本发明的技术领域

本发明涉及一种可分离的船舶系泊系统，其中，该船包括用来安装转塔的 结构，当转塔通过可释放地连接在转塔上的蛛状浮筒锚定在海底上时，该船可 环绕着转塔转动。该蛛状浮筒是浮动的，并通过许多间隔的系泊缆绳锚定在海 底。

现有技术介绍

可参阅1994年4月26日的第5,306,186号美国专利，它的全部内容在 这里被参考引用。如′86专利所示，蛛状浮筒具有包括链条的许多锚支架，它 们通过诸如桩或牵引嵌入锚之类的锚连接在海底。在浮筒收回位置上的锚支架 仍然直接与浮筒连接。锚定力传递给浮筒。也叫做“系泊浮筒”或“系泊部件” 的蛛状浮筒通过锚链拉动而牢牢地靠接在海平面之下的转塔底部上。蛛状浮筒 可释放地锁定在转塔上。这样，在蛛状浮筒收回并靠接在转塔上时，转塔基本 上固定在海底上。如′86专利所述，蛛状浮筒与转塔的任何连接必须在海平面 下进行。

钻探和生产操作常常是在很深的水里甚至包括在大流冰的潜在通道这样非 常严酷的环境里进行的。在水很深或因其它的设计要求而使锚支架很重的情况 下，这种蛛状浮筒和它的连接部件的结构将逐渐变得复杂和昂贵。

蛛状浮筒支承着竖管，而竖管延伸至在海底的井，以便将碳氢化合物产品 输送到船的储存区里。在转塔上的产品输送管与浮筒上的竖管连接。由于浮筒 一般在转塔的下端收回，因此浮筒在接纳转塔的船体的月亮池或垂直开口里的 海水表面之下。结果，来自转塔的产品输送管与浮筒上的竖管的任何连接必须 在海平面下进行。

浮筒上的系泊链条一般是由金属链条制成的，它们可能很重，特别是在 3500英尺以上的水深时。这样，当从转塔上放下蛛状浮筒并让其支承许多重 的系泊缆绳或链条时，该浮筒下沉到比所需深度更深的深度。否则，浮筒必须 具有较大的浮力以支承锚支架。提供足够尺寸和浮力的浮筒、以便在浮筒脱离 转塔时支承锚支架或系泊缆绳、使其沉入适当深度的水里以取得平衡常常是不 经济的。

飘浮在海面上的标志浮筒或测位浮筒通常与下沉的蛛状浮筒连接，以标示 下沉的蛛状浮筒的位置。一较细的回收缆绳自标志浮筒延伸至下沉的蛛状浮 筒。一油轮或储存船认定标志浮筒位置，然后自下沉位置回收蛛状浮筒。蛛状 浮筒下沉至适当的深度，以便使过往船只不受干扰。适当的下沉深度一般在35 至150米之间。这样，就需要提供一种可分离的系泊系统，以便当蛛状浮筒与 转塔分离时可下沉到所需的深度范围内。

                     本发明的简要说明

本发明提供一种可分离的转塔系泊系统，该系统使用一种可释放地连接在 转塔上并通过锚定在海底上的许多悬链式系泊链条固定在海底的蛛状浮筒。该 转塔具有下部井道或腔室，以便在收回浮筒并让其可分离地连接在转塔上时在 海平面之上的一个位置上接纳该蛛状浮筒。环绕着该腔室的转塔的下部环形端 部在蛛状浮筒的侧面延伸。在收回的浮筒上端附近的转塔上端的一个平台可让 工作人员对浮筒作业，包括连接和分离各种竖管管道。在蛛状浮筒收回位置上 的锚支架或链条(系泊链条)由转塔垂直地和水平地支承，以便消除锚定力和 来自蛛状浮筒的锚链的重量。这样，当浮筒处于在转塔上的收回位置时，来自 系泊链条的锚定力不经过浮筒。此外，相对较轻的导绳固定在锚支架的上端， 以便向上拉动锚支架，使蛛状浮筒在收回位置上时连接在转塔上。适当的绞车 组件将锚支架的上端提升到一升起位置，以便固定在转塔上。导绳还可用来放 下与蛛状浮筒相邻的锚支架，以便自转塔上分离浮筒而进行部署。根据锚支架 的长度和重量，在使蛛状浮筒与转塔分离以便在海平面下的一个平衡深度支承 浮筒时，必须具有少至三个直接连接在蛛状浮筒上的锚支架。而在其余的、不 直接固定在浮筒上的锚支架上的较轻的导绳放下，从而使其余的锚支架位于海 底，以便当浮筒部署在一个平衡深度时从蛛状浮筒上消除它们的重量。

转塔环绕着蛛状浮筒的下端部分与悬链式锚链在蛛状浮筒之下的一个位置 上接触，从而使锚链的水平负载变为垂直负载。当浮筒连接在转塔上时，锚链 的垂直负载是由在浮筒上方的转塔承受的。固定在蛛状浮筒外周上的适当的导 管或锚链孔管允许锚链相对浮筒上升和下降。当浮筒处于转塔敞口的下端部分 内的收回位置时，蛛状浮筒的上端位于船的吃水线或海水表面之上，从而允许 在干燥环境下接近蛛状浮筒，以便将蛛状浮筒回收到转塔上和将蛛状浮筒上的 竖管连接至转塔的产品输送管上。

本发明的一个主要目的是提供一种可分离的船舶系泊系统，它具有一可分 离的蛛状浮筒，该浮筒可在高于海平面的高度上回收至一转塔上，以便在干燥 的环境下对该浮筒作业，将产品输送管连接在浮筒的竖管上。

本发明的还有一个目的是提供这样一种可分离的船舶系泊系统，其中，当 浮筒被回收到转塔上时，蛛状浮筒上的锚支架或锚链被锚定在转塔上，从而使 锚支架施加的锚定力绕过浮筒而直接由转塔承受。

本发明的再一个目的是提供一种可分离的船舶系泊系统，它具有供转塔用 的、与锚定在海底上的锚支架连接的蛛状浮筒，这种布置在浮筒与转塔分离时 可减少作用在浮筒上的锚支架的重量，从而在预定的下潜深度处可使这种浮筒 具有小于支承所有锚支架所需要的浮力。

附图的简要说明

通过参考附后的、显示本发明描述的实施例的附图可以更好地了解本发明 的目的、优点和特征，其中：

图1是具有一开口的船的局部纵剖视图，其中安装着一转塔，该转塔具有 一下部腔室以接纳一蛛状浮筒；以及

图2是类似于图1的局部纵剖视图，但显示了蛛状浮筒与转塔分离，以便伸 展到一浸埋位置。

                     本发明的详细说明

如附图所示，船的船首用标号10表示，并具有甲板12。船体的底部用标 号14表示。用来支承满载(100％吃水深度)的船10的海平面用标号16表 示。船10上的开口或月亮池用标号18表示，并形成一内周表面20。一向上 延伸支承的甲板部分22设置在开口18附近。一用标号24表示的全封闭的转 塔壳体固定在甲板部分22的上端。一旋转架26由转塔壳体24支承。来自总 管30的产品输送管28延伸至旋转架26，以便分配至船10的预定舱里。提 供全封闭的壳体24可增加它的刚性，从而可使用较高的旋转架。

转塔32安装在开口18里，并具有横向延伸悬置的上部分34。轴向推力 轴承36和侧面径向轴承38将转塔32支承在船10上，并可相对转动，由此 船10可随风向环绕转塔32转动。转塔32的上端支承着总管30。转塔32的 圆柱形下端部分或挡板40具有一敞口的下端，它形成一圆柱形井道或腔室 42。腔室42提供一通道，以便进出蛛状浮筒44，如图2所示。腔室42向上 延伸至海平面16之上，以便提供一个干燥的工作场所供工作人员操纵蛛状浮 筒44，有助于收回和放下蛛状浮筒44，以及将竖管连接在总管管道上。一平 台46延伸进入腔室42，以便如图2所示支承工作人员48。供蛛状浮筒44 用的可回收缆绳50的下端与安装在蛛状浮筒44的管袋54里的拉入链条52 的上端连接。可回收缆绳50的上端与一标志浮筒(未画出)连接，该标志浮 筒在释放蛛状浮筒44时可飘浮在海面上，以便在蛛状浮筒44浸没时可指示它 的位置。

一卡阻插入件58固定在链条52的下端。当它顶接蛛状浮筒44上端附近 的挡板100并使链条52处于拉紧状态时将收回浮筒44。系泊链条52由起重 组件57和绞车组件56提升和拉紧。关于它们的详细情况可参阅上面提到的美 国专利第5,306,186号第8-10栏。

延伸至海底的井或总管上的竖管60由蛛状浮筒44承载。它们包括接头 62，而接头62可与转塔32上的对应接头64连接。互相配合的接头62和64 是现有技术中已知的，并可从英国的M.I.B.有限公司和美国德克萨斯州的FMC 有限公司买到。工作人员48站立在海平面之上的平台46上，在收回蛛状浮筒 44时将接头62和64连接起来。这种连接是方便的，因为它是在海面之上而 不是在海水里进行。适当的管道66自互相配合的接头62和64延伸至总管30 和旋转架26，以便将产品提供给船10里的货舱。

所形成的蛛状浮筒44具有浮力。它可由聚氨酯泡沫材料制成，也可由包含 气室的钢铁制成。

较佳的是提供12个锚支架，它们包括一列互相间隔的锚链68。当然也可 提供少于或多于12个的锚支架。锚链68的上端被安装和设计成可释放地与导 绳70连接，而导绳70可是轻型链条。当用适当的绞车组件74收回浮筒时， 可通过导绳70向上拉起锚链68，如图1所示。锚链68安装在固定于蛛状浮 筒44外周的导管或锚链孔管72里。锚链68被安装和设计成可通过导管72 内部。链条固定装置71包括一孔71A，以便在收回位置时接受固定在锚链68 上端的链条挡块69。链条挡块69较佳的是由两个半爿组成的锥形，以便可用 手夹住锚链68的一个环。该类型的挡块在现有技术中是已知的，不需要进一 步介绍。如要进一步了解可参阅1989年6月27日的美国专利第4,841,895 号。

在完成重新连接或收回后可使导绳70与锚链68分离。轻型导绳70通过 螺接在锚链68上的所谓“Baldt”环可拆卸地连接在锚链68的上端。当浮 筒44与转塔32和船10分离时，接头62被卸下，而挡块69自锚链68的顶 端卸去。导绳70下降，而挡块69(图2)可位于在导管72上端附近的锚链 之上，以便将锚链68保持在导管72里，如果需要的话，防止某些预选的锚链 通过导管72。当将一个挡块69从一条锚链68上卸下时，锚链68可以向下 通过导管72而沉到海底。锚链68可具有(例如)6英寸的宽度，而导绳70 可具有(例如)2英寸的宽度。挡块69可通过工作人员放置在锚链68之上， 而工作人员在锚链固定装置71之上，以便在蛛状浮筒44处于收回位置上(图 1)时可接触锚链固定装置71，由此将系泊力传递给转塔32而不是传递给蛛 状浮筒44。

为了让蛛状浮筒44在与船分离后沉人正确的深度，必须减少锚链68在蛛 状浮筒44上的重量。这是通过下降在轻型导绳70上的由蛛状浮筒44支承的 预选的锚链68实现的。例如，可能必须只有3条锚链68由浮筒44支承，其 余的锚链68沉在海底，而导绳70则由蛛状浮筒支承44。为此，当蛛状浮筒 44与船10分离时，在锚链固定装置71处将挡块69从所有的的锚链68上卸 下，并通过导绳70放下预选的锚链68。三条预选的锚链68(例如)具有挡 块69，以便使锚链68位于导管72之上；在预选的锚链68之上的挡块69与 导管72啮合，从而防止相关的锚链68进一步下降。其余的锚链68在导绳的 引导下向下通过相关的导管72到达所需的深度或海底。在预选锚链68上的拉 力和连接在下降的锚链68上的导绳70的强度是预定的，从而使蛛状浮筒44 在离开船后沉人预定的深度。

为了重新连接或收回蛛状浮筒44，提拉缆绳50，直至链条52进入起重 组件57。然后提拉链条52，直至蛛状浮筒44与转塔32牢固接触，在该处， 张力接头73起作用，给蛛状浮筒44提供预拉紧并使浮筒44锁定在转塔32 上。上述的美国专利第5,306,186号公开了一种合适的接头。然后，从在蛛 状浮筒44上的导管72的上端提升预选的锚链68，使挡块69位于锚链固定 装置71的上面。用导绳70提拉没有挡块69的其余锚链68，并存放在适当 的位置上。连接互相配合的接头62和64，以便接通竖管60。

如图1所示，锚链68的下部78与转塔下部挡板40的弧形或倾斜表面80 接触。由在固定装置71上的锚链68施加的垂直力由在转塔32上的固定装置 71承担。由锚链68施加的水平力的一大部分作用在蛛状浮筒44收回位置之 下的、转塔32的挡板40的下端弧形表面80上。这样，除了非常少的横向负 载由导管72承担外，基本上锚链68的所有的横向或水平负载作用在蛛状浮筒 44之下的转塔32上。

虽然详细地介绍了本发明的较佳实施例，但很显然，对于本技术领域的技 术人员来说，该较佳实施例还可以有许多改进和变化。然而，应该清楚地知道， 这些改进和变化均在附后的权利要求书限定到达本发明的精神和范围内。

                  本发明的技术背景

关于相关的在前申请

本申请要求1996年8月2日提出的第60/023069号在前申请的所有权 益。

权利要求书

按照条约第19条的修改

1．一种可分离的船舶系泊系统，包括：

一船，它具有带垂直开口的船体；

一转塔，它由所述船在所述垂直开口里可转动地支承；

一蛛状浮筒，它被安装成可分离地连接在所述转塔上；

许多系泊锚链，它自所述浮筒延伸至用来锚定浮筒和转塔的海底上，以便 使船环绕转塔转动；

在所述浮筒上的系泊锚链引导装置，以便使所述系泊锚链的至少一部分可 相对所述浮筒纵向运动；其特征在于：

在所述转塔上的系泊锚链固定装置在回收所述浮筒时使所述系泊锚链的上 端与所述转塔接合和可释放地固定在所述转塔上，而来自所述系泊锚链的锚定 力在所述浮筒处于回收位置时被传递给所述转塔而实质上绕过所述浮筒。

2．如权利要求1所述的可分离的船舶系泊系统，其特征在于，

所述系泊锚链引导装置包括许多固定在所述浮筒外周、以接纳所述系泊锚 链的管状件；

所述系泊锚链在将所述系泊锚链固定在所述转塔上和回收所述浮筒时可相 对所述管状件纵向运动。

3．如权利要求2所述的可分离的船舶系泊系统，其特征在于，

导绳固定在在选定的系泊锚链的上端；以及提供可释放的装置，以便使所 述选定的系泊锚链与所述浮筒分离，并通过所述导绳将所述选定的系泊锚链下 降到海底。    

4．如权利要求1所述的可分离的船舶系泊系统，其特征在于，

所述转塔具有敞口的下端部分，并形成一腔室；以及

所述浮筒在其回收位置时被接纳在所述腔室里，而所述浮筒的上端部分位 于在腔室里的海水表面之上，以便可在干燥环境下接近所述浮筒。

5．如权利要求4所述的可分离的船舶系泊系统，其特征在于，

所述转塔包括一圆柱形的壳体，该壳体具有一敞口的下端以形成所述腔 室；所述壳体具有向内延伸的、在海水表面之上的水平平台，以便支承工作人 员对在所述壳体里的回收位置上的所述浮筒作业；

许多自所述浮筒延伸至所述海底的竖管；以及

使所述转塔上的产品输送管与在所述浮筒上的并在所述海水表面之上的所 述竖管连接，以便将来自海底油井的产品输送给所述船的储存区。

6．如权利要求1所述的可分离的船舶系泊系统，其特征在于，还包括：

一固定在所述浮筒上的可回收缆绳；以及

在所述转塔上的动力装置，以便拉动所述可回收缆绳和所述浮筒到回收位 置并可释放地连接在所述转塔上。