多功能安裝及勘察船的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能安裝及勘察船，包括船體，其特征在于：船體的主甲板上沿X向依次設有A型吊裝架，海洋工程起重機，井架；起重機絞車布置在主甲板以下，鋼絲繩穿過主甲板；起重機與其絞車分別設置在船體兩舷的位置；船體內(nèi)底與外底之間與兩舷位置處設有多個空艙，兩舷內(nèi)側(cè)設有多個下壓載水艙；兩舷對應的空艙通過連通通道進行連通；船體的船底部位還設有換能器艙。破艙時，空艙可以均勻進水，提高穩(wěn)性，當某一舷空艙進水過多時，水能從一舷經(jīng)連通通道流至另外一舷，從而減小船舶破損后產(chǎn)生的橫傾，提高破艙穩(wěn)性。
【專利說明】多功能安裝及勘察船
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種海洋地質(zhì)勘探船，具體來說，是一種多功能安裝及勘察船。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是當今世界經(jīng)濟不可缺少的要素，而陸地能源在一直的消耗下逐漸枯竭，根據(jù)調(diào)查測算得出，海底儲藏著世界上28%的石油和37%的天然氣，還有足夠人類本世紀消耗的可燃冰和其他金屬礦產(chǎn)。然而海底油田開發(fā)從最初的勘探到最后的油井恢復，需要經(jīng)歷勘探、發(fā)現(xiàn)、儲集層劃分、設備安裝、初級生產(chǎn)、再度開采等過程。其中海洋工程地理和地質(zhì)勘察是海底油井開發(fā)和發(fā)展的重要任務之一，目的是為了確認潛在的人為危險、自然災害及影響工程進展的因素，以便確定海底開采位置和管道建設、調(diào)節(jié)對生物群落潛在的影響、判斷海底及地基的條件。
[0003]現(xiàn)在的海底地形地貌和地質(zhì)勘察任務一般都是通過海洋工程勘察船完成?，F(xiàn)有的海洋工程勘察船，往往只有單一的功能，即利用船上安裝的井架和一套鉆井設備，下接鉆桿、鉆頭和取心工具，鉆入海底泥線以下，在取心工具中心形成巖心，鉆到一定深度之后，然后收回鉆桿等工具，巖心也隨之收回到船上，從而得到巖心?？辈齑话阈柙谖锾酱瓿蓪５椎匦蔚孛埠秃５讕r層分布情況調(diào)查之后，才能針對某些可能開發(fā)油田的地點進行地質(zhì)勘探，以獲得地質(zhì)信息，為后期油田建設提供依據(jù)。物探船隨船攜帶并安裝有地球物理探測設備，對海底進行地震勘探，得到海底地質(zhì)構(gòu)造，推斷巖體物性，勘察海底資源。油田建設時需要將很多大型設備安裝到海底，這需要海洋工程起重船來完成。起重船安裝有大型海洋工程起重機，能進行海上吊裝作業(yè)。
[0004]現(xiàn)有的勘察船、物探船和起重船都功能單一，用途有限。以現(xiàn)有技術(shù)要實現(xiàn)海洋地質(zhì)勘察，海底地形地貌調(diào)查和海洋工程結(jié)構(gòu)物安裝需要三艘船只才能實現(xiàn)，建造成本、維護成本和使用成本都相當高。海洋油氣開發(fā)有向深海進軍的趨勢，油田離港口距離很遠，船只的往來港口和工作區(qū)域之間，都需要花費大量時間，并消耗大量燃油。導致運行成本較高，投入產(chǎn)出比較低。
[0005]關(guān)于為何不建造既具有勘探功能，又具有起重功能的多功能勘探船，究其具體原因，主要是船體的穩(wěn)性不足，難以達到安全要求。穩(wěn)性分為完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性。完整穩(wěn)性為船舶在未破損的情況下，在一定外力的作用下，船舶發(fā)生傾斜，當外力消除后船舶還具有恢復原來平衡狀態(tài)的能力。破艙穩(wěn)性為船舶破艙進水后所剩余的穩(wěn)性。完整穩(wěn)性相對較易滿足，主要難點為滿足破艙穩(wěn)性，船寬越寬、重心越低，穩(wěn)性越好。但船寬太寬將直接導致船舶阻力加大，從而降低船舶航速，所以不能無限制的擴大船寬。在船寬一定的情況下，控制重心高度，將對船舶穩(wěn)性的保障起到至關(guān)重要的作用。然而，同時具有勘探和起重功能的船必須同時配備井架和起重機，二者高度、重心均較高，船體破艙穩(wěn)性難以達到設計要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的海洋地質(zhì)勘探船，物探船，起重船均功能單一，當海洋作業(yè)時，需要對海底形貌進行物理勘探，又需要進行海洋鉆探作業(yè)，同時往往還需要進行海洋大型結(jié)構(gòu)件的安裝，此時，往往需要多船合作作業(yè)，導致運行成本較高，投入產(chǎn)出比較低。
[0007]要實現(xiàn)同時裝備井架、起重機等重心較高的設備，必須提高船體的破艙穩(wěn)性，本實用新型著眼于提高船體的穩(wěn)性。
[0008]以下先簡要介紹船體內(nèi)底與外底之間的結(jié)構(gòu)的相關(guān)【背景技術(shù)】。參見圖1，現(xiàn)有的船體，其外底和內(nèi)底之間會設有下壓載水艙，通過控制進水量調(diào)節(jié)船體的重心，空載情況下船體的吃水深度基本就靠壓載水艙進行調(diào)節(jié)。
[0009]本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0010]一種多功能安裝及勘察船，包括船體，設船艉到船艏方向為X向，左舷到右舷方向為Y向，豎直向上方向為Z向；所述船體的主甲板上沿X向依次設有A型吊裝架1，海洋工程起重機2，井架3 ;所述A型吊裝架設置于船艉，包括船體兩側(cè)各一個承重臂，兩個承重臂上端通過橫梁連接，橫梁上設有定滑輪101，所述定滑輪101上設有鋼絲繩，鋼絲繩一端與A形吊裝架絞車連接，另一端設有吊鉤，承重臂中部各與一個伸縮臂的上端鉸接，所述承重臂與伸縮臂各自與船體甲板鉸接，且同步轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動圓周面與水平面垂直，且與X向平行；所述起重機2與其絞車分別設置在船體兩舷的位置；起重機絞車布置在主甲板以下，鋼絲繩穿過主甲板；船體內(nèi)底與外底之間與兩舷位置對應處設有多個空艙，兩舷內(nèi)側(cè)設有多個下壓載水艙；所述兩舷對應的空艙通過連通通道進行連通；所述船體的船底部位還設有換能器艙4。
[0011]本技術(shù)方案的多功能安裝及勘察船不僅具有普通勘探船進行鉆探作業(yè)的功能，還能進行海底地形地貌和地球物理勘探，通過安裝在船上或隨船攜帶的海底聲學儀器完成，如多波束測深儀、側(cè)掃聲納儀、淺層剖面儀和地震探測設備等。除此以外，本船還配有300t海洋工程起重機和300t可拆式A型吊裝架，能進行海洋工程大型結(jié)構(gòu)物安裝。一船多用，大大節(jié)省了制造費用，提高了使用效率。其中，A型吊裝架設置在船艉部，其橫梁上的配置定滑輪，能夠承載鋼絲繩，通過其絞車拉動鋼絲繩，將重物吊起，轉(zhuǎn)動A型吊裝架，使定滑輪伸出船體之外，開動絞車，收放鋼絲繩，能夠完成將重物吊裝至水下，或從水下吊裝上船。為了確保船體的破艙穩(wěn)性，本技術(shù)方案采取了多項技術(shù)手段，首先，將起重機的絞車布置在主甲板以下，絞車的鋼絲繩穿過主甲板，由于3000m水深的鋼絲繩很重，將其設置在甲板以下，大大降低了船體的中心；第二，將起重機與絞車分別設置在船體的兩舷，也就是說，起重機若設置在左舷，絞車就設置在右舷，兩者分開放置，從而減少船舶的原始橫傾，提高船體的穩(wěn)性；第三，船體內(nèi)底與外底之間的兩舷位置處設置多個Y向連通的空艙，將下壓載水艙設置在兩舷中間處，破艙時，空艙可以均勻進水，提高穩(wěn)性，當某一舷空艙進水過多時，水能從一舷經(jīng)連通通道流至另外一舷，從而減小船舶破損后產(chǎn)生的橫傾，提高破艙穩(wěn)性。
[0012]進一步的，所述連通通道的高度與空艙的高度相同，結(jié)構(gòu)更簡單，破艙時，連通通道內(nèi)的水流更通暢。
[0013]進一步的，所述主甲板以上上層建筑的后部，在兩舷增設甲板室。這樣等于增加了甲板上上層建筑艙室的體積，以增大船舶的儲配浮力，提高破艙穩(wěn)性。
[0014]進一步的，所述A型吊裝架的承重臂的轉(zhuǎn)動角度范圍為72°，其中，自豎直狀態(tài)順時針最大旋轉(zhuǎn)31°，自豎直狀態(tài)逆時針最大旋轉(zhuǎn)41°。[0015]進一步的，所述海洋工程起重機2的承重能力為300噸。
[0016]進一步的，所述A型吊裝架I的承重能力為300噸。
[0017]進一步的，所述井架3設置于所述船體的甲板的中心部，船體重心更穩(wěn)。
[0018]進一步的，所述換能器艙4內(nèi)部設有2套單波束換能器402，2套多波束換能器401，I套海底淺層剖面換能器403，I套測探儀404。
[0019]更進一步的，所述換能器艙4中部較寬，兩頭較窄，上、下端面呈平面狀，四周呈曲面狀，總體呈流線型，減小水流阻力。
[0020]進一步的，所述船體上還設有對鉆探提取物進行實驗分析的實驗室6。
[0021]本實用新型的有益效果在于:
[0022]I)將勘察船、物探船和海洋工程起重船三種功能都集成在一起，一艘船實現(xiàn)三艘船的功能，大大節(jié)約了建造、維護和使用成本，實現(xiàn)海洋油氣開發(fā)船隊的精簡，提高船舶的使用效率。
[0023]2)船艉設置A型吊裝架和其絞車，能夠完成重物的平穩(wěn)吊裝。
[0024]3)功能豐富,一船多用。節(jié)約了造船成本。
[0025]4)通過多種手段，克服了船體穩(wěn)性，尤其是破艙穩(wěn)性的技術(shù)困難，確保了多功能勘探船的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型多功能安裝及勘察船的右側(cè)面示意圖。
[0027]圖2是圖1的俯視示意圖。
[0028]圖3是圖1中的A型吊裝架位于三個不同位置時的示意圖。
[0029]圖4是圖3中A型吊裝架位于位置二時的俯視圖。
[0030]圖5是圖1中的海洋工程起重機的示意圖。
[0031]圖6是圖1中的井架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖7是換能器艙及其內(nèi)部布局的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖8是圖1中船體的內(nèi)底與外底之間所在高度部位的俯視圖，其中船的左右舷部位設置多個空艙，船體中軸部位設置下壓載水艙，左右舷對應的空艙通過連通通道相連。
[0034]其中，1、A型吊裝架，2、海洋工程起重機，3、井架，4、換能器艙，5、直升機平臺，6、實驗室。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進一步說明。
[0036]參見圖1，本船為多功能深水海洋工程安裝及勘察船，包括船體、海洋工程起重機
2、井架3、A型吊裝架I和換能器艙4。
[0037]參見圖2，船舶主甲板后部具有上千平方米的平坦工作區(qū)域，船舶尾部安裝有A型吊裝架I ;主甲板后部，在左舷位置安裝海洋工程起重機2，該起重機的工作范圍能覆蓋大部分甲板面積。船中位置安裝有鉆井取樣系統(tǒng)，包括井架、天車、頂驅(qū)、活動門、司鉆房、液壓貓頭、軌道大鉗、折臂抓管機、鉆桿、液壓泵站、基盤、取樣絞車、風動絞車、鉆井絞車、基盤絞車、液壓倒繩機和散料泥漿系統(tǒng)等。所述井架下方具有一個月池，其貫穿船體的底部到主甲板，在主甲板部分具有可移動的活動門，其位于所述月池上方的主甲板，在月池不使用時蓋住月池開口。船底突出船殼部分安裝流線型的換能器艙，該艙內(nèi)安裝有多波束儀、單波束儀、海流剖面儀、測深儀、實時聲速儀等。本船上層建筑內(nèi)布置數(shù)量較多的實驗室，并能滿足100人居住要求。
[0038]在船體的右舷并位于主甲板以下的位置設置絞車，絞車的鋼絲繩穿過主甲板與起重機2或與A型吊裝架I連接。
[0039]當本船進行海底地形地貌勘察時，本船到達目標海域，并保持一定航速直線航行，安裝于換能器艙內(nèi)的多波束儀，測定沿航線一定寬度內(nèi)水下目標的大小、形狀、最高點和最低點，從而達到測量海底地形的測量目的。
[0040]當本船進行海底地貌測量時，船舶保持一定航速直線航行，將隨船攜帶的流線型側(cè)掃聲納換能器放入海中，并通過船尾A型吊裝架I隨船拖曳，拖曳體離海底的深度是可調(diào)的，側(cè)掃聲納儀將會測量海底地貌，確定目標的概略位置和高度。側(cè)掃聲納和多波束的不同在于，側(cè)掃聲納儀測量的面積較廣但精度不高，多波束儀測量面積較小但精度高，且能測量水深信息，通過兩者同時工作，形成完善的海底地形圖。
[0041]當本船進行海底地質(zhì)取樣作業(yè)時，船舶通過動力定位系統(tǒng)使船保持相對大地坐標系不動，通過船上安裝的鉆井系統(tǒng)，將取樣器鉆入海底泥線以下達到預定深度進行取樣，然后將取樣器回收到船上，將土樣送入船上的實驗室，對土樣進行分析，從而得知海底的地質(zhì)情況。
[0042]當本船進行靜力觸探試驗時，船舶通過動力定位系統(tǒng)使船保持相對大地坐標系不動，通過船上安裝的鉆井系統(tǒng)，將靜力觸探儀器放入海底，靜力觸探儀將根據(jù)探頭灌入泥土中的阻力大小來間接判定土的物理力學性質(zhì)。
[0043]當本船進行海底地震勘探作業(yè)時，船舶保持一定航速直線航行，將隨船攜帶的震源設備放入海中，然后將拖曳式水聽器陣列放入海中，用壓縮空氣作為震源，震源設備發(fā)出信號，水聽器陣列接收信號，然后地震勘探系統(tǒng)將探測出海底較深的地層剖面。
[0044]當本船進行海洋結(jié)構(gòu)物吊裝時，通過船上安裝的300t海洋工程起重機2或船尾安裝的A型吊裝架I將重物吊起并安裝在水面結(jié)構(gòu)物上或者海底。
[0045]參見圖1、2、8，本技術(shù)方案采取了多項技術(shù)手段來提高船體的破艙穩(wěn)性，首先，將絞車布置在主甲板以下，絞車的鋼絲繩穿過主甲板，由于3000m水深的鋼絲繩很重，將其設置在甲板以下，大大降低了船體的中心；第二，將起重機與絞車分別設置在船體的兩舷，也就是說，其中機若設置在左舷，絞車就設置在右舷，兩者分開放置，從而加強船體的穩(wěn)性；第三，同時參見圖1、8，船體的內(nèi)底與外底之間設置多個位于兩舷位置Y向連通的空艙，破艙時，空艙均勻進水，并且，水能從通過連通通道從一舷流至另外一舷，從而減小船舶破損后產(chǎn)生的橫傾，提高破艙穩(wěn)性。
[0046]連通通道的高度與空艙的高度保持一致，這樣結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，而且破艙時，通道內(nèi)水流流動更通暢。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能安裝及勘察船，包括船體，其特征在于: 設船艉到船艏方向為X向，左舷到右舷方向為Y向，豎直向上方向為Z向； 所述船體的主甲板上沿X向依次設有A型吊裝架(1)，海洋工程起重機(2)，井架(3)； 所述A型吊裝架設置于船艉，包括船體兩側(cè)各一個承重臂，兩個承重臂上端通過橫梁連接，橫梁上設有定滑輪(101)，所述定滑輪(101)上設有鋼絲繩，鋼絲繩一端與A形吊裝架絞車連接，另一端設有吊鉤，承重臂中部各與一個伸縮臂的上端鉸接，所述承重臂與伸縮臂各自與船體甲板鉸接，且同步轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動圓周面與水平面垂直，且與X向平行； 所述起重機(2)與其絞車分別設置在船體兩舷的位置；起重機絞車布置在主甲板以下，鋼絲繩穿過主甲板； 船體內(nèi)底與外底之間與兩舷位置對應處設有多個空艙，兩舷內(nèi)側(cè)設有多個下壓載水艙； 所述兩舷對應的空艙通過連通通道進行連通； 所述船體的船底部位還設有換能器艙(4 )。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述連通通道的高度與空艙的高度相同。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述A型吊裝架的承重臂的轉(zhuǎn)動角度范圍為72°，其中，自豎直狀態(tài)順時針最大旋轉(zhuǎn)31°，自豎直狀態(tài)逆時針最大旋轉(zhuǎn)41°。
4.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述海洋工程起重機(2)的承重能力為300噸。
5.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述A型吊裝架(I)的承重能力為300噸。
6.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述井架(3)設置于所述船體的甲板的中心部。
7.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述換能器艙(4)內(nèi)部設有2套單波束換能器(402)，2套多波束換能器(401)，I套海底淺層剖面換能器(403)，I套測探儀(404)。
8.如權(quán)利要求7所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述換能器艙(4)中部較寬，兩頭較窄，上、下端面呈平面狀，四周呈曲面狀。
9.如權(quán)利要求1所述的多功能安裝及勘察船，其特征在于:所述船體上還設有對鉆探提取物進行實驗分析的實驗室(6)。
【文檔編號】B63B35/00GK203428001SQ201320504554
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月18日
【發(fā)明者】賀明鳴, 辛智卿, 桂滿海, 施建華 申請人:上海船舶研究設計院