CN1321858C - 把重型设备安装在船壳上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种把重型设备(10)安装在一浮动船只的船壳(100)上的方法，其特征在于包括以下步骤：(A)使设备(10)与用于支撑在海底的提升装备(30)连接，这些提升装备(30)位于设备(10)的两侧；(B)使提升装备(30)支撑在海底；(C)提升设备(10)，使船壳(100)可以从设备(10)下面通过；(D)使船壳(100)进入到提升装备(30)之间形成的空间中；(E)使设备(10)下降，使其支撑在船壳上；(F)将提升装备(30)从设备(10)上拆卸下来；(G)使设备(10)与船壳(100)连接。

Description

把重型设备安装在船壳上的方法

技术领域

本发明涉及一种把重型设备安装在浮动船壳上的方法。本发明另外还涉及一种实施这种方法的整理设备。

背景技术

为了开发石油，已经知道在一个油藏的上面停泊一个保证油气的收集、处理、临时储存和外运的船只。船壳用于储存油气。船的甲板上包括一个用于处理收集到的原油的设备，然后把经过处理的油气输送到设在船壳中的槽中。这种船只一般用缩写FPSO表示，意思是浮动采油、储存和卸载“Floating Production，Storage and Off-loading”。

为了制造一个这样的船只，船壳和船壳中的槽常常在一个第一建造工地上制造，而用于安装在船壳上面的设施在离开第一工地的第二建造工地上制造。

这种船的船壳尺寸非常大。它们的长度在200-400m之间，宽度为35-70m，船壳总高度为30-45m。

需要安装在船壳上的设施的总重量一般超过20,000吨。

为了可以使这些设施就位，并且由于船壳的尺寸非常大而导致的提升困难，已经知道制造模块形式的生产设施，模块的重量一般在1000-2500吨。每个模块预先在地面进行组装，然后借助装卸装置在船上就位，如陆上起重机、浮吊、滚动龙门吊等。

因此需要安装在船壳上的设施被分割成一些预先在地面组装的模块。使模块依次在船壳上就位，然后在一方面在不同模块之间，另一方面在模块与船壳之间建立流体输送连接、电能输送连接和数据连接。另外，一方面建立与原油管道的连接，另一方面建立与预处理产品外输管道的连接。

设施在船壳上的组装时间比较长，因为需要把数量巨大的模块依次放在甲板上，然后需要连接这些模块。

发明内容

本发明的目的是提出一种使一台重型设备在一个船壳上就位的方法，这种方法可以节省时间并且使带有设备的船只的整体制造合理化。

因此本发明的目标是一种把一台重型设备安装在一个浮动船壳上的方法，该方法的特征在于包括以下步骤：

A-使设备与用于支撑在海底的提升装备连接，这些提升装备位于设备的两侧；

B-使提升装备支撑在海底；

C-提升设备，使船壳可以从设备下面通过；

D-使设备下面的船壳位于分别处于所述设备两侧的提升装备之间形成的空间中；

E-使设备下降，以便使设备支撑在船壳上；

F-将提升装备从设备上拆卸下来；

G-使设备与船壳连接

根据特殊的实施方式，该方法包括以下一个或几个特征：

—包括一个在把提升装备放在海底的步骤之前把设备安放在一个驳船上的步骤；一个在提升设备的步骤时使设备与驳船分离的阶段；和一个在提升设备的步骤之后使驳船脱离的阶段；

—包括一个使一整套基座在提升装备在海底支撑点就位的阶段，基座具有船壳的侧向引导面；

—包括一个使一整套加固零件与设备连接的阶段，以便至少在设备提升和下降时在提升装备之间形成一个刚性结构，和一个拆卸加固零件的阶段，以便把设备安放到船壳上后增加设备的灵活性；

—每个提升装备包括一个装有一个齿条的支柱和一个支柱的引导和传动装置，支柱用于支撑在海底，引导和传动装置活动安装在设备上，引导和传动装置包括至少一个与齿条啮合的齿轮和一组带动齿轮的马达减速器，以便使支柱相对引导和传动装置移动。

本发明的目的还在于一种用于实施上述方法的重型设备，这种设备的特征在于包括：

—一个要安装在船壳上的设备；

—一些用于支撑在海底的提升装备；

—一些临时连接设备和提升装备的装置，设备两侧具有允许船壳在提升装备之间通过的间隙。

整理设备一般包括一套设备加固零件和可以释放的加固零件连接装置，使得连接装置保证这样加固的零件的结构整体性时设备形成一个刚性结构。

附图说明

通过阅读下面只作为例子给出的描述并参照附图可以更好地了解本发明；

—图1是一个安放在一个驳船或一只运输船上的重型设备安装在船壳上之前的俯视图；

—图2是一个安放在运输驳船上的重型设备立面图；

—图3是一个与设备连接的提升装备透视图；

—图4是图3提升装备的侧视图；

—图5是图3和图4提升装备的截面图；

—图6是到达安装地点的驳船携带设备的端视图；

—图7是与支撑在海底的驳船分离的已经升高的设备的端视图；

—图8是已升高设备的端视图，而船壳在设备下面；

—图9是在要安装的设备下面的船壳俯视图；

—图10是支柱提升后位于船壳上的设备端视图；

—图11是拆卸提升装备时位于船壳上的设备的端视图；

—图12是一个船壳俯视图，从加固零件的作用中释放出的设备位于船壳上。

具体实施方式

下面描述的方法主要用于安装正在制造过程中的石油开采船只的设备。已经完成的船只的船壳上包括一个生产设施。这个生产设施一般分为一台处理设备和一台提供服务的辅助设备，特别是为处理设备提供能量。每个设备由一些互相连接的区域或模块组成，每个区域或模块有一个确定的功能。

为了把生产设施安装在船壳上，如果设施的尺寸和总重量允许(例如小于18000吨)，所有零件在陆上组装在一起，形成一个构成整个设施的单一设备。然后按照所述的方法使这个设备直接在船壳上就位。

如果构成生产设施的零件的整体尺寸和/或重量太大(例如重量超过18000吨)，则将零件分为两台设备，例如一台用于处理的设备和一台用于提供服务的辅助功能的辅助设备，每个设备的尺寸和重量使该方法的使用成为可能。

每个设备在陆上预先组装，然后直接安装在船壳上。

为了把整个设施安装在船壳上，第二台设备重复进行第一台设备使用方法的步骤。

一台这样的设备示于图1，并且整体用参考数字10表示。

设备10开始时在陆上预先组装，并且在陆上进行测试，以便能够实施已经为它设计的功能。

这台设备安放一个运输驳船12上。设备10由一整套分布在不同区域的生产零件构成。例如，如附图所示，该设备可以由按两条线和三个立柱分布的六个区域组成：14A、14B、14C、14D、14E、14F。同一个区域的零件之间互相连接，不同模块的零件之间通过液体输送管道、输送动力电线和数据传输线互相连接。

设备10另外包括加固机构，例如一些分布在区域之间的梁。根据长度，例如图中所示的例子，设备10包括四个基本互相等距的横向加固梁16A、16B、16C、16D。这些梁中的每一个由两段在设备的中间区域互相临时组装在一起的梁构成。

同样，设备根据它的宽度包括三个纵梁18A、18B、18C，每个纵梁由三段通过临时连接装置互相连接的梁构成。这些连接在与横梁16A、16B、16C、16D的相交点进行。在这些交点处，纵梁段和横梁段互相连接，以保证设备的坚固性，使设备单独形成一个刚性结构。

由于简化的原因，梁段的临时连接装置用位于梁的交点处的黑色方块表示。它们整体用参考数字20表示。实际应用中，例如连接装置由嵌在梁段的轴向孔眼中的可拆卸插销构成，或者由后来切割的梁的连续性构成。

开始时，构成横梁和纵梁的不同加固段互相刚性连接。因此在设备在驳船12上就位时和该方法的以后阶段中，设备构成一个刚性结构。例如设备在运输驳船上的就位从一个码头通过滑动进行，码头的高度与驳船没有浸入水中的高度完全一致。

另外，在实施该方法的开始阶段，设备10在驳船两侧侧向带有位于横梁16A、16B、16C、16D端部的提升装备30。这些提升装备位于设备10的两侧，并且根据设备10的长度分布，以便同时使区域在设备内的分布合理化以及整体力学特征的合理化。

如图2所示，每个提升装备30包括一个垂直支柱32和一个引导和传动装置34，引导和传动装置34通过临时连接装置35以可拆卸的方式与设备10连接。

每个提升装备30适于只是临时安装在活动设备上。图3、4和5详细表示一个提升装备。这里表示的支柱32具有矩形截面，截面的几何和力学特征可以传递引导和提升力。

引导和传动装置34由一个沿设备的整个高度垂直延伸的桁架结构(structure en treillis)36构成。这个桁架结构36形成一个对支柱32的垂直参照面38。这个结构另外包括四个位于参照面端部并且比参照面突出的臂40。这些臂位于一个矩形的四个角处，并且保证支柱32的侧向引导。

支柱32的两侧侧向具有贴靠参照面38的轨道42。这些轨道比支柱的侧边侧向突出。一些穿过臂40的端部嵌入的可拆卸插销44保证支柱32保持贴靠参照面38，保证轨道42被锁定在参照面38与插销44之间。

每个支柱32包括一个沿着支柱的高度在支柱的中间部分垂直延伸的双齿条46。这个齿条嵌在引导和传动装置34的桁架结构36内。引导和传动装置34包括沿齿条的高度分布在齿条两侧的四个一组一共八组的马达减速器50。这些马达减速器组50保证带动与双齿条46的两侧啮合的齿轮52。

提升装备的保持装置35一方面设在支柱的引导和传动装置34上，另一方面设在设备10的侧边上。

这些保持装置35在引导和传动装置34的下部包括一个端部设有一个销子56的水平梁54，销子朝向引导和传动装置34的上端。水平梁54和销子56一起形成一个能够嵌入到一个形成纵向梁例如18A下面的十字头58。

桁架结构36的上端有一个保持贴靠设备侧边锁定的保持爪60和一个形成挡板的垫块(sabot)62。爪60使桁架结构36向上延长。十字头58和与设备的下梁配合的爪60以及垫块62保证引导和传动装置34与设备10的嵌合。通过束缚保证有效保持。

如图1所示，提升装备30从一个位于码头上的吊车70开始在设备上就位，此时设备已经在驳船上。

为此，首先将引导和驱动装置34安装在支柱32上。支柱位于臂34之间，并使保持插销44就位，以保证支柱32与引导和驱动装置34的整体连接。

每个提升装备悬挂在吊车上，并且被带动沿着带有引导和传动装置34的设备移动，引导和传动装置34位于一个低于它的最终高度的高度上。

因此已经组装的提升装备30靠近设备，然后被提升，使十字头58嵌到设备的纵梁下面，并且保持爪60被接受在梁18A的下表面与垫块62之间。则桁架结构36被临时束缚在设备的加固梁上，以便保证它们的连接。

作为变型，并且根据所具备的提升方法，提升装备30可以分为两个部分进行安装。首先把引导装置34安装在设备上，然后把支柱32嵌在引导装置中。

开始时，支柱被提升，并保持在水外，如图2所示。

当设备这样准备就绪以便把它安装在船壳上时，运输设备的驳船一直被送到把设备从驳船向船壳转移的地点。如图6所示，这个地点预先设有一整套位于海底的基座80，基座80在海底的位置是支柱32下降后的它下端应该位于海底的位置。

作为变型，并且根据海底的特征，基座在作业前与支柱连接。

船壳的垂直引导板82与基座80连成一体。

基座80的放置使两个相对基座之间形成的间距等于船壳的宽度加上一个使船壳有效通过的间隙。

通过一些角撑84使这些垂直引导板82保持在基座80上。

如图6所示，驳船12位于基座80之间，并且通过锚86停泊，使支柱32在预先安装的基座80的上方。

如图7所示，支柱32下降，一直到支撑在基座80上，然后设备10沿着支柱的高度上升，一直到一个足以使要安装设备的船壳通过的高度。

提升设备10时，设备脱离驳船。然后驳船从设备10的下面解脱出来，并且用100表示的要安装设备的船壳进入到设备10的下面，如图8和9所示。

当船壳进入时，与基座连接的垂直导板82保证船壳的侧向引导。

船壳的引导块102最好位于基座80的延长线中，以便在船壳的整个长度上保证船壳的侧向引导。

设备就位前，船壳100装有支撑设备的底座104。

当船壳相对要安装的设备正确就位时，设备下降，支撑在底座104上，如图10所示。

在设备10的整个搬运过程中，由于有临时连接，设备10就像一个单一的刚性结构。因此设备运输、提升和下降以便在船壳上就位时，设备的变形也尽可能减少。

设备在船壳上正确就位后，支柱32提升，如图10所示，并且船壳靠近一个码头，以便一个吊车70保证提升装备30的拆卸，如图11所示。拆卸通过解除连接束缚后同时取出支柱和引导和传动装置34进行。

作为变型，并根据具有的提升设备，提升装备30可以拆卸成两个部分。首先使支柱32与引导装置34脱离连接，然后使引导装置34与设备脱离连接。

拆卸提升装备30后，通过释放位于不同加固零件交点处的可拆卸连接零件20拆卸设备的不同加固段，如图12所示，其中加固段之间的白色方块示意性地表示没有连接。

然后实现设备与船壳之间的管道和电力线的连接。

如果两台设备需要在船上就位，第二台设备用相同的方法就位。两台设备之间的连接直接在船上进行。

人们知道，这里描述的方法可以使非常重的设备在船上就位，使船上可以只安装一台设备，或有两台设备。因此，设备可以几乎完全在陆上预先组装，并且缩短设备与船壳连接需要的时间，因此缩短完全建造船只的时间。

另外，拆卸加固段后，构成每个设备的不同模块互相之间在机械上是分开的，位于船壳上的设备可以通过模块发生变形，这种变形与船只航行时承受的变形类似。因此船只的机械结构是可靠的。

在上面的描述中，提升装备由一些装有齿条的支柱构成，齿条被一些马达减速器组带动。但是，作为变型：

—这些提升装备由一些支柱组成，这些支柱根据它们的长度包括与设备连接的缆绳，设备的移动通过固定在支柱的顶部的传动装置来保证；

—这些提升装备由一些支柱组成，这些支柱根据它们的长度包括步进锁定系统，通过千斤顶保证一步到另一步的移动。

Claims (7)

1.把一重型设备(10)安装在一浮动船只的船壳(100)上的方法，其特征在于包括以下步骤：

A.使所述设备(10)与用于支撑在海底的提升装备(30)连接，这些提升装备(30)位于所述设备(10)的两侧；

B.使所述提升装备(30)支撑在海底；

C.提升所述设备(10)，使所述船壳(100)可以从所述设备(10)下面通过；

D.使所述船壳(100)进入到所述设备(10)之下分别位于所述设备(10)两侧的所述提升装备(30)之间形成的空间中；

E.使所述设备(10)下降，使其支撑在所述船壳(100)上；

F.将所述提升装备(30)从所述设备(10)上拆卸下来；

G.使所述设备(10)与所述船壳(100)连接

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：

a)一个在把所述提升装备(30)置于海底上的步骤B之前把所述设备(10)安放在一驳船(12)上的步骤；

b)一在提升所述设备(10)的步骤C时使所述设备(10)与所述驳船(12)分离的步骤；以及

c)一在提升所述设备(10)的步骤C之后使所述驳船(12)移动到分别位于所述设备两侧的所述提升装备(30)之间形成的空间以外的步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法包括一使一整套基座(80)在所述提升装备(30)在海底的支撑点就位的步骤，所述基座(80)具有侧向引导船壳(100)的表面(82)。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法包括一连接所述设备(10)的一整套加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)的步骤，以便至少在所述设备(10)提升和下降时在所述提升装备(30)之间形成一刚性结构，和一拆卸所述加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)的步骤，以便所述设备(10)在所述船壳(100)上就位后赋予所述设备(10)更大的灵活性。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个提升装备(30)包括一带有一齿条(46)的支柱(32)——所述支柱(32)用于支撑在海底上和一用于所述支柱的引导和传动装置(34)——所述引导和传动装置(34)活动安装在所述设备(10)上，所述引导和传动装置包括至少一与所述齿条(46)啮合的齿轮(52)和一组带动所述齿轮(52)的马达减速器(50)，以便使所述支柱(32)相对所述引导和传动装置(34)移动。

6.用于实施上述权利要求中任一项所述的方法的整理设备，其特征在于，该整理设备包括：

-一要安装在所述船壳(100)上的设备(10)；

-一些适于支撑在海底的所述设备(10)的提升装备(30)；

-一些临时连接所述设备(10)的提升装备(30)的装置(35)，以一间隔位于所述设备(10)的两侧，从而允许所述船壳(100)在所述提升装备(30)之间通过。

7.如权利要求6所述的整理设备，其特征在于，所述整理设备包括一整套所述设备(10)的加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)和所述加固零件(16A、16B、16C、18A、16D、18B、18C)的可释放的连接装置(20)，以便在所述连接装置(20)确保这样加固的零件的结构整体性时所述设备形成一刚性结构。

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