用于联接两个浮式结构的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将第一浮式结构联接到第二浮式结构的系统。更特别地，本发明涉及一种具有多个接头和多个臂的系统，由此甚至在恶劣的海洋条件下，接头和臂的组合也能够用于将第一浮式结构联接到第二浮式结构，所述第二浮式结构靠自己保持到深海锚泊系统中的合适位置。所述联接系统还被设置用于快速脱开这两个浮式结构。
【背景技术】
[0002]在过去的几十年里，石油钻井公司已经广泛使用了诸如海上钻井平台的浮式结构。诸如浮标辅助钻井单元(floating tender assist drilling unit)的相对较小的浮式结构通常被锚泊到这样的钻井平台来辅助钻探和生产操作。使用这样的浮标钻井单元提供的主要经济效益在于，诸如泥系统、电力、管道甲板、舷梯(accommodat1n)等其它系统可包含在浮标钻井单元上而非钻井平台上，从而为钻井平台腾出了宝贵的空间且无需一体式钻井平台。这样的单元通常充当用于物料的平台并且通常配置在主钻井平台旁边。
[0003]在钻井和/或石油生产过程期间，钻井平台通常使用利用钢丝绳、涤纶绳或链的组合的锚泊系统来保持到位。浮标辅助钻井单元通常使用尼龙缆绳锚泊到钻井平台旁边并联接到钻井平台。这两个浮式结构被联接到一起来限制这两个结构之间的相对运动，以方便转移装备或人员。尼龙缆绳系统允许两个结构之间的相对距离维持在预定的限度内。然而，尼龙缆绳系统并未防止两个浮式结构的碰撞。尼龙缆绳系统仅防止浮式结构漂移开太远。当面对诸如飓风或暴风雨条件的恶劣环境条件时，在通过简单地增加绳的长度维持两个结构之间的链接的同时可增加两个浮式结构之间的距离。通常，在浮标辅助钻井单元和主钻井平台之间需要维持约150— 200米的安全隔开距离。在这样风大浪急的海面条件之下，要求联接系统具有相对低的刚度，以确保两个浮式结构之间的旋转和平移运动的联接得以最小化。在甚至进一步极端的天气条件之下，联接两个浮式结构的尼龙绳甚至可能需要突然断开以便防止两个结构倾覆。
[0004]在Anders G.C.Ekvall等人于1995年6月13日出版的第5，423，632号美国专利中描述了用于将海上钻井船只临时约束到钻井平台的系统。在公开的系统中，海上钻井船只设置有诸如键的多个接合构件。从钻井船只向外延伸的这些接合构件以这些接合构件能够围绕铰链的水平平面枢转并沿着铰链的竖直平面枢转这样的方式被铰链连接到钻井船只。接合构件的竖直枢转运动允许接合构件与沿着钻井平台的侧面布置的竖直滑轨接合，从而在接合时将钻井船只约束到钻井平台。在操作中，钻井船只将或者经由使用引导线而引向钻井平台，或者可朝向钻井平台小心驱动钻井船只。钻井船只然后使每个接合构件与钻井平台上的每个滑轨对准。一旦被对准，接合构件将滑入到位，从而将钻井船只约束到钻井平台。接合构件上的铰链允许钻井船只相对于钻井平台的竖直和水平运动，从而补偿由波浪导致的一些运动。然而，在恶劣的海面条件之下，更大的波浪可能导致钻井船只相对于钻井平台俯仰、偏航以及滚转。在这样的条件之下，接合构件将必须迅速分离，并且两个浮式结构将必须分开至安全距离以便防止两个结构倾覆。
[0005]在Terje ff.Eilertsen于2008年6月10曰出版的第7，383，784号美国专利中公开了用于将浮标辅助钻井单元绑缚到浮式生产平台的另一系统。该出版物中公开的绑缚系统包括:位于浮标辅助钻井单元的前端上的多个绞盘；位于平台船体的上部上的多个滑轮；位于平台船体的下部上的多个连接装置；以及一组绑缚线。绑缚线经由滑轮中的相应一个滑轮从绞盘中的一个绞盘延伸，并且在平台船体旁边竖直向下延伸到连接装置中的相应一个连接装置。在使用中，绞盘绕进并放出绑缚线，以控制两个浮船之间的分开距离。在平静的海面条件之下，线将被缩短；并且在风大浪急的海面条件之下，线将被加长，允许两个结构到达安全的分开距离。
[0006]在Christopher Louis Beato 于 2003 年 9 月 16 日出版的第 6，619，223 号美国专利中公开了用于将半潜式浮标连接到吃水深的沉箱船只的又一绑缚系统。该出版物公开的系统使用了绞盘、连接器和缆索绞盘。绞盘布置在浮标上，并且连接器布置在吃水深的船只上。由诸如尼龙的聚酰胺材料构建的缆索穿过浮标上的绞盘，并且还穿过吃水深的船只上的连接器。可相应地或者通过缩短或者通过加长缆索长度来缩短或增加浮标和吃水深的船只之间的分开距离。
[0007]在名为Marine Structure Consultants (MSC) B.V 于 2005 年 9 月 22 号出版的第PCT/NL2005/00156号PCT申请中公开了用于连接两个海上单元的连接设备。该出版物中公开的连接设备包括布置在第一海上单元上的重置设施，用于补偿两个海上单元与用于将两个海上单元联接到一起的联接元件之间的运动。联接元件包括框架，使用允许枢转和旋转运动的一组联接器件将框架附接至每个海上单元。这意味着每个海上单元均能够相对于框架枢转以及旋转。重置设施包括连接到海上单元的弹性元件。框架的联接元件然后连接到这些弹性元件。当海上单元被海洋带动得进一步远离其它单元时，弹性元件将伸展并延伸，允许另一海上单元漂移走。当海洋的条件变得再次平静时，弹性元件将恢复到其原始条件，使两个海上单元返回到其原始的分开距离。
[0008]上述文件公开了用于将两个海上船只临时连接或联接到一起的系统和装置。然而，在天气条件恶化的情况下，这些系统不允许船只迅速断开。在采用由尼龙制成的缆索的系统中，这些缆索将必须从其绞盘快速释放，或者更糟切成两个以允许海上船只漂走至更安全的距离。此外，利用缆索、连接器和绞盘的大多数这些系统通常在适当的位置不具有防止两个海上船只碰撞的机构。一些公开的系统还采用过于复杂的连接或联接机构，由此两个海上船只仅可在平静的海面条件之下联接到一起。
【发明内容】
[0009]根据本发明，解决了本领域中的以上的和其它的问题，并且做出了本领域的改进。根据本发明的第一方面，提供了一种用于将第一浮式结构联接到第二浮式结构的系统。所述系统具有接收构件，所述接收构件布置在所述第一浮式结构上，用于接收接合构件。当所述接合构件已经接收所述接收构件时，在所述接收构件相对于所述接合构件移动的时候这两个构件将接合到一起。所述系统还具有:第一接头，所述第一接头连接到所述接合构件；以及第一臂，所述第一臂具有第一端和第二端，其中所述第一端操作联接到所述第一接头。所述第一接头被构造成使得所述接合构件可沿着与所述第一臂的纵向轴线正交的平面移动。所述系统还具有:第二接头，所述第二接头操作联接到所述第一臂的所述第二端；以及第二臂，所述第二臂具有第一端和第二端，其中所述第一端操作联接到所述第二接头。所述第二接头被构造成使得所述第二臂能沿着与所述第二接头的纵向轴线正交的平面移动。所述系统还具有联接设备，所述联接设备布置在所述第二浮式结构上，用于联接到所述第二臂的所述第二端。该系统允许两个浮式结构使用接收构件容易地联接到一起，当所述接收构件相对于所述接合构件移动时，所述接收构件与接收构件接合。这还意味着，通过逆转为将所述接收构件接合到所述接合构件而进行的运动可容易地断开这两个浮式结构之间的联接。此外，因为所述接合构件仅被构造成沿着与所述第一臂的所述纵向轴线正交的平面移动，所以一旦所述接收构件与所述接收构件已经接合，所接合的臂的任何无意运动将不会导致这两个构件分离。刚性联接的臂还确保了所述两个浮式结构维持最小的隔开距离并且不会彼此碰撞。
[0010]优选地，所述联接设备进一步包括:第三接头，所述第三接头操作联接到所述第二臂的所述第二端；以及第三臂，所述第三臂具有第一端和第二端。所述第三臂的所述第一端具有突起，所述突起延伸到所述第三接头中，并将所述第三臂操作联接到所述第三接头。所述第三接头还被构造成使得所述第三臂能围绕所述第三臂的纵向轴线旋转。所述第三臂的旋转运动结合所述第二臂沿着与所述第二接头的所述纵向轴线正交的平面的运动会允许所述系统补偿来自大的波浪的起伏、俯仰、滚转、偏航和摇摆。不同于利用缆索的系统，该系统能够将两个浮式结构维持在安全的距离，同时能够吸收由海浪带来的随机运动。根据本发明的再一实施方式，所述第三接头被进一步构造成使得所述第三接头能沿着与所述第二臂的纵向轴线正交的平面移动。
[0011]根据本发明的另一实施方式，所述联接设备进一步包括:第三接头，所述第三接头操作联接到所述第二臂的所述第二端；以及第三臂，所述第三臂具有第一端和第二端。所述第三臂的所述第一端操作联接到所述第三接头。所述第三接头被构造成使得所述第三臂能沿着与所述第三接头的纵向轴线正交的平面移动。根据本发明的再一实施方式，所述第三接头