生產(chǎn)支持和存儲(chǔ)船舶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)支持和存儲(chǔ)船舶(PSSV)。特別是，本發(fā)明涉及但不限于用于海底開采活動(dòng)的生產(chǎn)支持和存儲(chǔ)船舶，其包括開采和處理設(shè)備和用于收集的海底材料的龐大存儲(chǔ)和自卸載能力。
【背景技術(shù)】
[0002]這里提及的【背景技術(shù)】不應(yīng)理解為承認(rèn)這種技術(shù)構(gòu)成澳大利亞或其他地方的公知常識(shí)。
[0003]海底開采操作包括收集海底材料并將材料傳輸?shù)降孛?。典型地，海底材料通常?jīng)由立管收集和泵送到地面上的支持船舶。支持船舶將海底材料脫水至可接受的適運(yùn)水分限量，然后海底材料被直接卸到運(yùn)輸船舶，例如小型散貨輪或者駁船。地面上的支持船舶包括用于提供緩沖的相對(duì)小的海底礦石存儲(chǔ)設(shè)施。緩沖能力通常不超過一天的產(chǎn)量。
[0004]運(yùn)輸船舶接著將材料運(yùn)輸?shù)酱鎯?chǔ)船舶，存儲(chǔ)船舶包括用于收集的海底材料的散料存儲(chǔ)器。替代地，根據(jù)海底開采操作到陸地的接近度，運(yùn)輸船舶可將材料直接運(yùn)輸?shù)疥懟鎯?chǔ)設(shè)施。不論哪種方式，通常都需要采用兩個(gè)或三個(gè)運(yùn)輸船舶，更長(zhǎng)的距離則更多，來提供將收集的海底材料從支持船舶運(yùn)輸?shù)酱鎯?chǔ)船舶或設(shè)施的充分能力。一旦存儲(chǔ)了足夠的礦石，礦石將被裝載到將其帶至市場(chǎng)的出口船舶。
[0005]因此，接收和運(yùn)輸海底材料的物流要求一隊(duì)船舶。這增加了將收集的海底材料從來源運(yùn)輸?shù)绞袌?chǎng)的成本和復(fù)雜性。此外，船舶之間需要許多系泊操作，在一些情況下每年多于500次。每個(gè)系泊操作都有可能造成船舶碰撞和設(shè)備損害。
[0006]大量的系泊操作不僅降低效率增加成本，而且系泊操作被認(rèn)為是具有發(fā)生人員傷害的相對(duì)大風(fēng)險(xiǎn)的過程，因此每個(gè)系泊操作提供顯著的工地健康和安全危險(xiǎn)。每次貨物在船舶之間搬運(yùn)，也具有環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)支持船舶，其克服或改善上述的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)或問題或者至少提供有用的替代。
[0008]本發(fā)明的其他優(yōu)選目的將從下面的說明中變得清楚。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種在水體上使用的生產(chǎn)支持船舶，該生產(chǎn)支持船舶包括:
[0010]海底材料接收器，其從水體表面下方接收海底材料；
[0011]海底材料處理器，其處理來自海底材料接收器的海底材料；
[0012]一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)，其存儲(chǔ)來自海底材料處理器的處理過的海底材料；
[0013]裝載系統(tǒng)，其能夠?qū)⑻幚磉^的海底材料分配到散料存儲(chǔ)倉(cāng)；和
[0014]卸載系統(tǒng)，其能夠?qū)⑻幚磉^的海底材料從散料存儲(chǔ)倉(cāng)卸載到系泊到生產(chǎn)支持船舶旁邊的運(yùn)輸船舶。
[0015]優(yōu)選地，散料存儲(chǔ)倉(cāng)占據(jù)由生產(chǎn)支持船舶的船體限定的內(nèi)部空間的大部分。一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)優(yōu)選具有多于一周產(chǎn)量的組合容量，優(yōu)選多于20000t礦石，更優(yōu)選多于30000t礦石，更優(yōu)選多于40000t礦石。
[0016]在一種優(yōu)選形式中，設(shè)置具有介于40000t和50000t礦石之間、優(yōu)選大約45000t的組合容量的四個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)。四個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)優(yōu)選布置成兩對(duì)相鄰的散料存儲(chǔ)倉(cāng)。一對(duì)相鄰的散料存儲(chǔ)倉(cāng)優(yōu)選朝后定位，另一對(duì)相鄰的散料存儲(chǔ)倉(cāng)優(yōu)選朝船首定位。散料存儲(chǔ)倉(cāng)優(yōu)選沿著船舶的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)。
[0017]優(yōu)選地，裝載系統(tǒng)將優(yōu)選為礦石的海底材料從海底材料處理器分配到一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)。優(yōu)選地，裝載系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)裝載輸送機(jī)，優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)鏟斗或鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，以將礦石分配到散料存儲(chǔ)倉(cāng)。在優(yōu)選形式中，單個(gè)裝載系統(tǒng)能夠?qū)⒌V石分配到散料存儲(chǔ)倉(cāng)的任一個(gè)。優(yōu)選地，裝載系統(tǒng)還具有繞過存儲(chǔ)倉(cāng)并將礦石直接遞送到系泊到生產(chǎn)支持船舶旁邊的運(yùn)輸船舶的能力。優(yōu)選地，裝載輸送機(jī)包括縱向和橫向輸送機(jī)以將礦石分配到散料存儲(chǔ)倉(cāng)。優(yōu)選地，礦石被均勻地分配在每個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)中以使存儲(chǔ)的體積最大并且為船只加載壓載物和穩(wěn)定性考慮。
[0018]卸載系統(tǒng)優(yōu)選還包括至少一個(gè)卸載輸送系統(tǒng)，其從一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)回收優(yōu)選為礦石的材料并將其卸載到運(yùn)輸船舶。優(yōu)選地，卸載輸送系統(tǒng)包括至少一個(gè)鏟斗，更優(yōu)選至少一個(gè)縱向鏟斗和至少一個(gè)橫向鏟斗。卸載輸送系統(tǒng)還優(yōu)選包括豎直升降機(jī)，優(yōu)選從鏟斗接收材料的斗式提升機(jī)和從豎直升降機(jī)接收材料的臂架式輸送機(jī)。臂架式輸送機(jī)優(yōu)選能夠卸下材料，特別是卸到運(yùn)輸船舶上。
[0019]在一種替代形式中，卸載輸送系統(tǒng)包括至少機(jī)械抓斗，其將礦石遞送到供應(yīng)豎直升降系統(tǒng)的料斗。卸載輸送系統(tǒng)還優(yōu)選包括豎直升降機(jī)，優(yōu)選從抓斗和料斗接收材料的C型輸送機(jī)和從豎直升降機(jī)接收材料的臂架式輸送機(jī)。臂架式輸送機(jī)優(yōu)選能夠卸下材料，特別是卸到運(yùn)輸船舶上。
[0020]在優(yōu)選形式中，設(shè)置兩個(gè)卸載輸送系統(tǒng)，從第一對(duì)相鄰散料存儲(chǔ)倉(cāng)回收礦石的第一卸載輸送系統(tǒng)和從第二對(duì)相鄰散料存儲(chǔ)倉(cāng)回收礦石的第二卸載輸送系統(tǒng)。第一卸載輸送系統(tǒng)的一部分優(yōu)選位于第一隊(duì)相鄰的散料存儲(chǔ)倉(cāng)的每個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)之間，第二卸載輸送系統(tǒng)的一部分優(yōu)選位于第二對(duì)相鄰的散料存儲(chǔ)倉(cāng)的每個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)之間。在優(yōu)選形式中，每個(gè)卸載輸送系統(tǒng)包括每對(duì)散料存儲(chǔ)倉(cāng)中的縱向和橫向鏟斗，在每對(duì)散料存儲(chǔ)倉(cāng)之間的斗式提升機(jī)或C型輸送機(jī)以及臂架式輸送機(jī)。
[0021]海底材料接收器優(yōu)選包括至少立管的一部分，海底材料處理器優(yōu)選包括脫水裝置。海底材料處理器可包括石灰存儲(chǔ)和計(jì)量系統(tǒng)。
[0022]生產(chǎn)支持船舶優(yōu)選還包括至少一個(gè)吊車。在優(yōu)選形式中，生產(chǎn)支持船舶包括兩個(gè)吊車，前吊車和后吊車，其優(yōu)選位于船舶的相同側(cè)。
[0023]吊車優(yōu)選具有覆蓋船舶大部分、優(yōu)選船舶的除了管理和容納部分之外的基本全部的可工作范圍。管理和容納部分優(yōu)選包括橋并優(yōu)選位于船舶的前端。直升機(jī)場(chǎng)優(yōu)選設(shè)置在管理和容納部分上方或附近。容納部分優(yōu)選具有用于100人以上、優(yōu)選150人以上、更優(yōu)選大約180人的容納設(shè)施。
[0024]船舶優(yōu)選具有能夠存儲(chǔ)海底儀器的一個(gè)或多個(gè)儀器倉(cāng)。海底儀器優(yōu)選是經(jīng)由儀器倉(cāng)從船舶卸載和裝載的海底開采儀器。優(yōu)選地，設(shè)置絞車和/或液壓動(dòng)力組(HPU)以卸載和裝載每個(gè)海底開采儀器。儀器倉(cāng)可設(shè)置用于海底存儲(chǔ)散料切割器、海底輔助切割器和/或海底收集機(jī)。在優(yōu)選形式中，為每個(gè)海底存儲(chǔ)散料切割器、海底輔助切割器和海底收集機(jī)設(shè)置儀器倉(cāng)和對(duì)應(yīng)的絞車和HPU。
[0025]生產(chǎn)支持船舶還包括豎直延伸經(jīng)過船舶的至少一部分的月池。月池優(yōu)選為位于船舶的中心部分、優(yōu)選沿著船舶的中心線的開放月池。月池優(yōu)選為基本方形或矩形。在優(yōu)選形式中，月池是1mXlOm的方形。井架優(yōu)選鄰近月池定位。在優(yōu)選形式中，井架直接位于月池上方。
[0026]船舶優(yōu)選還包括動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)優(yōu)選包括多個(gè)推進(jìn)器。在優(yōu)選形式中，動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)包括船首、前方位和后方位推進(jìn)器。優(yōu)選地，動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)是優(yōu)選等同于國(guó)際海事組織(MO) 2級(jí)或更優(yōu)選3級(jí)的冗余系統(tǒng)。
[0027]船舶優(yōu)選包括具有將船舶壓載至滿載位置的足夠能力的壓載系統(tǒng)。壓載系統(tǒng)優(yōu)選能夠連續(xù)調(diào)節(jié)以在任何裝載和卸載操作或者任何投放和回收操作過程中實(shí)現(xiàn)基本恒定的吃水和出水高度。
[0028]在優(yōu)選形式中，船舶具有在150m和250m之間、優(yōu)選在180m和230m之間、更優(yōu)選在200m和220m之間、進(jìn)一步優(yōu)選為大約210m的垂線間(BP)長(zhǎng)度。在該優(yōu)選形式中，船舶具有在20m和60m之間、優(yōu)選在30m和50m之間、更優(yōu)選在35m和45m之間、最優(yōu)選大約40m
的幅度。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種處理從海底收集的材料的方法，該方法包括以下步驟:
[0030]使用在水體下操作的一個(gè)或多個(gè)海底開采儀器收集海底材料；
[0031]將收集的海底材料傳輸?shù)奖砻娲埃?br>[0032]在表面船舶上處理收集的海底材料；
[0033]將處理過的海底材料分配到表面船舶上的一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)；將處理過的海底材料儲(chǔ)存在表面船舶上的一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)中；和
[0034]將處理過的海底材料從一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)輸送到運(yùn)輸船舶。
[0035]船舶優(yōu)選為如本文描述的生產(chǎn)支持船舶。將收集的海底材料傳輸?shù)酱暗牟襟E優(yōu)選包括使用立管將收集的海底材料輸送到船舶。在船舶上處理收集的海底材料的步驟優(yōu)選包括為收集的海底材料脫水，優(yōu)選在將處理的海底材料分配到一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)之前。優(yōu)選地，該方法還包括調(diào)節(jié)壓載以在任何裝載和卸載操作或任何投放或回收操作過程中實(shí)現(xiàn)基本恒定的吃水和出水高度的步驟。
[0036]在船舶上存儲(chǔ)處理過的海底材料的步驟優(yōu)選包括存儲(chǔ)至少一整天的產(chǎn)量、優(yōu)選至少三天的產(chǎn)量、更優(yōu)選至少五天的產(chǎn)量。在優(yōu)選形式中，在船舶上存儲(chǔ)處理過的海底材料的步驟包括存儲(chǔ)至少一周的產(chǎn)量，優(yōu)選為大約45000t處理過的海底材料。
[0037]所述方法還包括在船舶上運(yùn)輸海底開采儀器并將一個(gè)或多個(gè)海底開采儀器從船舶降低到海底的步驟。所述方法還可包括從海底回收一個(gè)或多個(gè)海底開采儀器并將其放置在船舶上的步驟。優(yōu)選地，海底在海平面以下大于500m、優(yōu)選在海平面以下大于1000m、更優(yōu)選在海平面以下大于2000m，降低和回收海底開采儀器的步驟包括降低和回收儀器超過至少500m的距離、優(yōu)選超過至少100m的距離、更優(yōu)選超過至少2000m的距離。
[0038]優(yōu)選地，將存儲(chǔ)的海底材料從一個(gè)或多個(gè)散料存儲(chǔ)倉(cāng)輸送到運(yùn)輸船舶的步驟包括在海上時(shí)將存儲(chǔ)的海底材料輸送到運(yùn)輸船舶。優(yōu)選