技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于部署物体至海底的设备和方法，尤其涉及但并不限于一种用于从一船上穿过海
冰部署器械或结构至海底的设备和方法。
背景技术
[0002] 已知例如在北极地区，通过将从一破冰船的甲板上的孔延伸出的导向绳连接于海床然后沿着所述导向绳引导结构或器械进入
位置而穿过
海冰部署结构或器械至海床。然而，这一配置具有的缺点是，所述结构或器械在海床的地点只能在直接位于所述船之下的海床区域的有限横向距离之内。这反过来限制了所述结构或器械能够被使用于其中的应用的范围。
[0003]
专利文件US3633530公开了一种具有浮箱的
水下工作车辆，所述浮箱能够通过连接于水面船的空气供应管道充入空气。然而，这一配置具有的缺点是，它只有在平坦或光滑的海床表面上才能有效工作，并且能够从一给定尺寸的水面船上部署的工作车辆的尺寸被严格限制。
发明内容
[0004] 本发明的优选
实施例寻求解决
现有技术的一个或多个上述缺点。
[0005] 根据本发明的一方面，提供一种用于部署物体至海底的设备，所述设备包括：
[0006] 一本体；
[0007] 安装于所述本体的连接装置，用于可释放地连接一物体至所述设备；
[0008] 安装于所述本体的推
力产生装置，用于提供推力以运输具有一物体连接于其上的所述设备；以及
[0009] 安装于所述本体且具有可调节的
浮力的浮力装置；
[0010] 其中，所述浮力装置包括至少一
箱体，适用于通过一连接于位于海面的船的管道充入空气和/或气体。
[0011] 通过提供用于提供推力以运输具有一物体连接于其上的所述设备的推力产生装置以及具有可调节的浮力的浮力装置，提供的优势在于，使得具有一物体可释放地连接于其上的所述设备能够通过一缆绳从一船上被运输至海床上的第一地点，然后在通过增加所述浮力装置的浮力而增加组合的所述设备和物体的浮力之后通过所述推力产生装置被运输至海床上的第二地点。这反过来提供的优势在于，使得物体能够被部署至比目前可能的离开所述船的地点横向更远的海下地点，借此，使得更宽地点范围的部署成为可能。通过提供至少一适用于通过一连接于位于海面的船的管道充入空气和/或气体的箱体，提供的进一步优势在于，能够产生比具有船载空气箱体可能产生的更大的上推力，借此，使得能够操作更大的物体。
[0012] 所述设备可进一步包括至少一管道，适用于可释放地连接于至少一所述箱体，以从一位于海面的船用空气和/或气体填充所述箱体。
[0013] 所述设备可进一步包括释放装置，用于从相应的所述箱体释放至少一所述管道。
[0014] 这提供的优势在于，避免用于释放管道的远程操作车辆的需要。
[0015] 所述浮力装置可包括至少一浮力元件，适用于在各自第一位置和第二位置之间移动，移动到所述第一位置用于从所述船运输至所述第一地点，移动到第二位置用于从所述第一地点运输至海底的第二地点。
[0016] 这提供的优势在于，在穿过船上一孔的同时能够使得所述设备的横向尺寸最小化，借此，能够最大化可被用于给定船孔径的设备的尺寸和有效
载荷。该优势还使得所述浮力元件能够在浮力增加前位于各自的低位置，以及在浮力增加后位于各自的高位置，借此，有助于部署期间所述设备的稳定。
[0017] 至少一所述浮力元件可在所述第一和第二位置之间转动。
[0018] 根据本发明的另一方面，提供一种用于部署物体至海底的设备，所述设备包括：
[0019] 一本体；
[0020] 安装于所述本体的连接装置，用于可释放地连接一物体至所述设备；
[0021] 安装于所述本体的推力产生装置，用于提供推力以运输具有一物体连接于其上的所述设备；以及
[0022] 安装于所述本体且具有可调节的浮力的浮力装置，其中，所述浮力装置包括至少一浮力元件，适用于在各自第一位置和第二位置之间移动，移动到所述第一位置用于从所述船运输至所述第一地点，移动到第二位置用于从所述第一地点运输至海底的第二地点。
[0023] 通过提供至少一浮力元件，适用于在各自第一位置和第二位置之间移动，移动到所述第一位置用于从所述船运输至所述第一地点，移动到第二位置用于从所述第一地点运输至海底的第二地点，这提供的优势在于，在穿过船上一孔的同时能够使得所述设备的横向尺寸最小化，借此，能够最大化可被用于给定船孔径的设备的尺寸和有效载荷。该优势还使得所述浮力元件能够在浮力增加前位于各自的低位置，以及在浮力增加后位于各自的高位置，借此，有助于部署期间所述设备的稳定。
[0024] 至少一所述浮力元件可在所述第一和第二位置之间转动。
[0025] 所述浮力装置可包括至少一箱体，适用于充入空气和/或气体。
[0026] 至少一所述箱体可适用于通过一连接于位于海面的船的管道充入空气和/或气体。
[0027] 所述设备可进一步包括至少一管道，适用于可释放地连接于至少一所述箱体，以从一位于海面的船用空气和/或气体填充所述箱体。
[0028] 所述设备可进一步包括释放装置，用于从相应的所述箱体释放至少一所述管道。
[0029] 所述设备可进一步包括动力供应装置，用于操作至少一可释放地安装于所述连接装置的器械。
[0030] 所述动力供应装置可包括至少一液压动力单元。
[0031] 所述设备适应于具有一器械安装于其上的车辆悬在空气中时的
质量中心与具有一器械安装于其上的车辆悬在水中时的浮力中心处于不同的位置。
[0032] 这提供的优势在于，使得所述设备能够被用于部署如用于密封油或气井的防喷器的器械，同时使得部署所述设备的补给管线能够避免来自从井内喷射出的有害物体的损害。这反过来提供的优势在于，使得所述设备能够被用于在浅水中的该目的，同时使得操作所述设备的水面船能够横向离开所述井。
[0033] 所述动力供应装置可靠近所述设备一边缘设置。
[0034] 这提供的优势在于，通过使得所述动力供应装置的重量能够被所述浮力装置的重量平衡而简化所述设备的构造。
[0035] 所述设备可进一步包括至少一孔，用于使得流动材料穿过其中。
[0036] 这提供的优势在于，在部署一防喷器时有助于操作所述设备。
[0037] 所述设备可进一步包括至少一器械，适用于可释放地连接于所述连接装置。
[0038] 所述器械可包括海底去除装置和/或
定位装置，用于在一沟槽内定位至少一细长物体。
[0039] 所述器械可包括密封装置，用于密封一油和/或气井。
[0040] 根据本发明的再一方面，提供一种用于部署物体至海底的方法，所述方法包括：
[0041] 连接一物体至上述定义的设备的连接装置；
[0042] 通过一缆绳从一船部署所述设备和物体至海底的第一地点；
[0043] 增加所述浮力装置的浮力；及
[0044] 通过所述推力产生装置移动所述物体至海底的第二地点。
[0045] 所述方法可进一步包括穿过一位于海冰的船的孔部署所述设备和物体至所述第一地点。
[0046] 所述方法可进一步包括通过由所述推力产生装置对所述设备产生的向下的力部署所述物体至海底第二地点。
[0047] 这提供的优势在于，有助于定位所述物体。
[0048] 增加所述浮力的步骤可包括用空气和/或气体填充至少部分所述浮力装置。
[0049] 根据本发明的又一方面，提供一种用于从海底转移材料的设备，所述设备包括：
[0050] 一本体；
[0051] 安装于所述本体的推力产生装置，用于提供推力以运输所述设备；以及[0052] 转移装置，用于对海底产生一水流以从所述海底转移材料。
[0053] 通过提供安装于所述本体用于提供推力以运输所述设备的推力产生装置，提供的优势在于，使得转移设备例如挖掘机等能够独立于水面船被使用，借此，为原先不能进入的地点提供通道。
[0054] 所述推力产生装置可适用于提供具有一垂直分量的推力。
[0055] 这提供的优势在于，使得所述设备能够产生向下的推力，以抵消由所述转移装置产生的向上的推力，借此，能够使用更大功率的转移装置。
[0056] 所述转移装置可包括至少一
风扇。
附图说明
[0057] 接下来结合附图，仅通过举例但不具有任何限制意义地描述本发明的优选实施例，其中：
[0058] 图1为已知的部署设备的示意图；
[0059] 图2为与图1的所述设备一起使用的运输状态中的第一喷射设备的透视图；
[0060] 图3为与图1的所述设备一起使用的运输状态中的第一链式切割设备的透视图；
[0061] 图4为处于部署状态且安装于图1的部署设备的图3的设备的侧视图；
[0062] 图5为处于部署状态且安装于图1的部署设备的图2的设备的侧视图；
[0063] 图6为本发明的第一实施例的挖掘机设备的透视图；
[0064] 图7为安装于图1的部署设备的第二链式切割设备的前视图；
[0065] 图8为图7的链式切割刀和部署设备的透视图；
[0066] 图9为安装于图1的部署设备的钻孔设备的透视图；
[0067] 图10为图9的钻孔设备和部署设备的侧视图；
[0068] 图11为安装于图1的部署设备的旋转切割刀的透视图；
[0069] 图12为用于替换图11的旋转切割刀的挖掘头的透视图；
[0070] 图13为用于替换图11的旋转切割刀的
钻头的透视图；
[0071] 图14为安装于表征本发明的部署设备的井施工制轮器的透视图；
[0072] 图15为安装于图14的部署设备的井施工组件的透视图；
[0073] 图16为本发明的又一实施例的部署设备的平面图；
[0074] 图17为图16的设备的侧视图；
[0075] 图18为图16的设备的端视图；
[0076] 图19为图17的设备从水面船上降低的侧视图；
[0077] 图20为图18的设备从水面船上降低的端视图。
具体实施方式
[0078] 参见图1，形成海底远程操作车辆(ROV)的一部分的已知的部署设备2具有一本体4、一连接部分14，以及设置在所述本体4的各自
角的垂直
推进器18和水平推进器20，所述本体4具有一用于一提升缆绳8的连接点6，连接部分14用于使得物体或器械(如喷射车16(图
2))能够可释放地连接于所述连接部分14，以使得器械能够可释放地连接于所述部署设备
2，所述垂直推进器18和水平推进器20用于在第一地点和第二地点之间移动所述设备2。
[0079] 图14和图15示出表征本发明的部署设备2。所述部署设备2具有一本体4以及一对浮力元件，所述本体4具有用于一提升缆绳8的连接点6(图15)，所述浮力元件呈可转动地连接于所述本体4的充气式箱体10、12的形式，并且能在第一位置和第二位置之间移动，以从一水面船(未图示)上运输所述设备2至海床的第一地点，如图14所示，以及从第一地点运输至海床的第二地点，如图15所示。所述部署设备2还具有一连接部分14以及设置在所述本体4的各自角的垂直推进器18和水平推进器20，所述连接部分14用于使得物体或器械例如喷射车16(图2)能够可释放地连接于所述连接部分14，以使得器械能够可释放地连接于所述部署设备2，所述垂直推进器18和水平推进器20用于在第一地点和第二地点之间移动所述设备2。
[0080] 参见图2和图5，用于可释放地连接于图1或图14中的部署设备2的轨道式喷射车辆16具有一本体22，所述本体22具有一连接器(未图示)，用于连接于所述部署设备2的液压动力单元(未图示)。一喷射设备24能在一运输位置(图2)和一部署位置(图5)之间移动，用于从沟槽内去除碎片，以使得缆绳或管道(未图示)定位于沟槽内，以及能在用于沿着沟槽移动所述喷射设备24的一对轨道26之间移动。
[0081] 现在参见图3和图4，用于在沟槽内定位缆绳(未图示)的第一链式切割设备28具有一本体30，所述本体30具有一用于可拆卸地连接于图1或图14所示的部署设备2的连接部分，以及一用于连接于所述部署设备2的液压动力单元的连接(未图示)。一链式切割刀32安装于所述本体30，并且能在一运输位置(图3)和一切割位置(图4)之间可转动地移动，以切割沟槽。一缆绳导向34可转动地安装于所述本体30，并且能在一运输位置(图3)和一部署位置(图4)之间移动，在所述部署位置所述缆绳导向34将缆绳引导至由链式切割刀32切割的沟槽内。所述链式切割刀被轨道36沿着海床向前推进，以切割沟槽。
[0082] 图6示出表征本发明的远程操作挖掘机设备39。所述设备39具有一本体40及一质量流挖掘单元42，所述本体40可拆卸地安装于图1或图14的部署设备2，所述质量流挖掘单元42用于去除由图3和图4中安装于所述本体40的链式切割设备28切割的沟槽内的碎片。所述本体40具有位于沟槽两侧的制轮器41。所述挖掘单元42具有一对风扇43(图6中仅示出其中一个)，每一风扇43设置在各自的进水口45内。所述风扇43引起水被引进进口45内，并从出口47喷射出一高压水流，以从沟槽内转移碎片。
[0083] 图7和图8示出第二链式切割设备44，其安装于图1或图14的部署设备2且具有一本体46，所述本体46
支撑一对沟槽切割刀48，所述沟槽切割刀48用于在一管道50的相对侧切割沟槽，所述管道50随后被铺设在沟槽内。所述沟槽切割刀48被轨道52沿着沟槽驱动。
[0084] 图9和图10示出钻孔设备54，其具有一取芯钻头
基座56，以使得
岩心样品能够被从海底带走。所述钻孔设备54安装于图1或图14的部署设备2，并且包括一支撑所述钻头基座56的本体58。
[0085] 参见图11，旋转切割设备58具有一本体60和一操纵臂62，所述本体60可拆卸地连接于图1或图14所示的部署设备2，所述操纵臂62连接于所述本体60。旋转切割刀头64安装于所述操纵臂62的远端，一抽吸管66用于去除由所述切割刀头64产生的碎片。所述旋转切割刀头64可被与图12所示的抽吸管70配合或者与图13所示的挖掘头72配合的挖掘臂68替换。
[0086] 参见图14，用于井口的施工中的井施工制轮器74具有一支撑井连接器78的本体76，所述本体76可拆卸地连接于所述部署设备2。为了安装所述井施工制轮器74至海床，所述井施工制轮器74连接于浮力元件10、12位于各自的运输位置的部署设备2。具有所述井施工制轮器74安装于其上的所述部署设备2被一连接于缆绳连接点6(图15)的缆绳8降低穿过一破冰船上被称为月池的孔，并被降低至海床上的第一地点。当所述设备2到达其第一地点，所述浮力元件10、12被一
电机或远程操作车辆(未图示)绕他们的转动轴转动至他们的工作位置(图15)，并且一空气软管(未图示)被所述远程操作车辆连接于每一浮力元件10、
12，用于使得箱体充入空气，以增加所述设备2的浮力。可选地，一空气软管可连接于每一水面的浮力元件10、12，从而当所述设备2被降低至海床上的第一地点时所述浮力元件10、12充入空气。所述空气软管随后可被释放装置如设备2的液压
气缸从所述浮力元件10、12释放，借此，避免远程操作车辆的需要。然后连接部署缆绳8，带有井施工制轮器74的设备2被移动至海床上的其第二地点。所述井施工制轮器72通过垂直推进器18与海床形成
接触，井施工制轮器74通过远程操作车辆固定至海床。在所述井施工制轮器74固定至海床后，所述设备2从所述井施工制轮器分离并回到船上以再使用。
[0087] 图15示出又一井施工组件78，其通过所述设备2以及设置在所述组件78上的固体浮力元件80被固定至海床。所述固体浮力元件80协助操纵所述组件78和设备2至第二地点，并且在所述组件固定至所述第二地点后被留在所述组件78中。
[0088] 参见图16至图20，本发明的第二实施例的部署设备80具有一本体82，所述本体82具有一开放
框架，其具有一上部分，用于定义一用于补给管线(未图示)的提升点84，以提升其底面安装有一防喷器(未图示)的部署设备80，用于密封油或气井。所述部署设备80被支撑所述设备的液压框架86从水面船上的甲板提升。一液压动力单元88以及其他电力设备位于靠近所述框架的一边缘区域90以及所述设备80的空气箱体92、94，所述空气箱体92、94突出于所述框架的边缘90相对另一侧的边缘96，所述液压动力单元88和电力设备位于所述边缘90，以补偿所述本体的那一侧增加的重量。以这种方式，具有一防喷器(未图示)安装于其上的所述设备80的
质量中心98位于框架内定义的中心设备100的一侧的地点，并且所述设备80淹没时的浮力中心102在所述中心设备100的中心。所述防喷器(BOP)支撑在位于所述中心设备100相对两侧的一对BOP提升点104、106上，从而浮力中心102大体位于所述两BOP提升点104、106的中间。以这种方式，当所述设备80通过水平推进器108和/或垂直推进器110朝油或气井内操纵所述防喷器时，有害材料从井内穿过所述中心设备100喷射出，并且借此不会对安装于位于在空气中的质量中心之上的车辆提升点84的补给管线造成损坏。
[0089] 本领域技术人员应当理解，以上实施例仅通过举例描述，但并不具有任何限制意义，在不脱离附加的
权利要求所定义的本发明的范围内，可以做出多种变型和
修改。
