線內(nèi)機(jī)械斷開裝置的制造方法
【專利說明】線內(nèi)機(jī)械斷開裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本正規(guī)的美國專利申請出于所有目的要求2012年4月25日提交的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/638262的優(yōu)先權(quán)。
[0003]背景
[0004]在各種設(shè)置中，所希望的是能夠迅速斷開一個(gè)受拉構(gòu)件。例如，在海洋環(huán)境中，各種類型的錨固船只是通過將船只連接到海底上或海底中的錨上的錨固纜線而被固持在適當(dāng)位置。各種操作情況可能要求船只從錨上迅速釋放，包括但不限于北極鉆探中的冰漂移物回避、用于災(zāi)難中海底介入的船只偏移等。優(yōu)選地，這種釋放可以是通過使船只從錨斷開，而不是通過使用第二船只從海底回收錨和關(guān)聯(lián)的錨固設(shè)備來完成，后者是耗費(fèi)時(shí)間的。當(dāng)船只被錨固或系結(jié)到樁、平臺(tái)或類似結(jié)構(gòu)上時(shí)，發(fā)生類似情況。此外，該釋放可以優(yōu)選是由機(jī)械裝置在錨固纜線受拉的同時(shí)完成。
[0005]其他非海洋和非錨固設(shè)置可以從線內(nèi)機(jī)械斷開裝置收益，包括但不限于用于將物體栓系到適當(dāng)位置以便在構(gòu)造過程中支撐結(jié)構(gòu)的受拉構(gòu)件。
[0006]發(fā)明概述
[0007]使體現(xiàn)本發(fā)明的原理的線內(nèi)機(jī)械斷開裝置(在此有時(shí)稱為“斷開裝置”)放置在一個(gè)受拉構(gòu)件中作為該受拉構(gòu)件中的一個(gè)元件，該元件可以是在錨點(diǎn)與正固定在適當(dāng)位置中的物體(例如，一個(gè)浮動(dòng)船只，其可以是一個(gè)鉆探船或任何其他船只)之間的一條錨固纜線。雖然本發(fā)明可廣泛應(yīng)用在海洋和非海洋環(huán)境中并且用于除錨固外的各種目的，但出于說明性目的，將結(jié)合一種海洋錨固設(shè)置來描述本發(fā)明，即，將一個(gè)船只錨固到海底上或海底中的一個(gè)錨上或錨固到其他某個(gè)錨點(diǎn)(樁、平臺(tái)、碼頭等)。
[0008]在這種設(shè)置中，斷開裝置充當(dāng)從船只到錨的整體錨固纜線中的一個(gè)元件，并且提供用于斷開錨固纜線的一個(gè)機(jī)械裝置。
[0009]該斷開裝置包括鉸接在一起、可旋轉(zhuǎn)的一對杠桿臂構(gòu)件。這些杠桿臂構(gòu)件是在第一位置與第二位置之間可旋轉(zhuǎn)的。在該第一位置中，這些杠桿臂構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)到一個(gè)“關(guān)閉”位置并且由用于使這些杠桿臂構(gòu)件固持在第一關(guān)閉位置中的一個(gè)裝置固持在該位置中，該裝置可以是通過多個(gè)對齊孔插入這些杠桿臂構(gòu)件中的一個(gè)剪切銷；可替代地，可以使用一個(gè)球和棘爪或其他安排。一個(gè)頂部連接件或受保持構(gòu)件是由一對狹槽捕獲，每個(gè)杠桿臂構(gòu)件中一個(gè)狹槽，從而在這些杠桿臂構(gòu)件處于這個(gè)第一位置中時(shí)形成一個(gè)孔。該受保持構(gòu)件進(jìn)而被連接到一條錨固纜線上，該錨固纜線可以是從斷開裝置一直到正被錨固的船只或其他浮動(dòng)結(jié)構(gòu)延伸的上部錨固纜線部段。錨固纜線的剩余部分或下部部段使斷開裝置與錨點(diǎn)或地基相連接；典型地，一個(gè)銷和卸扣提供用于杠桿臂構(gòu)件的可旋轉(zhuǎn)連接件和用于將斷開裝置連接到下部錨固纜線部段上的裝置。一個(gè)銷和卸扣還可以包括該受保持構(gòu)件，其中銷被捕獲在所描述的狹槽中。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，杠桿臂構(gòu)件包括兩個(gè)橫向延伸的杠桿臂，從而形成一個(gè)力接收輪廓。當(dāng)例如通過將斷開裝置拉入一個(gè)釋放構(gòu)件如一個(gè)表面導(dǎo)纜器槽輪(surfacefairlead sheave)中，或通過由一個(gè)鉤、套環(huán)、環(huán)或類似裝置(“跟蹤器”裝置)在海底施加的力來將力施加到這些杠桿臂上時(shí)，剪切銷進(jìn)行剪切，并且這些杠桿臂旋轉(zhuǎn)到一個(gè)第二位置，從而使狹槽分離并允許受保持構(gòu)件從杠桿臂構(gòu)件上脫離。錨固纜線因此被斷開。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施例中，這些杠桿臂構(gòu)件的力接收輪廓優(yōu)選在接合釋放構(gòu)件(如表面導(dǎo)纜器槽輪或在海底施加力的跟蹤器裝置)的表面上形成一種“V形的”形狀。在這個(gè)實(shí)施例中，斷開裝置優(yōu)選進(jìn)一步包括一個(gè)圓柱形定中心裝置，該圓柱形定中心裝置被設(shè)置在受保持構(gòu)件以及錨固纜線的從斷開裝置到正被錨固的結(jié)構(gòu)的部段(上部錨固纜線部段)周圍。定中心裝置優(yōu)選地在一端、也就是在緊靠著杠桿臂構(gòu)件的“V形”形狀的力接收輪廓的那一端具有一個(gè)基部輪廓，該基部輪廓可以是一個(gè)部分錐形部段。優(yōu)選地，由這些杠桿臂構(gòu)件形成的力接收輪廓的角度與該定中心裝置的部分錐形下端的角度是大致相等的，以便在這兩個(gè)件之間形成一個(gè)就位的結(jié)構(gòu)安排。定中心裝置的另一端優(yōu)選包括防止定中心裝置滑出錨固纜線的一個(gè)頂板、和一個(gè)彈性緩沖器表面。當(dāng)斷開裝置被拉入一個(gè)釋放構(gòu)件(如一個(gè)表面導(dǎo)纜器槽輪)中時(shí)，定中心裝置的一端接觸該槽輪，并將力轉(zhuǎn)移到另一個(gè)、部分錐形下端并且隨后轉(zhuǎn)移到杠桿臂構(gòu)件的力接收輪廓，從而迫使它們分開、破壞剪切銷并且打開斷開裝置。類似地，在一個(gè)海底斷開過程中，海底力轉(zhuǎn)移裝置(鉤、套環(huán)、環(huán)或類似裝置，即“跟蹤器”裝置)接觸斷開裝置并將力施加到定中心裝置(不論直接施加到力接收輪廓還是首先施加到定中心裝置)，從而如前所述打開斷開裝置。定中心裝置實(shí)現(xiàn)力到杠桿臂構(gòu)件的轉(zhuǎn)移，同時(shí)避免在受保持構(gòu)件(和/或關(guān)聯(lián)部件)接觸表面導(dǎo)纜器槽輪、跟蹤器裝置或其他裝置的過程中出現(xiàn)問題并且避免干擾與杠桿臂構(gòu)件的接觸(并因此干擾該裝置的釋放)。本發(fā)明進(jìn)一步包括以觸發(fā)或釋放斷開裝置的不同方式使用該斷開裝置的方法。
[0012]附圖簡要說明
[0013]圖1和圖2對應(yīng)地示出體現(xiàn)本發(fā)明原理的一個(gè)線內(nèi)機(jī)械斷開裝置的一個(gè)實(shí)施例的等軸視圖和如視圖。
[0014]圖3、圖4和圖5對應(yīng)地示出斷開裝置的一個(gè)實(shí)施例連同示例性關(guān)聯(lián)索具五金件(rigging hardware) 一起的等軸視圖、側(cè)視圖和前視圖。
[0015]圖6和圖7示出對應(yīng)地在通過一個(gè)海底裝置斷開之前和之后的斷開裝置的一個(gè)實(shí)施例的視圖。
[0016]圖8和圖9示出對應(yīng)地在通過將斷開裝置拉入一個(gè)表面導(dǎo)纜器滑輪中來斷開之前和之后的斷開裝置的一個(gè)實(shí)施例的視圖。
[0017]圖10和圖11對應(yīng)地示出斷開裝置的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖和前視圖。
[0018]圖12和圖13對應(yīng)地示出圖10和圖11的實(shí)施例連同關(guān)聯(lián)索具五金件一起的透視圖和如視圖。
[0019]圖14和圖15示出定中心裝置的透視圖和側(cè)視圖。
[0020]圖16至圖18示出斷開裝置的一個(gè)實(shí)施例連同處于適當(dāng)位置的定中心裝置以及示例性關(guān)聯(lián)索具五金件一起的不同視圖。
[0021]圖19和圖20是一種觸發(fā)或斷開該斷開裝置的模式的詳細(xì)視圖，該模式稱為“介入觸發(fā)”過程或方法。
[0022]圖21和圖22是一種觸發(fā)或斷開該斷開裝置的模式的詳細(xì)視圖，該模式稱為“主動(dòng)絞動(dòng)”過程或方法。
[0023]圖23至圖27示出一種主動(dòng)絞動(dòng)觸發(fā)或斷開過程或方法中的不同步驟。
[0024]圖28至圖34示出一種介入觸發(fā)或斷開過程或方法中的不同步驟。
[0025]當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的說明
[0026]雖然不同實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可能的，但可以結(jié)合附圖來描述當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中的一些。如上所指出，雖然本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于其中所希望的是具有斷開一個(gè)受拉構(gòu)件的一個(gè)快速裝置的任何設(shè)置，但僅出于說明性目的，將描述其在一種海洋環(huán)境中對于船只錨固的使用。應(yīng)理解，除了船只的錨固外，斷開裝置還可以用于連接兩個(gè)船只(通過將這兩個(gè)船只置于連接纜線或纜索中)或用于將一個(gè)或多個(gè)船只連接到一個(gè)碼頭、平臺(tái)或其他固定結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明的范圍意圖涵蓋這些設(shè)置的全部。該設(shè)備為海上鉆井船只或其他錨固船只提供一種更為可靠的方式，以便在緊急情況中迅速斷開該船只的拉緊的錨固纜線。這允許通過斷開該船只的錨固纜線，而不是使用常規(guī)的拋錨方法從第二船只中回收這些錨固纜線來使錨固船只迅速偏離位置。
[0027]設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例
[0028]線內(nèi)機(jī)械斷開裝置10(圖1和圖2)是一種用于在海洋錨固系統(tǒng)中使用的機(jī)械操作的錨固纜線斷開機(jī)構(gòu)，有時(shí)稱為“迅速釋放裝置”。將斷開裝置10安置在一條錨固纜線中在一個(gè)所希望的位置處，其中錨固纜線的上部部段從斷開裝置延伸到船只，并且下部部段從斷開裝置延伸到錨。圖6和圖7示出斷開裝置在一條錨固纜線中的一個(gè)示例性放置。
[0029]參照圖1至圖5，斷開裝置10包括兩個(gè)杠桿臂構(gòu)件20和30，這兩個(gè)杠桿臂構(gòu)件是由插入穿過杠桿臂構(gòu)件20和30中的配合孔50的一個(gè)銷40或類似裝置(螺栓、卸扣等)可旋轉(zhuǎn)地連接。優(yōu)選地，銷40可以包括一個(gè)卸扣60的一部分(如在圖3至圖5中可以看出)，這提供用于使斷開裝置10連接到錨固纜線的下部部段上的一個(gè)裝置。如圖可以看出，在優(yōu)選實(shí)施例中，杠桿臂構(gòu)件20和30互鎖并且圍繞底部樞軸孔50旋轉(zhuǎn)。當(dāng)這些杠桿臂構(gòu)件處于一個(gè)第一位置中時(shí)，杠桿臂構(gòu)件20和30中的配合狹槽22和32形成一個(gè)保持孔100，如圖1、圖2中所示。當(dāng)處于一個(gè)第一或關(guān)閉位置中時(shí)，由杠桿臂構(gòu)件20和30中的多個(gè)對齊孔形成中心孔80，如圖1和圖2中所示。
[0030]提供了用于使杠桿臂構(gòu)件固持在第一關(guān)閉位置中的一個(gè)裝置。在一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置包括一個(gè)剪切銷70，該剪切銷如圖1和圖2中可以看出被插入中心孔80中，以便使杠桿臂構(gòu)件20和30固持在一個(gè)第一或關(guān)閉位置中(如圖1至圖5中所示)并且防止在搬運(yùn)和安裝過程中過早釋放。為了將杠桿臂構(gòu)件20和30旋轉(zhuǎn)到一個(gè)第二打開位置，必須破壞剪切銷70，并且必須克服不同部件之間的任何摩擦(不論通過海面下介入還是絞動(dòng)，如結(jié)合圖5至圖9所描述)。應(yīng)理解，用于使杠桿臂構(gòu)件固持在第一關(guān)閉位置中的該裝置可以呈現(xiàn)其他結(jié)構(gòu)形式，包括但不限于一個(gè)球和棘爪或本領(lǐng)域已知的其他裝置。
[0031]斷開的一個(gè)示例性使用可以參照圖3、圖4和圖5進(jìn)行描述。首先通過使杠桿臂構(gòu)件2