專利名稱：可配置的多功能浮船的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于安裝海上設備和支持海上操作的系統(tǒng)。更具體地 說，本發(fā)明的實施例涉及可配置的浮船，該可配置的浮船用于安裝在 碳氫化合物的勘探和開采中使用的海上設備。
背景技術：
在油氣藏的勘探和開采中使用的海上系統(tǒng)是需要在安裝過程中執(zhí) 行多個專門操作的大型復雜結構。這些安裝操作涉及重載荷在固有的 不穩(wěn)定的海上環(huán)境中的精確定位，這要求浮船具有良好的水動力性能 以便安全而成功地執(zhí)行所述操作。由于需要執(zhí)行各種安裝操作以及所 需浮船的高額投資費用，安裝公司通常考慮能夠執(zhí)行的各種各樣的可 能工作并選擇大型的多用途浮船。
這些大型的多用途浮船一般要求有高的日常租賃率，以便夠付建 造和操作浮船所涉及的費用。因此，許多所有者更喜歡使浮船保持運 轉，使得它們的利用率盡可能高?？紤]到海上操作所涉及的氣候和海 況敏感度，通常存在較長時間的非計劃停用期，當已制定高的計劃利 用率時，這會導致目前正執(zhí)行的項目以及被積壓的所有項目明顯延后。
項目中所用的安裝浮船的容量對于正規(guī)劃的項目非常重要，因為 能進行大型深水項目的浮船很少。例如，任何一個市場在任何時候可 能只有一艘或兩艘安裝浮船。因此，所有大型項目都必須圍繞可利用 的浮船的容量進行設計。例如，在海上開采平臺的設計中，可利用的
5安裝浮船的容量通常將推動對平臺上層的甲板、用于操縱船體的系統(tǒng)、 以及錨泊系統(tǒng)和立管系統(tǒng)的部件的結構設計。
盡管大型的多用途安裝浮船能夠執(zhí)行許多普通的安裝操作，但可 替代地，這些操作中的一些能夠由其它更有效的浮船來執(zhí)行，從而將 大型的多用途浮船留給實際上需要較大安裝浮船容量的那些功能。建 造較小的、為特定目的建造的安裝浮船也成問題，因為對這些浮船的 利用可能是有限的，從而使經濟性難以滿足。
對于大型項目最重要的驅動策略之一是是否需要升起平臺上層。 升起平臺上層通常需要非常大的井架駁船，其在數量上有限且因此可 能難以調度。使用浮托式過程來安裝平臺上層不需要通過將駁船上的 平臺上層運送到浮動船體來升起平臺上層。浮動船體部分地下沉，使 得平臺上層能夠浮動到船體上方的適當位置。使用浮托式過程的一個 問題是用于運送平臺上層的駁船通常必須專門建造以用于特定項目， 從而使它們的使用極其昂貴。
因此，本發(fā)明的實施例涉及能夠支持多種安裝操作的模塊化的、 可配置的系統(tǒng)的實施例，其尋求克服現(xiàn)有技術的這些及其他局限性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例包括一種可配置的多功能浮船，其包括第一浮箱 駁船(pontoonbarge)和第二浮箱駁船以及多個互連駁船。所述第一浮箱 駁船和第二浮箱駁船具有布置在其內側上的多個連接構件。所述多個
互連駁船可布置在第一浮箱駁船和第二浮箱駁船的內側之間，使得布 置在互連駁船的相反側上的多個連接構件與所述第一浮箱駁船或第二 浮箱駁船上的連接構件相鄰。多個連接件將相鄰的連接構件可釋放地 聯(lián)接，使得所述浮箱駁船和互連駁船形成整體的遠洋航行浮船。
因此，本發(fā)明的實施例包括使得能以多種構型提供單個浮船來支
6持多種活動的一系列特征和優(yōu)點的組合。對于本領域技術人員而言， 通過閱讀以下對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述并通過參照附圖，本發(fā) 明的這些及各種其他特征和優(yōu)點將更顯而易見。


為了更詳細地理解本發(fā)明，可參照附圖，其中 圖l示出根據本發(fā)明實施例構建的可配置的多功能浮船的部件； 圖2和圖3示出根據本發(fā)明實施例構建的連接構件和連接件； 圖4示出用于浮式安裝平臺上層或模塊/船體的處于第一構型的多 功能浮船；
圖5示出用于將平臺上層浮托式(float over)安裝在半潛式船體上的 多功能浮船；
圖6示出用于安裝平臺上層或使柱型船體下水(launching)的處于第 二構型的多功能浮船；
圖7示出用于將平臺上層浮托式安裝在半潛式船體上的圖6的多功 能浮船；
圖8示出用于使柱型船體下水的圖6的多功能浮船； 圖9示出用于安裝平臺上層的處于第三構型的多功能浮船； 圖10示出用于將平臺上層浮托式安裝在柱型船體上的圖9的多功 能浮船；
圖ll示出用于支持水下設備安裝的處于第四構型的多功能浮船； 圖12示出用于安裝水下井口的圖11的多功能浮船；以及 圖13示出用于安裝水下吸力錨和錨泊部件的圖11的多功能浮船。
具體實施例方式
在以下的描述中，在整個說明書和附圖中分別用相同的附圖標記 來標示同樣的部件。附圖不必按比例。本發(fā)明的某些特征可以用夸大 比例示出，或者在某種程度上為示意圖形式，并且為了清楚和簡潔起 見，常規(guī)元件的某些細節(jié)可不示出。
7本發(fā)明的優(yōu)選實施例涉及便于安裝海上和水下設備的裝置。本發(fā) 明可以有不同形式的實施例。在附圖中示出并且將在此詳細描述本發(fā) 明的特定實施例，應當理解，本公開內容應當被認為是本發(fā)明原理的 示例，并非意圖將本發(fā)明限制為此處示出和描述的實施例。尤其是， 本發(fā)明的各個實施例提供了用于安裝海上和水下油田設備的浮船，但 本發(fā)明構思的用途不限于這些應用，并且能夠用于任何其它應用，包 括其它的海上和海洋應用。應當充分意識到，可以單獨地或以任何適 當的組合來釆用下述實施例的不同教導，以產生希望的結果。
現(xiàn)參照圖1，可配置的浮船IO包括第一浮箱駁船12、第二浮箱駁 船14以及多個互連駁船16。浮箱駁船12和14各具有布置在其各自內 側(inboard side) 20上的多個連接構件18。每個互連駁船16均具有 布置在每一側上的連接構件18。連接構件18允許浮箱駁船12和14與 互連駁船16組裝成多種構型，使得浮船10能夠用于支持多種安裝操 作，所述安裝操作的實例將在下面詳細論述。
浮箱駁船12和14為大致矩形截面的駁船，其長度比船幅大若干 倍。在某些實施例中，浮箱駁船12和14的長度為450英尺而船幅為 40英尺?；ミB駁船16顯著小于浮箱駁船12、 14，但具有類似的矩形 截面和內部結構框架。在某些實施例中，互連駁船16的長度為100英 尺而船幅為40英尺。
多個連接構件18沿著浮箱駁船12和14的內側20以及互連駁船 16的所有側面布置。連接構件18整體形成或者牢固地連接到所述駁船 的內部結構框架，從而提供允許浮箱駁船12和14以及互連駁船16被 組裝成適用于海上環(huán)境的浮船的機構。
駁船12、 14和16通過如下連接系統(tǒng)聯(lián)接在一起，該連接系統(tǒng)足 夠堅固以實現(xiàn)海上操作，并且易于接合和斷開以便實現(xiàn)真正柔性且可 配置的系統(tǒng)。圖2和圖3示出了包括連接構件18、螺栓19和剪切銷
821的連接系統(tǒng)的一個實施例。如上所述，連接構件18從所述駁船的側 面延伸，且每個連接構件均包括基本上平行于駁船側面的凸緣23。每 個凸緣23包括上部和下部螺栓模式25以及剪切銷插孔27。聯(lián)接相鄰 的連接構件18的連接件29包括螺栓19和剪切銷21。螺栓19主要起 到抗拉構件的作用，而剪切銷21承受剪切負荷。因此，螺栓19和剪 切銷21的組合抵抗張力和剪切負荷，使得相鄰的駁船牢固地相互連接。 本領域技術人員將認識到，所描述的螺栓和銷系統(tǒng)能夠用其它連接系 統(tǒng)代替，例如用來在石油駁運操作期間連接拖船和駁船的那些連接系 統(tǒng)。
因此，可以看到，能夠將浮箱駁船12和14以及互連駁船16組裝 成多個不同的構型，以便支持多種海上功能。在圖4中示出了一個這 種構型，其中互連駁船16布置在浮箱駁船12和14之間，且平行于浮 箱駁船12和14定向。相鄰的互連駁船16彼此聯(lián)接并且聯(lián)接到浮箱駁 船12和14，以便形成適于承載諸如平臺上層結構的重載荷的浮船22， 用于安裝該平臺上層結構作為海上平臺。
浮船22尤其很適合于將平臺上層24浮托式安裝到部分浸沒的半 潛式船體26上，如圖5所示。平臺上層24放置在浮船22上，并且運 送到半潛式船體26。半潛式船體26利用該船體的壓載控制系統(tǒng)下降到 水中，且浮船22在該半潛式船體的腿柱之間移動直到平臺上層24處 于合適的位置。 一旦適當定位，船體26就升起以將平臺上層24托離 浮船22。
如圖5可見，為了進行浮托式安裝，浮船22必須能夠置于半潛式 船體26的腿柱之間。因此，所用浮船的船幅受到該船體的腿柱的間距 的限制，或者說，可用且能夠運送平臺上層的浮船大小決定著所述腿 柱的間距。為了提供具有最小船幅的浮船，浮箱駁船12和14能夠直 接彼此連接來形成浮船28，如圖6所示?，F(xiàn)參考圖7，浮船28能夠用 于浮托式操作以將平臺上層30安裝到船體32上。浮船28還能夠用于
9使其它設備下水或運送其他設備以用于海上安裝。作為例子，圖8示 出用于使柱型船體34下水或運送柱型船體34的浮船28。
將平臺上層結構浮托式安裝到柱型船體、或者其它單柱或密置結 構上需要使用兩個浮船，以便平臺上層的中心部分可連接到船體。為 了支持在柱型船體上的浮托式安裝，模塊化系統(tǒng)10能夠構造成如圖9 所示的浮船36。
現(xiàn)參考圖9，浮船36包括布置在浮箱駁船12和14之間的互連駁 船16，使得所述互連駁船的縱向軸垂直于所述浮箱駁船的縱向軸。這 種布局為浮船36提供了寬船幅并在該浮船的前部提供大的敞開空間 38。現(xiàn)參考圖10，平臺上層40在敞開空間38之上設置在浮船36上。 浮船36將平臺上層40移動到部分沉沒的船體42上，然后船體42升 起以支撐該平臺上層，隨后該平臺上層能夠從所述浮船上移走。
除了用于運送諸如海上安裝用的平臺上層和其它結構的重載荷之 外，系統(tǒng)IO還能夠構造成用于安裝其它水下設備的獨立支援浮船。現(xiàn) 參考圖11，浮船44包括布置在浮箱駁船12和14之間且與浮箱駁船 12和14平行的互連駁船16?；ミB駁船16間隔開以形成位于浮船44 中間的船阱46。
圖12和圖13示出浮船44的兩個可能用途，其中該浮船已配備有 模塊化推進器48、升/降系統(tǒng)50以及船員生活區(qū)52。模塊化推進器48 定位在浮船44的每個角，并提供安裝操作期間推進和定位浮船所需的 可控的、有方向的推力。升/降系統(tǒng)50鄰近船阱46設置并且可以是能 夠用于將設備降到水下的絞車或基于井架的系統(tǒng)。起重機54也可定位 在浮船44上以幫助處理和移動設備。船員生活區(qū)52為操作浮船44所 需的人員提供操作和居住區(qū)域。
現(xiàn)參照圖12，浮船44被示出為用于水下井口模塊56的安裝。浮船44提供大量的甲板空間用于儲存多個模塊56以及大直徑管58和水 下安裝該模塊所需的其他材料。圖13示出浮船44用于安裝水下吸力 錨60，該水下吸力錨60通常用于海上錨泊應用。由于典型的錨泊應用 將使用很多錨，浮船44的大甲板空間允許該浮船安裝多個錨而無需再 次供應，因此縮短了安裝給定系統(tǒng)的全部錨所需的時間。
如上面的例子中可看到的，可配置系統(tǒng)IO提供允許單個系統(tǒng)支持 許多不同的安裝和維護操作的多個浮船構型。由于單個系統(tǒng)能夠容易 地重新配置和調節(jié)以滿足特定項目的需要，所以系統(tǒng)IO提供了單用途 浮船和大型的多用途安裝浮船的經濟的替代方案。所描述的浮船構型 僅是系統(tǒng)IO能夠如何利用的例子。本領域技術人員將認識到其它構型 和用途。
此處闡明的實施例只是說明性的，并不限制本發(fā)明的范圍或其中 的細節(jié)?？梢岳斫?，在不脫離此處公開的本發(fā)明的范圍或者發(fā)明構思 的情況下，可以對此處的公開內容進行許多其它修改和改進。由于可 以在此處教導的發(fā)明構思的范圍內做出許多變化的、不同的實施例， 包括之后想到的等同結構或材料，并且由于可以根據法律的描述性要 求對此處詳述的實施例進行很多改動，所以，可以理解，此處的細節(jié) 應被解釋為說明性而非限制性的。
1權利要求
1.一種可配置的多功能浮船，包括第一浮箱駁船，所述第一浮箱駁船具有布置在該第一浮箱駁船內側上的多個連接構件；第二浮箱駁船，所述第二浮箱駁船與所述第一浮箱駁船平行布置并具有布置在該第二浮箱駁船內側上的多個連接構件；多個互連駁船，所述多個互連駁船布置在所述第一浮箱駁船和所述第二浮箱駁船的內側之間，其中所述多個互連駁船中的每一個均包括布置在所述互連駁船的相反側上并且與所述第一浮箱駁船或第二浮箱駁船上的連接構件相鄰的多個連接構件；多個連接件，所述多個連接件將相鄰的連接構件可釋放地聯(lián)接，使得所述浮箱駁船和所述互連駁船形成整體的遠洋航行浮船。
2. 如權利要求1所述的可配置的多功能浮船，其中所述多個連接 件抵抗張力和剪切負荷，以使相鄰駁船之間的偏移最小。
3. 如權利要求l所述的可配置的多功能浮船，其中所述多個互連 駁船中的至少兩個還包括布置在其所有側面上的多個連接構件。
4. 如權利要求3所述的可配置的多功能浮船，其中所述多個互連 駁船中的至少兩個彼此相鄰布置，使得所述多個連接件將相鄰駁船上 的連接構件可釋放地連接。
5. 如權利要求l所述的可配置的多功能浮船，其中所述互連駁船 具有長度大于寬度的矩形形狀。
6. 如權利要求5所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮船具有 第一構型，在該第一構型中，所述互連駁船布置在所述浮箱駁船之間， 使得所述浮船的船幅等于所述浮箱駁船的船幅加上所述互連駁船的寬度。
7. 如權利要求5所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮船具有 第二構型，在該第二構型中，所述互連駁船布置在所述浮箱駁船之間， 使得所述浮船的船幅等于所述浮箱駁船的船幅加所述互連駁船的長 度。
8. 如權利要求l所述的可配置的多功能浮船，其中所述浮箱駁船 和所述互連駁船被配置成便于水下設備的安裝。
9. 如權利要求l所述的可配置的多功能浮船，其中所述連接構件 包括從所述駁船的側面延伸、支撐與所述駁船的側面平行的凸緣的框 架，其中所述凸緣包括多個螺栓孔和剪切銷插孔。
10. 如權利要求9所述的可配置的多功能浮船，其中所述多個連 接件包括多個螺栓和多個剪切銷。
11. 如權利要求1所述的可配置的多功能浮船，還包括聯(lián)接到所 述駁船中的一個駁船的推進器模塊。
12. 如權利要求1所述的可配置的多功能浮船，還包括布置在所 述駁船中的一個駁船上的升/降系統(tǒng)。
13. —種浮船，包括 第一浮箱駁船和第二浮箱駁船；多個互連駁船，所述多個互連駁船布置在所述第一浮箱駁船和所 述第二浮箱駁船之間；連接系統(tǒng)，所述連接系統(tǒng)可操作為將所述多個互連駁船可釋放地 聯(lián)接到所述第一浮箱駁船和所述第二浮箱駁船，以形成具有多種構型 的整體的遠洋航行浮船。
14. 如權利要求13所述的浮船，其中所述連接系統(tǒng)包括 多個連接構件，所述多個連接構件布置在所述第一浮箱駁船和所述第二浮箱駁船以及所述多個互連駁船的側面上；多個連接件，所述多個連接件可操作為將相鄰的連接構件可釋放 地聯(lián)接。
15. 如權利要求14所述的浮船，其中所述多個連接件抵抗張力和 剪切負荷，以便使相鄰駁船之間的偏移最小。
16. 如權利要求13所述的浮船，其中所互連駁船具有長度大于寬度的矩形形狀。
17. 如權利要求16所述的浮船，其中所述浮船具有第一構型，在 該第一構型中，所述互連駁船布置在所述浮箱駁船之間，使得所述浮 船的船幅等于所述浮箱駁船的船幅加上所述互連駁船的寬度。
18. 如權利要求16所述的浮船，其中所述浮船具有第二構型，在 該第二構型中，所述互連駁船布置在所述浮箱駁船之間，使得所述浮 船的船幅等于所述浮箱駁船的船幅加上所述互連駁船的長度。
19. 一種可配置的多功能浮船，包括 第一浮箱駁船和第二浮箱駁船；多個互連駁船，所述多個互連駁船布置在所述第一浮箱駁船和所 述第二浮箱駁船之間；一裝置，所述裝置用于將所述浮箱駁船可釋放地連接到所述互連 駁船系統(tǒng)，以形成具有多種構型的整體的遠洋航行浮船。
全文摘要
一種可配置的多功能浮船，其包括第一浮箱駁船和第二浮箱駁船以及多個互連駁船。所述第一浮箱駁船和第二浮箱駁船具有布置在其內側上的多個連接構件。所述多個互連駁船可布置在第一浮箱駁船和第二浮箱駁船的內側之間，使得布置在互聯(lián)駁船的相反側上的多個連接構件與所述第一浮箱駁船或第二浮箱駁船上的連接構件相鄰。多個連接件將相鄰的連接構件可釋放地聯(lián)接，使得所述浮箱駁船和互連駁船形成整體的遠洋航行浮船。
文檔編號B63B35/34GK101678878SQ200880013612
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權日2007年4月24日
發(fā)明者愛德華·E·霍頓, 詹姆斯·V·馬厄 申請人:Agr深水發(fā)展系統(tǒng)股份有限公司