离岸软管装载站设备和系统的制作方法

总体上，本发明涉及用于利用软管对离岸船舶装载的装置、系统和方法。更具体地，本发明提供了一种改进的装载站，该装载站提供了用于关联于海上作业的大型软管的多个可互换的卷筒模块，该装载站使用一个电动机用于所有卷筒模块，该装载站允许各卷筒模块独立地运转，并且提供了当邻接的中间模块被移除时在两个非邻接的卷筒模块之间的跨接轴。

背景技术：

软管通常在离岸船舶的侧方被操作，用以通过所谓的装载站(loading station)对离岸的船舶供给补给物。这些补给物可以仅是液体，例如饮用水、燃油、柴油，或者多种其它任意的液体。另外，干燥的粉料可以通过软管来操作，例如水泥、砂砾和钻井泥浆组分。特别地，当需要通过装载站供给干燥粉料时，粉料与作为载运介质的压缩空气混合，正如在汽车银行中常用的传送存款的管道那样。主要区别在于银行存款位于特制的承载体中，而干燥粉料仅作为松散的粉料被吹送到其目的地。

这些软管的直径范围典型地在3"到6"之间，并且通常将可以漂浮。它们可以从第一船舶或者码头的侧方下降，并且可以漂浮或者被牵拉到第二船舶或者码头。当然，这些软管是具有极大长度(例如120米)的超大型软管。

在一设施上，通常存在具有各自的软管的多个装载站，这些软管被具体分配用于特定的服务，例如用于传输柴油或者饮用水。这些装载站的每一个特别地具有附接的电动机，以便将软管下降到水面并在任务完成后收回软管。在规划多个装载站时为单独的电动机提供相关联的控制显然成本高昂，并且，多个电动机的设置占据额外多的甲板空间。大型离岸钻探钻机上的甲板空间是世界上最为昂贵的“地产”。

再另外，关联于这些装载站的卷轴需要维护。例如，软管断裂并非是不常见的，软管断裂需要移除关联于软管的卷筒模块。在现有技术中，在更换一个模块时通常需要停止所有模块的运行，而这一操作是麻烦且费时的。

针对有关现有产品的成本以及使用多个电动机占据空间的问题，现有技术还没有提供理想的解决方案。由此，存在对于这样的设备、过程和/或系统的需求：提供一种针对所有的卷筒模块仅使用一个电动机的装载站，以及提供一种即使从传动系中移除一个模块仍能操作各模块的装置。

上述现有技术中的缺陷并未穷尽。本发明提供了现有技术未提供的、不昂贵、省时、更可靠的用于离岸软管装载站的设备、方法和系统。

技术实现要素：

鉴于存在于现有技术中的、在用于离岸软管应用的已知类型的装载系统中所固有的前述缺陷，本发明提供了使用离岸软管装载站的新型且改进的设备、系统和方法。因而，本发明的总体目的(将稍后更详细描述)是提供一种结合离岸应用使用的新型且改进的装载站，其具有现有技术装置的全部优点，而不具有缺陷或者缺陷很少。

因此，预期本发明是结合离岸软管装载站使用的设备、系统和方法，所述离岸软管装载站包括可以选择性地构造成附接到轮船和/或船舶的框架的多个软管卷轴。多个软管卷轴可以由一个电动机驱动，并由一根转动轴接合以用于旋转。每个卷轴可具有与转动轴接合的接合离合器，用于依照要求选择性地旋转单独的软管卷轴。装载站可以进一步适于在邻接的中间模块被移去时在两个非邻接的卷筒模块之间提供跨接轴。

由此，已经概略性地而非宽泛地列出了本发明的更多重要特征，以可以更好理解稍后对本发明的详细说明以及可以更清楚本发明对于本领域的贡献。当然，存在将在下文中说明并将形成所附权利要求的主题的额外特征。

在这方面，在详细解释本发明至少一个实施例之前，将理解，本发明在本申请中不局限于在下文说明阐述的或者在附图中例示的结构和部件布置的细节。本发明能够采用其它实施例，能够以多种方式实践和执行。另外将理解，在本文中采用的措辞和专业词汇是用于说明的目的，不应被认为是限制性的。因而本领域技术人员将理解，本公开所基于的构思可易于用作用于执行本发明多个目的的其它结构、方法和系统的设计基础。因此，重要的是，在不偏离本发明构思和范围的情况下，权利要求被认为是包括这些等同结构。

另外，以上概述的目的是允许美国专利商标局和普通公众、特别是不熟悉专利和法律术语或者措辞的本领域工程师和专业人员通过粗略查阅能够迅速确定本申请技术公开的特性和实质。概述既不限定以权利要求书衡量的本申请的发明，也不限制本发明的范围。

因此，本发明目的之一是提供一种新型且改进的离岸软管装载站，其利用贮存在电动机驱动的卷轴上的多个不同的软管将流体、粉料等从一个位置离岸地输送到另一位置。

此外，本发明目的之一是提供一种新型且改进的离岸软管装载站设备、系统和方法，其允许单一的电动机独立且可靠地驱动多个卷轴。

本发明另一目的是提供一种新型且改进的离岸软管装载站，其可以包括离合器以允许通过单个电动机驱动任意多个装载站，所述离合器防止装载站软管在未驱动时意外解卷，并且不存在脱离的机会从而消除和/或降低软管意外松脱的风险。

本发明的另一目的是提供一种新型且改进的离岸软管装载站设备、系统和方法，其具有耐用且可靠的结构，并且可用于许多类型的应用中。

本发明的再另一目的是提供一种新型且改进的离岸软管装载站设备、系统和方法，其提供较低的安装和工作成本，因此易于以较低售价提供给消费行业，从而使得本领域技术人员能够经济地获得这种系统。

本发明的又一目的是提供一种新型且改进的离岸软管装载站设备、系统和方法，其提供了现有技术的所有优点，同时又克服了通常关于现有技术的一些缺陷。

本发明的另一目的是提供一种新型且改进的离岸软管装载站设备、系统和方法，其提供了可以在邻接的中间模块被移去时用在两个非邻接的卷筒模块之间的跨接轴。

本发明的这些目的及其它目的、以及表征本发明的各种新颖的特征特别地在本公开随附的并形成本公开一部分的权利要求书中指出。为更好理解本发明、其操作上的优点以及通过其使用实现的具体目的，应必然参考例示了本发明优选实施例的附图和说明性内容。

附图说明

当考虑以下关于本发明的详细说明时，将更好地理解本发明,并且以上阐述的目的以外的目的也将变得显见。这些描述参考了所附的图示例示、曲线图、示意图和附录。

图1是根据本发明的优选实施例的一般示意图，其示出了具有布置就位的三个模块化卷筒组件的装载站的透视图。

图2是根据本发明优选实施例的一般示意图，其从另一侧或后侧示出了装载站的透视图，其中，一个模块化卷筒组件被抬升离开了装载站的框架。

图3是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了图1中的装载站的底部局部剖视图。

图4是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了具有用于九个模块化卷筒组件的位置的装载站的透视图，其中一个模块化卷筒组件被移除。

图5是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了模块化卷筒组件的控制面板的局部透视图。

图6是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了模块化卷筒组件的驱动器、离合器、卷轴齿轮、连接器等的底部局部透视图。

图7是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了模块化卷筒组件的顶部部分和吊点的局部透视图。

图8是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了模块化卷筒组件的顶部部分和吊点的局部透视图。

图9是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了在装载站框架上就位的两个模块化卷筒组件的前视图，装载站框架具有通用电动机和跨接轴。

图10是根据图9的本发明优选实施例的一般示意图，其示出了在装载站框架上的两个模块化卷筒组件之间附接的跨接轴。

图11是根据本发明的优选实施例的一般示意图，其示出了准备附接的跨接轴的局部分解透视图。

图12是根据图11的本发明的优选实施例的一般示意图，其示出了被定位为对准以用于附接的跨接轴的局部分解透视图。

图13是根据图10的本发明的优选实施例的一般示意图，其示出了一端未联接的、在装载站框架上的两个模块化卷筒组件之间正在附接和/或正在移除的跨接轴的局部透视图。

图14是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了用于附接以用扳钳、棘轮机构等手动地旋转卷轴的转接器和/或套筒的透视图。

图15是根据本发明优选实施例的一般示意图，其示出了结合图14中的转接器使用的轴的局部透视图，并且还大体上示出了键槽端。

图16是根据本发明的优选实施例的一般示意图，其示出了拧紧到装载站的框架上的一个模块化卷筒组件的局部透视图。

具体实施方式

参考示意图、附图和示图以及特别地参考图1和2，附图标记10总体标示根据本发明的新型且改进的离岸软管装载站设备、系统、及其使用方法。本发明10一般用于例如液体物质的离岸传输(offshore transfer)，所述液体物质例如但不限于饮用水、原油、柴油燃料等。本发明10也可用于传送干燥粉料，所述干燥粉料例如但不限于水泥、砂砾和钻井泥浆组分等。

需理解，本发明10可用于非离岸应用，并且可用于非船舶相关的其它操作中。为方便起见，附图标记10可在总体上指示本发明、本发明的部分、本发明的优选实施例等。另外需理解，本发明10不应被认为仅局限于装载站，并且也可用于其它类型的卷轴和/或卷筒组件。

装载站和模块化卷筒组件

在优选实施例中，本发明10还可以包括装载站20，装载站20具有框架30，框架30用于保持具有关联的软管50的若干个卷轴40。本发明10还构想用于布置软管50和卷轴40的模块化卷筒组件60。模块化卷筒组件60通常被模块化，以用于依照要求可拆卸地附接至框架30，由此通常允许对单元在框架30上的次序、单元的数目和布置方式等方面进行定制。

模块化卷筒组件60可以可拆卸地附接至框架30，例如但不限于使用本领域中已知的可拆卸的螺栓及其他形式的附接件。需理解，框架30可以适于附接至海洋船舶、离岸平台等。需理解，将框架30附接至船舶的甲板是可以预期到的。

另外可预期的是，装载站20可以包括除为方便起见所描绘的之外的、用于保持相关联的软管50的相关联的卷轴40和模块化卷筒组件60的多种变型。需理解，本发明10可构想更多或更少的模块化卷筒组件60，并且本发明不应局限于所示实施例。优选结构可以是两个和/或多至十二个模块化卷筒组件60，也可预期多于十二个。

再次参考总体图示，更具体地参考图3和4，本发明10构想装载站20可用以提供独立的模块化卷筒组件60以及利用一个电动机70对卷轴40进行关联操作，其中，电动机70经由轴和/或轴组件80连接到一个或者多个模块化卷筒组件60的卷轴40，如稍后将进一步说明的。本发明10可对许多类型的模块化卷筒组件60的每一个提供离合器和/或离合器组件90，和/或可以利用本领域中已知的其它机械应用。在优选实施例中，电动机70可以位于框架30的一侧以用于接取。电动机70可以在框架30上的各种位置处，并且本发明不应被认为将本发明局限于例示的实例。

参考图4，一般性地示出了装载站20以显示在共用的框架30上的模块化卷筒组件60的另一种构造，每个模块化卷筒组件60包括具有在近海侧的输出接头100的软管50，该软管50待展开以将产品输送到船舶或者港口。需理解，软管50通常由本领域中已知的各种材料制成，并且具有较大长度，例如但不限于120米。需理解，各种型式的材料可以各种长度用于软管50。

现在参考图5，更特别地，本示例的相反侧通常描绘的是模块化卷筒组件60的另一侧和/或舷内侧。需理解，每个模块化卷筒组件60可以独立于其它单元地被操作，并且具有例如输入连接器110的配件，以用于连接管道以执行接收或传送流体或粉料。手柄120可以操作本发明的离合器90。需理解，手柄120可以与例如但不限于电力、气动、液压等动力源(未示出)协作，以对手柄120、离合器组件90等的操作提供动力辅助。

再次参考图3和图6，示出了装载站20上的成组模块化卷筒组件60的底部视图，其中示出，单一的电动机70驱动各个的模块化卷筒组件60的互连的轴组件80、所关联的各自的离合器组件90以及驱动组件160(稍后另外讨论)。单一的电动机70提供动力以同时操作装载站20的全部各个模块化卷筒组件60，或者一次只操作一个模块化卷筒组件60。

轴组件80是针对每个模块化卷筒组件60的一个或者多个单独且可互换的部段130的整体引用标记，其包括与电动机70连通的轴组件80，以用于使得模块化卷筒组件60的相应的卷轴40选择性地旋转，用于在组装和/或连接时使软管50在卷轴40上缠绕和解卷。本发明10构想每个部段130具有第一端140、中间部150和第二端170，中间部150设置有用以旋转卷轴40的离合器90和驱动组件160，以用于选择性地旋转卷轴40。需理解，利用如现有技术中已知的齿轮传动或者如所描绘的但不局限于实施例，驱动组件160可以大体上获取轴80的旋转、并转化成模块化卷筒组件60上的卷轴40的旋转。

更特别地参考图7和8，需理解，每个模块化卷筒组件60适合于可拆卸地放置在装载站20的框架30上、并彼此连接到其他模块化卷筒组件60，以便使得轴80可以操作所有的模块化卷筒组件60。每个模块化卷筒组件60可以通过使用螺栓而可拆卸地连接到框架30，如本领域中已知的，并且，每个模块化卷筒组件还可以包括提升组件185，以用于从框架30提升该卷筒组件以及降低至框架305，提起组件185可以例如但不局限于吊索、吊钩、吊环等。每个模块化卷筒组件60可具有吊点(lift points)195，以用于附接例如但不限于缆绳和/或绳索205等。

需理解，各个部段130可拆卸地连接，以使得能够移去一个部段130，以允许重新放置和/或放置每个模块化卷筒组件60、以及重装配和/或再接合轴80。在优选实施例中，部段130的第一端140和第二端170可以包括键槽180(在图15中更清楚地示出)，键槽180可以利用可拆卸的联接器和/或联轴器190将轴组件80可拆卸地连接在一起。电动机70也可以包括键槽180，键槽180也可以与可拆卸的联接器190联用，以将电动机70可拆卸地连接至模块化卷筒组件60的部段130。需理解，部段130具有在通过联接器190连接到电动机70时整体形成的轴组件80的长度200。长度200与模块化卷筒组件60的宽度210大致相同。

需理解，轴组件80的部段130可以通过多种方式可拆卸地附接到彼此和连接到电动机70，本发明不应被局限于当前实施例。本领域中的联接器190可以是轴销、套环、套筒、方形驱动器、其组合以及本领域中已知的其它形式，以便可拆卸地连接两个转动轴。

跨接轴(jumper shaft)

再次总体地参考示例并且更特别地参考图9至13，本发明10构想提供一个或多个辅助轴和/或跨接轴220，以便在从框架20移去模块化卷筒组件60并且模块化卷筒组件60的部段130从轴组件80的移去形成间隙230时，轴组件80可以与所有的模块化卷筒组件60和电动机70完全连通。间隙230的长度与部段130的长度200近似相同，其也与模块化卷筒组件60的宽度210近似相同。需理解，跨接轴220可用于模块化卷筒组件60之间的间隙230和/或电动机70和模块化卷筒组件60之间的间隙230。需理解，如果从轴组件80中移去多于一个的模块化卷筒组件60的部段130，则可使用多个跨接轴220。

跨接轴220具有第一端240、长度250和第二端260。跨接轴220的长度与轴组件80的部段130的长度220大体相同。第一端240和第二端260适于可拆卸地连接到部段130第一端140、第二端130和/或电动机70。

在优选实施例中，跨接轴220的第一端240或者第二端260可以包括通常固定的连接器270和滑动连接器280。构想从跨接轴220的滑动连接器280移除螺栓290，以允许滑动连接器280大体上沿着长度250朝向固定连接器270行进，从而允许用于连接的间隙。固定的连接器270可以在对准到部段130和/或电动机70之后，被滑动至、附接至和/或可拆卸地附接至部段130。在对准之后，滑动连接器280被设置以连接到另一部段130和/或电动机70，并且可以滑动至、附接至和/或可拆卸地附接至其上。在优选实施例中，滑动连接器280滑动就位并用螺栓290拧紧就位。在另一优选实施例中，可使用方头联轴节300来连接跨接轴220。需理解，对于跨接轴220的可拆卸安装和/或非可拆卸安装，许多变型是可构想到的。

用于手动转动卷轴的转接器(adapter)

更特别地参考图14、15和16，本发明10构想提供转接器和/或套筒310，转接器和/或套筒310可以附接到部段130的第一端140和/或第二端140，用于在模块化卷筒组件60已经从轴组件80拆卸的情况下，在移出和/或移入装载站20的框架30期间，允许卷轴40的旋转。在优选结构中，部段130的键槽180和/或电动机70的键槽180可以配合到套筒310，其中可提供棘轮机构、扳钳和/或其它工具来手动地转动卷轴40。需理解，可以构想多种构造以允许经由部段130的旋转来转动卷轴40。

优选实施例

因此，本发明10构想出用于经由软管输送补给物的装载站，软管适于从第一海洋船舶或者第一码头牵拉到第二海洋船舶或者第二码头，装载站包括：具有卷轴的模块化卷筒组件，卷轴适于旋转以缠绕和解缠绕从第一海洋船舶或者第一码头到第二海洋船舶或者第二码头的软管，并且其中，通过具有第一端、第二端和长度的转动轴部段旋转所述卷轴；电动机，其包括具有端部的转动轴；和跨接轴，其具有与所述电动机的所述转动轴的所述端部可拆卸地附接到的第一端，与所述模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第一端可拆卸地附接的第二端，和一长度，其中，所述跨接轴的所述长度近似等于所述模块化卷筒组件的所述轴部段的所述长度。

本发明10另外还构想了用于经由第一软管和第二软管输送补给物的装载站，其中所述第一软管和所述第二软管适于从第一海洋船舶或者第一码头牵拉到第二海洋船舶或者第二码头，该装载站包括：第一模块化卷筒组件，其具有适于独立旋转的卷轴，以缠绕和解缠绕从所述第一海洋船舶或者第一码头到所述第二海洋船舶或者第二码头的所述第一软管，其中，所述卷轴借助具有第一端、第二端和长度的转动轴部段旋转；第二模块化卷筒组件，其具有适于独立旋转的卷轴，以缠绕和解缠绕从所述第一海洋船舶或者第一码头到所述第二海洋船舶或者第二码头的所述第二软管，其中所述卷轴借助具有第一端、第二端和长度的转动轴部段旋转；电动机，其具有转动轴，转动轴具有与所述第一模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第一端连通的端部；和跨接轴，其具有与所述第一模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第二端可拆卸地附接的第一端，与所述第二模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第一端可拆卸地附接的第二端，和一长度，其中，所述跨接轴的所述长度与所述第一模块化卷筒组件的所述轴部段的所述长度近似相同。

本发明10另外还构想了用于经由第一软管和第二软管输送补给物的装载站，其中所述第一软管和所述第二软管适于从第一海洋船舶或者第一码头牵拉到第二海洋船舶或者第二码头，该装载站包括：第一模块化卷筒组件，其具有适于独立旋转以缠绕和解缠绕从所述第一海洋船舶或者第一码头到所述第二海洋船舶或者第二码头的所述第一软管的卷轴，其中，所述卷轴通过具有第一端、第二端和一长度的转动轴部段旋转；第二模块化卷筒组件，其具有适于独立旋转以缠绕和解缠绕从所述第一海洋船舶或者第一码头到所述第二海洋船舶或者第二码头的所述第二软管的卷轴，其中，所述卷轴通过具有第一端、第二端和一长度的转动轴部段旋转，并且其中，所述转动轴部段的所述第一端与所述第一模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第二端连通；和电动机，其具有转动轴，转动轴具有与所述第一模块化卷筒组件的所述转动轴部段的所述第一端连通的端部。

在不偏离本发明精神和范围的情况下，对于本文所述的各种部件和元件的组合、操作和布置可进行改变。此外，前述内容的名称、题目、标题和一般划分被提供用于方便的目的，因此不应被认为是限制性的。