这样就不需要设置上述的木制移动件38。在该实施例中，甲板可以如上所述的那样借助弹性移动件32滑动到浮动支柱12上的最终位置。如图27所示，可以从被切除一部分的甲板腿部14中看到千斤顶66，该千斤顶66安装在腿部14的支承板68上，千斤顶的轴线与甲板腿部的直线对准。如图28所示，可以驱动千斤顶66而使千斤顶压头70将甲板抬升到足以使弹性移动件32不受载荷的高度，并在弹性移动件32的底部与浮动支柱12之间打开一间隙72。使弹性移动件32和滑柱30移动，接着再用千斤顶66将甲板放低到浮动支柱12上，如图29所示。千斤顶66不恢复。

在操作时，甲板10滑到运输驳船18上并被扎紧。如果采用支架50，运输驳船18运行到受保护的海域以安装支架。图18和19示出了将支架50安装到运输驳船18上的情况。将支架50设计成可以水平地漂浮在吃水线处。在绞车将支架拉到位的同时，可以借助拖船来维持缆绳上的张力。图18示出了支架要沿运输驳船旁边被拉动的情况。图19示出了支架被部分地拉到运输驳船旁边的情况。图20和21示出了围绕转臂56上的鞍形部分57接配的马蹄形支架连接器60。图22示出了支架靠在转臂上，并且通过将销钉59穿过马蹄形支架连接器60端部上的孔来连接。

在使支架50连接于转臂56并仍然保持水平漂浮状态之后，从设置在驳船18上的悬臂64将绞车缆绳62系固于支架50，如图21和23所示。绞车缆绳62可以用来提升支架50，直到它位于悬臂64的底部。一旦被提升，一支承件65(位于驳船的两侧)就摆转出来，并且绞车将支架50降低很小的距离而放到支承件上，如图23所示。随后，将支架50扎紧在支承件65上，以便能固定而便于运输到安装地点。

一旦到了安装地点，可以利用绞车将支架50略微抬高，将支架支承件65摆转出去，借助绞车将支架50放到水中。将支架50内的注水舱打开，使支架50的浮力从平衡状态变成略负的状态。如图24所示，绞车和绞车缆绳随后将支架50放低到比其将要连接于浮动支柱12的那个位置更低的位置。当支架50处于这种位置时，可以在吃水线处形成顶部连接，如图25所示。顶部连接是借助如上所述用于相对颠簸的相同的步骤来实现的。可以利用绞车和绞车缆绳62将支架50向上拉，一直到形成了船用连接器之扣拴鼻的T形连接件接配在浮动支柱12的扣拴鼻接配器55中，如图26所示。这种连接是这样完成的，即，用液压管道操作扣栓鼻，使支架50朝上靠向运输驳船18。在连接完成之后，可以将绞车缆绳62松掉，使该构造可以备用于滑载作业，如图26所示。

利用支架50进行的滑载操作和放低甲板的操作基本上与没有支架50、允许在运输驳船18和浮动支柱12之间有相对颠簸的情况相同。在滑载操作完成之后，将以上操作反过来进行，使支架50和驳船18脱开连接。

虽然以上描述涉及的是一种用于安装甲板的浮动支柱，但应该理解，该浮动支柱只是浮动的海上结构的一个例子，本发明也适用于其它浮动的海上结构。

由于可在本文所教导的本发明的范围内实现很多不同的实施例，并且由于可对法律规定的详细描述实施例作出很多变型，因此，应该理解，以上的这些描述仅仅是为了说明，没有任何限制的意味。

Claims (11)

1.一种用于将具有多个腿部的甲板从一驳船传送到一浮动的海上结构的方法，包括如下步骤：

a.利用一连接器将驳船的一端连接于浮动的海上结构，所述连接器只允许在驳船和浮动的海上结构之间有相对的颠簸；

b.使所述甲板在一弹性移动件上从所述驳船滑动至浮动的海上结构；以及

c.脱开所述驳船与所述浮动海上结构之间的连接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

a.借助一焊接于甲板腿部的滑柱将所述甲板的各腿部支承在距所述驳船表面上方有一预定距离的位置上；

b.在所述滑柱上设置一可去除的移动件，并使其位于所述弹性移动件的上方，以便在传送工作完成之后将甲板腿部降低到浮动海上结构的表面上。

3.一种用于将具有多个腿部的甲板装载到一驳船上并将甲板从驳船传送至一浮动海上结构的方法，包括如下步骤：

a.在所述甲板的每个腿部的底部设置可去除的座圈；

b.将一个滑柱附连于所述甲板的各腿部，该滑柱的底面附连有一可去除移动件，在可去除移动件的底面附连有一弹性移动件，所述滑柱定位成使所述弹性移动件位于距可去除座圈所在表面上方有一预定距离的位置；

c.将可去除的座圈去除，使所述滑柱和弹性移动件支承甲板并使甲板腿部距滑柱所在表面上方一预定的距离；

d.将甲板滑到驳船上；

e.将驳船运送到靠近一浮动海上结构的位置，并利用一连接器将驳船连接于浮动的海上结构，所述连接器只允许在驳船和浮动海上结构之间有相对的颠簸；以及

f.将所述甲板滑到所述浮动海上结构上；

g.将所述可去除移动件从滑柱上去除，从而借助甲板腿部将甲板支承在浮动海上结构上。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述可去除的移动件是木制的。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述弹性移动件是用夹设在钢板之间的橡胶制成的。

6.一种用于将一具有多个腿部的甲板从一驳船传送至一浮动海上结构的方法，包括如下步骤：

a.利用一连接器将所述驳船的一端连接于所述浮动海上结构，所述连接器只允许在驳船和浮动海上结构之间有相对的颠簸；

b.将一支架从所述驳船连接至所述浮动海上结构的预定深度处，因此，由连接器和支架所形成的两个连接点可防止驳船和浮动海上结构之间的相对颠簸；

c.使所述甲板从驳船滑动至浮动海上结构；以及

d.使所述驳船和所述浮动海上结构之间的连接脱开。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

a.借助一焊接于甲板腿部的滑柱将所述甲板的各腿部支承在距所述驳船表面上方一预定的距离；

b.在所述滑柱上设置一可去除的移动件，以便在传送工作完成之后将甲板腿部降低到浮动海上结构的表面上。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述支架借助一摆转接头连接于所述驳船。

9.一种用于将具有多个腿部的甲板装载到一驳船上并将甲板从驳船传送至一浮动海上结构的方法，包括如下步骤：

a.在所述甲板的每个腿部的底部设置可去除的座圈；

b.将一个滑柱附连于所述甲板的腿部，该滑柱的底面附连有一可去除移动件，在可去除移动件的底面附连有一弹性移动件，所述滑柱定位成使所述弹性移动件距可去除座圈所在表面上方有一预定距离；

c.将可去除座圈去除，使所述滑柱和弹性移动件支承甲板并使甲板腿部距滑柱所在表面上方有一预定的距离；

d.将甲板滑到驳船上；

e.将驳船运送到靠近一浮动海上结构的位置；

f.利用一连接器将驳船连接于浮动的海上结构，所述连接器只允许在驳船和浮动海上结构之间有相对的颠簸；

g.将一支架从所述驳船连接至所述浮动海上结构的预定深度处，因此，由连接器和支架所形成的两个连接点可防止驳船和浮动海上结构之间的相对颠簸

h.使所述甲板从所述驳船滑到所述浮动海上结构上；

i.将所述可去除移动件从滑柱上去除，从而借助甲板腿部将甲板支承在浮动海上结构上；以及

j.使所述驳船和所述浮动海上结构之间的连接脱开。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述可去除的移动件是木制的。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述支架借助一铰接接头连接于所述驳船。

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