转塔系泊浮标系统技术方案

本发明专利技术涉及用于将一个或更多立管和锚线可释放地连接至浮动结构的转塔的系泊浮标系统，其中浮标包括：浮标主体，用于承载一个或更多立管，立管延伸到海底碳氢化合物井；多个锚线连接器，用于将多个锚线连接至浮标主体，使得每个锚线的一端连接至连接器中的一个，相对端连接至海底；重新连接缆线，其特征在于，重新连接缆线延伸穿过与浮标主体的中心线重合的通道，并且在一端通过锚线连接区段在浮标主体下方相距锚线连接器一定距离处可连接至锚线中的每个，并且在另一端包括位于锚线连接器可连接的浮标主体的相对侧的挡块和绞盘缆线连接布置。本发明专利技术还涉及一种向上拉动一个或更多立管和多个锚线以将立管(3)和锚线(4)可释放地附接至船舶的船体(200)的转塔(150)中的方法。本发明专利技术还涉及一种用于构造系泊浮标的方法。

Turret mooring buoy system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转塔系泊浮标系统
本专利技术涉及一种系泊浮标系统以及一种用于将系泊线连接至浮动结构的方法，系泊浮标系统用于将一个或多个立管和系泊线可释放地连接至浮动结构，诸如船舶，具体为具有内部或外部转塔系泊系统的海上船舶。
技术介绍
重新连接布置通常包括连接至浮标的重新连接绞盘缆线。为了将浮标重新连接至海上船舶的转塔，绞盘拉入绞盘缆线，以将浮标带动到船舶，直到其处于最终锁定位置。在这种布置中，绞盘缆线设计为承受与在浮标拉入期间预期的平均载荷相对应的平均载荷，该平均载荷是连接的吃水和断开连接的吃水之间的悬挂重量的增量。悬挂重量是从浮力主体悬垂的一个或更多个立管和锚线的组合重量。除主载荷外，绞盘还承受与由船舶和浮标的相对运动引起的惯性力相对应的动载荷。取决于最大的重新连接海况，动载荷可在绞盘上产生抓取载荷和非常高的峰值载荷。为了减小这些载荷，可引入升沉补偿器系统以减小峰值载荷，并且从而减小所需的绞盘容量。这种工具的缺点是这种布置的复杂性以及转塔歧管上所需的空间/体积。EP2492183A1公开了一种可断开连接的系泊系统。已知的系统包括设有圆锥形外壳的浮标和位于船舶的转塔结构的下端上的用于可拆卸地接纳浮标构件的相应圆锥形浮标接纳器。系泊系统进一步包括用于传递系泊力的多个系泊线，每个系泊线的下端和上端分别连接至海床和浮标构件。在该公开中，示出了每个系泊线均包括第一区段和第二区段，第二区段在联接点处连接至第一区段，并且连接至浮标构件。选择第二区段在所述联接点及其与浮标构件的连接之间的长度，使得当浮标构件接纳于浮标接纳器中且第一区段连接至转塔结构并且处于传递系泊力的状态时，所述第二区段处于不受所述系泊力加载的松弛状态。这种配置消除了在系泊船舶时由于船舶和浮标的相对运动而产生的动载荷，但是，它并没有消除在(断开)连接操作期间使用大容量绞盘和/或升沉补偿系统的需要。EP2303680A2公开了替代的可断开连接的系泊浮标系统。此系统包括：升起装置，放置在船体上并具有线缆，线缆穿过空腔延伸到位于船舶底部下方的重物；系泊浮标，附接至线缆，系泊浮标承载有连接至海床并且可接纳于空腔中以与船舶联接的系泊线，该系泊浮标包括线缆穿过的中心轴，该浮标可在线缆的长度方向上相对于线缆移动，浮标的重量位于浮标处或浮标下方的线缆上；挡块，设置在线缆上，并用于与浮标接合，并阻止浮标和线缆的相对运动，挡块固定到浮标上端或下端附近的线缆。在与船舶断开连接后，添加到浮标的重物将使浮标沉入水面以下特定的预定深度。经由拖曳从线缆悬挂的重物来执行将浮标朝向船舶升起，同时允许浮标通过其自身的浮力朝向用于连接的空腔上升。通过仅升起从浮标悬挂的重物而不在浮标上施加直接拉力，一旦经由连接至船舶上的绞盘的线缆的拖曳，重物从浮标升起，浮标便会因自身的浮力而上升至水面。此系统的缺点是，由于添加到浮标的重物，在断开连接状态下将需要更大的浮标以提供所需的浮力。本专利技术的目的是提供一种系泊浮标系统，其中动载荷对连接过程的影响被消除或至少最小化，从而减小了所需的绞盘尺寸，并消除了对升沉补偿系统的需求。本专利技术的进一步的目的是简化和最小化浮动结构的可断开连接的系泊所需的设备尺寸。
技术实现思路
该目的通过一种用于将一个或更多个立管和锚线可释放地连接至浮动结构的转塔的系泊浮标系统来实现，其中该浮标包括：浮标主体，用于承载一个或更多个立管，立管延伸到海底碳氢化合物井；多个锚线连接器，用于将多个锚线连接至浮标主体，使得每个锚线的一端连接至多个锚线连接器之一，相对端连接至海底；重新连接缆线，其中，在平衡状态下，浮标主体(1)的浮力等于浮标主体的质量加上一个或更多个立管(3)的悬挂重量和锚线的拉力，其中，重新连接缆线延伸穿过与浮标主体的中心线重合的通道，并且在一端上通过的锚线连接区段在浮标主体下方相距锚线连接器一定距离处可连接至锚线中的每个，并且在另一端上包括位于锚线连接器可连接的浮标主体的相对侧的挡块和绞盘缆线连接布置。这种配置的优点是，当绞盘缆线通过绞盘缆线连接布置连接至重新连接缆线并且锚线连接在重新连接缆线的相对侧时，它将经由延伸穿过浮标主体的重新连接缆线绕过浮标主体而直接拉动到锚线上。这将形成主载荷路径，从而限制由于惯性效应和由船舶-浮标运动引起的动态放大而在绞盘上引入的动载荷的影响。此外，本专利技术仅使用简单的浮标主体几何形状，而没有任何额外增加的重量。这允许需要保持立管和锚线可用于在水面以下的特定预定深度处重新连接使用最小尺寸的浮标。在一个实施方式中，锚线连接放置为相距浮标主体的中心线为非零的径向距离。由于将浮标拉动到锚线上时所分布的锚固载荷，确保锚线以相同的径向距离连接使得浮标具有良好的稳定性。另外，此布置在锚线和重新连接缆线之间提供一定的间隙，从而防止它们缠结。在优选实施方式中，重新连接缆线的长度使得当挡块和绞盘缆线连接布置与浮标主体连接锚线连接器的一侧相对的一侧接触时，重新连接缆线形成松弛。这导致当浮标主体没有向上升起到船舶时锚固载荷到浮标主体的直接载荷路径。此外，重新连接缆线在距锚线连接至浮标主体一定距离处可连接至锚线，使得在连接时，当重新连接缆线向上拉动时，重新连接缆线连接与浮标主体之间的锚线区段释放张力，从而在挡块和绞盘缆线连接布置与浮标主体之间产生距离。浮标主体可在锚线松弛区段的长度内独立于绞盘缆线-锚线移动。结果，由于惯性效应和由船舶-浮标运动引起的动态放大而在绞盘上引入的动载荷被极大地消除。最佳绞盘容量可接近或等于所需的最小绞盘容量，该最小绞盘容量对应于在浮标拉入期间预期的平均载荷，而无需使用升沉补偿系统。当重新连接缆线连接至锚线并在绞盘的拉力作用下，锚线将减小的力施加到浮标主体上。在这种情况下，浮标主体仅承载减小的系泊力和一个或更多个立管，并且由于其浮力而将开始向上浮动，其中浮标的上升直接由绞盘缆线的拉入速度控制。一种用向上拉动一个或更多个立管和锚线以将立管和锚线可释放地附接至船舶的船体的转塔中的优选方法包括以下步骤：-如上所述，将来自船舶的转塔系泊系统的绞盘缆线附接至系泊浮标系统的重新连接缆线，从而浮标处于浮标主体(1)的浮力等于浮标主体的质量加上一个或更多个立管(3)的悬挂重量和锚线的拉力的平衡状态；-拉入绞盘缆线，使得重新连接缆线通过浮标主体的中心直接拉动到锚线上，使得锚线的位于重新连接缆线连接和锚线连接器之间的区段变得松弛，从而减少浮标主体上的悬挂重量；-以可控制的或预定的速度连续卷入绞盘缆线，使得重新连接缆线连接和锚线连接器之间的锚线区段保持松弛，从而允许承载一个或更多个立管的浮标主体仅使用浮标主体的浮力向上浮动。由此，绞盘缆线被拉入的速度直接控制浮标的上升。可在这些步骤之后执行以下步骤，以下步骤形成用于将一个或更多个立管附接在船舶的船体的转塔中的方法：-如上所述向上拉动一个或更多个立管，从而绞盘缆线的卷入继续，直到浮标主体接纳于在转塔结构中；-将浮标主体锁定到转塔结构；-释放重新连接缆线，以使其在连接至锚线的浮标主体下方形成松弛，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将一个或更多立管(3)和锚线(4、9)可释放地连接至浮动结构的转塔的系泊浮标系统(100)，其中，所述浮标包括：/n-浮标主体(1)，用于承载所述一个或更多立管(3)，所述立管延伸到海底碳氢化合物井；/n-多个锚线连接器(5)，用于将多个锚线(4、9)连接至所述浮标主体(1)，使得每个锚线(4、9)的一端连接至所述连接器(5)中的一个，且所述每个锚线的相对端连接至海底；以及/n-重新连接缆线，/n其中，在平衡状态下，所述浮标主体(1)的浮力等于所述浮标主体的质量加上所述一个或更多立管(3)的悬挂重量和所述锚线的拉力，/n其中，所述重新连接缆线的主区段(2)延伸穿过与所述浮标主体(1)的中心线(C)重合的通道(8)，并且在一端通过所述重新连接缆线的锚线连接区段(10)在所述浮标主体下方相距所述锚线连接器(5)一定距离处能够连接至所述锚线(4、9)中的每个，并且在另一端包括挡块和绞盘缆线连接布置(7)，所述挡块和绞盘缆线连接布置(7)位于所述浮标主体(1)的、所述锚线连接器(5)所在的相对侧上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 EP 17177476.31.一种用于将一个或更多立管(3)和锚线(4、9)可释放地连接至浮动结构的转塔的系泊浮标系统(100)，其中，所述浮标包括：
-浮标主体(1)，用于承载所述一个或更多立管(3)，所述立管延伸到海底碳氢化合物井；
-多个锚线连接器(5)，用于将多个锚线(4、9)连接至所述浮标主体(1)，使得每个锚线(4、9)的一端连接至所述连接器(5)中的一个，且所述每个锚线的相对端连接至海底；以及
-重新连接缆线，
其中，在平衡状态下，所述浮标主体(1)的浮力等于所述浮标主体的质量加上所述一个或更多立管(3)的悬挂重量和所述锚线的拉力，
其中，所述重新连接缆线的主区段(2)延伸穿过与所述浮标主体(1)的中心线(C)重合的通道(8)，并且在一端通过所述重新连接缆线的锚线连接区段(10)在所述浮标主体下方相距所述锚线连接器(5)一定距离处能够连接至所述锚线(4、9)中的每个，并且在另一端包括挡块和绞盘缆线连接布置(7)，所述挡块和绞盘缆线连接布置(7)位于所述浮标主体(1)的、所述锚线连接器(5)所在的相对侧上。


2.根据权利要求1所述的系泊浮标系统(100)，其中，所述锚线连接器(5)与所述浮标主体(1)的所述中心线(C)相距非零的径向距离。


3.根据权利要求1或2所述的系泊浮标系统(100)，其中，所述重新连接缆线的长度使得当所述挡块和绞盘缆线连接布置(7)与所述浮标主体(1)的一侧的相对侧接触时，所述锚线连接器区段(10)形成松弛，在所述浮标主体的所述一侧，所述锚线连接器(5)连接至锚线(4、9)，并且所述重新连接缆线锚线连接区段(10)在连接点(6)处附接至相应锚线(4、9)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的系泊浮标系统(100)，其中，所述重新连接缆线在距所述锚线与所述浮标主体的连接位置一定距离处能够连接至所述锚线(4、9)，使得当所述重新连接缆线(2)向上拉动时，作为所述连接点(6)与所述浮标主体之间的较短的锚线区段(9)释放张力，从而在所述挡块和绞盘缆线连接布置(7)与所述浮标主体(1)之间产生距离。


5.根据权利要求4所述的系泊浮标系统(100)，其中，释放所述锚线(9)上的张力包括从抵消浮力的力中去除锚线重量，从而将减小的力施加到所述浮标主体(1)上。


6.一种用于借助于系泊浮标系统(100)向上拉动一个或更多立管和多个锚线以将所述立管(3)和锚线(4)可释放地附接在船舶的船体(200)的转塔(150)中的方法，其中，所述浮标包括：浮标主体(1)，承载延伸到海底碳氢化合物井的一个或更多立管(3)；多个锚线(4、9)，一端具有连接至所述浮标主体(1)的锚线连接器(5)，而其另一端具有海床连接；重新连接缆线(2)，延伸穿过与所述浮标主体(1)的中心线(C)重合的通道(8)，并且通过锚线连接区段(10)在相距所述锚线连接器(5)一定距离处的连接点(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷诺·达兰，泽维尔·舒特，克里斯蒂安·雷蒙德·鲍都恩，
申请(专利权)人：瑞士单浮筒系泊公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH