專利名稱:水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)設(shè)置的制作方法
(一)所屬技術(shù)領(lǐng)域：
。
屬于海洋工程關(guān)于現(xiàn)代鉆井船方面。海洋石油勘探、鉆井船設(shè)計(jì)建設(shè)、船舶管理、船舶檢驗(yàn)等方面使用。
(二)有參考作用的現(xiàn)有技術(shù)及反映該項(xiàng)技術(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)。
(1)ABS《近海鉆井船建造和入級(jí)規(guī)范1973》。
(2)ABS《近海鉆井船建造和入級(jí)規(guī)范1980》。
(3)《波浪、錨系與鉆井船穩(wěn)定》梁叔禹1984。
(三)發(fā)明的目的。
由于人類在設(shè)計(jì)和建造浮態(tài)作業(yè)鉆井船(包括水面式鉆井船和半潛式鉆井船)時(shí)，未有充分地研究和解決在劇烈的海況條件下，在波浪和錨系的共同影響下，可以使浮態(tài)作業(yè)鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，而被傾覆沉沒。因此，在劇烈的海況條件下，浮態(tài)作業(yè)鉆井船存在著被傾覆沉沒的危險(xiǎn)性，是不符合航海安全性能的。
為解決這一問題必須改變水面式鉆井船的錨系設(shè)計(jì);改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)和錨系設(shè)計(jì)。在未有解決上述問題時(shí)，應(yīng)注意技術(shù)操作方法，以避免傾覆沉沒。
(四)發(fā)明的內(nèi)容。
人類對(duì)船舶適航性的研究，是以普通船舶為對(duì)象，以深水波為基礎(chǔ)，研究和預(yù)測(cè)各種類型的普通船舶，在復(fù)雜的海況中，由于風(fēng)、浪產(chǎn)生的各種應(yīng)力的影響，為設(shè)計(jì)和建造適應(yīng)各和海況和氣象條件的各種類型的船舶，提供最佳的適航性衡量標(biāo)準(zhǔn)，以保證船舶具有最佳的航海安全性能。
人類的能源開發(fā)從陸地轉(zhuǎn)入海洋以后，為了海洋勘探和開發(fā)石油的需要，出現(xiàn)了一種新型的特種船舶-“鉆井船”。它是把船體和鉆井平臺(tái)、鉆井設(shè)備結(jié)合在一起的特種船舶，目前世界上已有的“鉆井船，”大致上可以分為三種A、水面式鉆井船，它需要處于浮態(tài)狀況下作業(yè)。
B、半潛式鉆井船，它可以處于浮態(tài)狀況下作業(yè)，也可以以支撐在海底狀況下作業(yè)。
C、自升式鉆井船，它以支撐在海底狀況下作業(yè)。
由于研究的對(duì)象變化了。如當(dāng)鉆井船以支撐在海底狀況下作業(yè)時(shí)，平臺(tái)與水面脫離接觸，它已經(jīng)不是“自由浮體”了，原有的適航性研究并未有研究這一情況，另外，以支撐在海底作業(yè)時(shí)，一般在水深小于五十米的淺水大陸架上作業(yè)，此時(shí)，深水波的理論也無效了。
當(dāng)“鉆井船”處于浮態(tài)作業(yè)時(shí)，它受到鉆泊定位系統(tǒng)的約束，在劇烈海況時(shí)，特別是波浪升沉力引起鉆井船發(fā)生升沉?xí)r，它已喪失了一定的自由，我們把它稱為“失去了自由的自由浮體”。這方面的問題，原有的適航性研究并未有加以研究。
另外，對(duì)普通船舶的適航性研究，是忽略長周期波-潮汐波、涌、風(fēng)暴潮、孤立波的影響的。但長周期波的影響，也足以導(dǎo)致鉆井船的傾覆沉沒的。
根據(jù)以上原因，在鉆井船出現(xiàn)的現(xiàn)代條件下，要求我們對(duì)適航性理論進(jìn)行新的探索。為了海洋石油事業(yè)的發(fā)展;為了保障海上人命安全;為了人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。我們也有責(zé)任去探索。
由于人類在設(shè)計(jì)和建造浮態(tài)作業(yè)鉆井船時(shí)，未有充分研究和解決以上的問題，所以在劇烈的海況條件下，浮態(tài)作業(yè)鉆井船存在著被傾覆沉沒的危險(xiǎn)，是不具備航海安全性能的，即是不適航的。
按照目前的鉆井船結(jié)構(gòu)和錨系設(shè)置，浮態(tài)作業(yè)鉆井船受錨泊定位系統(tǒng)和鉆井系統(tǒng)約束的情況(參閱附圖1，水面式鉆井船浮態(tài)作業(yè)時(shí)受約束的情況。附圖2，半潛式鉆井船浮態(tài)作業(yè)時(shí)受約束的情況)。
當(dāng)劇烈海況出現(xiàn)時(shí)，如鉆井船某一舷(或方向)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(或方向的錨鏈破斷，在風(fēng)浪和錨系的共同作用下，使鉆井船向另一舷(或另一方向)產(chǎn)生一個(gè)大的傾角(參閱附圖3，水面式鉆井船向另一舷傾側(cè)的情況。附圖4，半潛式鉆井船向另一方向傾側(cè)的情況)。當(dāng)出現(xiàn)這一情況時(shí)，鉆井船的動(dòng)穩(wěn)性曲線將發(fā)生變化(參閱附圖5，水面式鉆井船動(dòng)穩(wěn)性曲線的變化。附圖6，半潛式鉆井船動(dòng)穩(wěn)性曲線的變化)。即當(dāng)鉆井船正浮時(shí)，鉆井船的動(dòng)穩(wěn)性曲線水面式鉆井船正浮時(shí)面積(A+B)≥1.4(B+C)面積(A)＞面積(C)水面式鉆井船具有足夠的動(dòng)穩(wěn)性能。
當(dāng)水面式鉆井船在波浪與錨系共同作用下產(chǎn)生一個(gè)大傾角時(shí)，將出現(xiàn)面積(C)＞面積(A)鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，將被傾覆沉沒。
半潛式鉆井船正浮時(shí)面積(A+B)≥1.3(B+C)面積(A)＞面積(C)半潛式鉆井船具有足夠的動(dòng)穩(wěn)性能。
當(dāng)半潛式鉆井船在波浪與錨系共同作用下產(chǎn)生一個(gè)大傾角時(shí)(可以是橫傾，也可以是縱傾)。將出現(xiàn)面積(C)＞面積(A)鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，將被傾覆沉沒。
由于人類在設(shè)計(jì)和建造浮態(tài)作業(yè)鉆井船時(shí)，未有充分研究和解決這方面的問題，人類已為此付出了高昂的(包括巨大的物質(zhì)財(cái)富和人員生命)代價(jià)。
我們根據(jù)以上原理和原水面式鉆井船的船舶結(jié)構(gòu)與錨泊定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出改變水面式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)布設(shè)的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到在劇烈海況條件下，進(jìn)行浮態(tài)作業(yè)時(shí)，避免鉆井船被傾覆沉沒的目的。
A、水面式鉆井船原有的錨泊定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
原水面式鉆井船(如爪哇海號(hào)＜JAVA SEA)是一套有十個(gè)布點(diǎn)的自足式錨泊定位系統(tǒng)。十個(gè)錨，每個(gè)重量為13.65噸，八根為2 3/4 英寸的錨鏈，長度為914米。二根為3英寸的鋼絲纜，長度為914米。其布設(shè)位置見附圖7，原水面式鉆井船的錨系布設(shè)。
B、改革水面式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)布設(shè)的方案。
新的水面式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)布設(shè)方案，是把十個(gè)錨減少為八個(gè)錨，其布設(shè)位置都集中在船首和船尾，即船首四門，船尾四門。當(dāng)鉆井船需要定位鉆井時(shí)，除船首左、右舷兩門錨從船首拋出外，船首左舷第二門錨和船首右舷第二門錨，將從左、右舷的適當(dāng)位置拋出，利用左、右舷第二錨機(jī)和錨鏈調(diào)整定位。
船尾左、右舷第四門錨從船尾拋出定位。船尾的左、右舷第三門錨，從左、右舷的適當(dāng)位置拋出，利用船上設(shè)置的左、右舷第三部錨機(jī)和錨鏈調(diào)節(jié)定位。參閱附圖8，新的水面式鉆井船布設(shè)方案。
這樣，當(dāng)水面式鉆井船處于浮態(tài)作業(yè)時(shí)，即使出現(xiàn)劇烈的海況，只要把設(shè)置在左、右舷第二、三部錨機(jī)的錨鏈放松(或解開)，并放松船首尾的錨鏈，使鉆井船處于正浮的錨泊狀態(tài)。這時(shí)，風(fēng)、浪和錨系的作用力，始終作用于船的首、尾位置上，使鉆井船產(chǎn)生一定的縱傾角。
由于水面式鉆井船和普通船舶一樣，總是船長(L)比船寬(B)大得多，如(爪哇海號(hào))(JAVA SEA)船長L＝121.92米;型寬B＝20.0米，其長寬比為(L)/(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)生縱傾時(shí)，通常都處于穩(wěn)定狀態(tài)。即當(dāng)船舶發(fā)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。
(五)發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)或者積極效果。
采用新技術(shù)后，將可避免浮態(tài)作業(yè)鉆井船被傾覆沉沒，因?yàn)槌翛]一艘浮態(tài)作業(yè)鉆井船，將損失數(shù)千萬美元的財(cái)富和成百人的生命，其積極效果是明顯的。
其有關(guān)著作《波浪、錨系與鉆井船穩(wěn)定》也將成為人類科學(xué)技術(shù)的寶貴財(cái)富。
(六)附圖符號(hào)說明1、M-錨機(jī);
2、PA1-左舷第一錨，PA2-左舷第二錨。余類推;
3、SA1-右舷第一錨;
SA2-右舷第二錨。余類推;
4、
-錨鏈聯(lián)接卸扣。
補(bǔ)正 85102609文件名稱 頁 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說明書 2 4 第20字“和” 改為“種”字2 19 第20字“鉆” 改為“錨”字5 19 最后一節(jié)“新的水 改為“新的水面式鉆井面式鉆井船布設(shè)方案”。 船錨系布設(shè)方案?！?br>權(quán)利要求
1.根據(jù)新的觀點(diǎn)，提出的防止浮態(tài)作業(yè)鉆井船在劇烈海況條件下，被傾覆沉沒的有關(guān)技術(shù)。
2.根據(jù)新的觀點(diǎn)，所提出的改變水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
專利摘要
由于人類在設(shè)計(jì)和建造浮態(tài)作業(yè)鉆井船(包括水面式鉆井船和半潛式鉆井船)時(shí)，未有充分地研究和解決在劇烈海況條件下，在波浪和錨系的共同影響下，可以使浮態(tài)作業(yè)鉆井船喪失動(dòng)穩(wěn)性，而被傾覆沉沒。因此，在劇烈的海況條件下，浮態(tài)作業(yè)鉆井船存在著被傾覆沉沒的危險(xiǎn)性，是不符合航海安全性能的。為了解決這一問題，必須改變水面式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)和錨系設(shè)計(jì)。在未有解決上述問題時(shí)，應(yīng)注意技術(shù)操作方法，以避免傾覆沉沒。
文檔編號(hào)B63B21/50GK85102609SQ85102609
公開日1986年2月10日 申請(qǐng)日期1985年4月8日
發(fā)明者梁叔禹 申請(qǐng)人:梁叔禹導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan