專利名稱：海上甲板的安裝的制作方法
本申請是1997年7月31日遞交并轉讓的第08/903,776號美國專利申請的部分繼續申請。
本發明總的涉及海上平臺甲板的裝載、運輸和安裝，更具體地說，涉及將一甲板安裝到浮動的海上結構上的方法。
在本領域內，眾所周知有幾種用于將甲板安裝到海上平臺上的方法。迄今，最普通的方法是，在岸上制造廠內建造甲板，將該甲板提升或滑到一運輸駁船上，將運輸駁船上的甲板送到指定位置，利用一起重駁船將甲板從運輸駁船上提起并放到平臺的基礎結構上。這是目前用來將甲板安裝到支柱型(spar)結構上的唯一方法。支柱型結構可以是如美國專利4,702,321所揭示的一種深吃水的沉箱(caisson)，或者是如美國專利5,558,467所揭示的一種敞開型或構架型框架。起重駁船是在其船體內安裝有一回旋式起重機的駁船。理想的是，這種駁船可以將甲板整體地提升，從而避免高成本的海上拼裝作業。這種拼裝涉及甲板的結構、管道、電氣和控制系統等兩個或多個單元之間的連接。如果相對于可獲得的起重設備而言，甲板太重因而不能將甲板從制造廠吊放到運輸駁船上，則可以采用一種被稱作“滑動裝載”的方式使甲板沿著滑道滑到運輸駁船上。
在避免進行海上拼裝作業的償試中，本領域已經開發了除了整件提升甲板之外的其它方法。當起重駁船的容量不足以進行整件地甲板提升時，可以采取一種或多種其它的方法。
美國專利5,403,124揭示了其中的一種方法，包括利用一其一端為U形(從俯視圖看)的船只。將甲板支承在船只的U形端上。隨后將船只移動到位，使U形端圍繞平臺，并使甲板位于海上平臺的上方。接著，對船只加載而使之下沉，藉以將甲板送到浮動的海上平臺上。船只的U形端的寬度限制了可利用該方法安裝甲板的海上平臺的最大尺寸。實際上沒有制造出這樣的船只，該方法也沒有被采用。
對一個TLP(張力腿平臺)而言，結構的淺吃水性使其能更加靠近岸邊而處于相對較淺和受保護的水中。這樣就允許在結構上進行甲板的建造，在完成之后再將結構拖曳到安裝地點。
而支柱型結構通常是高達六百至七百英尺的深吃水的結構，因而不能在靠近岸邊的淺的、受保護的水中。
可以看到，對支柱型結構而言，需要有一種用來將甲板安裝于其上的方法和設備。這種需要還適用于浮動的海上結構和甲板結構在不同的地點建造的情況，因為要將其中之一或兩者運送到近岸位置以將甲板安裝到浮動的海上結構上是不實際的。
本發明旨在解決以上需要。本發明提供了一種無需用起重駁船將甲板吊設到浮動海上結構上的方法和設備。利用一連接器將運輸駁船連接于浮動的海上結構。該連接器只允許運輸駁船和浮動海上結構之間響應于作用在兩者上的海面狀況而產生的相對顛簸。該連接器還能在有很大的力作用于它時脫開連接。一個或多個附連于甲板腿部的滑柱可將甲板的腿部支承在距運輸駁船滑動面的上方，從而在滑柱上的一滑動面和在運輸駁船和浮動的海上結構的相應滑動面上允許甲板從駁船滑動至浮動的海上結構。一旦甲板到達了浮動海上結構上的正確位置，就可以通過去除設置在滑柱下方的間隔件將甲板腿部放低，使其與浮動海上結構接觸。隨后，使各滑柱從甲板腿部脫開并去除。還可以采用這樣一種方式將甲板從運輸駁船傳送至浮動海上結構，即，不允許在運輸駁船和浮動海上結構之間有相對的顛簸。這可以通過設置在浮動海上結構和運輸駁船之間的一個可去除的支架來實現。
為了更好地理解本發明的特性和目的，下面將結合附圖作進一步的描述，附圖中相同的標號表示相同的部件。
圖1是一普通的四腿甲板的框架排的正視圖；圖2是正交構成的框架的四腿甲板的立體圖；圖3是支承在一圓形浮動支柱(spar vessel)上的四腿甲板的平面圖；圖4是連接于浮動支柱的一運輸駁船的正視圖，其中甲板滑到連接器上方的位置，由于相對的顛簸，滑動面有一個向下的彎折；圖5是連接于浮動支柱的一運輸駁船的正視圖，其中甲板滑到連接器上方的位置，由于相對的顛簸，滑動面有一個向上的彎折；圖6是沿圖5中的線6-6剖取的滑柱的剖視圖；圖7是甲板及其支承系統在岸上制造時的正視圖8是滑柱已經被安裝在甲板腿部之間以后的、在制造廠內的甲板的正視圖；圖9是甲板已經被放低到滑柱上之后的、在制造廠內的甲板的正視圖；圖10是在滑動裝載過程中的甲板正視圖，示出了甲板部分地位于運輸駁船上的情況；圖11是運輸駁船系固于浮動支柱以備靠攏和連接的平面圖；圖12是運輸駁船和浮動支柱在連接之前相互靠攏的平面圖；圖13A和13B是正視圖，詳細示出了甲板從其彈性的滑柱軌道上放低到安裝在浮動支柱內的、固定的甲板腿部支承件上的情況；圖14是本發明另一個實施例的正視圖；圖15是上述本發明實施例的平面圖；圖16是沿著圖15中的轉臂接配器之軸線的剖視圖；圖17是沿著轉臂接配器和轉臂之軸線的剖視圖，示出了轉臂位于接配器內的情況；圖18是一平面圖，示出了開始將支架安裝到運輸駁船上時的裝配情況；圖19是一平面圖，示出了支架已經部分地安裝到運輸駁船上的裝配情況；圖20是支架安裝到運輸駁船上的平面圖；圖21是支架在各轉臂處附連于運輸駁船的正視圖，其中支架處于水平漂浮狀態；圖22是圖21中標號22所示區域的放大視圖；圖23是支架在轉臂處附連于運輸駁船的正視圖，其中支架以拖曳狀態被提升并支承在船尾附近；圖24是運輸駁船靠近浮動支柱的正視圖，其中支架的姿態對連接而言太低了；圖25是運輸駁船在頂部連接器處結合于浮動支柱的正視圖；圖26是運輸駁船的正視圖，其中支架附連于浮動支柱；圖27-29示出了本發明的另一個實施例，其中用千斤頂來代替木制移動件。
圖1和2示出了用于四腿甲板10的典型的正交框架。這個用于浮動支柱12的框架系統可以將所有的甲板載荷分布到位于如圖3所示的浮動支柱12的圓柱形殼體之內接正方形16的四個角上。因此，浮動支柱的直徑可決定甲板腿部的間隔17。
圖4和5示出了借助一船用連接器20(如1997年7月31日提交并轉讓的第08/903,776號美國專利)連接于一浮動支柱12。運輸駁船18可以是一個下水駁船，并在船尾傾斜部設有一楔形部分23，它可以代替通常出現在下水駁船上的搖臂。船用連接器的扣拴鼻24設置在楔形部分23的后部。扣拴鼻接配器26借助連接板28附連于浮動支柱12。應該理解，扣拴鼻24可以安裝在運輸駁船的船首，運輸駁船不必特別指明，因為可以采用具有足夠穩定性和強度的任何駁船。
圖6是圖4和圖5中可以看到的滑柱30的剖視圖。在滑柱30的底部設置了一彈性的移動件32，該移動件可以用實心的橡膠34制成，在橡膠的上下兩側粘附有鋼板36。在彈性移動件和滑柱底部凸緣的底部之間夾設了一木制移動件38。木制移動件的作用將在以后詳細描述。底部的鋼板實際上是滑動面。
圖4和5示出了滑動到運輸駁船18和浮動支柱12之間的甲板10。如圖所示，滑柱30的中間區域位于船用連接器20的橫向銷的上方。船只之間的相對顛簸會導致船用連接器20向下(如圖4所示)和向上(如圖5所示)彎折。顛簸的幅度被夸大，以便說明由彈性移動件所解決的問題。在若干次操作之后，這種彎折將會壓壞端部，進而損壞滑柱引導邊緣上的滑動面的中部，從而造成故障。彈性的移動件可以發生扭曲，以承受周期性的彎折而避免損壞。
如圖7所示，平臺甲板10可在岸上單件地制造。來自甲板四個腿部14的高度集中的載荷需要一個很大的基礎系統，如樁帽40和裝載通道42，來進行甲板10的制造和裝載。在制造過程中，甲板腿部14被支承在座圈44上，而座圈44支承于樁帽40。“座圈(cup)”是海上建筑業的術語，用來表示直徑大約等于甲板腿部14的短的鋼管。座圈44在絕大部分制造周期內支承著甲板10。如圖8所示，在制造周期快要結束時，將已在其下方附連有肋條和彈性移動件的鼓形滑柱30焊接于甲板腿部14。在滑柱30底部上的彈性移動件32之間留有一預定間隙，該間隙小于座圈44的高度。
如圖9所示，在裝載到一運輸駁船之前，去除座圈44，將甲板10放低到最好是鼓形的滑柱30上。用一切割炬沿座圈44的周邊反復地切割。每次切割都會使座圈縮短，甲板可借助這種切割而逐漸被放低。甲板的重量可使鼓形的滑柱30變直，從而使彈性移動件32沿著它們的長度方向受到均勻的壓縮。在將座圈44去除之后，在甲板腿部和裝載通道42的頂面之間留有一預定的間隙。
圖10示出了運輸駁船19處在鄰接于裝載通道42的位置，其中甲板10部分地滑動到駁船上。運輸駁船18的船尾可以是如圖所示的那樣保持水平，因而在將甲板滑動到駁船上時，只要考慮駁船的平整度即可。或者，可以利用漂浮的裝載。
圖11示出了駁船18借助系固纜繩46系固于浮動支柱12以備靠攏的情況。圖12示出了運輸駁船18和浮動支柱12在連接之前相互靠攏的情況。用如上所述的共同待審的專利所揭示的船用連接器進行連接。這表明傳統的系固系統可以用來靠接船用連接器20，不需要特別的努力。
一旦運輸駁船18和浮動支柱12相互連接，就可以將平臺甲板10滑到浮動支柱12上。在滑到其最終位置之前，甲板腿部位于建造在浮動支柱12中的承接腿部48的上方。圖13A示出了甲板10放低之前的情況。為了將甲板10放低到支柱腿部48上并恢復彈性移動件32，可以用一個束鏈式鋸子(beamchain saw)或水力切割器(hydro-blaster)進行連續的切割而將木制移動件38切除。水力切割器是一種可以產生細微的高壓水流的裝置，這些高壓水流可以切穿鋼板或鋼管。在幾次通過之后，木材的厚度將減小到足以使彈性移動件32恢復，讓鼓形構件重新恢復成滑柱30，并將甲板10放低一個等于所述間隙的厚度。圖13B示出了甲板10放低之后的情況。在甲板10已經被放低到浮動支柱上之后，彈性移動件32恢復。
圖14和15示出了本發明的另一個實施例，其中，在運輸駁船18和浮動支柱12之間安裝了一個支架50，以消除兩船之間的相對顛簸。支架50有兩個臂，它們從運輸駁船18的中部延伸至浮動支柱12的深度方向的中部。由于浮動支柱的深度是大約六百英尺，運輸駁船的長度是大約六百英尺，因而支架50是一個需要特殊構造來進行運輸連接的大型結構。
支架50具有一第一端52和一第二端54，前者適于連接浮動支柱12，后者帶有適于連接運輸駁船18的臂。設置在浮動支柱12和運輸駁船18上的連接件將在下文詳細描述。
如圖15所示，第一端52朝著一具有T形連接件53的封閉端聚集，連接件53是用大直徑的管子制成的。橫管形成了用于船用連接器的扣拴鼻，如1997年7月31日提交并轉讓的第08/903,776號美國專利申請。船用連接器的橫管、扣拴機構和液壓缸裝配在“T”形部分內。當浮動支柱12在船塢中建造期間，將船用連接器的扣拴鼻接配器55結合于浮動支柱。
如圖15-17所示，支架50的第二端54的每個臂連接于安裝在運輸駁船18上的轉臂接配器58內的轉臂56。轉臂接配器58安裝在側殼以及運輸駁船18的縱向艙壁之一中。每個轉臂56上都設有一直徑縮減的鞍形部分57。轉臂能方便地拆裝，以便于進行不需要轉臂的普通駁船作業。
圖27-29示出了本發明的另一個實施例，其中在甲板10的每個腿部14都設置了一個千斤頂66。這樣就不需要設置上述的木制移動件38。在該實施例中，甲板可以如上所述的那樣借助彈性移動件32滑動到浮動支柱12上的最終位置。如圖27所示，可以從被切除一部分的甲板腿部14中看到千斤頂66，該千斤頂66安裝在腿部14的支承板68上，千斤頂的軸線與甲板腿部的直線對準。如圖28所示，可以驅動千斤頂66而使千斤頂壓頭70將甲板抬升到足以使彈性移動件32不受載荷的高度，并在彈性移動件32的底部與浮動支柱12之間打開一間隙72。使彈性移動件32和滑柱30移動，接著再用千斤頂66將甲板放低到浮動支柱12上，如圖29所示。千斤頂66不恢復。
在操作時，甲板10滑到運輸駁船18上并被扎緊。如果采用支架50，運輸駁船18運行到受保護的海域以安裝支架。圖18和19示出了將支架50安裝到運輸駁船18上的情況。將支架50設計成可以水平地漂浮在吃水線處。在絞車將支架拉到位的同時，可以借助拖船來維持纜繩上的張力。圖18示出了支架要沿運輸駁船旁邊被拉動的情況。圖19示出了支架被部分地拉到運輸駁船旁邊的情況。圖20和21示出了圍繞轉臂56上的鞍形部分57接配的馬蹄形支架連接器60。圖22示出了支架靠在轉臂上，并且通過將銷釘59穿過馬蹄形支架連接器60端部上的孔來連接。
在使支架50連接于轉臂56并仍然保持水平漂浮狀態之后，從設置在駁船18上的懸臂64將絞車纜繩62系固于支架50，如圖21和23所示。絞車纜繩62可以用來提升支架50，直到它位于懸臂64的底部。一旦被提升，一支承件65(位于駁船的兩側)就擺轉出來，并且絞車將支架50降低很小的距離而放到支承件上，如圖23所示。隨后，將支架50扎緊在支承件65上，以便能固定而便于運輸到安裝地點。
一旦到了安裝地點，可以利用絞車將支架50略微抬高，將支架支承件65擺轉出去，借助絞車將支架50放到水中。將支架50內的注水艙打開，使支架50的浮力從平衡狀態變成略負的狀態。如圖24所示，絞車和絞車纜繩隨后將支架50放低到比其將要連接于浮動支柱12的那個位置更低的位置。當支架50處于這種位置時，可以在吃水線處形成頂部連接，如圖25所示。頂部連接是借助如上所述用于相對顛簸的相同的步驟來實現的。可以利用絞車和絞車纜繩62將支架50向上拉，一直到形成了船用連接器之扣拴鼻的T形連接件接配在浮動支柱12的扣拴鼻接配器55中，如圖26所示。這種連接是這樣完成的，即，用液壓管道操作扣栓鼻，使支架50朝上靠向運輸駁船18。在連接完成之后，可以將絞車纜繩62松掉，使該構造可以備用于滑載作業，如圖26所示。
利用支架50進行的滑載操作和放低甲板的操作基本上與沒有支架50、允許在運輸駁船18和浮動支柱12之間有相對顛簸的情況相同。在滑載操作完成之后，將以上操作反過來進行，使支架50和駁船18脫開連接。
雖然以上描述涉及的是一種用于安裝甲板的浮動支柱，但應該理解，該浮動支柱只是浮動的海上結構的一個例子，本發明也適用于其它浮動的海上結構。
由于可在本文所教導的本發明的范圍內實現很多不同的實施例，并且由于可對法律規定的詳細描述實施例作出很多變型，因此，應該理解，以上的這些描述僅僅是為了說明，沒有任何限制的意味。
權利要求
1.一種用于將具有多個腿部的甲板從一駁船傳送到一浮動的海上結構的方法，包括如下步驟a.利用一連接器將駁船的一端連接于浮動的海上結構，所述連接器只允許在駁船和浮動的海上結構之間有相對的顛簸；b.使所述甲板在一彈性移動件上從所述駁船滑動至浮動的海上結構；以及c.脫開所述駁船與所述浮動海上結構之間的連接。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于a.借助一焊接于甲板腿部的滑柱將所述甲板的各腿部支承在距所述駁船表面上方有一預定距離的位置上；b.在所述滑柱上設置一可去除的移動件，并使其位于所述彈性移動件的上方，以便在傳送工作完成之后將甲板腿部降低到浮動海上結構的表面上。
3.一種用于將具有多個腿部的甲板裝載到一駁船上并將甲板從駁船傳送至一浮動海上結構的方法，包括如下步驟a.在所述甲板的每個腿部的底部設置可去除的座圈；b.將一個滑柱附連于所述甲板的各腿部，該滑柱的底面附連有一可去除移動件，在可去除移動件的底面附連有一彈性移動件，所述滑柱定位成使所述彈性移動件位于距可去除座圈所在表面上方有一預定距離的位置；c.將可去除的座圈去除，使所述滑柱和彈性移動件支承甲板并使甲板腿部距滑柱所在表面上方一預定的距離；d.將甲板滑到駁船上；e.將駁船運送到靠近一浮動海上結構的位置，并利用一連接器將駁船連接于浮動的海上結構，所述連接器只允許在駁船和浮動海上結構之間有相對的顛簸；以及f.將所述甲板滑到所述浮動海上結構上；g.將所述可去除移動件從滑柱上去除，從而借助甲板腿部將甲板支承在浮動海上結構上。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述可去除的移動件是木制的。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述彈性移動件是用夾設在鋼板之間的橡膠制成的。
6.一種用于將一具有多個腿部的甲板從一駁船傳送至一浮動海上結構的方法，包括如下步驟a.利用一連接器將所述駁船的一端連接于所述浮動海上結構，所述連接器只允許在駁船和浮動海上結構之間有相對的顛簸；b.將一支架從所述駁船連接至所述浮動海上結構的預定深度處，因此，由連接器和支架所形成的兩個連接點可防止駁船和浮動海上結構之間的相對顛簸；c.使所述甲板從駁船滑動至浮動海上結構；以及d.使所述駁船和所述浮動海上結構之間的連接脫開。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于a.借助一焊接于甲板腿部的滑柱將所述甲板的各腿部支承在距所述駁船表面上方一預定的距離；b.在所述滑柱上設置一可去除的移動件，以便在傳送工作完成之后將甲板腿部降低到浮動海上結構的表面上。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述支架借助一擺轉接頭連接于所述駁船。
9.一種用于將具有多個腿部的甲板裝載到一駁船上并將甲板從駁船傳送至一浮動海上結構的方法，包括如下步驟a.在所述甲板的每個腿部的底部設置可去除的座圈；b.將一個滑柱附連于所述甲板的腿部，該滑柱的底面附連有一可去除移動件，在可去除移動件的底面附連有一彈性移動件，所述滑柱定位成使所述彈性移動件距可去除座圈所在表面上方有一預定距離；c.將可去除座圈去除，使所述滑柱和彈性移動件支承甲板并使甲板腿部距滑柱所在表面上方有一預定的距離；d.將甲板滑到駁船上；e.將駁船運送到靠近一浮動海上結構的位置；f.利用一連接器將駁船連接于浮動的海上結構，所述連接器只允許在駁船和浮動海上結構之間有相對的顛簸；g.將一支架從所述駁船連接至所述浮動海上結構的預定深度處，因此，由連接器和支架所形成的兩個連接點可防止駁船和浮動海上結構之間的相對顛簸h.使所述甲板從所述駁船滑到所述浮動海上結構上；i.將所述可去除移動件從滑柱上去除，從而借助甲板腿部將甲板支承在浮動海上結構上；以及j.使所述駁船和所述浮動海上結構之間的連接脫開。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述可去除的移動件是木制的。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述支架借助一鉸接接頭連接于所述駁船。
全文摘要
本發明提供了一種無需用起重駁船將甲板吊設到浮動海上結構上的方法和設備。利用一連接器將運輸駁船連接于浮動的海上結構。一個或多個附連于甲板腿部的滑柱可將甲板的腿部支承在距運輸駁船滑動面的上方。滑柱上的滑動面和運輸駁船上的相配滑動面可允許甲板從駁船滑動至浮動海上結構。一旦甲板處于浮動海上結構上的正確位置,就可以通過去除設置在滑柱下方的間隔件而將甲板腿部放低,使其與浮動海上結構接觸。
文檔編號B63B35/66GK1266797SQ0010410
公開日2000年9月20日 申請日期2000年3月10日 優先權日1999年3月11日
發明者J·A·哈尼, D·M·豪澤 申請人:麥克德莫技術股份有限公司