專利名稱:水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及到屬于海洋工程關(guān)于現(xiàn)代鉆井船方面，特別適合水面式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)。
(一)現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有的水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)(下稱舊錨系)主要有六點(diǎn)對(duì)稱錨系、八點(diǎn)對(duì)稱錨系、十點(diǎn)對(duì)稱錨系、十二點(diǎn)對(duì)稱錨系等。
(1)舊錨系的組成與設(shè)置舊錨系是由六至十二門主錨組成，主錨在船上的設(shè)置，除六點(diǎn)對(duì)稱錨系的艏錨和艉錨，八點(diǎn)對(duì)稱錨系的兩門艏錨，十點(diǎn)對(duì)稱錨系的艏錨和艉錨，十二點(diǎn)對(duì)稱錨系的兩門艏錨和兩門艉錨是設(shè)置在船舶艏艉線附近的船艏和船艉位置，其它各錨均設(shè)置在船舶的側(cè)位置。見附圖-1，主要對(duì)稱錨系示意圖。符號(hào)說明(a)六點(diǎn)對(duì)稱錨系，(b)八點(diǎn)對(duì)稱錨系，(c)十點(diǎn)對(duì)稱錨系，(d)十二點(diǎn)對(duì)稱錨系，(2)舊錨系的布設(shè)舊錨系是采用直接拋錨的方法布設(shè)錨系。
(3)舊錨系的解脫在劇烈海況到來時(shí)，舊錨系的解脫是采用起錨方法，即把六至十二門主錨全部收回到船上原始位置，撤離作業(yè)海區(qū)。
(4)舊錨系存在的缺陷(a)在劇烈海況條件下，容易喪失動(dòng)穩(wěn)性由于舊錨系的大多數(shù)主錨，是設(shè)置在舷側(cè)位置，布設(shè)時(shí)直接從舷側(cè)拋出，形成舷側(cè)受力錨，在劇烈海況條件下，在波浪和錨系的共同影響下，容易使鉆井船產(chǎn)生大角度橫傾，而喪失動(dòng)穩(wěn)性傾覆沉沒。
(b)解脫較困難舊錨系的解脫是采用起錨方法，但鉆井船的主錨重量較大，例如水面式鉆井船的主錨，每門重量為13.6噸，半潛式鉆井船的主錨，每門重量為20.0噸，要把重量這樣大，數(shù)量又多的錨收回到原始位置，是困難而需要較長(zhǎng)時(shí)間的，在劇烈海況已降臨海區(qū)的情況下，起錨解脫將是艱巨和危險(xiǎn)的。
(c)丟失原鉆井和鉆探成果，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
由于舊錨系是采用起錨解脫的方法，又不具有保護(hù)原鉆井的功能，所以在解脫后，必然要丟失原鉆井和鉆探成果，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
鉆井船往往為了避免因丟失原鉆井和鉆探成果所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失，貽誤了提前解脫撤離作業(yè)海區(qū)的時(shí)機(jī)，在劇烈海況已降臨海區(qū)時(shí)，解脫又是艱巨和危險(xiǎn)的，這也是鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性傾覆沉沒的一個(gè)重要原因。
為了克服舊錨系存在的以上缺陷，參考現(xiàn)有技術(shù)及以下有關(guān)文獻(xiàn)(1)ABS《近海鉆井船建造和入級(jí)規(guī)范1980》。
(2)《向海洋要石油》天津大學(xué)海洋工程建筑教研室。
(3)《波浪、錨系與鉆井船穩(wěn)定》梁叔禹1984。
特提出本發(fā)明。
(二)本發(fā)明的目的和內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服在劇烈的海況條件下，由于錨系的設(shè)計(jì)不合理，致使在波浪和錨系的共同作用下，使鉆井船產(chǎn)生大角度的橫傾，喪失動(dòng)穩(wěn)性而傾覆沉沒的問題。改變水面式鉆井船的錨系設(shè)計(jì)，建立一個(gè)新錨系-可轉(zhuǎn)移受力點(diǎn)的錨泊定位系統(tǒng)(下稱新錨系)。
本發(fā)明所涉及到的新錨系，是專供水面式鉆井船使用，按照目前的水面式鉆井船結(jié)構(gòu)和舊錨系設(shè)置情況，水面式鉆井船浮態(tài)作業(yè)時(shí)，受錨系的約束情況，參閱附圖-2，水面式鉆井船浮態(tài)作業(yè)時(shí)受錨系約束的情況。
當(dāng)劇烈海況出現(xiàn)時(shí)，如鉆井船某一舷受力時(shí)，波浪升沉力與錨系約束力共同產(chǎn)生的巨大沖量，足以使受力舷的錨鏈破斷，在風(fēng)浪和錨系另一舷的錨鏈的共同作用下，使水面式鉆井船向另一舷(非受力舷)產(chǎn)生一個(gè)大角度的橫傾，參閱附圖-3，水面式鉆井船向另一舷傾側(cè)的情況。當(dāng)出現(xiàn)這一情況時(shí)，水面式鉆井船的動(dòng)穩(wěn)性曲線將發(fā)生變化，參閱附圖-4，水面式鉆井船動(dòng)穩(wěn)性曲線變化示意圖。
當(dāng)水面式鉆井船正浮時(shí)面積(A+B)≥1.4面積(B+C)面積(A)＞面積(C)水面式鉆井船具有足夠的動(dòng)穩(wěn)性。
當(dāng)水面式鉆井船在波浪與錨系的共同作用下，產(chǎn)生一個(gè)大角度的橫傾時(shí)，將出現(xiàn)面積(C)＞面積(A)水面式鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，傾覆沉沒。
又因水面式鉆井船和普通船舶一樣，總是船長(zhǎng)(L)比船寬(B)大得多，例如爪哇海號(hào)(JAVA SEA)的船長(zhǎng)L＝121.92米;型寬B＝20.0米，其長(zhǎng)寬比為L(zhǎng)/B＝6.096因此，它的縱穩(wěn)心(ML)一般都比船舶重心(G)高得多，其復(fù)原力矩始終是正值，所以當(dāng)船舶發(fā)生縱傾角時(shí)，通常都處于穩(wěn)定狀態(tài)，即當(dāng)水面式鉆井船產(chǎn)生一個(gè)縱傾角時(shí)，其動(dòng)穩(wěn)性曲線難以出現(xiàn)面積(C)＞面積(A)的情況。根據(jù)以上原理提出新錨系(1)新錨系的組成和設(shè)置新錨系是由八門主錨和四組聯(lián)接卸扣組成。八門主錨每門重量為13.6噸，八根錨鏈φ23/4英寸，長(zhǎng)度914米。四組與聯(lián)接卸扣相聯(lián)接的鋼絲纜φ3英寸，長(zhǎng)度914米。
船艏四門主錨，設(shè)置在艏艉線附近的船艏位置。船艉四門主錨，設(shè)置在艏艉線附近的船艉位置。在最大吃水線以上的舷側(cè)適當(dāng)位置，左舷和右舷各設(shè)置兩組聯(lián)接卸扣，每組設(shè)兩個(gè)聯(lián)接卸扣，聯(lián)接卸扣的鋼絲纜收卷在甲板上，以避免采用錨鏈而增設(shè)錨鏈艙。參閱附圖-5，新錨系設(shè)置示意圖。符號(hào)說明M-錨機(jī)
-聯(lián)接卸扣PA1-左舷第一錨 PA2-左舷第二錨PA3-左舷第三錨 PA4-左舷第四錨SA1-右舷第一錨 SA2-右舷第二錨SA3-右舷第三錨 SA4-右舷第四錨(2)新錨系的布設(shè)，新錨系在定位鉆井作業(yè)時(shí)的布設(shè)，是將船艏兩門主錨(即PA1和SA1)，呈“V”型布設(shè)，左舷第2、3、4錨(即PA2、PA3、PA4)和右舷第2、3、4錨(即SA2、SA3、SA4)，根據(jù)作業(yè)海區(qū)的情況，作業(yè)的具體要求，布設(shè)在適當(dāng)位置后，再用聯(lián)接卸扣與左、右舷的四至六根鋼絲纜相聯(lián)接，把受力點(diǎn)轉(zhuǎn)移到舷側(cè)方向，以利于根據(jù)鉆井的需要調(diào)整定位。參閱附圖-6，新錨系布設(shè)示意圖。
新錨系可以布設(shè)為六點(diǎn)對(duì)稱錨系、八點(diǎn)對(duì)稱錨系、八錨十點(diǎn)對(duì)稱錨系、八錨十二點(diǎn)對(duì)稱錨系。
(3)新錨系的解脫在劇烈海況出現(xiàn)時(shí)，新錨系的解脫方法，是適時(shí)地把錨系在舷側(cè)方向的所有受力點(diǎn)，轉(zhuǎn)移到船艏和船艉的位置(即艏艉線附近的船艏和船艉的位置)。其操作方法是解脫與舷側(cè)各組鋼絲纜相聯(lián)接的聯(lián)接卸扣。
在劇烈海況已經(jīng)降臨海區(qū)的緊急情況，來不急解脫卸扣時(shí)，可采用放松聯(lián)接卸扣的四組鋼絲纜的方法，達(dá)到轉(zhuǎn)移舷側(cè)方向受力點(diǎn)的目的，是一個(gè)有效的應(yīng)急措施。
在情況特別緊急時(shí)，也可在放松鋼絲纜后，采用同時(shí)切斷各組鋼絲纜的應(yīng)急方法，但要注意操作安全。這也是一個(gè)有效的應(yīng)急措施。
(4)新錨系具有保護(hù)原鉆井的功能在劇烈海況出現(xiàn)時(shí)，由于新錨系的解脫方法，是采用把所有在舷側(cè)方向的受力點(diǎn)，適時(shí)地轉(zhuǎn)移到船艏和船艉，以避免鉆井船產(chǎn)生大角度的橫傾，使鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，而不是采用起錨解脫的方法。因此，在轉(zhuǎn)移受力點(diǎn)解脫以后，新錨系的八門主錨的布設(shè)位置，并沒有改變，在適當(dāng)調(diào)整各錨錨鏈的長(zhǎng)度后，即可布設(shè)成四組“V”型錨組，使鉆井船能維持在原鉆井的位置上。參閱附圖-7，新錨系轉(zhuǎn)移受力點(diǎn)后的錨系變化情況示意圖。此時(shí)，鉆井船的鉆井設(shè)備暫時(shí)停止工作，但仍與鉆井保持聯(lián)接，當(dāng)劇烈海況過去后，可重新調(diào)整定位，即可恢復(fù)在原鉆井的鉆探作業(yè)。
只在出現(xiàn)嚴(yán)重的災(zāi)害性后果，使錨系發(fā)生嚴(yán)重走錨或錨鏈破斷的情況，才放棄原鉆井，這就可以大幅度地減少因丟失鉆井和鉆探成果所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失。
另外，由于新錨系在解脫時(shí)具有保護(hù)原鉆井的功能，就可以不用因怕丟失鉆井造成重大經(jīng)濟(jì)損失，而果斷地在劇烈海況降臨以前，采取事先解脫的預(yù)防措施，使鉆井船更有效地防止在劇烈海況條件下因喪失動(dòng)穩(wěn)性而傾覆沉沒。
(三)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果。
(1)新錨系解脫比較容易在劇烈海況出現(xiàn)時(shí)，新錨系的解脫方法是適時(shí)地把舷側(cè)方向的所有受力點(diǎn)，轉(zhuǎn)移到船艏和船艉的位置上，只需解脫各組聯(lián)接卸扣即可。在劇烈海況已經(jīng)降臨海區(qū)的緊急情況下，采用放松各組聯(lián)接卸扣的鋼絲纜，適當(dāng)收緊左、右舷2、3、4錨的錨鏈，也可以達(dá)到解脫的目的。不需要進(jìn)行復(fù)雜的起錨作業(yè)，因此，新錨系的解脫比舊錨系容易。
(2)新錨系具有采用應(yīng)急措施的功能在劇烈海況已經(jīng)降臨海區(qū)時(shí)，舊錨系只有采取起錨解脫的方法，而沒有其它變通辦法應(yīng)急。新錨系具有采用應(yīng)急措施的功能，可采用以下應(yīng)急措施(a)放松四組聯(lián)接卸扣的鋼絲纜，適當(dāng)收緊各錨錨鏈，即可達(dá)到轉(zhuǎn)移舷側(cè)各受力點(diǎn)的解脫目的。
(b)在特別緊急的情況下，新錨系可以采用同時(shí)切斷四組聯(lián)接卸扣的鋼絲纜的方法，以達(dá)到迅速解脫的目的。但要注意操作安全。
(3)新錨系具有保護(hù)原鉆井的功能。
由于新錨系的解脫方法是采用適時(shí)轉(zhuǎn)移舷側(cè)方向的受力點(diǎn)，而不是采用起錨的方法，所以在解脫以后，新錨系的八門主錨的布設(shè)位置，并沒有改變，在調(diào)整各錨鏈長(zhǎng)度后，可以形成四組“V”型錨組，使鉆井船維持在原鉆井的位置上，鉆井暫時(shí)停止工作，當(dāng)劇烈海況過去后，可以重新調(diào)整定位，恢復(fù)在原鉆井的鉆探作業(yè)，以避免丟失鉆井。這樣就可以大幅度地減少因丟失鉆井和鉆探成果所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失。
(4)新錨系可以采用事先解脫的預(yù)防措施。
由于新錨系具有保護(hù)原鉆井的功能，不必顧慮因丟失鉆井所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失，這樣鉆井船就可以根據(jù)氣象海洋預(yù)報(bào)的信息，在劇烈海況未有降臨海區(qū)前，適時(shí)地把舷側(cè)方向的受力點(diǎn)，轉(zhuǎn)移到船艏艉去，事先做好防風(fēng)浪的準(zhǔn)備工作，更有效地防止鉆井船因喪失動(dòng)穩(wěn)性而傾覆沉沒。
舊錨系不具有保護(hù)原鉆井的功能，往往因顧慮丟失原鉆井所造成的重大經(jīng)濟(jì)損失，而貽誤時(shí)機(jī)，當(dāng)劇烈海況已經(jīng)降臨海區(qū)時(shí)，起錨解脫又是非常艱巨和危險(xiǎn)的，這也是鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性傾覆沉沒的又一個(gè)重要原因。
因?yàn)閮A覆沉沒一艘水面式鉆井船，將損失成億美元以上的財(cái)富(包括鉆探設(shè)備)，喪失成百人的生命，所以本發(fā)明具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種由主錨和卸扣組成的水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)，其特征在于；新錨系是由八門主錨和四組卸扣組成，四門主錨設(shè)置在艏艉線附近的船艏，四門主錨設(shè)置在艏艉線附近的船艉。在最大吃水線以上的舷側(cè)適當(dāng)位置，左舷和右舷各設(shè)兩組聯(lián)接卸扣。參閱附圖-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求
(一)所提的錨泊定位系統(tǒng)，其特征在于新錨系的布設(shè)，除兩門船艏錨采用直接拋錨外，其它各錨在拋出后，均需與舷側(cè)的聯(lián)接卸扣相聯(lián)接，把受力點(diǎn)轉(zhuǎn)移到舷側(cè)后，再組成錨系，參閱附圖-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求
(一)所提的錨泊定位系統(tǒng)，其特征在于新錨系的解脫方法，是采用適時(shí)地把舷側(cè)的所有受力點(diǎn)，轉(zhuǎn)移到船艏和船艉的位置。
專利摘要
為解決水面式鉆井船在劇烈海況條件下，喪失動(dòng)穩(wěn)性傾覆沉沒，設(shè)計(jì)一新的錨系。新錨系是由八門主錨和四組聯(lián)接卸扣組成，四門主錨設(shè)置在艏艉線附近的船艉，四門主錨設(shè)置在艏艉線附近的船艉，四組聯(lián)接卸扣設(shè)在最大吃水線以上的舷側(cè)位置。新錨系在布設(shè)和解脫時(shí)，均采用轉(zhuǎn)移受力點(diǎn)的方法，因此具有保護(hù)原鉆井的功能。
文檔編號(hào)B63B21/50GK87105223SQ87105223
公開日1988年3月16日 申請(qǐng)日期1987年7月25日
發(fā)明者梁叔禹 申請(qǐng)人:梁叔禹導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan