用于在转塔系泊浮船旁边动态地定位浮船的系统和方法技术方案

提供了一种能够遵循转塔系泊浮船的偏航运动的快速过渡浮船。该快速过渡浮船包括用于在转塔系泊浮船旁边动态地定位浮船的系统和处理，由此，浮船在与转塔系泊浮船连接的同时保持在安全距离处。这通过浮船在转塔系泊浮船围绕转塔系泊设备的中心随风改变方位时遵循该转塔系泊浮船的偏航运动来实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在转塔系泊浮船旁边动态地定位浮船的系统和方法
本专利技术涉及一种能够遵循转塔系泊浮船(turretmooredfloatingvessel)的偏航运动的快速过渡浮船(rapidtransitionfloatingvessel)。更具体地，本专利技术涉及一种用于凭借以下方式在转塔系泊浮船旁边动态地定位浮船的系统和方法：当转塔系泊浮船围绕转塔系泊设备(mooring)的中心随风改变方位(weathervane)时，该浮船能够通过遵循转塔系泊浮船的偏航运动来保持与该转塔系泊浮船连接。
技术介绍
诸如浮式生产平台这样的浮船因为这些移动平台可以容易地从一个地点移动至另一地点而已经被广泛地用于油和气勘探/生产。在全世界存在超过200个操作的老化的浮动平台。这些平台通常被部署在远离巴西、西非以及澳大拉西亚的近海点。仅在巴西近海市场，就存在总计29个当前正在被部署的浮动平台。其中，超过65％的这些浮动平台采用转塔系泊系统。转塔系泊系统使得平台能够针对波浪、风以及潮流而采用最小阻力的方向在附近自由地随风改变方位。对于钻探操作而言，由于平台能够自动地采用针对狂暴的要素而提供最小阻力的航向，因此这是有利的。随着这些平台老化，需要在这些平台上执行维护和升级工作。此外，平台操作员还经常尝试延长已部署的平台的海上寿命。这能够通过利用更新的型号更换磨损的设备和机械或者升级现有的型号而因此延长平台的寿命来实现。平台操作员所面对的困难在于在对这些平台的操作具有最小破坏的情况下，这些维护和升级工作必须在平台仍处于海上的同时执行。如果要将平台断开或脱机以进行维护工作，则由于平台的停机时间而导致的收入损失将不可逾越。针对上述问题的解决方案是使用配备有必需的机器和工具的船，以在海上执行必需的升级和维护工作。然而，大部分船不能够经受浮动平台操作中的汹涌的海和恶劣的环境条件。能够在这种恶劣和不可预知的操作条件下操作的一种类型的浮船是被设计用于近海工作的诸如半潜水器这样的浮船。当前市场趋势是建造排水量(displacement)在30,000公吨至55,000公吨之间的半潜水器。随着更多的半潜水器操作员倾向于向半潜水器装载尽可能多的诸如居住单元、紧急救援中心、直升机停机坪、储存区以及这些其它空间消耗活动区这样的特征，半潜水器在尺寸上正变得更重和更大。当半潜水器变得更大且更重时，需要更多的功率来使这些半潜水器移动。同样地，功率推进器的尺寸或引擎的尺寸也增加。由于在重量和可用功率方面的不平衡性，目前可用的半潜水器不能够在平台随风改变方位时对转塔系泊平台的偏航运动做出足够快的响应。这是因为当前可用的半潜水器太重而不能对偏航运动做出响应，或者半潜水器的推进功率被完全地用于位置保持(即，在最恶劣的天气条件下使半潜水器保持固定)。因此，设计能够安全地在转塔系泊浮动平台旁边操作的半潜水器是一种挑战。
技术实现思路
根据本专利技术解决本领域的上述和其它问题，并且进行技术上的推进。根据本专利技术的系统和方法的实施方式的第一优点在于，即使当转塔系泊船围绕其转塔系泊设备的中心随风改变方位时，浮船也能够在转塔系泊浮船旁边动态地保持其位置。根据本专利技术的系统和方法的实施方式的第二优点在于，将浮船的总功率的约30％分配为剩余的推力，由此向浮船提供足够的功率以对转塔系泊浮船的偏航运动做出响应。根据本专利技术的系统和方法的实施方式的第三优点在于，浮船在不会与转塔系泊浮船相撞的情况下表现出更高频率的低频偏航运动。这将转塔系泊浮船的正常运行时间(uptime)从50％提高至85％以上。通过按下面的方式操作的根据本专利技术的方法或计算机系统的实施方式来提供上述优点。该系统首先确定浮船与转塔系泊浮船之间的线性距离。所述浮船被设置有多个引擎，所述多个引擎包括至少一个主引擎和至少一个操纵引擎(manoeuvringengine)。该系统控制所述操纵引擎的输出功率，然后将所述操纵引擎的所述输出功率引导到被设置在可转动的吊舱(pod)中的多个船用推进器(marinepropeller)，以确保所确定的线性距离与第一距离匹配。此外，所述操纵引擎的总输出功率在所述多个引擎的总功率的20％至35％之间，并且所述浮船具有所述多个引擎的总输出功率与所述浮船的排水量的在0.80至1.10之间的比率。根据本专利技术的实施方式，通过下面的等式来确定所述操纵引擎的用于遵循所述转塔系泊浮船的转动位移的所述总输出功率：其中，T指示所述多个引擎推进器的最大总剩余输出功率，M指示所述浮船的以公吨为单位的质量，A指示所述浮船的在浪涌/摇摆方向上增加的以公吨为单位的质量，b指示所述转塔系泊浮船的轴的位移，并且TP指示第一船的对移动距离b的响应时间。根据本专利技术的实施方式，所述系统通过下面的等式来确定所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移：其中，b指示所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移，aΨ指示所述转塔系泊浮船的以度为单位的偏航幅度，并且c指示所述转塔系泊浮船的转塔系泊设备的中心与所述浮船之间的沿所述转塔系泊浮船的轴的线性距离。根据本专利技术的实施方式，所述系统通过下面的操作来确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离：接收所述转塔系泊浮船的偏航测量值，获得所述浮船的当前位置，以及基于所接收的所述偏航测量值和所获得的位置来计算所述浮船之间的所述线性距离。根据本专利技术的实施方式，提供了一种浮船，该浮船用于通过动态地保持该浮船与转塔系泊浮船之间的距离来遵循所述转塔系泊浮船的偏航运动。所述浮船包括多个引擎，所述多个引擎具有至少一个主引擎和至少一个操纵引擎，其中，所述操纵引擎的总输出功率在所述多个引擎的总功率的20％至35％之间，并且其中，所述浮船具有所述多个引擎的总输出功率与所述浮船的排水量的在0.80至1.10之间的比率。所述浮船还包括计算机系统，该计算机系统用于确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离。所述计算机系统还控制所述操纵引擎的输出功率，并且将所述操纵引擎的所述输出功率引导到被设置在可转动的吊舱中的多个船用推进器，以确保所确定的线性距离与第一距离匹配。根据本专利技术的实施方式，通过下面的等式来确定所述浮船的操纵引擎的用于遵循所述转塔系泊浮船的转动位移的所述总输出功率：其中，T指示所述操纵引擎的最大总输出功率，M指示所述浮船的以公吨为单位的质量，A指示所述浮船的在浪涌/摇摆方向上增加的以公吨为单位的质量，b指示所述转塔系泊浮船的轴的位移，TP指示第一船的对移动距离b的响应时间。可以通过下面的等式来确定所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移：其中，b指示所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移，aΨ指示所述转塔系泊浮船的以度为单位的偏航幅度，c指示所述转塔系泊浮船的转塔系泊设备的中心与所述浮船之间的沿所述转塔系泊浮船的轴的线性距离。附图说明根据本专利技术的以上优点和特征在下面的描述中进行描述，并且在下面的图中示出：图1例示了根据本专利技术的实施方式的第一船的立体图；图2例示了根据本专利技术的实施方式的在旁边具有被动态地定位的浮船的转塔系泊浮船的俯视图；图3例示了根据本专利技术的实施方式的表示提供实施方式的处理系统的框图；图4例示了根据本专利技术的实施方式的在旁边具有被动态地定位的浮船的转塔系泊浮船的俯视图、以及示出所述被动态地定位的浮船的功率利用率的图；图5例示了与根据本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用计算系统来动态地保持浮船与转塔系泊浮船之间的距离的方法，其中，所述浮船包括多个引擎，所述多个引擎包括至少一个主引擎和至少一个操纵引擎，所述方法包括以下步骤：确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离；控制所述操纵引擎的输出功率；以及将所述操纵引擎的所述输出功率引导到被设置在能转动的吊舱中的多个船用推进器，以确保所确定的线性距离与第一距离匹配，其中，所述操纵引擎的总输出功率在所述多个引擎的总功率的20％至35％之间，并且其中，所述浮船具有所述多个引擎的总输出功率与所述浮船的排水量的在0.80至1.10之间的比率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.25 SG 201303171-11.一种用于使用计算系统来动态地保持浮船与转塔系泊浮船之间的距离的方法，其中，所述浮船包括多个引擎，所述多个引擎包括至少一个主引擎和至少一个操纵引擎，所述方法包括以下步骤：确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离；控制所述操纵引擎的输出功率；以及将所述操纵引擎的所述输出功率引导到被设置在能转动的吊舱中的多个船用推进器，以确保所确定的线性距离与第一距离匹配，其中，所述操纵引擎的总输出功率被设置为在所述多个引擎的总功率的20％至35％之间，并且其中，所述浮船被设计为具有所述多个引擎的总输出功率与所述浮船的排水量的在0.80至1.10之间的比率，并且其中，通过下面的等式来确定所述操纵引擎的用于遵循所述转塔系泊浮船的转动位移的所述总输出功率：其中，T指示所述操纵引擎的最大总输出功率，M指示所述浮船的以公吨为单位的质量，A指示所述浮船的在浪涌方向上增加的以公吨为单位的质量，b指示所述转塔系泊浮船的轴的位移，TP指示第一船的对移动距离b的响应时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过下面的等式来确定所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移：其中，b指示所述转塔系泊浮船的所述轴的所述位移，aΨ指示所述转塔系泊浮船的以度为单位的偏航幅度，c指示所述转塔系泊浮船的转塔系泊设备的中心与所述浮船之间的沿所述转塔系泊浮船的轴的线性距离。3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离的步骤包括以下步骤：接收所述转塔系泊浮船的偏航测量值；获得所述浮船的当前位置；以及基于所接收的偏航测量值和所获得的位置来计算所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的所述线性距离。4.一种用于动态地保持浮船与转塔系泊浮船之间的距离的系统，其中，所述浮船包括多个引擎，所述多个引擎包括至少一个主引擎和至少一个操纵引擎，所述系统包括：在服务器中的被构造为确定所述浮船与所述转塔系泊浮船之间的线性距离的电路；在服务器中的被构造为控制所述操纵引擎的输出功率的电路；以及在服务器中的被构造为将所述操纵引擎的所述输出功率引导到被设置在能转动的吊舱中的多个船用推进器的电路，以确保所确定的线性距离与第一距离匹配，其中，所述操纵引擎的总输出功率在所述多个引擎的总功率的20％至35％之间，并且其中，所述浮船具有所述多个引擎的总输出功率与所述浮船的排水量的在0.80至1.10之间的比率，并且其中，通过下面的等式来确定所述操纵引擎的用于遵循所述转塔系泊浮船的转动位移的所述总输出功率：

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅尔汉特，A·侯赛因，A·K·乔杜里，
申请(专利权)人：吉宝岸外与海事技术中心，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG