專利名稱：卷揚起重機和海上船只的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1前序所描述的卷揚起重機(hoisting crane)。這類 的卷揚起重機曾經(jīng)在申請PCT/NL2005/000443中進行過描述。
背景技術：
這種已知的卷揚起重機的缺點是，在所希望的起吊率或提升率(hoistingrate) 下可以起吊的負載的范圍是有限的。卷揚起重機的絞盤和起吊纜繩決定了其起吊的能力。 使用穿縛式或縛緊式(reeved)起吊纜繩可以懸吊較重的負載，但是起吊率較低。為了以相 同的起吊率懸吊較重的負載，起吊纜繩和絞盤的重量和長度就會迅速增加。這就是為什么 已知的卷揚起重機必須在起吊纜繩，絞盤和起重機的起吊能力中做出妥協(xié)的選擇。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種改進的卷揚起重機。為此，本發(fā)明提供了一種如權利要 求1前序描述的卷揚起重機，其特征在于這種卷揚起重機還包括位于可移動的絞盤支持 件下面的一種深水絞盤、以及延伸穿過可移動的絞盤支持件的中心用來提升載荷的一種相 關聯(lián)的深水纜繩，這樣深水纜繩從深水絞盤開始穿過中空立柱延伸至頂端的纜繩導向件， 進而延伸至起重臂(jib)上的起吊纜繩導向件。這種卷揚起重機的優(yōu)點是，由于可應用起吊裝置與深水降低系統(tǒng)結合的形式，增 加了在所需的起吊率下起吊的負載的范圍。常規(guī)的起吊系統(tǒng)允許在降低起吊率的情況下以 增加的重量來起吊負載，并且深水降低系統(tǒng)特別允許在較大的距離(在深水中)以合理的 起吊率來起吊重量較大的負載。根據(jù)本發(fā)明，深水降低系統(tǒng)通常包括一個高容量的絞盤和 一個較大直徑的纜繩，在一優(yōu)選的實施例中，纜繩的直徑達到109mm，長度達到4000米。在一優(yōu)選的實施例中，深水絞盤相對于立柱安裝在一個固定方位上。由于用于起 吊負載的深水纜繩穿過可移動的絞盤支持件的中心，所以深水系統(tǒng)可以在起重臂的任何方 位處操作。在另一個實施例中，深水絞盤被布置在一個可移動的深水絞盤支持件上，該深水 絞盤支持件相對于立柱可移動地安裝。由于深水絞盤的很大質量在相當大程度上限制了其 可移動性，這種實施例很少被選用。更多有利的實施例在從屬權利要求中和以下參照附圖的描述中作了進一步闡述。
圖中圖1圖示地描繪了在其各用途中特別適于在海床上鋪設管道的海上船只，圖2顯示了圖1的船只的背側處的卷揚起重機，其局部呈剖切視圖的形式，圖3從不同的方向顯示了圖2所示的卷揚起重機，圖4是圖2和圖3所示的卷揚起重機的俯視圖。
具體實施例方式圖1顯示了特別適于在海床上鋪設管道的海上船只1。顯然船只可以是不同的類 型，例如半潛式。該船也可是一平臺，例如張力腿平臺或其他平臺。船只1包括船體2和工作甲板3，并且在船體2的前部處設置有諸如船員起居艙室 等上層建筑4。船只1在工作甲板3上設置著一種帶有1個或多個焊接站點的s型布置的管道鋪 設安裝工具(pipeline-laying installation)，用于將管段9a在大致水平的方位上聯(lián)接 在一起。在工作甲板3上還有所謂的張緊器8用于承載住管道9的重量，該管道9從船只 1向下懸吊。此外，船只1還具有一種在船只1的后側處突出到船只1的船體2以外的托管架 (stiger) 5，其在船體2上在接合點處與船體2接合，從而可以繞基本上水平的樞接結構6 而旋轉，并且形成向下彎曲的支持件用于使管道朝海床移動。此外，根據(jù)本發(fā)明，船只1有一個卷揚起重機20，在本實施例中將其安置成臨近著 船體的與托管架5相同的一側，卷揚起重機20包括一個固定在船體2上的豎直結構。卷揚 起重機20會在下面詳細介紹。這里，起重機20設置在船只1的縱向軸線上，并且在管道9 離開工作甲板3的位置的上方。卷揚起重機20，其在圖2至4中被詳細示出，具有一種大致空心的帶有基部的立柱 21，這種情況下其被固定至船只1的船體2上。此外，立柱具有一頂部23。卷揚起重機20有一個起重臂24，其在圖1中圖示為處于兩種不同的位置。環(huán)形軸 承結構25環(huán)繞著立柱21而延伸，并且弓I導并承載著一個起重臂連接構件26，從而使得起重 臂連接構件26、和因此起重臂24可以繞立柱21旋轉。在這種情況下，起重臂連接構件26形成一個大致水平的樞轉軸線，從而使得起重 臂24也可以向上和向下樞轉。至少一個驅動電機27用于沿著環(huán)形軸承結構25使得起重 臂連接構件26移位。作為舉例，環(huán)形軸承結構25包括一個或多個環(huán)繞著柱21延伸的引導 軌道，和在所述引導軌道上經(jīng)由運轉輪(rurmingwheel)支撐著的起重臂連接構件26的環(huán) 形部件28。在組件28兩個位置處布置起重臂緊固支持件29。驅動電機27，例如，驅動了與 環(huán)繞著柱21的帶齒軌道相嚙合的小齒輪。為了使起重臂24向上和向下樞轉，頂端絞盤30設置有接合于起重臂24上的頂端 纜繩31。此外，卷揚起重機20包括一個用來提升或降低載荷的起吊絞盤35，并且?guī)в邢嚓P 聯(lián)的起吊纜繩36和起吊吊鉤37。跟據(jù)本發(fā)明，卷揚起重機20包括一個深水絞盤82和相關聯(lián)的深水纜繩81以用來 提升和降低載荷。在所示的實施例中，經(jīng)由一個較低纜繩滑輪組件83來引導深水纜繩81。 優(yōu)選地，這種深水絞盤和纜繩可以允許使得海底結構下降到達至少1000米的水深，更優(yōu)選 的到達3000米。這種深水絞盤和深水纜繩可以優(yōu)選地體現(xiàn)為一種放棄和回收(A&R)絞盤和纜繩， 這種A&R絞盤和纜繩用在管道布設工程中能夠用來放棄和回收先前投下水的管道。為此， 需要將先前投下水的管道的所有重量從一條A&R線路上懸吊起來。
在柱21的頂部23處有一個頂部纜繩引導件40，該頂部纜繩引導件設置有纜繩滑 輪組件41以用于頂部纜繩31，并且具有纜繩滑輪組件42用于起吊纜繩36，以及具有纜繩 滑輪組件80用于深水纜繩81。用于起吊纜繩36和/或用于深水纜繩36的一個或更多的纜繩滑輪組件43、以及 用于頂部纜繩31的纜繩滑輪組件44都布置在起重臂24上。本領域技術人員可以酌情為 每個纜繩選擇適當?shù)睦|繩部件的數(shù)量。絞盤30和35在此情況下安置在立柱21的基部22中，從而使得頂部纜繩31和起 吊纜繩36從相關聯(lián)的絞盤30和35開始、穿過中空的立柱21、向上延伸至頂部纜繩引導件 40，然后再朝著起重臂24上的纜繩引導件43、44延伸。頂部纜繩引導件40具有有一種旋轉軸承結構，例如纜繩滑輪組件所安裝到的 一種結構部件上帶有一個或多個環(huán)繞柱21頂部的運行軌道以及嚙合于運行軌道上的運轉 輪。因此，頂部纜繩引導件40可以繞立柱21而跟隨著起重臂24的旋轉運動，并且采用大 致與起重臂24相同的角度位置。頂部纜繩引導件40可具有一個相關聯(lián)著的驅動電機組件，其確保了頂部纜繩引 導件40可跟隨著起重臂24繞立柱21的旋轉運動，但是優(yōu)選的是一種沒有驅動電機組件的 實施例。起重臂絞盤31和起吊絞盤35布置在一種可繞基本與立柱21平行的旋轉軸線而 旋轉的可旋轉絞盤支持件50上?？梢苿咏g盤支持件50可相對于立柱21移動地安裝好。絞 盤支持件50在此處定位在豎直的起重機結構內(nèi)，優(yōu)選在柱21的圓型截面下方的基部22的 區(qū)域內(nèi)，并且從頂端纜繩引導件40開始以機械的方式解耦或解除聯(lián)接。支持件50可以例 如也布置于立柱下方的船只的船體中，例如基部可以具有延伸到船體里面的一種延伸 部。在所示的例子中，絞盤支持件50是一個大致圓形平臺，其圓周處安裝在環(huán)形的軸 承51中，在平臺上布置著絞盤31，35。環(huán)形軸承51在此情況下使得平臺可以繞著與頂部纜 繩引導件的旋轉軸線一致的豎直軸線而旋轉。軸承可以具有任何適合的設計，包括沿著環(huán) 形軌道運行的小車(trolley)。旋轉絞盤支持件50具有相關聯(lián)的一種驅動電機組件52用來移動絞盤支持件50， 這是以這樣的形式實現(xiàn)的絞盤支持件50在起重臂24相對立柱21旋轉的情況下保持一個 不變的方向。絞盤支持件50的方向相對于頂部臺面引導件40同樣保持不變，因為它的移 動是起重臂24移動的結果。根據(jù)本發(fā)明，深水絞盤82定位在可移動絞盤支持件50下方。深水絞盤82可以實現(xiàn)為一種線形絞盤，或者牽引絞盤，或者其它合適類型的絞
ο優(yōu)選地，深水絞盤82和相關聯(lián)的或所集成的用于深水纜繩的存儲滾筒被定位于 船只的船艙(hold)內(nèi)。優(yōu)選地，深水絞盤和相關聯(lián)的或所集成的存儲滾筒由于其巨大的重 量而被定位得盡可能低。深水絞盤82和繩索滑輪組件83被安裝在深水絞盤支持件84上， 其優(yōu)選地相對于立柱21、22而安裝在一個固定的方位上。可選地，深水絞盤支持件相對于立柱21，22可移動地安裝。在一種可能的實施例 中設想到，將可移動的深水絞盤支持件84連接到起重臂絞盤的可移動的絞盤支持件50以及連接到起吊絞盤31、35，從而使得支持件84、50可以同步移動。相關聯(lián)的深水纜繩81從深水絞盤82延伸穿過可移動絞盤支持件的旋轉軸線(這 種情況下，其穿過可移動絞盤支持件50的中心)，延伸至頂部纜繩引導件，繼而延伸至起重 臂上的起吊纜繩引導件。在所示的實施例中，有一個角度傳感器60用于檢測起重臂連接構件26的部件28 相對于立柱21的位置，絞盤支持件50的驅動電機組件52具有相關聯(lián)的控制裝置53，該控 制裝置53與角度傳感器60成操作性的接觸。絞盤31、35各自具有一個布置在可移動絞盤支持件50上的電動(或電動-液壓) 絞盤驅動電機組件38、39。所需的電能是通過布置在船只上別處的發(fā)電機而供給的，該發(fā)電 機處在距可移動絞盤支持件50 —定距離處。在這些發(fā)動機與絞盤驅動電機組件38、39之 間設置一個或多個成電連接的滑動接觸件(未示出)。一個沒有示出的變型方案中，絞盤支持件50可繞著豎直的軸桿旋轉，該軸桿設置 有一或多個滑動接觸件。在這樣一個實施例中，深水電纜延伸穿過該軸桿的中心。經(jīng)由一個或多個滑動接觸件，電力電流供給被優(yōu)選地饋送給絞盤支持件50上的 電動設備。卷揚起重機20為卷揚起重機的操作人員設置了艙室70，該艙室70在此情況下被 環(huán)形軸承結構25承載著，起重臂24被緊固到該環(huán)狀軸承結構，從而使得艙室70可繞立柱 21與起重臂一起旋轉。艙室70內(nèi)至少存在著控制構件(未顯示)，用于操作起吊纜繩36的絞盤35并且 用于操作頂部纜繩31的絞盤31。絞盤驅動電機組件38、39具有相關聯(lián)的控制裝置(未顯 示)，其與艙室70內(nèi)的相關聯(lián)的控制構件成無線通信。作為例子，多個無線傳輸/接收單元 被布置成環(huán)繞著立柱，在立柱周圍的艙室70的路徑上、或者附近。用于處在絞盤支持件50上的一個或多個絞盤的控制裝置，例如電控設備，優(yōu)選地 也定位在此絞盤支持件50上。從附圖中可以看出，正如優(yōu)選的情況，立柱21具有一個基本連續(xù)的外壁。在這種 情況下，穿過立柱的水平截面從起重臂連接構件到頂部23基本上是環(huán)狀的，同時截面朝著 柱的頂部逐漸減小。柱21的底部22基本上為矩形的，優(yōu)點在于該底部能夠被很容易地固 定(通過焊接或使用螺栓)到船只1的船體2的縱向和橫向的艙壁或隔壁。在一個沒有示 出的變型方案中，立柱是部分地或全部地由鋼筋(bar)組成的框架。從圖1中可以看出承載連接結構80將托管架保持在一個期望的位置，所述承載連 接結構80在卷揚起重機20的豎直結構與托管架5之間延伸，所述卷揚起重機20的豎直結 構處于在船的船體2上的托管架5的接合點6上方的部位處(在這種情況下，位于起重臂 24的環(huán)形軸承結構的附近)，而托管架5所處在的部位遠離了船的船體2上的托管架5的 接合點6。使用卷揚起重機20的豎直結構，則基部22作為結構80的一處接合點，有可能省 去額外的結構部件以依然可以將托管架保持就位。例如伸出船體2外的懸臂。船只1可以用來鋪設管道9，也可以用來進行吊裝工作，諸如(例如，在安裝平臺時 的近海/離岸工業(yè)，水下安裝等情況下)開展的起吊工作。
權利要求
卷揚起重機(20)，包括實質上中空的立柱(21)，其具有底部(22)和頂部(23)，底部(22)是支持件或者可以固定到支持件上，起重臂(24)，環(huán)形軸承結構(25)，其繞著立柱(21)而延伸并引導和承載著起重臂連接構件(26)，從而起重臂連接構件可以繞著柱(21)旋轉，起重臂連接構件形成實質上上水平的旋轉軸線，從而使得起重臂可以向上和向下樞轉，頂部裝置(30，31)，其用來使起重臂(24)向上和向下樞轉，包括起重臂絞盤(30)和起重臂起吊纜繩(31)，位于立柱頂部(23)處的頂部纜繩引導件(40)；頂部纜繩引導件(40)包括旋轉軸承結構，從而使得頂部纜繩引導件可以跟隨著起重臂一起繞著立柱做旋轉運動，并且頂部纜繩引導件采用實質上與起重臂相同的角度位置。在卷揚起重機的起重臂上的一個或多個起吊纜繩引導件(43)；用于將負載起吊的起吊裝置(35，36)，包括起吊絞盤(35)和相關聯(lián)的起吊纜繩(36)；起吊絞盤(35)安置在立柱內(nèi)，優(yōu)選地在立柱(21)的基部附近，從而起吊纜繩從絞盤開始延伸、穿過中空的立柱至頂部纜繩引導件、進而到達起重臂上的起吊纜繩引導件，其中，起重臂絞盤(31)和起吊絞盤(35)布置在可旋轉的絞盤支持件(50)上，可旋轉的絞盤支持件(50)可繞著實質上與立柱(21，22)平行的旋轉軸線而旋轉，從而絞盤支持件(50)相對于立柱(21，22)可移動地安裝；絞盤支持件(50)具有相關聯(lián)的驅動電機組件(52)用于移動該絞盤支持件(50)，從而使得絞盤支持件(50)相對于起重臂(24)在起重臂繞著立柱(21，22)旋轉的情況下維持著實質上恒定的方位，其特征在于卷揚起重機還包括定位于可移動的絞盤支持件(50)下方的一種深水絞盤(82)、和用來提升和降低負載并延伸穿過可移動的絞盤支持件(50)的旋轉軸線的一種相關聯(lián)的深水纜繩(81)，從而使得深水纜繩(81)從深水絞盤(82)開始延伸、穿過中空的立柱至頂部纜繩引導件，繼而延伸至起重臂上的起吊纜繩引導件。
2.根據(jù)權利要求1所述的卷揚起重機，其中，深水絞盤(82)相對于立柱(21，22)安裝 在固定的方位上。
3.根據(jù)前面任一項權利要求所述的卷揚起重機，其中立柱(21)具有實質上連續(xù)的外壁。
4.根據(jù)權利要求3所述的卷揚起重機，其中穿過立柱(21)的水平截面是實質上為圓形 的，并且優(yōu)選地橫截面朝著立柱頂部逐漸減小。
5.根據(jù)前面任一項權利要求所述的卷揚起重機，其中立柱(21)的基部實質上是矩形的。
6.根據(jù)前面任一項權利要求所述的卷揚起重機，其中立柱至少是部分由鋼筋組成的框
7.根據(jù)權利要求1所述的卷揚起重機，深水絞盤(82)布置在可移動的深水絞盤支持件 (84)上，其相對于立柱(21，22)可移動地安裝。
8.根據(jù)權利要求7所述的卷揚起重機，其中可移動的深水絞盤支持件連接到起重臂絞盤和起吊絞盤(31，35)的可移動絞盤支持件(50)，從而使得支持件(84，50)可同步地移動。
9.具有前面任一項權利要求1至8所述的卷揚起重機的船只。
10.海上船只(1)，特別適于用來在海床上鋪設管道，包括根據(jù)前面任一項權利要求1 至8所述的卷揚起重機，其中卷揚起重機具有固定在船體上的豎直結構(21，22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種卷揚起重機(20)，包括一個大致空心的立柱(21)，一個起重臂(24)，一用于上下樞轉起重臂的頂部裝置，其包括一個起重臂絞盤(30)和起重臂起吊纜繩(31)。卷揚起重機進一步包括用于吊起載荷的吊起裝置(35)，其包括一個起吊絞盤(35)和一個相關聯(lián)的起吊纜繩(36)，起吊絞車安置在立柱內(nèi)(21)，從而起吊電纜(36)從絞盤(35)通過中空立柱(21)延伸。起重臂絞盤(30)和起吊絞盤(35)都設置在一個可旋轉的絞盤支持件(50)上，其基本上與立柱(21)平行并可繞旋轉軸線旋轉，從而絞盤支持件相對于立柱可移動地安裝。卷揚起重機進一步包括在可移動的絞盤支持件(50)下方的一種深水絞盤(82)和穿過可移動的絞盤支持件的軸線用來提升和降低載荷的一種相關聯(lián)的深水纜繩(81)，從而使得深水纜繩(81)從深水絞盤(82)通過中空立柱(21)延伸。本發(fā)明還涉及到一種具有該起重機的船只。
文檔編號B66C23/84GK101939246SQ200780101016
公開日2011年1月5日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權日2007年10月11日
發(fā)明者J·魯?shù)遣?申請人:伊特雷科公司