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CN1662416A - 锚泊系统 - Google Patents

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CN1662416A
CN1662416A CN038141647A CN03814164A CN1662416A CN 1662416 A CN1662416 A CN 1662416A CN 038141647 A CN038141647 A CN 038141647A CN 03814164 A CN03814164 A CN 03814164A CN 1662416 A CN1662416 A CN 1662416A
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Abstract

一种锚泊系统，包括：一个或多个锚，每个锚上设置有一锚缆，至少一根用于装载或卸载的管道向上穿过海水，从水下浮标开始至少有一根管道设置在一水面浮标上；还包括至少一根锚缆和至少一根用于装载或卸载的管道，该管道或者直接从水下浮标设置到船舶上或者经过水面浮标设置到船舶上，其中，在每一个锚缆中都设置有松弛部分，在一个或多个锚缆上设置有一个或多个块状配重物，水下浮标的浮力和水面浮标的浮力适于通过在水面浮标或从水面浮标到水下浮标的绳索上的破坏，使水下浮标和悬吊在其上的装置不会比一个或多个块状配重物装载到海床上的垂直降低的距离更多，在装载或卸载过程中在每根锚缆上的至少一个块状配重物位于海床上或正好在海床之上，对于装载和卸载管道中的所有类型的装载物和所有相连接的锚缆，水下浮标通过压舱物调节能被抬高到水面上。

Description

锚泊系统
发明领域
本发明涉及一种锚泊系统，特别是一种通过例如与油田相连接设置的管道进行装载或卸载时船舶可以被锚泊的锚泊系统。
采用本发明所述的锚泊系统，船舶能够连接到该锚泊系统上或从其上断开以进行装载或卸载，不管管道中装满较重的介质如石油或水，还是较轻的介质如气体，都以同样的方式用于各种装载或卸载。
背景技术
已知有多种锚泊系统，当比如从由一个或多个管道连接的油田来装载原油时，船舶可以通过该锚泊系统进行锚泊。
对于在深水中使用时，使用带有锚泊到海床上的水下浮标的锚泊系统是特别有益的。所述类型的所有锚泊系统的一个共同特征是，由于水下浮标的使用，减小了施加在锚缆和装载/卸载管道上的力，因为随着水深的增加，天气和风的影响减小了。而且，如果水下浮标比船舶吃水线深的话，船舶将不会与该水下浮标相碰撞。为了锚泊和/或装载/卸载管道，水下浮标与船舶的连接或者通过一个表面浮标或者直接在船舶和水下浮标之间进行。装载管道或锚泊始终与海床相分离的锚泊系统也是已知的(参见APL’s SAL)。上述类型锚泊系统的许多例子都可以在专利公开US5816183，FR2344442，DE2752266和NO1999 1985中找到。
尽管存在上述现有技术，但是对于一种锚泊系统还是存在一种需求，在所有锚缆和装载管道连接并且装载管道中带有各类介质的状态下，水下浮标用这种锚泊系统可以通过相对简单的装置被提到水面上。还对一种锚泊系统存在需求，这种锚泊系统允许船舶以类似的方式连接或解除连接，而不论载荷是被装载或是卸载，这意味着该锚泊系统可以处理各种由装载介质的改变或变化而引起的浮力变化。所述浮力变化可以达到数百公吨。还存在对于一种带有水面浮标的锚泊系统的需求，其构造成如果该水面浮标受到损坏或失灵，该水下浮标或下面的悬挂元件将向下向海中展开相对较短的距离，一般来说少于20米。
发明概述
通过本发明，上述需求将会得到满足，本发明提供了一种锚泊系统，其用于在装载或卸载过程中保持被锚固的船舶，该船舶可以在各种工作条件下以类似的方式连接到该锚泊系统上或从其上断开，而不需要在该锚泊系统中进行调节，该锚泊系统包括：
一个或多个锚，每个锚上设置有一锚缆，该锚缆向上穿过海水延伸到一带有旋转接头的水下浮标上，该浮标已连接到其上并且保持住该锚缆，至少一根用于装载或卸载的管道向上穿过海水，从水下浮标开始至少有一根管道设置在一水面浮标上；还包括至少一根锚缆和至少一根用于装载或卸载的管道，该管道或者直接从水下浮标设置到船舶上或者经过水面浮标设置到船舶上，
其特征在于：在每一个锚缆中都设置有松弛部分，在一个或多个锚缆上设置有一个或多个块状配重物，水下浮标的浮力和水面浮标的浮力适于通过在水面浮标或从水面浮标到水下浮标的绳索上的破坏，使水下浮标和悬吊在其上的装置不会比一个或多个块状配重物装载到海床上的垂直降低的距离更多，在装载或卸载过程中在每根锚缆上的至少一个块状配重物位于海床上或正好在海床之上，对于装载和卸载管道中的所有类型的装载物，在具有所有相连接的锚缆的情况下，水下浮标通过压舱物调节能被抬高到水面上。
本发明的锚泊系统优选包括六个带锚缆的锚，锚缆从每个锚向上到达水下浮标处，用于分散锚固，至少其中的4个锚缆上设有两个块状配重物，从而在装载或卸载的整个过程中，对于每一个带块状配重物的锚缆，当一个块状配重物在海床之上抬升一小段距离时另一个块状配重物位于海床上。
由于可操作性，装载/卸载管道和锚缆最好设置在从水下浮标到水面浮标处，并从那里再到船舶。
在装载或卸载时，水下浮标在最低部分和标准的最高部分之间的垂直区域最好为大约5米之内，因为这是在水面浮标的受力范围之内。
水下浮标最好可通过空气或水的流进/流出进行压舱，它由水面通过电缆或来自水面浮标的声音信号来控制。
水面浮标最好可通过空气或水的流进/流出进行压舱。
水下浮标最好放置得比使用该锚泊装置的船舶的最大吃水深度更深一些，以避免碰撞的危险。
本发明所述锚泊装置所能处理的用于装载/卸载管道的浮力的最大容许变化最少约200000kg。
水面浮标这个术语主要意味着一个通过浮力破坏了浮标的平面，也意味着在海面中或接近海面处能从海面被抬升起来的一种装置。因此，根据已公布的美国专利号US5816183(SBM)，水面浮标也包括在水下浮标之上的装置。在没有任何常规的水面浮标的实施例中，如根据上面提到的US-专利，锚缆和装载/卸载管道将从水下浮标被直接安置到船。
对于具有常规水面浮标的实施例来说，从水下浮标处朝船舶的方向的锚缆和从水下浮标到水面浮标的绳索最好是一根并且是同样的绳索，这意味着其包括在术语从水下浮标到水面浮标的“至少一个绳索”中。
附图说明
图1示出了本发明所述的锚泊系统和一艘锚泊并正在装载的船舶，该锚泊系统连接到一个采油平台上，
图2是从侧面观察，进一步详细示出了连接有一艘船舶的本发明所述锚泊系统的上部，
图3示出了与附图2同样的内容，但是是从上方观察的，
图4是对本发明所述锚泊系统的上部进一步放大的视图，其中可以清楚地看到水下浮标和水面浮标以及它们之间的连接，
图5示出了朝向锚的锚缆，其中带有块状配重物，并且
图6更为详细地示出了图5中所示的块状配重物。
图7-9示出了当水下浮标通过压舱而被升起到水面时，块状配重物是如何从海床上升起的。
图10示出了本发明所述锚泊系统和一艘锚泊并正在装载的船舶，该锚泊系统连接到一个采油平台上。
具体实施例的详细描述
参照附图1，它示出了根据本发明的锚泊系统的一个实施例，它连接到采油平台(FPSO)和船舶(VLCC)上。在该附图中示出了锚1和三根锚缆2。在其中两根锚缆上示出了一个块状配重物(clumpweight)3。该锚缆悬挂在水下浮标4中。在该水下浮标4中还悬挂有两条输出管道11。该水下浮标经过一根锚缆和一条装载管道(从附图1中看得不明显)连接到水面浮标5上。一根锚缆6和装载管道7从该水面浮标上示出。参照附图2和3，其中更详细地示出了附图1中所示本发明的锚泊系统的上部。在附图2和3中除了锚缆6和装载管道7之外，还清楚地示出了水下浮标4。从附图3中可以清楚地看到，设置有两根装载管道，它们漂浮在最靠近船舶的部分中。水面浮标5清楚地显示在附图2中，当从上方观看附图3时，该水面浮标是不可见的。从附图2和3中都可以非常清楚地看到总共有六根锚缆，它们在附图3中用附图标记2表示。在附图2中，除了位于水下浮标和水面浮标之间的装载管道9之外，还可以看到位于水下浮标和水面浮标之间的锚缆8。
附图4是附图1至3中所示本发明所述锚泊系统的上部的进一步放大的视图，在该附图中用类似的附图标记对类似的部分进行标注。另外，还示出了位于水面浮标和水下浮标之间的支应线10，该支应线设置用于空气、信号和动力的传递。
继续参照附图5，它示出了锚1的一部分，尤其是吸力锚(suctionanchor)和打桩锚(pile anchor)的一部分和带有块状配重物3的锚缆2的下部。
该块状配重物将在附图6中进一步描述。
附图7-9示出了当水下浮标利用压舱物调节提起到水面时，块状配重物是如何从海床上升的。每个锚缆上可以设置一个或者两个或者两个以上的块状配重物。
附图10示出了连接到一个采油平台上的本发明的锚泊系统和一艘锚泊并正在装载的船舶。
块状配重物并不一定必须设置在所有锚缆上，并且在设置有块状配重物的锚缆上最好设置一个以上的块状配重物。
本发明所述锚泊系统中最简单的实施例是一个锚带有包括一个块状配重物的锚缆，锚缆和一个装载/卸载管道悬挂在水下浮标中，而不需任何常规的水面浮标。对于所述实施例来说，块状配重物在正常操作期间可以平放在海床上，但是如果水下浮标通过压舱物调节而被提出水面，它就从海床上升起。
然而，本发明的锚泊系统的最优选实施例是如附图1至6所示的实施例，但是在带有块状配重物的每个锚缆上有两个块状配重物，因为对于技术效果和所需投资来说所述实施例是最为优选的。在装载或卸载的整个过程中，对于带有块状配重物的每个锚缆来说，至少一个块状配重物平放在海床上，而至少一个块状配重物升离海床有一个较短距离。通过损伤水面浮标，该升离海床之上有一个较短距离的块状配重物也将会下降，从而它们都平放在海床上。如果该水下浮标通过压舱物调节而被升起到水面上，那么所有块状配重物将被从海床上提起，并且设置在锚缆中的松弛部分将被拉直。
本发明所述锚泊系统的部件的典型尺寸如下：该水下浮标通常设置在30-50米深，并具有21.9米的斜跨度和19米的开口宽度。它是由许多箱子组装而成，有些箱子被密封而另一些箱子设置用于压舱。该水面浮标通常最大直径为6米，总高度为13.5米，包括用于进入和控制的上层结构。本发明所述锚泊系统的尺寸是根据锚固力来决定的，而锚固力除了由装载/卸载管道的重量和重量变化决定之外，还取决于船舶以及洋流、冰、潮汐(growth)、海浪和风的影响。

Claims (8)

1.一种锚泊系统，其用于在装载或卸载过程中保持被锚固的船舶，该船舶可以在各种工作条件下以类似的方式连接到该锚泊系统上或从其上断开，而不需要在该锚泊系统中进行调节，该锚泊系统包括：
一个或多个锚，每个锚上设置有一锚缆，该锚缆向上穿过海水延伸到一带有旋转接头的水下浮标上，该浮标已连接到其上并且保持住该锚缆，至少一根用于装载或卸载的管道向上穿过海水，从水下浮标开始至少有一根管道设置在一水面浮标上；还包括至少一根锚缆和至少一根用于装载或卸载的管道，该管道或者直接从水下浮标设置到船舶上或者经过水面浮标设置到船舶上，
其特征在于：在每一个锚缆中都设置有松弛部分，在一个或多个锚缆上设置有一个或多个块状配重物，水下浮标的浮力和水面浮标的浮力适于通过在水面浮标或从水面浮标到水下浮标的绳索上的破坏，使水下浮标和悬吊在其上的装置不会比一个或多个块状配重物装载到海床上的垂直降低的距离更多，在装载或卸载过程中在每根锚缆上的至少一个块状配重物位于海床上或正好在海床之上，对于装载和卸载管道中的所有类型的装载物，在具有所有相连接的锚缆的情况下，水下浮标通过压舱物调节能被抬高到水面上。
2.根据权利要求1所述的锚泊系统，其特征在于：它由六个带锚缆的锚组成，锚缆从每个锚向上到达水下浮标处，用于分散锚固，至少其中的4个锚缆上设有两个块状配重物，从而在装载或卸载的整个过程中，对于每一个带块状配重物的锚缆，当一个块状配重物在海床之上抬升一小段距离时另一个块状配重物位于海床上。
3.根据权利要求1或2所述的锚泊装置，其特征在于：装载/卸载管道和锚缆被设置在从水下浮标到水面浮标处，并从那里再到船舶上。
4.根据上述任一权利要求所述的锚泊装置，其特征在于：在装载或卸载时，水下浮标在最低位置和标准的最高位置之间的垂直区域大约是5米之内。
5.根据上述任一权利要求所述的锚泊装置，其特征在于：水下浮标可以通过带进/带出空气或水进行压舱，其由水面通过电缆或来自水面浮标的声音信号来控制。
6.根据上述任一权利要求所述的锚泊装置，其特征在于：水面浮标可以通过带进/带出空气或水进行压舱。
7.根据上述任一权利要求所述的锚泊装置，其特征在于：水下浮标设置得比使用该锚泊系统的船舶的最大吃水深度深。
8.根据上述任一权利要求所述的锚泊装置，其特征在于：用于装载/卸载管道的浮力的最大容许变化为至少大约200000kg。
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