專利名稱：用于將一物體或一載荷部屬在海床上的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備，用于將一物體或一載荷部屬在海床上，該物體或載荷與一起重裝置如起重鋼纜聯(lián)接，從而能夠?qū)⒃撐矬w或載荷從一船下沉到海床上，該設(shè)備包括一本體，該本體具有用于可釋放地將該物體或載荷固定到本體上的裝置，及用于在水下移動(dòng)本體的裝置。
本發(fā)明涉及一種在以很大的深度對(duì)海床上不小于±1000噸的載荷(密封裝置)進(jìn)行部屬/收回的過(guò)程中使用的導(dǎo)向、控制和定位系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)上，該系統(tǒng)包括一主艙和一通過(guò)一框架相互連接的配艙。
由于其功能，該系統(tǒng)的框架可直接夾持到一載荷上，或可替換地夾持到任意的起重裝置上，從而將待部屬的載荷(密封裝置)固定。
同樣地，該系統(tǒng)可在任何選定的時(shí)間釋放上述載荷。
該系統(tǒng)還包括推進(jìn)和轉(zhuǎn)矩控制裝置，在穿過(guò)整個(gè)水體部屬時(shí)對(duì)載荷的狀態(tài)進(jìn)行控制。
由于海中的油氣還可以通過(guò)浮動(dòng)生產(chǎn)平臺(tái)開(kāi)采，這種油氣田的開(kāi)采要求將幾個(gè)重物部屬到海床上，另外，這些物體必須以一相對(duì)較高的精度定位在海床上。
由于目前石油開(kāi)采是在一更深的深度進(jìn)行的，達(dá)到所要求的精度變得越來(lái)越困難。為了達(dá)到根據(jù)傳統(tǒng)方法的這種精度，通常使用一起重船。載荷是通過(guò)輔助控制鋼纜下沉到海床上的，該輔助控制鋼纜安裝在同一船上和/或一個(gè)或多個(gè)輔助安裝后援船上。
使用這種方法是很昂貴的。后者已經(jīng)被提出，以便控制安裝輔助設(shè)備中的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，該轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩是主要是由于現(xiàn)有輪廓的改變而引起的，也可由非扭矩平衡的鋼纜繩引起。由于同樣的特征，目的還包括將載荷朝其最終方向?qū)б⑽挥谄渌蟮哪繕?biāo)區(qū)域內(nèi)。
因此本發(fā)明的目的是提出一種系統(tǒng)和適當(dāng)?shù)姆椒ǎㄟ^(guò)該系統(tǒng)和方法可以比常規(guī)安裝方法更廉價(jià)和快速的方式精確地對(duì)載荷(密封裝置)進(jìn)行部屬、控制和定位。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)以下特征實(shí)現(xiàn)的，即推進(jìn)裝置偏離用于可釋放地固定物體或載荷的裝置定位，從而能夠在使用推進(jìn)裝置時(shí)對(duì)起重裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。因此該設(shè)備能夠設(shè)置固定到本體上的第一和第二推進(jìn)裝置，該第一和第二推進(jìn)裝置定位在用于可釋放地固定物體或載荷的裝置的相對(duì)側(cè)部。
用這種措施提供了一種抗扭裝置。另外，可用該推進(jìn)器對(duì)該設(shè)備及該載荷相對(duì)于該載荷的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在該設(shè)備上設(shè)置用于調(diào)節(jié)第一和第二推進(jìn)裝置之間距離的裝置。
還能夠?qū)⒌谝煌七M(jìn)裝置設(shè)置在一第一艙中，將第二推進(jìn)裝置設(shè)置在一第二艙中。
根據(jù)本發(fā)明，為了消除這些傳統(tǒng)成本，該系統(tǒng)設(shè)置了一套成對(duì)操作的四個(gè)推進(jìn)器，每一個(gè)具有專門(mén)功能，即一扭矩控制功能和一傳送功能。
這些推進(jìn)器以這種方式兩兩安裝在系統(tǒng)框架的每一側(cè)，能夠通過(guò)將兩個(gè)底部推進(jìn)器用于該扭矩控制功能，將兩個(gè)頂部推進(jìn)器用于該傳送功能，從而實(shí)現(xiàn)上述的扭矩控制。
應(yīng)該理解，在不產(chǎn)生扭矩的情況下，全部推進(jìn)器將用于傳送運(yùn)動(dòng)，很明顯，對(duì)于不需要傳送的情況也是一樣，全部推進(jìn)器將用于扭矩控制。
另外，第二艙或配艙可水平移動(dòng)該框架的一部分，從而改進(jìn)扭矩控制并將全部結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力循環(huán)減少到最小。應(yīng)該理解，該框架包括一液壓致動(dòng)的夾持系統(tǒng)，終止于所使用的帶有一高摩擦介質(zhì)的夾持接合器。
根據(jù)本發(fā)明，還能夠?qū)⑼七M(jìn)裝置設(shè)置成推進(jìn)器的形式。
如上所述，可以將第一推進(jìn)裝置設(shè)置在一第一艙中，而第二推進(jìn)裝置設(shè)置在一第二艙中。第二艙可固定到一臂上，該臂的長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，第一艙可拆卸地固定到設(shè)備上。
根據(jù)本發(fā)明，用于可釋放地固定一載荷的裝置包括液壓千斤頂。另外，在設(shè)備中用于可釋放地固定一載荷的裝置可設(shè)置專門(mén)設(shè)計(jì)的連接器。該連接器覆蓋有一高摩擦介質(zhì)。
為了能夠在部屬過(guò)程中獲得所需的精度，優(yōu)選地，該設(shè)備設(shè)有適于沿海床上物體的方向傳送信息的裝置，用于接收傳送到物體上的信號(hào)的反射信息的裝置，及一對(duì)該反射信息進(jìn)行計(jì)算從而確定設(shè)備相對(duì)于該物體的位置的處理器。另外，設(shè)備可設(shè)有一測(cè)距儀。
用于傳送信息的裝置可包括聲納設(shè)備，如高分辨率聲納設(shè)備。當(dāng)被部屬的載荷相對(duì)于海床上的物體的位置確定后，使用該聲納設(shè)備，可用該測(cè)距儀完成載荷的定位。因此，可以將該最終定位活動(dòng)與表面后援船分開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明，不僅提供了一種用于將一物體或載荷部屬在海床上的設(shè)備，還提供了一種方法，該方法的特征在于，該方法包括以下步驟-通過(guò)一第一起重鋼纜沿海床的方向移動(dòng)該物體或載荷，-通過(guò)一第二起重鋼纜大致在其底部向該物體或載荷，或該第一起重鋼纜施加一力，及-通過(guò)使用本發(fā)明的設(shè)備對(duì)該物體或載荷的位置進(jìn)行操縱，該設(shè)備緊密連接到該物體或載荷上。
另外，在該物體或載荷的部屬過(guò)程中，可以通過(guò)該第二起重鋼纜至少部分地抬起該物體或載荷。
根據(jù)本發(fā)明，在該物體或載荷的部屬過(guò)程中，設(shè)備的定位是用一結(jié)合有一液壓定位參照系統(tǒng)(HPR)、一多普勒裝置及一光纖陀螺儀的一差動(dòng)全球定位系統(tǒng)(DGPS)導(dǎo)向系統(tǒng)完成的。另外，該設(shè)備沿海床上一物體的方向傳送信息，該設(shè)備接收傳送到該物體的信號(hào)的反射信息，該反射信息用于確定該設(shè)備相對(duì)于該物體的位置，該載荷的定位是由一測(cè)距儀完成的。
根據(jù)本發(fā)明，還可以-釋放該第一起重鋼纜，直到該第一起重鋼纜至少部分地放置在海床上，一通過(guò)該第二起重鋼纜將該物體或載荷及第一起重鋼纜的一部分抬起，及-通過(guò)該設(shè)備對(duì)該物體或載荷的位置進(jìn)行控制。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1表示用于近海石化開(kāi)采的一FPSO(浮動(dòng)、生產(chǎn)、儲(chǔ)存和卸載)的示意圖。
圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一起重船，示出一裝配到該起重塊上并帶有相對(duì)較長(zhǎng)的鋼纜的載荷，可以看到在深海中載荷的控制實(shí)際上是不可能的。
圖3表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一起重船，示出一載荷，該載荷不僅裝配到船的起重塊上，而且裝配到位于船兩側(cè)的輔助鋼纜以及第二表面后援拖船鋼纜上，從而對(duì)載荷施加一定程度的控制。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明用于將一載荷部屬到海床上和/或從海床上收回的起重船和系統(tǒng)。
圖5表示用于圖4中所示的活動(dòng)中的系統(tǒng)的一種可能實(shí)施例的局部詳圖。
圖6表示從圖5的上部觀察的系統(tǒng)。
圖7表示根據(jù)圖5的該系統(tǒng)的細(xì)節(jié)(用于一管道和/或起重塊的接合瓦)。
圖8、8a表示根據(jù)本發(fā)明用于完成部屬和/或收回活動(dòng)所需的系統(tǒng)硬件設(shè)備主艙的剖視圖。
圖9和10表示根據(jù)本發(fā)明在對(duì)一錨或一錨定鏈進(jìn)行部屬的過(guò)程中作為獨(dú)立使用設(shè)備的系統(tǒng)主艙的一種可能的應(yīng)用。
圖11表示與本發(fā)明的系統(tǒng)一起使用的專門(mén)設(shè)計(jì)的起重塊。
圖12表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)主艙的一實(shí)施例，該系統(tǒng)主艙用于無(wú)潛水員地在深海中部屬和安裝一卷筒。
圖13表示系統(tǒng)主艙的實(shí)施例，該系統(tǒng)主艙用于在深海中以無(wú)潛水員方式從一豎管底座部屬和縮回剛性和/或柔性豎管。
圖1示出一帶有旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)塔11的FPSO(浮動(dòng)、生產(chǎn)、儲(chǔ)存和卸載船)1，豎管2從該旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)塔11分離，上述豎管2在海床上與其豎管底座3相聯(lián)。在其生產(chǎn)壽命期間，對(duì)于FPSO來(lái)講相當(dāng)于保持在一允許的動(dòng)態(tài)偏移范圍內(nèi)，因此FPSO1通過(guò)由錨6固定的系泊腿5而系泊到海床4上。
根據(jù)圖1，通過(guò)一生產(chǎn)船1進(jìn)行的油氣開(kāi)采需要將幾個(gè)相對(duì)較重的物體以一相對(duì)較高的精度定位在海床4上。
為了通過(guò)系泊腿5完成一適當(dāng)?shù)暮桶踩腻^定，要求這些系泊腿5具有基本相同的長(zhǎng)度。實(shí)踐中，為了這種應(yīng)用，可使用50噸或更重的錨，將它以一幾米以內(nèi)的精度放置在海床4上。另外，不僅錨6非常重，而與錨6連接的系泊腿具有等于錨6自身重量幾倍的重量。
同樣對(duì)于其它物體，如“墊石”，“重力豎管底座”，“生產(chǎn)管道”等等，也要求這些物體必須以相對(duì)較高的精度放置在海床4上。
圖1中示出的用于海上開(kāi)采油氣且必須放置在海床上的物體不僅很重，而且還很昂貴。
圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一船20，其上具有起重裝置，如起重機(jī)21。該起重機(jī)21設(shè)置了一個(gè)起重鋼纜22，通過(guò)該起重鋼纜22可將一物體或一載荷4放置在海床5上。為了定位該載荷23，必須將該海面支持設(shè)備與起重機(jī)21一起移動(dòng)。
結(jié)果將是，在一給定的時(shí)間內(nèi)，載荷23的慣性將被克服，但由于載荷23的加速度，將發(fā)生不可控制的情況，從而使目標(biāo)區(qū)域過(guò)調(diào)節(jié)。由于起重鋼纜22和載荷4易于受水流的影響，當(dāng)該起重鋼纜下落時(shí)，該載荷將不會(huì)直線下降。同樣，船的重量、船的搖擺等都將對(duì)可能實(shí)現(xiàn)的精度產(chǎn)生一負(fù)面影響。
圖3中示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種可能的解決方案，用于在下落起重鋼纜22的同時(shí)控制載荷23的位置。因此載荷必須固定到一輔助鋼纜31上，該輔助鋼纜31由一輔助船30控制。另外，帶有輔助鋼纜32的載荷23可連接到船20上。
很清楚，由于根據(jù)圖3的方案，載荷23可以加強(qiáng)的控制放置在海床上。但很明顯，使用輔助船30是很昂貴的。
圖4示出一起重船40，該起重船40設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明用于在海床上部屬一載荷43的裝置或系統(tǒng)。該船40包括第一起重裝置，例如一設(shè)有一第一起重鋼纜42的絞車41。通過(guò)該起重鋼纜42，一載荷43，例如一墊石可部屬和放置在海底。
如上所述，使用浮動(dòng)生產(chǎn)平臺(tái)的油氣田開(kāi)采要求必須將幾個(gè)重物放置在海床上，另外，這些物體必須以一相對(duì)較高的精度放置在海床上。由于目前的開(kāi)采必須在高達(dá)3000米或更多的不斷增加的深度上進(jìn)行，達(dá)到所要求的精度變得越來(lái)越困難。其中一個(gè)必須解決的問(wèn)題就是起重鋼纜可能被扭轉(zhuǎn)。
為了在部屬載荷時(shí)控制載荷43的位置，以及為了能夠在所要求的精度內(nèi)將載荷放置在海床上，已經(jīng)將裝置或系統(tǒng)50固定到起重鋼纜42上。下面參照?qǐng)D5、6和7對(duì)系統(tǒng)50的一優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。
系統(tǒng)50固定到起重鋼纜42，例如起重塊100(圖11)的端部。另外，系統(tǒng)50也可以直接固定到載荷43自身上。系統(tǒng)50包括一第一或主艙51，設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置如推進(jìn)器(圖5和6)。系統(tǒng)還包括一第二或配艙52。該配艙52也設(shè)有推進(jìn)器。使用中，主艙51和配艙52的推進(jìn)器將定位在起重鋼纜42的相對(duì)側(cè)。系統(tǒng)通過(guò)一第二起重鋼纜45與船40聯(lián)接，該第二起重鋼纜45可用第二起重裝置，如一第二絞車44操作。該第二起重鋼纜45例如通過(guò)一A形框架49設(shè)置在船板上。該第二絞車44和第二起重鋼纜45通常分別比第一起重裝置48和第一起重鋼纜42輕。該系統(tǒng)還通過(guò)一供應(yīng)聯(lián)系纜46與船40相聯(lián)。該供應(yīng)聯(lián)系纜可連接到起重鋼纜45或單獨(dú)從第三絞車47下降。用于向系統(tǒng)50供電的電線例如包在供應(yīng)聯(lián)系纜中。系統(tǒng)50中通常設(shè)置有用于將電能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。該液壓能然后用于控制特別是推進(jìn)器和輔助工具。
由于隨后作業(yè)是在一逐漸增加的深度上操作，長(zhǎng)起重鋼纜42的扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)這個(gè)問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重。由于重載荷43連接到起重鋼纜42的底側(cè)，該扭轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)起重鋼纜產(chǎn)生一相對(duì)較大的磨損，從而在起重鋼纜上會(huì)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。這種磨損會(huì)嚴(yán)重到起重鋼纜斷裂和載荷43丟失的程度。另一個(gè)問(wèn)題是，由于起重鋼纜中的巨大扭轉(zhuǎn)，船上的起重鋼纜會(huì)從外套中跑出來(lái)。由于主艙51和配艙52的推進(jìn)器分別設(shè)置在起重鋼纜42的相對(duì)側(cè)，可沿兩個(gè)方向在起重鋼纜42上施加一反扭矩。以這種方式通過(guò)該系統(tǒng)形成一反扭裝置。為了提高該反扭裝置的能力，優(yōu)選地，主艙51與配艙52之間的距離可以改變。
圖5示出本發(fā)明中用于在海床上部屬一載荷的系統(tǒng)50一可能的實(shí)施例的詳細(xì)視圖。圖6示出根據(jù)上面圖5的系統(tǒng)。
系統(tǒng)50包括一主艙51，一配艙52和一臂53。該臂可從主艙51上拆下。這意味著主艙53也可以單獨(dú)用作一艙系統(tǒng)(見(jiàn)圖9和10)。
該臂53上設(shè)置一槽54。在該槽54相對(duì)側(cè)設(shè)置了兩個(gè)千斤頂57、58。其中至少一個(gè)可相對(duì)于另一個(gè)移動(dòng)。在這些千斤頂57、58的端部表面之間可夾持一物體，如一起重塊100。為了改進(jìn)千斤頂57、58與物體之間的接觸，千斤頂?shù)母鞫瞬垦b有夾緊瓦，該夾緊瓦襯有一摩擦元件60，該摩擦元件60由一高摩擦材料如專用橡膠制成。
如圖5所示，系統(tǒng)50中設(shè)有推進(jìn)器56。使用中，這些推進(jìn)器56可用于相對(duì)于目標(biāo)區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行定位。該推進(jìn)器56可從一主要位于系統(tǒng)50中的一第一位置起動(dòng)，到達(dá)推進(jìn)器伸出系統(tǒng)50之外的一位置。
圖6中示出，在主艙51頂部有兩個(gè)位置61、62將主艙聯(lián)接到第二起重鋼纜45和/或供應(yīng)纜46上。當(dāng)主艙51單獨(dú)使用時(shí)(圖9和10)，可使用位置61。當(dāng)艙51被布置時(shí)主艙51將得到平衡，不論是在空中還是在水下。
當(dāng)使用系統(tǒng)50時(shí)，船40與系統(tǒng)50之間的聯(lián)接將固定在位置62，從而在空中和水下保持系統(tǒng)平衡。為了改進(jìn)系統(tǒng)的平衡，可將一輔助配重55固定到系統(tǒng)50上。
使用中，裝置50不會(huì)有任何浮力，為了提高系統(tǒng)在水下的可移動(dòng)性，臂53設(shè)有孔59，以避免由于在下降時(shí)不斷增加的壓力而引起的結(jié)構(gòu)損壞并在回收階段確?？焖倥潘?。
如上所述，如果配艙52可相對(duì)于主艙51移動(dòng)則是有利的。這可以用千斤頂64a來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖7中詳細(xì)示出將配艙52安裝在臂53上。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)50的操作如下當(dāng)將載荷43從船40部屬到海床上時(shí)，將使用一起重鋼纜42將載荷部屬。為了在部屬時(shí)控制載荷的位置，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)50將靠近底端固定到起重塊100上。在系統(tǒng)50中推進(jìn)器56從船40上遙控操作。系統(tǒng)50設(shè)置有傳感裝置，以便能夠與船40聯(lián)絡(luò)。當(dāng)載荷43不沿正確方向移動(dòng)時(shí)，載荷的位置可通過(guò)以一自動(dòng)方式起動(dòng)系統(tǒng)50中的推進(jìn)器56而調(diào)節(jié)。
參照本發(fā)明，可通過(guò)在部屬載荷過(guò)程中借助于一獨(dú)占的軟件設(shè)計(jì)接合幾個(gè)表面和聲學(xué)參照系統(tǒng)來(lái)完成定位，該軟件設(shè)計(jì)包含最少量的下列組合DGPS(差動(dòng)全球定位系統(tǒng))SSBL-HiPaP(超短基線)多普勒效應(yīng)和指北陀螺儀另外參照本發(fā)明，當(dāng)載荷到達(dá)其期望的深度后，將通過(guò)使用一高分辨率聲納裝置完成其定位，該高分辨率聲納裝置與一測(cè)距裝置和至少一個(gè)固定物體對(duì)接，然后能夠?qū)⒍ㄎ换顒?dòng)與海面支持設(shè)備分離開(kāi)，并從任何其它聲波發(fā)射裝置如LBL(長(zhǎng)基線)陣列分離開(kāi)，同時(shí)在一大半徑內(nèi)獲得厘米級(jí)的精度。
應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的裝置不需指導(dǎo)就可操作。
圖8中示出主艙51的一種可能的結(jié)構(gòu)。主艙51包括一外框架83和一內(nèi)框架(未示出)。該內(nèi)框架優(yōu)選地是一圓柱形。通過(guò)將外框架83聯(lián)接到該內(nèi)框架，可獲得一非常牢固的結(jié)構(gòu)。為了避免系統(tǒng)過(guò)早疲勞，該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是必須的。
艙51例如部分由高強(qiáng)度鋼制造，并設(shè)計(jì)成用作第一或第二起重鋼纜42、45的完整部分。這意味著艙51的頂側(cè)將與起重鋼纜45的第一部分聯(lián)接，而艙51的底側(cè)將與起重鋼纜45的第二部分聯(lián)接，或者艙51的底側(cè)將直接與載荷連接。以這種方式，起重鋼纜上的載荷將穿過(guò)艙51輸送。
如上所述，艙51設(shè)置有用于將由供應(yīng)聯(lián)系纜46傳送的電能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置84。這些轉(zhuǎn)換裝置84包括一電機(jī)、一泵、一管道和一液壓系統(tǒng)油箱。為了與船上的操作者聯(lián)絡(luò)，艙51還包括傳感裝置和控制裝置。艙51上裝有一攝像機(jī)/傳感器接線盒85和光接線盒86。另外，艙51包括光源87、一俯仰/起伏傾斜儀傳感器88、一陀螺儀89和聲納裝置90。
艙51還裝有一多普勒單元91、一深度溫度計(jì)單元92和一搖攝/搖動(dòng)攝像機(jī)93。在艙底側(cè)固定有一微亮單元94、一高度計(jì)95、一水聲器96和一可變焦彩色攝像機(jī)97。
如上所述，當(dāng)載荷到達(dá)其期望的深度后，將高分辨率聲納裝置與一測(cè)距儀一起使用對(duì)于獲得所需的精度來(lái)講是很重要的。該聲納裝置用于相對(duì)于至少一個(gè)定位在海床上的物體確定位置。使用測(cè)距儀，然后能夠?qū)⒍ㄎ换顒?dòng)與表面后援船分離開(kāi)，并從任何其它聲波發(fā)射裝置如LBL(長(zhǎng)基線)陣列分離開(kāi)，同時(shí)在一大半徑內(nèi)獲得厘米級(jí)的精度。
通過(guò)艙51可以對(duì)載荷的位置進(jìn)行操縱。由于錨定鏈42的重量將由第一起重裝置41抬起，且僅有相對(duì)較小的重量由第二起重鋼纜45支承，艙1的運(yùn)動(dòng)自由度相對(duì)較高。這意味著，盡管錨定鏈42和載荷43的重量非常大，載荷43也能以一相對(duì)高的精度放置到其目的地。
參照?qǐng)D9和10，應(yīng)該理解，系統(tǒng)可以使用一起重船，也可以使用一錨定操縱拖船(AHT)。在AHT后援船的情況下，主起重鋼纜用于將載荷42下降到海床，而第二鋼纜45的作用是通過(guò)系統(tǒng)拾起一些載荷，從而在主鋼纜中產(chǎn)生一“腹部”，并僅使用該系統(tǒng)的推進(jìn)能力提供一偏移半徑，從而將載荷定位在其期望的位置。
第二起重鋼纜45與艙51的組合，使這些工作，如錨43的定位，能夠用比目前使用的現(xiàn)有技術(shù)中的船小得多的船以很高的精度完成。
圖9中示出設(shè)有一錨定鏈42的錨43?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的錨定鏈具有每米250千克的特定重量。當(dāng)這種鏈下沉2000米后，鏈的全部重量不小于500噸。當(dāng)錨定鏈端部連接一個(gè)例如75噸的重量時(shí)，錨自身的重量?jī)H是錨和鏈的總重量的很小一部分。
圖10中更明顯地示出了使用艙51的優(yōu)點(diǎn)，例如在錨43放置在海床上的情況。在目的地周圍下降了如此多的錨定鏈42，以至于錨定鏈42支撐在海床上。因此錨43將相對(duì)錨定鏈長(zhǎng)度被抬起很小量。然后通過(guò)艙51，錨可以移動(dòng)到所要求的目的地。這樣從錨到海床4的錨定鏈的長(zhǎng)度決定了錨43可以定位的活動(dòng)半徑。
圖11中示出可以與本發(fā)明的系統(tǒng)50一起使用的一起重塊100的實(shí)施例。
由于系統(tǒng)50能夠精確地定位起重塊100和載荷43，也能夠用該系統(tǒng)將物體從海床上收回。上面已說(shuō)明存在千斤頂57和58。這些帶有可替換的起重塊100的千斤頂57和58可以用于部屬和收回物體。
起重塊100在其相對(duì)側(cè)部設(shè)有通孔101。當(dāng)起重塊定位在裝置50中的槽54中時(shí)，可移動(dòng)千斤頂57和58通過(guò)孔101。當(dāng)一物體，如一墊石103上設(shè)有一T形突起時(shí)，可通過(guò)移動(dòng)千斤頂57和58穿過(guò)孔101而釋放和收回該物體。
圖12中示出艙51的一實(shí)施例，該艙51適于部屬一卷筒件。艙51設(shè)有一球形液壓轉(zhuǎn)子120，該液壓轉(zhuǎn)子120與一裝有千斤頂122的液壓底座框架聯(lián)接。通過(guò)操作千斤頂122，可以完成卷筒件123的所有平面的任意定位。
本發(fā)明的系統(tǒng)50還可用于將一柔性豎管131聯(lián)接到一豎管底座上。為了避免在柔性豎管材料中產(chǎn)生多余的應(yīng)力，該系統(tǒng)可設(shè)置一支承臂130，向柔性豎管的底部提供足夠的剛度，從而聯(lián)接到豎管底座上。
系統(tǒng)50和本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，減少了與完成重物放置相關(guān)的危險(xiǎn)。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，幾個(gè)用于物體的所需部件的初步設(shè)計(jì)和制造可以更精確地完成。原因在于，在將物體定位在海床上的過(guò)程中對(duì)于可獲得的精度有了更多的確定性。
在前面的說(shuō)明中多次提到，本發(fā)明涉及重物在海床上的定位。必須知道，本發(fā)明可有利地用于將物體從海床上吊起或升起。
權(quán)利要求
1．設(shè)備(50)，用于將一物體或一載荷(43)部屬在海床(4)上，該物體或載荷(43)與起重裝置，如一起重鋼纜(42)聯(lián)接，從而能夠?qū)⒃撐矬w或載荷(43)從一船(40)下沉到海床上，該設(shè)備(50)包括一本體(53)，該本體(53)具有可釋放地將該物體或載荷(43)固定到本體(53)上的裝置(57,58)，及用于在海中移動(dòng)該本體的推進(jìn)裝置(56)，其特征在于，推進(jìn)裝置(56)偏離用于可釋放地固定該物體或載荷的裝置(57,58)定位，從而在使用推進(jìn)裝置時(shí)能夠?qū)ζ鹬匮b置(42)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(50)，其特征在于，設(shè)備(50)設(shè)有固定到本體(53)上的第一和第二推進(jìn)裝置(56)，該第一和第二推進(jìn)裝置(56)設(shè)置在用于可釋放地固定該物體或載荷的裝置(57,58)的相對(duì)側(cè)部。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(50)，其特征在于，設(shè)備(50)設(shè)有用于調(diào)節(jié)第一和第二推進(jìn)裝置之間距離的裝置。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)備(50)，其特征在于，第一推進(jìn)裝置設(shè)置在第一艙(51)中，而第二推進(jìn)裝置設(shè)置在第二艙(52)中。
5．根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的設(shè)備(50)，其特征在于，該推進(jìn)裝置設(shè)置成推進(jìn)器(56)的形式。
6．根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備(50)，其特征在于，位于第二艙(51)與用于可釋放地固定該物體或載荷(43)的裝置(57,58)之間的臂的長(zhǎng)度是可調(diào)節(jié)的。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備(50)，其特征在于，第一艙(51)可拆卸地固定到設(shè)備(50)上。
8．根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備(50)，其特征在于，用于可釋放地固定一載荷的裝置包括液壓千斤頂(57,58)。
9．根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備(50)，其特征在于，設(shè)備中用于可釋放地固定一載荷的裝置包括專門(mén)設(shè)計(jì)的連接器。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備(50)，其特征在于，該連接器覆蓋有一高摩擦介質(zhì)。
11．根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的設(shè)備(50)，其特征在于，設(shè)備(50)設(shè)有適于沿海床(4)上物體的方向傳送信息的裝置，用于接收傳送到物體上的信號(hào)的反射信息的裝置，及一對(duì)該反射信息進(jìn)行計(jì)算從而確定設(shè)備(50)相對(duì)于該物體的位置的處理器。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)備(50)設(shè)有一測(cè)距儀。
13．用于將一物體或一載荷從一船部屬到海床上的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟-通過(guò)一第一起重鋼纜(42)沿海床(4)的方向移動(dòng)該物體或載荷(43)，-通過(guò)一第二起重鋼纜(45)大致在其底部向該物體或載荷(43)，或該第一起重鋼纜(42)施加一力，及-通過(guò)根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備(50)對(duì)該物體或載荷(43)的位置進(jìn)行操縱，該設(shè)備(50)緊密連接到該物體或載荷(43)上。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于將一物體或一載荷從一船上部屬到海床上的方法，其特征在于，在該物體或載荷(43)的部屬過(guò)程中，通過(guò)該第二起重鋼纜(45)至少部分地抬起該物體或載荷(43)。
15．根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的用于將一物體或一載荷從一船上部屬到海床上的方法，其特征在于，在該物體或載荷(43)的部屬過(guò)程中，設(shè)備(50)的定位是用一結(jié)合有一液壓定位參照系統(tǒng)(HPR)、一多普勒裝置及一光纖陀螺儀的一差動(dòng)全球定位系統(tǒng)(DGPS)導(dǎo)向系統(tǒng)完成的。
16．根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的用于將一物體或一載荷從一船上部屬到海床上的方法，其特征在于，該設(shè)備(50)沿海床上一物體的方向傳送信息，該設(shè)備(50)接收傳送到該物體的信號(hào)的反射信息，該反射信息用于確定該設(shè)備相對(duì)于該物體的位置，該載荷的定位是由一測(cè)距儀完成的。
17．根據(jù)權(quán)利要求13-16所述的用于將一物體或一載荷從一船上部屬到海床上的方法，其特征在于，一釋放該第一起重鋼纜(42)，直到該第一起重鋼纜(42)至少部分地放置在海床上，-通過(guò)該第二起重鋼纜(45)將該物體或載荷及第一起重鋼纜的一部分抬起，及-通過(guò)該設(shè)備(50)對(duì)該物體或載荷的位置進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)涉及一種方法和一種設(shè)備,用于將一物體或一載荷部屬在海床上,該物體或載荷與起重裝置,如一起重鋼纜聯(lián)接,從而能夠?qū)⒃撐矬w或載荷從一船下沉到海床上,該設(shè)備包括一本體,該本體具有可釋放地將該物體或載荷固定到本體上的裝置,及用于在海中移動(dòng)該本體的推進(jìn)裝置,其中推進(jìn)裝置偏離用于可釋放地固定該物體或載荷的裝置定位,從而在使用推進(jìn)裝置時(shí)能夠?qū)ζ鹬匮b置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
文檔編號(hào)E21B41/04GK1303341SQ99806724
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月28日
發(fā)明者弗朗索瓦·貝爾納德 申請(qǐng)人:弗朗索瓦·貝爾納德