專利名稱：雙吃水深度的船舶的制作方法
雙吃水深度的船舶
本發(fā)明涉及一種包括呈大致閉曲面的船體的船舶，該船舶包括在 曱板平面的起重機、在該船體內(nèi)部的壓栽艙以及用于為了改變船舶的 吃水深度而允許水進入該壓載艙的壓載控制系,統(tǒng)。
已知將諸如用于半潛式平臺的支撐結(jié)構之類的海上建筑物在相對
淺的吃水平面(draft level)漂浮到它們的部署位置，同時該半潛式 支撐結(jié)構由一個或多個拖船拖拽。該支撐結(jié)構包括兩個平行的、基本 水平的可壓載浮體以及置靠該浮體上的豎直的支撐柱。在部屬位置， 該支撐結(jié)構被壓栽到相對深的吃水平面，以便得到一個具有低重心的 穩(wěn)定構造。載有碳氫化合物處理和/或勘探設備以及船員宿舍的上層建 筑在水平面以上安全距離處由起重機連接到該支撐結(jié)構的立柱。
用于舉起石油或天然氣平臺的上層建筑的起重駁船可以具有1200 噸或以上的起重能力，并且需要在風平浪靜的海面工作。為了增加穩(wěn) 定性，該起重駁船是相對寬的。但是，這個增加的寬度使得這些駁船 在這些寬型船舶的固有頻率接近約7-8秒的平均波浪周期時易受到波 浪力矩。因此，已知的起重船和駁船具有有限的工作窗口，會在各種 情況下產(chǎn)生不希望的橫搖運動。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有改進的航行性能和減少 橫搖運動的起重船。本發(fā)明的另一目的是提供一種可以用于在相對大 浪時鋪設管道或者起重準備或者通用建筑工作的起重船。本發(fā)明的再 一目的是提供一種具有大工作窗口和有限停工時間的多用途起重船。
在此，本發(fā)明的船舶的特征在于，船體包括具有第一寬度的窄下 部以及具有比該下部更大寬度的上部，該下部在從龍骨平面到加寬平 面的高度上延伸，該上部從該加寬平面向上向甲板平面延伸，其中壓 栽控制系統(tǒng)適于壓載該船舶以在淺吃水深度模式下具有相對淺的吃水 深度，以使得該寬上部在水平面以上，并且適于壓載該船舶到在起重 模式下相對深的吃水深度，以使得該加寬平面至少當船舶基本固定不
動以及起重機處于起重位置時在水平面以下。
當船舶卸掉壓艙物時，吃水線將由該窄下部限定，以使得該船舶 在用于更高的運輸速度和工作(除了起重之外)條件的在淺吃水深度
模式下，具有良好的運動性能。優(yōu)選地，工作的橫搖周期將高于12秒， 優(yōu)選地高于14秒。在運輸期間，起重機可處于基本水平的運輸位置, 起重臂沿曱板平面延伸。獲得例如15節(jié)或更高的工作速度。在具有減 少的橫搖運動的船舶的淺吃水深度模式下，也可以進行提起重物之前 的準備活動(包括起重機裝卸較少負重的工作)，在該工作期間船舶 可以是基本靜止的、系泊的、處于動態(tài)定位的或以相對低速航行的。 以這種方法，相比僅可以在單個、相對巨大寬度下被操作的起重船， 增加了工作窗口。
在起重工作期間，船舶基本固定并且被壓載，從而相對寬的部分 被浸沒，例如浸沒到在水平面下2米和3米之間。起重機的起重臂朝 上放置，并且可以以穩(wěn)定的方式舉起例如最高達5000噸的負重。在起 重期間，相比運輸模式，橫搖周期被減少到例如約10-12秒，比得上
在起重期間的已知起重船和駁船。
優(yōu)選地，船體具有大致T形橫截面，以便實現(xiàn)在該寬上部和該較 窄下部之間的突然變化，并且在淺吃水深度模式和起重模式之間的變 化需要相對小的吃水平面變化。該T形橫截面還得到兩個明確限定的 不依賴吃水平面的工作模式，就像例如具有在從船舶的下部到上部時 逐漸變化的寬度的船體的情況。T形船體的橫向部分可以例如由縱向 方向上的側(cè)向延伸部分形成。
根據(jù)本發(fā)明的船舶可以在下部具有0. 6至0. 9倍于上部的寬度的 寬度，優(yōu)選地0. 6至0. 8倍，最優(yōu)選地0. 7至0. 8倍于上部的寬度。 上部的高度Hu可以是0.2至0. 5倍于從龍骨平面到曱板平面的高度H。， 優(yōu)選地0. 2至0. 4倍于高度H。，最優(yōu)選地0. 3至0. 4倍于高度H。。具
有相對大寬度的上部包括兩個從船舶上的起重機位置延伸的縱向的側(cè) 面延伸部分，該側(cè)面延伸部分優(yōu)選地延伸0. 5至0. 9倍于船舶的長度 L。，更優(yōu)選地0. 6至0. 8倍，最優(yōu)選地0. 7至0. 8倍于船舶的長度L。。 根據(jù)本發(fā)明的船舶的一個實施例具有例如180米的總長，36米的下部 寬度，47米的上部寬度以及18米的從甲板平面到龍骨平面的高度。
起重機可以位于船舶的船尾附近，以便在運輸模式下起重臂支撐 在船舶的甲板上。在優(yōu)選的實施方案中，除了具有起重能力，船舶被 布置為鋪管船，其中管道運輸軌道沿船舶的長度方向在起重機下延伸。 在淺吃水深度模式下，可以連接管道節(jié)段并且可以將管道沿流水工作
線(firing line)供應到海底。因為淺吃水深度模式得到減少的橫搖 運動，可以在大浪的狀況下繼續(xù)鋪管工作，而不必丟棄管道。在一個 實施方案中，管道出口點位于船尾，管道運輸軌道在起重模式下位于 水平面以下，該出口點由水密門關閉。該管道的流水工作線位于甲板 平面以下，在曱板上留下空閑區(qū)域給體積大的甲板載荷。在起重工作 期間，該管道出口點是密封的，例如通過雙層水密門密封。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案中，下壓載艙位于該下部內(nèi)并且上 壓載艙位于該上部內(nèi)，該上和下壓載艙通過該壓載控制系統(tǒng)填滿和排 空，該上壓載艙在起重期間提供反傾斜力矩，同時該下壓載艙用于吃 水深度控制。位于不同平面的分開的壓載艙能夠通過該壓栽控制系統(tǒng) 實現(xiàn)船舶的重心和浮力的最佳配置，以最優(yōu)地適于特定工作，特別是 運輸、鋪管或起重。
雙層曱板優(yōu)選地支撐在基本平坦的壓載艙之上，上(工作)曱板 與該艙的頂面間隔一定距離。艙頂面上的外部增強結(jié)構提供硬度和穩(wěn) 定性。因為在壓載艙內(nèi)部不必包括支撐結(jié)構，在壓載期間沒有空氣被 滯留在壓載艙內(nèi)部的氣袋中，這導致排除了艙內(nèi)的水流運動，由此實 現(xiàn)了改善的穩(wěn)定性。雙層曱板的構造還允許對于上甲板的焊接不會損 壞搶頂面上的抗腐蝕涂層。
在一個實施方案中，為了將起重機和相對小的負重的重心布置到 起重機的豎直旋轉(zhuǎn)軸線上，在起重機上設置平衡塊裝置。以這種方式， 當船舶在運輸模式下時，起重機可以舉起諸如例如最高達100噸的小 負重，而不會側(cè)傾，同時具有360。的旋轉(zhuǎn)自由度。
將參照附圖詳細解釋根據(jù)本發(fā)明的多用途雙吃水深度起重和鋪管 船舶的一些實施方案。在附圖中


圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的雙吃水深度鋪管和起重船舶的側(cè)視圖， 圖2和圖3分別顯示了圖1的船舶的上曱板和鋪管甲板的俯視圖，
圖4顯示了圖1的船舶的后視圖，
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的船舶的立體仰視圖，
圖6顯示了示意性橫向截面視圖，以及
圖7和圖8分別顯示了在起重模式下和淺吃水深度模式下根據(jù)本 發(fā)明的船舶的立體圖。
圖1示出了起重和鋪管多功能船舶1，該船舶包括在甲板上的起 重機2以及用于將管道或電纜4鋪設到海底5的流水工作線3。起重 機2的臂6可以處于起重位置8，在該起重位置它是直立的，或者可 以處于運輸位置9，在該運輸位置它一般平行于船舶的曱板10延伸。
船舶的船體12呈大致的閉曲面。"閉曲面"意味著船體沒有穿過 吃水線的圓柱形結(jié)構，但是具有閉合的周線作為吃水線。船體12具有 高為Ht的相對窄的下部26以及高為Hu的相對寬的上部27。該寬上部 由從加寬平面28向上延伸到甲板平面16的側(cè)面延伸部分25形成。在 龍骨平面15和曱板平面16之間的船舶1的總高用H。表示。
在龍骨平面15，船舶在船尾20設有用于推進的推進器17和用于 動態(tài)定位和保持位置的推進器18和19。為在運輸模式下和在起重模 式下都保持距離，護舷物18，和18"位于不同的吃水平面Dl, D2。
示意性地示出了包括計算設備和數(shù)據(jù)輸入裝置的吃水深度控制系 統(tǒng)30,該吃水深度控制系統(tǒng)控制將水供應到上和下壓載艙31， 32的 泵，如代表電力控制線或光電控制線的線33示意性地示出。通過吃水 深度控制系統(tǒng)30,可以選擇性地填充壓載艙31， 32以獲得其中寬上 部27在水平面以上的淺吃水平面Dl。在吃水平面D1，用于鋪設管道 4的流水工作線35位于水平面以上。在吃水平面D1的運輸中，起重 機2處于其中臂6擱在支撐36上的鎖定位置。在吃水平面Dl的工作 狀況下，臂6被升高后，起重機2可以使用。以使得在鋪管期間實現(xiàn)最 佳的橫搖狀態(tài)的方式給艙31, 32壓載。壓載艙31沿著側(cè)面延伸部分 25的全長延伸。
一旦通過壓栽控制系統(tǒng)30將艙32壓栽到起重的吃水平面D2，寬 上部27的側(cè)面延伸部分25部分浸沒，例如超過2米深度?，F(xiàn)在流水 工作線35位于水平面以下，該流水工作線的船尾出口 45被水密門40
封閉?，F(xiàn)在，可以提高起重機2的臂，并且可以提起負重。動態(tài)壓載 隔艙31存在于船體12內(nèi)部以形成負栽的平衡塊并且以阻止側(cè)傾，在 壓載控制系統(tǒng)30的控制下根據(jù)起重機2的角度位置來填充該艙。
圖2示出了起重機曱板10，起重機繞其的豎直旋轉(zhuǎn)軸41略微旋 轉(zhuǎn)。在壓載控制系統(tǒng)30的控制下填滿或排空在后部45中延伸的動態(tài) 壓載艙31, 31，，以阻止當提起負重時船舶的側(cè)傾。
在圖3中，顯示了用于鋪管工作的流水工作線35，管道在船尾20 通過出口 45 (在托管架結(jié)構上方，該托管架結(jié)構在圖中沒有示出)離 開船舶l(fā)。側(cè)面延伸部分25、 25，包括壓栽艙31、 31，并且在183米的 從船頭47到船尾20的船舶總長L。上沿例如134米的長度Ls延伸。
如從圖4可以看到的，起重機2包括用來將起重機和例如最高達 IOO噸的小負重的重心保持在豎直旋轉(zhuǎn)軸線41上的壓栽單元50，以便 對于較淺的吃水平面Dl，能夠在裝卸小負重的情況下以零傾斜旋轉(zhuǎn) 360° 。如圖4所示，在起重的吃水平面D2，出口45在水平面以下， 并且在此情況下由水密門40封閉。甲板平面的高度H。例如是18米， 在船體中央的側(cè)面延伸部分25的高Hu例如是6米。側(cè)面延伸部分的 下部位于例如9米的高度H!，并且側(cè)面延伸部分寬度Ws例如是5米。
圖5給出了本發(fā)明的船舶的船體形狀的總概觀。如在圖6中可以 看出，主工作曱板10通過桁架51被支撐在與所述艙31的平坦頂面 50間隔一定距離處?？諝馔L管52、 53位于曱板10和所述艙的頂面 50，之間的空間中，該空間可以具有例如2. 1米的高度。由于桁架51 位于壓載艙51的外部，它們給所述艙提供強化作用，而沒有在艙的頂 面處引起空氣滯留，滯留空氣可以導致不穩(wěn)定。另外，可以在上(工 作)曱板上進行焊接，而不會損壞艙頂面的抗腐蝕涂層?？梢钥闯鱿?部26具有例如35米的寬度W"同時上部27具有W米的寬度Wt，每 個側(cè)面延伸部分25， 25具有5. 5米的寬度Ws。
最后，圖7和8示意性地示出了處于淺吃水平面D1的在運輸模式 下的船舶1和處于深吃水平面D2的在起重模式下的船舶1。應注意， 雖然涉及淺吃水深度模式工作的實施例為鋪設管道，但是可以設想到 其他工作，諸如起重準備、通用建筑和膳宿服務等。
權利要求
1.一種包括呈大致閉曲面的船體(12)的船舶(1)，包括在甲板平面(16)的起重機(2)、在該船體(12)內(nèi)部的壓載艙(31，32)以及用于為了改變船舶的吃水深度而允許水進入該壓載艙的壓載控制單元(30)，特征在于，船體(12)包括具有第一寬度(W1)的窄下部(26)，該下部在從龍骨平面(15)到加寬平面(28)的高度(H1)上延伸；以及具有比該下部(26)更大寬度(Wt)的上部(27)，該上部從該加寬平面(28)向上向甲板平面(16)延伸，其中該壓載控制單元(30)適于壓載該船舶以在運輸模式下具有相對淺的吃水深度(D1)，以使得該寬上部(27)當船舶正行進時在水平面以上，并且適于壓載該船舶到在起重模式下相對深的吃水深度(D2)，以使得該加寬平面(28)至少當船舶基本固定不動以及起重機(2)處于起重位置時在水平面以下。
2. 根據(jù)權利要求1的船舶(1 ),其中該船體(12 )的橫截面是大 致T形形式。
3. 根據(jù)權利要求1或2的船舶(1),其中該下部(26 )的寬度(W,) 是0. 6至0. 9倍于該上部的寬度(Wt)，優(yōu)選地0. 6至0. 8倍，最優(yōu)選 地0. 7至0. 8倍于該上部的寬度。
4. 根據(jù)權利要求3的船舶(1),其中該上部(27)的高度(Hu) 是0. 2至0. 5倍于從龍骨平面(15 )到甲板平面(16 )的高度(H。)， 優(yōu)選地0. 2至0. 4倍于高度(H。)，最優(yōu)選地0. 3至0. 4倍于高度(H。)。
5. 根據(jù)權利要求l, 2, 3或4的船舶(1)，其中該上部(27)包 括兩個從船舶上的起重機位置延伸的、縱向的側(cè)面延伸部分(25，25，)， 該側(cè)面延伸部分優(yōu)選地0. 5至0. 9倍于船舶的長度(L。)，更優(yōu)選地0. 6 至0. 8倍，最優(yōu)選地0. 7至0. 8倍于船舶的長度(L。)。
6. 根據(jù)權利要求1-5中任意一項的船舶(1),其中該側(cè)面延伸部 分(25)的位置與該起重機(2)的位置相關以在該起重機(2)的位 置處產(chǎn)生浮力。
7. 根據(jù)上述權利要求中任意一項的船舶(l),其中管道運輸軌道 (35 )沿船舶的長度方向在起重機(2 )下延伸。
8. 根據(jù)權利要求7的船舶(1)，其中管道出口點(45)位于船尾 (20)，該管道運輸軌道(35)在起重模式下位于水平面以下，該出口 點由可打開的密封件(40)關閉。
9. 根據(jù)上述權利要求中任意一項的船舶(l)，其中下壓載艙(32) 位于該下部(26 )內(nèi)并且上壓載艙(31)位于該上部(27 )內(nèi)，該上 和下壓載艙(31, 32)通過該壓載控制單元(30)填滿和排空，該上 壓載艙(31)在起重期間提供反傾斜力矩，同時該下壓載艙(32)用 于吃水深度控制。
10. 根據(jù)上述權利要求中任意一項的船舶(1)，包括間隔一定距 離支撐在基本平坦的壓載艙(31)上的曱板(10 )。
11. 根據(jù)上述權利要求中任意一項的船舶(1)，其中為了將起重 機和相對小的負重的重心布置到起重機的豎直旋轉(zhuǎn)軸線(41)上，在 起重機上設置平衡塊裝置(50 )。
12. —種船舶(l)，該船舶(l)在淺吃水平面下具有低阻力性能， 導致在運輸期間高的運輸速度或低的燃料消耗。
全文摘要
一種包括呈大致閉曲面的船體的船舶，包括在甲板平面的起重機、在該船體內(nèi)部的壓載艙以及用于為了改變船舶的吃水深度而允許水進入該壓載艙的壓載控制單元，其中該船體包括具有第一寬度的窄下部，該下部在從龍骨平面到加寬平面的高度上延伸；以及具有比該下部更大寬度的上部，該上部從該加寬平面向上向甲板平面延伸，其中該壓載控制單元適于壓載該船舶以在運輸模式下具有相對淺的吃水深度，以使得該寬上部當船舶正行進時在水平面以上，并且適于壓載該船舶到在起重模式下相對深的吃水深度，以使得該加寬平面至少當船舶基本固定不動以及起重機處于起重位置時在水平面以下。淺吃水深度模式提供了增加的運輸速度以及為了更好的操作性能提供了改善的運動特性，例如在管道鋪設工作期間。在起重工作期間，低吃水平面提供了改善的穩(wěn)定性。
文檔編號B63B1/04GK101365621SQ200680052517
公開日2009年2月11日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權日2005年12月14日
發(fā)明者J·A·克曼多爾, W·J·A·瓦辛克, W·J·范德維爾德 申請人:格時圖股份有限公司;海上起重工程股份有限公司