CN1387487A - 海底锚绳连接方法及其使用的连接器 - Google Patents

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Abstract

一种将船舶系留在被连接在海床上的海底锚定构件(1)上的方法,包括链部分(3),该链部分的长度不到海水的一半深度,在链部分(3)的自由端或靠近自由端,设置一个连接元件(4),其特征在于包括如下步骤:从船舶(8)将多束锚绳(9)降下,多束锚绳(9)的自由端和连接器(10)相连,连接器(10)和连接元件(4)相连。本发明也提供一种锚绳修理或更换方法,该方法包括如下步骤,使第一多束锚绳(16)和链部分(3)分离,从船舶(8)下降第二多束锚绳(9),该第二多束锚绳(9)在它的自由端和连接器(10)相连,并将第二多束锚绳(9)的连接器(10)连接到连接元件(4)上。

Description

海底锚绳连接方法及其使用的连接器
发明领域
本发明涉及一种将船舶系留在一个被连接到海底的锚定构件上的方法，所述方法包括将锚定构件连接到海底的步骤，锚定构件包括锁链部分，该锁链部分的长度不及海水深度的一半，在锁链部分的自由端或靠近自由端提供一连接链元件。本发明也涉及一种海底锚链更换方法和/或修复方法，还涉及一种在所述方法中使用的海底连接器。
背景技术
专利文献WO-98/57842介绍了一种利用吸力锚将船舶系留在海底的方法，在所述吸力锚的端部连接一相对短的链部分。在所述链部分运动时，能够抵御作用在锚的泥线(mud line)上的磨蚀力的链部分在它的自由端被连接到滑轮，一诸如聚酯或钢缆的环形多束锚绳穿过该滑轮。在靠近安装船舶的位置，环形锚绳被连接到三角板上，该三角板的一侧和绞盘相连。通过使新的锚绳和老的锚绳相连，并从一侧接收该环形锚绳，该环形锚绳可以被轻易地更换。这种公知的方法特别适用于修理在深水中例如300米或更深的水中所使用的锚绳。虽然公知的系统可以不使用潜水员就能更换锚绳，环形锚绳将总是系留船舶。如果多束锚绳长期在未提及的状态即锚的安装和将船舶系留在锚绳之间的状态保持连接，波浪和海流在松弛的锚绳内诱发的运动将损坏多束锚绳。
在降低吸力锚和多束锚绳期间，可能出现展开绳与系泊腿的环形端扭曲的风险，特别在深水系统中。
根据1998年10月在亚伯丁举行的有关系留和锚的IIR会议，一种被下降到海底并安置在海底的抽吸浮箱变得众所周知，其中锚绳和中央布置系缆环板相连。当已经安置了抽吸浮箱时，利用遥控操纵的运动工具(ROV)，锚绳端部的海底连接器(阴元件)被分离并被传送到与抽吸浮箱中心线偏离的系留系缆环板(阳元件)上，系留系缆环板和短刚性缆索的端部相连，该刚性缆索和所述抽吸浮箱的一个侧面相连。由于利用锚绳来安置抽吸浮箱，不能预先设置抽吸浮箱并在后续阶段系留船舶。ROV不能使非常重的阴元件倾斜，因而仅仅当它处于垂直位置时，才能接收阳元件。短刚性缆索的功能是在向上的位置保持系留系缆环。如果刚性缆索太长，阳元件将弯曲不能和阴元件相连。
公知的结构仅仅适用于临时系留潜水器，由于当它完全躺在泥中时用于保持阳元件的缆索不耐磨蚀，公知的结构不适合于长期使用。
当安装之后，不可能断开/更换锚绳，接头自身躺在泥中，不能利用ROV使锚绳抵达接头。
美国专利US4067282介绍了一种公知的系留系统，它具有一爆炸连接形式的快速断开链节，在远洋中它可以断开。在靠近它们的中间部分，锚链可以拆卸并能在水面之上被重新连接。
根据法国专利FR-1 600 191获知，沿导向线将一阴连接器下降到海床上预先设置的锚，它具有一短长度的缆索锚绳，它终止于阳连接器座。阴连接器被连接到多束锚绳上。公知的连接器被弹簧激励，它使阴元件围绕阳元件锁紧。利用这种公知的系统，不能通过将新的多束锚绳连接到相对短锚绳部分的阳连接器上而更换或修理现有的受损伤的多束锚绳。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种多用途的系留方法和用于深水的锚绳修理方法，其中，当安置锚之后，多束锚绳可以在所希望的时刻被连接到锚固点。
本发明的另一个目的是提供一种系泊系统，其中，能够用一种相对简便的方式安置锚固点。
本发明的另一个目的是提供一种用于深水的锚绳修理方法，例如水深超过200米或更深，利用该方法，锚绳可以被轻易地更换和/或修理。
本发明的方法的特征在于包括如下步骤：
从一船舶将多束锚绳降下，多束锚绳的自由端和连接器相连，该连接器包括被连接到多束锚绳的绳环；一包括两个间隔分布的壁部分的连接体，所述壁部分之间确定了一用于容纳链部件的凹入部分；和一可以相对于连接体而运动的封闭部件，该封闭部件可滑动地跨接在所述壁部分之间的空间。
通过将链元件设置在壁部分之间并操纵封闭部件跨接在所述壁部分之间的空间内，使连接器和连接链元件相连。
通过首先设置锚固点，随后连接多束锚绳，可以降低锚而无须控制链条钢丝连接，在降低锚期间，不存在展开的锚绳产生扭曲的风险，仅当展开锚绳被用于安装锚时出现系泊腿。在深水系统中，这点特别有用，在所述深水系统中，绷紧系泊系统通常要求使用两艘船，一只船用于降低锚，第二只船用于在展开系泊腿的同时建立大的补偿。
通过预先设置锚固点，在船舶的行程安排上获得更大程度的灵活性，用于锚固点和系泊腿的制造可以连续地进行。
通过预先设置锚固点，减少了对在不用下锚地同时确保多束锚绳被连接到锚固点的要求，所述锚绳和海底接触并保持极小的张力直到以钩钩住为止。
由于使用符合本发明的特殊连接器，多束锚绳可以被连接到链部分的链环上或链式连接元件上，该链部分被连接到锚上。因此当安装时能够连接新的多束锚绳，也能更换现有的已被损坏或到达使用寿命的多束锚绳。在这种更换期间，旧的多束锚绳可以被切除或保持它和链部分相连，新的多束锚绳可以和连接链元件相连或和链部分的链环相连。由于链相容结构和本发明所使用的连接器的简单操作，大多数现有的使用连接到锚上的相对短的链部分和连接到该链部分的多束锚绳的深水系留系统可以被安装或更换。能够将导向钢丝绳连接到该链部分，通过ROV或通过第一多束锚绳，一切割刀具沿所述导向钢丝绳下降从第一多束锚绳上切链下游部分。然后，具有用于更换第一多束锚绳的第二多束锚绳的海底连接器可以被下降。可以沿该导向钢丝绳下降。第二多束锚绳利用海底连接器例如下潜ROV被连接。能够利用需要被更换的第一多束锚绳将新的多束锚绳引导到该链部分，因而用简单的方式将第二多束锚绳的连接器引导到该链部分。
一种适用于本发明方法的连接器包括一被连接到多束锚绳的绳环和一连接体，该连接体包括两个间隔分布的壁部分，在这两个壁部分之间确定一用于容纳链环的凹入部分；和一可相对于连接体运动的封闭部件，该封闭部件可滑动地跨接在壁部分之间。该封闭元件可以被船舶液压致动或可以被ROV液压或机械致动。
附图说明
下文将结合附图介绍本发明的连接器和方法，在附图中：
图1a和1b显示了一种使用导向钢丝绳和一ROV连接锚绳的方法；
图2显示了仅仅使用ROV将锚绳连接到预先设置的锚上的最佳方法；
图3显示了符合本发明的使用一个导向钢丝绳和工作台组合的锚绳连接方法；
图4示意性显示了符合本发明的锚绳修理和/或变换方法；
图5和6分别是本发明第一实施例的海底连接器的部分剖开侧视图和前视图；
图7和图8分别是本发明第二实施例的海底连接器的部分剖开侧视图和前视图。
优选实施例介绍
图1a显示了锚1，例如已经被装入海床2的吸力锚。短链部分3被连接到锚1上，它的一部分躺在海床之中，另一部分躺在海床上并靠近锚1，当链部分3被拉过泥线(mud line)时，它要抵抗在海床内运动产生的磨蚀作用。在链部分3的端部设置一个连接元件4，所述元件4可以是链部分的一个链环或可以是一单独的绳环，所述绳环的直径比链环的直径大。导向钢丝绳5将链部分3和水面7的浮筒6相连。导向钢丝绳5也可以被用作展开绳，用于将锚1降低到海底2。
如图1b所示，用于安置多束锚绳9的安装船舶8回收浮筒6。被连接到多束锚绳9端部的连接器10沿导向钢丝绳5向链部分3的连接元件4下降。连接器10可以被一遥控运动工具(ROV)13液压驱动，还可以包括导向元件，用于使连接器10沿导向钢丝绳5运动。当降低连接器10时，锚绳9从安装船舶8上的绞盘11被展开。多束锚绳可以是钢丝、合成绳形式的聚酯、尼龙等。多束锚绳也可以被制造成合成物，所述合成物包括由不同材料制成的部分，例如由钢丝和聚酯绳的组合而组成的系泊缆。将连接元件4和连接器10相连之后，导向钢丝绳5将和连接器10分开。ROV13设置有电视摄影机和操纵工具，在船舶8上控制所述操纵工具，以确定连接器10相对于连接元件4的位置，并闭合连接器，移走导向钢丝绳5。
图2显示了一种和图1a和1b类似的安装方法，但是没有使用导向钢丝绳5。多束锚绳9的端部和连接器10相连。连接器10被ROV13引导到连接元件4。链部分3的端部被保持在浮筒12上方(或未示的泥垫(mud mat)上方)，远离泥线，并处于这样的方位，允许连接器10垂直地插入端链环4。
图3显示了使用双导向钢丝绳5、5’的安装方法。从安装船舶8，连接器10沿导向钢丝绳5、5’下降。在导向钢丝绳5、5’的底端设置一个工作台14，该工作台和链部分3的连接元件4相连。利用该工作台14，连接元件4被可靠地定位并能被轻易地连接到连接器10上。
图4显示了锚绳修理或更换方法，存在损伤或破裂的多束锚绳16需要被更换。链部分3被夹持在工作台14上。链切削刀具17沿着导向钢丝绳5、5’向工作台14的方向下降，用于将锚绳16从链部分3上切断。然后切割刀具17上升并被回收到船舶8内。然后连接器10在ROV的控制下下降，用于使新的锚绳9和链部分3的端部相连。除了切断链环并将多束锚绳16移走的方法以外，也能够切断多束锚绳16或将损伤或破裂的多束锚绳16留在海底同时使新的锚绳和链部分相连。
另一种锚绳更换方法包括利用ROV将浮筒连接到链部分3上，并利用ROV上的切割刀具从链部分上切除锚绳16。随后执行图2所示的流程。
图5是第一种类型的海底连接器19的侧视图，它包括一用于连接多束锚绳的钩环20和连接体21，所述连接体21具有限定一凹入部分24的两个壁部分22、23，该凹入部分容纳链环25。通过主轴28，可转动的封闭部件26可以在连接体21内转动，以锁紧链环25。
如图6所示，封闭部件26可以包括一具有径向槽27的环形元件。利用主轴28的转动，封闭部件26可以转动，所述主轴28和封闭部件26周边上的螺纹啮合。该主轴28可以被ROV所操纵。
图7和8显示了第二种类型的海底连接器29，它包括钩环30和具有两个壁部分32、33的壳体31，这两个壁部分确定了一用于容纳链环36的凹槽。一可滑动棘爪34可以在壳体31内移动，跨接在壁部分32、33之间的空间并穿过上链环36。棘爪34可以被安装船舶液压驱动或可以被ROV液压或机械驱动。

Claims (13)

1.一种将船舶系留在一个连接在海床上的海底锚定构件(1)上的方法，包括如下步骤：-    将锚定构件(1)连接到海床上，该锚定构件包括链部分(3)，该链部分的长度不到海水的一半深度，在链部分(3)的自由端或靠近自由端，设置一个连接链元件(4，25，26)，其特征在于：-    从船舶(8)将多束锚绳(9)降下，多束锚绳(9)的自由端和连接器(10)相连，该连接器包括被连接到多束锚绳(9)的绳环(20，30)；一个包括两个间隔的壁部分(22，23，32，33)的连接体(21，31)，所述两个壁部分之间确定了一用于容纳链元件(4，25，26)的凹入部分；和一个可以相对于连接体(21，31)运动的封闭部件(26，34)，该封闭部件(26，34)可滑动地跨接在所述壁部分(22，23，32，33)之间的空间；-    通过将连接链元件(4，25，26)放置在壁部分(22，23，32，33)之间，并操纵封闭元件(26，34)跨接在所述壁部分(22，23，32，33)之间的空间，将连接器(10)连接到连接链元件(4，25，26)上。
2.一种根据权利要求1所述方法，其特征在于：链部分(3)被连接到导向钢丝绳(5，5’)，该导向钢丝绳(5，5’)和船舶(8)或位于水面或靠近水面的浮筒(6)相连，连接器(10)沿着导向钢丝绳(5，5’)下降到连接元件(4)所在位置。
3.一种根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述连接元件(4)被连接到悬挂在导向钢丝绳(5，5’)上的工作台(14)上。
4.一种根据权利要求1、2或3所述方法，其特征在于：连接元件(4)包括链环。
5.一种根据权利要求1所述方法，其特征在于：链部分(3)在它的自由端或靠近自由端被连接到浮筒元件(12)上，利用遥控运动工具(13)，将多束锚绳(9)和连接器(10)连接到连接元件(4)上。
6.在系泊系统中修理或更换锚绳的方法，所述系泊系统包括被连接到海床上的锚定构件(1)和一个链部分(3)，该链部分的长度不到海水的一半深度，并被连接到锚定构件(1)上，在链部分(3)的自由端或靠近自由端设置一个与第一多束锚绳(16)相连的连接链元件(4，25，26)，其特征在于，包括如下步骤：-    从船舶(8)将第二多束锚绳(9)降下，该第二多束锚绳(9)的自由端和连接器(10)相连，-    将第二多束锚绳(9)的连接器(10)和连接链元件(4，25，26)相连，该连接器包括被连接到第二多束锚绳(9)的绳环(20，30)；一个包括两个相互间隔的壁部分(22，23，32，33)的连接体(21，31)，所述壁部分确定了一用于容纳连接链部件(4，25，36)的凹入部分；和可以相对于连接体(21，31)运动的封闭部件(26，34)，封闭部件(26，34)可滑动地跨接在所述壁部分(22，23，32，33)之间的空间；-    通过将链部件(4，25，26)安置在所述壁部分(22，23，32，33)之间，并使封闭部件(26，34)跨接在壁部分(22，23，32，33)之间的空间内，使连接器(10)和连接链部件(4，25，26)相连。
7.一种根据权利要求6所述方法，其特征在于：沿导向钢丝绳(5，5’)降低工作台(14)，使该工作台(14)和链部分(3)相连，切割刀具(17)沿导向钢丝绳(5，5’)降低到链部分(3)，用于切断该链部分，使第一多束锚绳(16)和该链部分(3)分离，连接器(10)和第二多束锚绳(9)下降并和链部分(3)相连。
8.一种根据权利要求7所述方法，其特征在于：连接器(10)和第二多束锚绳(9)沿导向钢丝绳(5，5’)下降。
9.一种根据权利要求6所述方法，其特征在于：浮性元件被连接到链部分(3)，当第一多束锚绳(16)从链部分(3)上被切断之后，连接器(10)和第二多束锚绳被连接到浮性元件上方的链部分(3)上。
10.一种在上述任一个权利要求所述方法中所使用的连接器(19，20)，其特征在于，该连接器包括被连接到多束锚绳(9)的绳环(20，30)；一个连接体(21，31)，它包括两个间隔分布的壁部分(22，23，32，33)，在这两个壁部分之间确定一用于容纳链部件(4，25，26)的凹入部分；和一个可相对于连接体(21，31)运动的封闭部件(26，34)，该封闭部件可滑动地跨接在壁部分(22，23，32，33)之间。
11.一种根据权利要求10所述连接器(19)，其特征在于，该连接体包括一圆形腔，封闭部件(26)包括一能够在所述腔内转动的环形件，环形件具有一径向槽(27)，该槽(27)可以与壁部分(22，23)之间的凹入部分(24)对齐，用于容纳链环(25)。
12.一种根据权利要求10所述连接器(19)，其特征在于，封闭部件(34)包括一能从第一壁部分(31)滑动到第二壁部分(32)的杆。
13.根据权利要求10、11或12所述连接器(19)，所述封闭部件(34)被液压致动。
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