專利名稱：將船錨定到一個(gè)水下錨定單元的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在無(wú)保護(hù)水域?qū)⒁挥洼喕蚱渌^定的系統(tǒng)，更具體涉及，利用靜壓差將一水下潛水浮子固定到一船底部的錨定系統(tǒng)。
在美國(guó)專利5,305,703中介紹了幾種浮子結(jié)構(gòu)，其公開的總體內(nèi)容包括在本文中以供參考。其中一個(gè)被介紹的實(shí)施例是具有一大致平圓盤上表面的浮子。這浮子由裝在船上的泵產(chǎn)生的靜壓差固定于船的底部。但是具有平頂?shù)母∽拥腻^定具有一個(gè)問(wèn)題，即，當(dāng)浮子被靜水壓差壓到船體時(shí)，此浮子不能與此錨定凹槽對(duì)中。曾用簡(jiǎn)單停泵來(lái)解決這一問(wèn)題，將此錨定浮子釋放，進(jìn)行再次償試。但在海浪大的海域，在浮子的滿意位置實(shí)現(xiàn)之前這一程序可能導(dǎo)致要多次償試。這是一消耗時(shí)間并有風(fēng)險(xiǎn)的程序。
本發(fā)明的目的是提供一個(gè)系統(tǒng)，它利用靜水壓差允許具有基本上平的上表面的浮子以受控方式沿船體移動(dòng)。因此，使浮子可以相對(duì)于此錨定凹槽對(duì)中，不用從船底放開此浮子。
本發(fā)明的另一目的是，施加一來(lái)自浮子錨鏈的力與船的推進(jìn)系統(tǒng)相結(jié)合以提供一預(yù)期的力矢量，以沿船底在希望的方向上移動(dòng)浮子。
本發(fā)明旨在提供一種船的錨定系統(tǒng)，它包括通過(guò)多條錨鏈與海底連接的一個(gè)錨定單元，其中，當(dāng)不與船錨定時(shí)，錨定單元保持在海面下預(yù)定深度的一儲(chǔ)存位置上，此錨定單元的上表面包括一個(gè)圍繞將要連接在此錨定凹槽之內(nèi)的一個(gè)目標(biāo)區(qū)域的密封面，與將此錨定單元從儲(chǔ)存位置提升到密封表面與船的底面相接觸的錨定位置的裝置相結(jié)合，從而一個(gè)密封的錨定區(qū)域在船的底面和被此密封表面包圍的區(qū)域之間形成。一個(gè)泵降低船底面和此錨定單元上表面之間的壓力以在環(huán)境壓力和此錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生一個(gè)使此錨定單元相對(duì)于船底表面固定不動(dòng)的第一壓差，以及生在環(huán)境壓力和此錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生一個(gè)使此錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸。此系統(tǒng)包括探測(cè)此錨定單元距其船底上的希望位置的位移的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的將一船錨定到一錨定單元上的方法包括將船定位在此錨定單元存放位置上方并將錨定單元提升使之與船底表面接觸的步驟。然后通過(guò)減小位于錨定單元上表面與船底表面之間的錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力使錨定區(qū)域內(nèi)的壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第一壓差而將錨定單元固定在船底面上。然后確定此錨定單元離船底上的一個(gè)希望位置的位移，并在此錨定單元與船底表面固定的情況下將船移動(dòng)，以致通過(guò)錨鏈?zhǔn)┘拥藉^定單元的拉伸力指向此錨定單元的希望位置。然后增加錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力，直到此錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力與環(huán)境壓力之間的壓差達(dá)到一個(gè)第二壓差，以使此錨定單元沿船底表面向錨定單元的希望位置滑動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)此希望位置時(shí)，錨定區(qū)域的壓力被快速降低，以在此錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第三壓差，從而將船在希望位置與此錨定單元固定。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的浮子的側(cè)視圖，其中浮子在一水下位置；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的浮子的側(cè)視圖；其中浮子在一水下位置；圖3是本發(fā)明一浮子的側(cè)視圖，浮子正在接近其所要連接的船的底部；圖4是本發(fā)明一浮子的側(cè)視圖，浮子位于鄰近其所要連接的船的船底的位置；圖5是本發(fā)明一浮子的底視圖，浮子在其所要連接的船的船底上位于偏心位置；圖6是遠(yuǎn)離此錨定區(qū)域的泵進(jìn)水口的側(cè)視圖。
圖1表示水下浮子10在錨鏈11正好等于浮子10的凈向上浮力的高度上懸浮在海面下一平衡位置。浮子10配備有能漂浮的回收繩12，其上部13漂浮在海面14上。水下浮子10由一系列徑向展開的錨鏈或繩11錨定在海床15上，每一錨鏈或繩與一相應(yīng)裝在海床上的錨連接。
繩12的上部適宜于被船30回收并與一提升裝置，如裝在船30上的絞車(未示出)連接。當(dāng)由提升裝置向回收繩12施加一向上拉力時(shí)，錨鏈11便被提離海床15，且浮子10向船30的底部上升。一旦浮子10靠近船30的底部，就第一和第二實(shí)施例的浮子10來(lái)說(shuō)，將船30錨定到浮子10的操作過(guò)程是相同的。在介紹第二實(shí)施例的浮子10之后，該操作將參照?qǐng)D3-6進(jìn)行詳細(xì)介紹。
圖2示出與圖1示出的浮子10相似的另一個(gè)水下浮子10，但這一浮子10沒有回收繩。這個(gè)浮子10可以借助于經(jīng)由海下管線21連接于遠(yuǎn)置壓縮空氣源(未示出)的提升器20供給壓縮空氣?；蛘?，浮子10可以配備每當(dāng)船30錨定在浮子10時(shí)可再充氣的壓縮空氣儲(chǔ)缸。此浮子懸浮在其高度低于經(jīng)過(guò)的船的龍骨的收藏位置。如現(xiàn)有技術(shù)中所知，參照已知的固定位置，一個(gè)船30可以利用來(lái)自地球定位衛(wèi)星的數(shù)據(jù)將自身定位在浮子10上方。當(dāng)船30位于錨定位置時(shí)，通過(guò)向浮子10上的一個(gè)接收器傳輸一個(gè)聲納信號(hào)，借助于壓縮空氣使水鎮(zhèn)從浮子10拋出而使浮子升向船30的底部。所導(dǎo)致的浮子10凈浮力的增加使浮子10將錨鏈11提離海床一附加距離并升至一錨定位置23，在此位置浮子10上表面與船30的底接合。
更為具體地說(shuō)，當(dāng)船30靠近浮子10時(shí)，向浮子10發(fā)出一個(gè)信號(hào)控制浮子10在水柱上上升，直到此浮子10到達(dá)船30吃水深度下方一短距離位置處的預(yù)錨定深度。此預(yù)錨定深度一般是在船吃水深度下方1至3米。精通本技術(shù)的人士知道，此預(yù)錨定深度在波濤洶涌水域離船的吃水深度的距離應(yīng)選得較大，在較平靜水域要選得較靠近船30的吃水深度。然后在考慮船10的飄移對(duì)浮子10在進(jìn)水口32正下方接觸船30的底部進(jìn)行計(jì)算后，向浮子10發(fā)信號(hào)使之上升余下距離到達(dá)船30底面。取決于浮子10的最終浮力，浮子10一般從預(yù)錨定深度以大約每秒0.05-0.3米的速度上升。因此，在最后水鎮(zhèn)排出后3-60秒鐘，浮子10將與船30底表面接觸。通過(guò)第一壓力差將浮子10固定在船30上一般持續(xù)2-8秒鐘，而整個(gè)錨定過(guò)程可以在5秒鐘內(nèi)完成，盡管錨定過(guò)程可以費(fèi)時(shí)一分鐘以上。錨定過(guò)程需要時(shí)間短使得既使在船30的推進(jìn)系統(tǒng)不能在一般為5-10米的范圍內(nèi)在浮子10上方將船30保持就位情況下仍可進(jìn)行錨定。也就是說(shuō)，可在進(jìn)水口32經(jīng)過(guò)浮子10之前所需要的數(shù)秒鐘內(nèi)發(fā)出讓浮子由預(yù)錨定深度上浮的命令，以使進(jìn)水口完全地位于浮子10的外密封表面17之內(nèi)。在不能充分控制船30且浮子10滑離船30底部的情況下，船30移離錨定位置，向浮子10發(fā)一信號(hào)，使浮子重加水鎮(zhèn)沉到至少預(yù)錨定深度。當(dāng)浮子穩(wěn)定在希望的深度上，再試著進(jìn)行錨定過(guò)程。如果在重復(fù)錨定償試中浮子10的壓縮空氣供應(yīng)枯竭了，一個(gè)服務(wù)船可以對(duì)浮子進(jìn)行補(bǔ)給。
精通本技術(shù)的人士會(huì)意識(shí)到，浮子10可裝備如以上所述的去水鎮(zhèn)系統(tǒng)和回收繩兩者，從而減小回收繩經(jīng)受的力。此去水鎮(zhèn)系統(tǒng)可以如上所述那樣由聲納信號(hào)激發(fā)，或者也可以由回收繩的上升力激發(fā)。
圖3示出船30錨定到圖2所示那種類型的已升到錨定位置23的浮子10的過(guò)程。此船30裝有一泵31，此泵在希望在其中錨定浮子10的船30底部區(qū)域33內(nèi)有一進(jìn)水口32。此泵最好是大容量低水頭的泵，在遠(yuǎn)離區(qū)域33的一個(gè)或多個(gè)排水口34處將海水排回到海里。每個(gè)排水口34可以安裝一導(dǎo)流板以引導(dǎo)排水射流，以致泵31可以通過(guò)它的一個(gè)或多個(gè)排水孔34沿希望的方向施加一個(gè)推力。泵31還配備有一遠(yuǎn)離區(qū)域33的第二個(gè)進(jìn)水口35。第二進(jìn)水口35配備有一閥門36，用于調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)第二進(jìn)水口35的流量。閥36由一個(gè)動(dòng)力啟動(dòng)器37打開和關(guān)閉，并由船30的船員遙控。
當(dāng)船30接近浮子10上方的錨定位置時(shí)，閥36關(guān)閉，泵31僅通過(guò)進(jìn)水口32抽水。如前所述，船30的位置可以用衛(wèi)星和/或聲納數(shù)據(jù)高準(zhǔn)確度地確定，以致船可以定位在浮子10正上方。然后浮子10被升起與船30的底部接觸，使得進(jìn)水口32完全位于浮子10上表面上的外密封17之內(nèi)。然后泵31從被關(guān)閉的閥36和浮子10隔絕的封閉容積內(nèi)抽水。這將迫使浮子10貼靠船30的底部而使密封17和緩沖板受壓，直到船30的船體和浮子10的密封17與緩沖板18之間的壓力等于錨定系統(tǒng)的凈浮力與作用在浮子10上部與底側(cè)間的水壓差的合力為止。在泵31的空吸壓力作用于浮子10頂部最小壓力達(dá)到最小。為了調(diào)節(jié)浮子10頂部壓力，進(jìn)水口35處的閥36可以部分或全部打開，使水流向泵31并通過(guò)進(jìn)水口32返回到浮子10頂部。這提高了靜水壓力，減小了將浮子10上的緩沖板18和密封17壓向船30的船體的壓力。當(dāng)作用在緩沖板18和密封17上的壓力減小時(shí)，阻止浮子10沿船30底部水平移動(dòng)的摩擦力也減小了，由錨鏈11施加到浮子的力可以沿船30的底部表面移動(dòng)浮子10。
圖4更詳細(xì)示出浮子10被錨定在船30上。如上所述，浮子10的上表面裝有數(shù)個(gè)緩沖板18和密封17。密封17是柔韌的連續(xù)的密封，圍繞浮子10的中心同心地布置。密封17最好由聚乙烯或聚四氟乙烯制成。浮子10至少裝有一個(gè)密封17，也可以有幾個(gè)這種密封17。密封17一般比緩沖板18更向上突出浮子的頂面。這使足夠壓力被施加在密封17上，使船30的底部和浮子10之間形成基本上不漏水的連接。緩沖板18有三個(gè)功能1)當(dāng)在水浪高的情況下進(jìn)行錨定償試時(shí)，它們給船30的底部以緩沖，防止表面受浮子10的垂直沖擊；2)當(dāng)浮子10被錨定在船30上時(shí)，它們?cè)诟∽?0和船30之間分布巨大壓力；3)當(dāng)浮子10牢固地錨定在船30上時(shí)，它們?cè)诖?0和浮子10間提供摩擦，從而當(dāng)浮子10受到來(lái)自船30的錨定力作有時(shí)，不沿船30的底移動(dòng)。
當(dāng)通過(guò)泵31的抽吸使浮子被固定在船30的底部時(shí)，只要泵31繼續(xù)地在工作，浮子10便牢固地附住。為了減小泵31的動(dòng)力消耗，一個(gè)比泵31具有較低抽力并小得多的容量的第二個(gè)泵38可以被采用。這可以使船30的底和浮子10之間的壓力相對(duì)于僅用一個(gè)泵31的系統(tǒng)獲得的壓力減小。此時(shí)，泵31和進(jìn)水口32之間的閥39被關(guān)閉，使泵31停止工作。另一種作法是，閥35可以全打開，而泵31可以作為一個(gè)推進(jìn)器繼續(xù)工作以影響浮子10上的錨定負(fù)荷。
在浮子10上裝有二個(gè)或更多同心密封17時(shí)，第二泵38可以配置一個(gè)進(jìn)水口40，使各密封17之間區(qū)域42中的壓力降低?？梢园汛藟毫抵梁Ｋ恼羝麎毫?。由于浮子10的中心被內(nèi)密封17與低壓區(qū)域42隔絕，可以用一個(gè)艙底泵(bilge pump)(未示出)除去中心容積41中的水，讓大氣中的空氣進(jìn)入中心容積41。此中心容積41還可以配置一個(gè)人員進(jìn)出艙口43，使人員可進(jìn)入到此中心容積41，以便連接經(jīng)由提升器從海床上的管線45輸送貨物的流體連接器55、在浮子10與船30之間的連接結(jié)構(gòu)錨繩(未示出)，或在浮子10上進(jìn)行維修工作。如現(xiàn)有技術(shù)中所知的，流體連接器55通常與浮子10上的流體連接器進(jìn)行遠(yuǎn)連接。當(dāng)不需要人將流體連接器55和浮子10上的流體連接器進(jìn)行連接時(shí)，此容積41可以保持充水或惰性氣體，以減少容積41中漏油或氣體與空氣合在一起形成爆炸性的可燃混合物的風(fēng)險(xiǎn)。
最好是當(dāng)船30被錨定到浮子10上時(shí)，船30可以繞一個(gè)垂直軸線做風(fēng)標(biāo)式旋轉(zhuǎn)。被錨定時(shí)，船可以相應(yīng)于變化的風(fēng)向、水流和波浪進(jìn)行一或多個(gè)旋轉(zhuǎn)。為了使船30可以做風(fēng)標(biāo)式旋轉(zhuǎn)，浮子10包括兩個(gè)由一個(gè)垂直軸線結(jié)構(gòu)軸承49分開的部分組成。一個(gè)或多個(gè)密封50裝在浮子10兩部分46和47之間以防止海水入侵到浮子10上部的中心容積41中去。當(dāng)牢固地與船30相連接時(shí)，部分46與船30相對(duì)保持靜止，當(dāng)船30圍繞一垂直軸線做風(fēng)標(biāo)式旋轉(zhuǎn)時(shí)與船30一起旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，部分47相對(duì)于海床15不旋轉(zhuǎn)。此外，流體連接器55包括有旋轉(zhuǎn)接頭，使船30中的管線可以繞一垂直軸線相對(duì)于浮子10的部分47中的管線旋轉(zhuǎn)。
圖5示出一船30的底部平面圖，說(shuō)明浮子10如何在不與船脫離連接的情況下沿船30的底部移動(dòng)的。
如上所述，密封17最好突出在緩沖板18之上，并且是由與船30的底板摩擦系數(shù)低的材料制造的。相對(duì)照地，緩沖板18最好由與船30的底板摩擦系數(shù)很高的材料制造。緩沖板18最好由用于制造已知的船塢緩沖板的標(biāo)準(zhǔn)橡膠材料制造并且也可以用與制造汽車輪胎的材料相類似的材料制造。
在圖5中，是從下面看到的船30，浮子10偏心地裝在相對(duì)于進(jìn)水口32的偏心位置51。為了實(shí)現(xiàn)浮子10和船30之間的流體連接，需要將浮子10移至一中心的位置52。更為具體地說(shuō)，對(duì)于與船30是有單一流體連接的浮子來(lái)說(shuō)，必須將浮子10的位置定在其中心處在進(jìn)水口32中心的大約0.8×r的范圍內(nèi)，r是進(jìn)水口的半徑。為了合適地將浮子10定位，浮子必須相對(duì)于船30的底部沿方向54移動(dòng)距離53。首先，利用主推進(jìn)機(jī)械和船頭推進(jìn)器在與方向54相反的方向上偏移船30和浮子10，因此在方向54上使錨鏈11產(chǎn)生拉伸。當(dāng)沿此方向的偏轉(zhuǎn)量大到在錨鏈11上產(chǎn)生了一個(gè)希望的拉伸時(shí)，如對(duì)圖3和4所解釋的，在船30和浮子10之間的靜水壓力被升高，直到浮子10沿方向54開始沿船30的底部滑動(dòng)。當(dāng)此滑動(dòng)距離接近距離53時(shí)，浮子上方的壓力快速降低，滑動(dòng)停止。如果這個(gè)過(guò)程沒有成功，可以在不同的方向54和距離53上反復(fù)進(jìn)行，直到中心位置52處在要求的范圍內(nèi)。在浮子10與船30接觸后，環(huán)境壓力與浮子10和船30底面之間區(qū)域內(nèi)的壓力差最好立即上升到10-100千帕。為了沿船30的底面移動(dòng)浮子10，此靜水壓差降到2-50千帕。當(dāng)浮子10對(duì)中在預(yù)定位置上后，通過(guò)將此靜壓力差提高到60-300KPa之間，把船30錨定到浮子10上。精通本技術(shù)的人士會(huì)理解，在每一種情況下實(shí)際使用的壓力差將取決于浮子10的直徑和船30的吃水深度。
精通本技術(shù)的人士會(huì)理解，浮子10相對(duì)于進(jìn)水口32中心的位置可以通過(guò)形成在人員進(jìn)出艙口43上的窗戶直接觀察浮子10來(lái)確定，或通過(guò)用一水下電視攝像機(jī)觀察形成在浮子10上表面上的任一同心圓或裝在浮子10上表面上的一個(gè)或多個(gè)燈來(lái)確定。另外，浮子10可以包括一個(gè)聲音發(fā)送一應(yīng)答器(未示出)，將信號(hào)傳給安裝在船30的底面上的傳感器(未示出)。
圖6詳細(xì)示出進(jìn)水口35，其中，進(jìn)水口35由艙蓋60關(guān)閉，同時(shí)艙蓋還用作壓力控制閥。艙蓋60的打開由機(jī)械系統(tǒng)，如液壓缸61控制，該機(jī)械系統(tǒng)在船30行進(jìn)中可以完全關(guān)閉艙蓋60，并可以將艙蓋60保持在全開全閉之間的任何位置。此液缸61也可以與一伺服系統(tǒng)(未示出)連接，以自動(dòng)保持所需的打開程度以實(shí)現(xiàn)此伺服系統(tǒng)設(shè)定的選定壓力。
進(jìn)水口32可以裝備上一個(gè)相似的艙蓋(未示出)，以便保持船30的流體動(dòng)力學(xué)流線型船體以減少行進(jìn)中的阻力。
因此，在確定了浮子10從進(jìn)水口32的中心移動(dòng)的方向和大小之后，本發(fā)明的錨定系統(tǒng)與風(fēng)、水流和水浪的力相結(jié)合向船30施加一推進(jìn)力，以使船30和浮子10在與浮子10沿船30底部移動(dòng)的預(yù)定方向54相反的方向上偏移。當(dāng)由浮子10從其自然或平衡位置的偏移所確定的錨定系統(tǒng)中的預(yù)定水平的回復(fù)力達(dá)到后，浮子10上的靜水壓力快速上升，從而減少了浮子10和船30之間的壓力，這便使浮子10和船30底部之間的摩擦力減小，其結(jié)果，浮子10將沿船30底部在浮子10的中性位置方向上滑動(dòng)。
這一運(yùn)動(dòng)減少了作用在浮子10上的彈性恢復(fù)力，從而使滑動(dòng)在開始后一短距離便停止。當(dāng)浮子10接近希望位置時(shí)，通過(guò)迅速降低浮子10上的靜壓力可使浮子10停在任何位置。
通過(guò)反復(fù)使用這些步驟，浮子10可以移至任何位置，只要進(jìn)水口32完全處在與船30保持牢固接靠的外密封表面17之內(nèi)。
精通本技術(shù)的人士會(huì)意識(shí)到，船30底面相對(duì)地沒有海蝕將會(huì)有助于保持一個(gè)均勻的靜壓力。
為了進(jìn)行說(shuō)明，提供了上述實(shí)施例，但并不是為了限定本發(fā)明。精通本技術(shù)的人會(huì)意識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的僅由本文后附的權(quán)利要求限定的范圍的情況下，可以對(duì)已介紹的實(shí)施例進(jìn)行許多改變。
權(quán)利要求
1.一種將一個(gè)船錨定到一個(gè)通過(guò)多個(gè)錨鏈與海底連接的錨定單元上的方法，其中，當(dāng)不與船連接時(shí)，此錨定單元保持在海面以下一預(yù)定深度的儲(chǔ)存位置，其中，船的底面包括一錨定區(qū)域，此方法包括以下步驟將此船定位在錨定單元儲(chǔ)存位置上方；提升錨定單元使它與船的底面接觸；通過(guò)減小錨定單元上表面與船底面之間的錨定區(qū)域中的靜壓力在錨定區(qū)域中的壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第一壓差使此錨定單元固定在船表面上；檢測(cè)錨定單元距錨定單元在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置的位移；移動(dòng)船及固定到船底面的錨定單元，以便通過(guò)各錨鏈?zhǔn)┘拥藉^定單元上的一個(gè)拉伸力指向錨定單元的預(yù)期位置；增加錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力直到錨定區(qū)域內(nèi)的靜壓力與環(huán)境壓力之間的壓力差達(dá)到第二壓差，其中，此第二壓差小于第一壓差，以便錨定單元沿船的底面朝錨定單元的預(yù)期位置滑動(dòng)；當(dāng)錨定單元達(dá)到錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置時(shí)，迅速減少錨定區(qū)域內(nèi)的壓力以在錨定區(qū)內(nèi)的靜壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第三壓差，以在預(yù)定位置將船固定到錨定單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，此錨定單元距預(yù)期位置的位移通過(guò)一光學(xué)成像裝置憑視覺檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)拉船上的一條與錨定單元連接的回收繩使錨定單元上升與船接觸直到錨定單元與此船的底面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，其中靜壓力減小的錨定區(qū)域是一圍繞錨定單元和船之間的一流體連接的環(huán)形空間，以致在錨定單元被固定在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置之后，可以將環(huán)形錨定區(qū)域內(nèi)的流體連接位于其中的中心容積中的水排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，環(huán)境壓力和錨定區(qū)域中的壓力之間的第一和第三壓差是在10-300千帕的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，環(huán)境壓力和錨定區(qū)域中的壓力之間的第二壓差是在2-50千帕的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，錨定單元距預(yù)期位置的位移由多個(gè)與此船連接的傳感器檢測(cè)，這些傳感器接受來(lái)自與錨定單元連接的聲音發(fā)送應(yīng)答器的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，錨定單元包括一第一部分和一第二部分，當(dāng)固定在船底面上時(shí)，此第一部分不能相對(duì)于船旋轉(zhuǎn)，此第二部分可相對(duì)于船旋轉(zhuǎn)。
9.一種船錨定系統(tǒng)，其中，船包括一在其底面形成的錨定區(qū)域，此系統(tǒng)包括一個(gè)通過(guò)多條錨鏈連接于海底的錨定單元，其中，當(dāng)不與船錨定時(shí)，錨定單元保持在海面下一預(yù)選深度的儲(chǔ)存位置，錨定單元的上表面包括一個(gè)圍繞錨定區(qū)域內(nèi)的一個(gè)待連接目標(biāo)區(qū)域的密封表面；一個(gè)與錨定單元連接的回收繩，其中，此回收繩的一部分漂浮在水面上；一個(gè)裝在船上的絞車，用于回收回收繩從而將錨定單元從所述儲(chǔ)存位置提升到一錨定位置，在此位置，所述密封面與船的底面接觸，以致船底面與所述目標(biāo)區(qū)域之間的錨定區(qū)域被密封；一個(gè)用于降低船底面與錨定單元上表面的目標(biāo)區(qū)域之間的壓力的第一泵，其中，此第一泵用于在環(huán)境壓力與錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生第一壓差以使錨定單元相對(duì)于船底面固定不動(dòng)以及在環(huán)境壓力與錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生第二壓差，其中，第二壓差的數(shù)值比第一壓差的數(shù)值小，以致錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸；以及一個(gè)用于檢測(cè)錨定單元距錨定單元在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置的位移的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括一電視攝像機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述錨定單元在其上表面上包括多個(gè)可視的同心圓。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，其中，錨定單元在其上表面安裝有一個(gè)燈。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一與第一泵協(xié)同工作用以在錨定區(qū)域內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間產(chǎn)生一預(yù)定壓差的第二泵。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，其中，第一泵包括一個(gè)與所述錨定區(qū)域相隔一預(yù)定距離的出口，并且，其中，此出口的出水流的方向可以取預(yù)期的角度，以便向船提供一個(gè)預(yù)期的力。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船錨定系統(tǒng)，其中，錨定單元的上表面包括一個(gè)在所述密封表面壓靠在船底面之后與船的底面接觸的緩沖板。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的船錨定系統(tǒng)，其中，密封表面由第一材料制造，緩沖板由第二材料制造，其中，船底面與所述緩沖板之間的摩擦系數(shù)大于密封表面與船底面之間的摩擦系數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的船錨定系統(tǒng)，其中，當(dāng)錨定區(qū)域內(nèi)的壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第一壓差時(shí)，所述密封面被靠壓而所述緩沖板與船底面相接觸，當(dāng)錨定區(qū)域內(nèi)的壓力與環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第二壓差時(shí)，緩沖板不接觸船底面。
18.一種船錨定系統(tǒng)，其中，船在其底面包括一錨定區(qū)域，此系統(tǒng)包括一個(gè)通過(guò)多條錨鏈與海底連接的錨定單元，其中，當(dāng)不與一船錨定時(shí)，錨定單元保持在海面下一預(yù)定深度的一儲(chǔ)存位置上，錨定單元的上表面包括一個(gè)圍繞錨定區(qū)域內(nèi)的一個(gè)待連接目標(biāo)區(qū)域的密封表面；用于將錨定單元從儲(chǔ)存位置提升至一錨定位置的裝置，在錨定位置密封表面與船底面接觸，以致在船底面和所述目標(biāo)區(qū)域之間形成一個(gè)密封錨定區(qū)域；一個(gè)用于降低船底面與錨定單元上表面的目標(biāo)區(qū)域之間的壓力的泵，其中，此泵用于在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生第一壓差以使錨定單元相對(duì)于船底面固定不動(dòng)以及在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力間產(chǎn)生第二壓差，其中，第二壓差的數(shù)值比第一壓差的數(shù)值小以便錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸；以及檢測(cè)錨定單元距錨定單元在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置的位移的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)位移的裝置包括一個(gè)用于觀察錨定單元上表面的光學(xué)成像系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)位移的裝置包括一個(gè)與錨定單元連接用于傳送指示錨定單元位置的信號(hào)的錨定單元傳送器，和多個(gè)與船連接用于接受來(lái)自錨定單元傳送器的信號(hào)的傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述錨定單元傳送器是一個(gè)聲音發(fā)送應(yīng)答器。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船錨定系統(tǒng)，其中，錨定單元的上表面包括一個(gè)在所述密封表面壓靠船底面后與船底面接觸的緩沖板。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)區(qū)域是一個(gè)圍繞船與錨定單元之間的流體連接位于其中的一個(gè)中心容積的環(huán)形區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述中心容積包括一個(gè)中心容積中的水可通過(guò)其排出的出口。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的船錨定系統(tǒng)，其中，所述密封表面由第一材料制造，所述緩沖板是由第二材料制造，其中，船底面與此緩沖板之間的摩擦系數(shù)比所述密封表面與船底表面之間摩擦系數(shù)大。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的船錨定系統(tǒng)，其中，當(dāng)在錨定區(qū)域內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第一壓差時(shí)，所述密封表面被壓縮而緩沖板與船底面相接觸，當(dāng)在錨定區(qū)域內(nèi)的壓力和環(huán)境壓力之間產(chǎn)生第二壓差時(shí)，所述緩沖板不接觸船底面。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的船錨定系統(tǒng)，其中，用于提升錨定單元的裝置包括一個(gè)與錨定單元的水鎮(zhèn)區(qū)域流體相通的壓縮氣容器以及一個(gè)船傳送器，該傳送器用于從船向錨定單元發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，用以向錨定單元的水鎮(zhèn)區(qū)域釋放壓縮氣以提高此錨定單元的浮力。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的船錨定系統(tǒng)，其中，用于從錨定單元排出水鎮(zhèn)的導(dǎo)管包括一個(gè)閥門和一個(gè)由船上的傳送器控制的啟動(dòng)器。
29.根據(jù)權(quán)利要求19所述的船錨定系統(tǒng)，其中，用于提升錨定單元的裝置包括一個(gè)與錨定單元連接的漂浮回收繩和船上安裝的一個(gè)絞車。
30.一種適宜于錨定到一水下錨定單元的船，包括一個(gè)在其底面帶有一進(jìn)水口的船體，其中，底面的圍繞此進(jìn)水口的一個(gè)第一部分適宜于接納通過(guò)多條錨鏈與海底連接的一個(gè)錨定單元的上部；一個(gè)通過(guò)進(jìn)水口將海水快速排出錨定單元上表面和錨定單元與之相接觸的船體部之間形成的錨定區(qū)域以減少作用在錨定單元上部的向下靜壓力的泵，其中，此泵用于在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生使此錨定單元相對(duì)于船底面固定不動(dòng)的第一壓差以及用于在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生第二壓差，其中，此第二壓差的數(shù)值比第一壓差的數(shù)值小，以使錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸；以及一個(gè)用于檢測(cè)錨定單元距其在船底面上一個(gè)預(yù)期位置的位移的傳感器。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的船，其中，船包括一個(gè)遠(yuǎn)離錨定區(qū)域的用于由泵抽入的海水的出口。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的船，其中，所述遠(yuǎn)離的出口對(duì)海水的出水流進(jìn)行導(dǎo)引以對(duì)船提供一預(yù)期的推力。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的船，還包括一個(gè)用于將一與錨定單元連接的繩索拉上船的絞車。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的船，還包括一個(gè)用于向錨定單元傳輸信號(hào)以控制錨定單元的浮力從而控制錨定單元所處深度的信號(hào)發(fā)生器。
35.一種適宜于錨定在一水下錨定單元上的船，包括一個(gè)在其底面形成有一進(jìn)水口的船體，其中，底面的圍繞進(jìn)水口的第一部分適宜于接納一個(gè)錨定單元的上部，當(dāng)此錨定單元沒有與船連接時(shí)被儲(chǔ)存在海面之下的一預(yù)定深度；一個(gè)用于產(chǎn)生控制錨定單元所處深度和提升錨定單元使之與船底面接觸的信號(hào)的裝在船上的信號(hào)發(fā)生器；一個(gè)將海水快速排出錨定單元上表面和錨定單元與之接觸的船體部之間的錨定區(qū)域以減小作用在錨定單元上部的向下靜水壓力的泵，其中，泵用于在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生使錨定單元相對(duì)于船底面固定不動(dòng)的第一壓以及用以在環(huán)境壓力和錨定區(qū)域內(nèi)的壓力之間產(chǎn)生第二壓差，其中，第二壓差數(shù)值比第一壓差的數(shù)值小以使錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸；以及用于檢測(cè)錨定單元距其在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置的位移的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的船，其中，船包括一個(gè)遠(yuǎn)離錨定區(qū)域的用于由泵抽進(jìn)的海水的出口。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的船，其中，所述遠(yuǎn)離的出口對(duì)海水的出水流進(jìn)行導(dǎo)引以向船提供一預(yù)期的推力。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的船，其中，用于檢測(cè)位移的裝置提供了一個(gè)直接憑視覺觀察錨定單元的光通道。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的船，其中，用于檢測(cè)位移的裝置包括一個(gè)光學(xué)成像裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的船，其中，用于檢測(cè)位移的裝置包括多個(gè)用于接收表示錨定單元位置的信號(hào)的傳感器。
全文摘要
一種在其底部包括有一錨定區(qū)域的船的錨定系統(tǒng)，包括一個(gè)由多條錨鏈與海底連接的錨定單元，此錨定單元在不用時(shí)位于在海面下一預(yù)定深度的儲(chǔ)存位置上。此錨定單元的上表面包括一個(gè)圍繞將連接在錨定區(qū)域內(nèi)的一個(gè)目標(biāo)區(qū)域的密封表面。此系統(tǒng)包括將此錨定單元從儲(chǔ)存位置提升到一錨定位置的裝置，在錨定位置，密封面與船底表面接觸，以使錨定區(qū)域在船底面和目標(biāo)區(qū)域之間被密封，以及用于將船面與錨定單元上表面的目標(biāo)區(qū)域之間壓力降到一個(gè)使錨定單元相對(duì)于船底面固定不動(dòng)的第一水平以及使錨定單元與船底面保持滑動(dòng)接觸的第二水平的泵。此系統(tǒng)還包括一個(gè)探測(cè)錨定單元距其在錨定區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置的位移的裝置。
文檔編號(hào)B63B22/00GK1148835SQ95193207
公開日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1995年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月11日
發(fā)明者詹斯·科斯哥德 申請(qǐng)人:詹斯·科斯哥德