系统的侧视图，示出了第一接头、第二臂和第三臂的运动；
[0051]图17图示了根据本发明的实施方式的联接系统的侧视图，示出了第一接头、第二臂、第三接头和第三臂的运动；以及
[0052]图18图示了根据本发明的实施方式的联接系统的横截面侧视图。
【具体实施方式】
[0053]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，由此接头和臂的组合用于将第一浮式结构联接到第二浮式结构。所述联接系统还被设置用于快速脱开这两个浮式结构。此外，所述联接系统能适应所述第一浮式结构相对于所述第二浮式结构的运动。
[0054]使用本发明可联接到一起的浮式结构可包括但不限于浮标辅助钻井单元、石油井口平台、石油生产平台以及多数类型的半潜式平台。本领域技术人员将认识到，本发明可用于将任意两个浮船或浮式结构联接到一起并将两个浮式结构维持在预定的距离处。通常，两个浮式结构之间的分开距离介于15米至20米之间。
[0055]图1图示了使用根据本发明的实施方式的联接系统100联接到张紧腿平台110的浮标辅助钻井平台105。联接系统100确保浮标辅助钻井平台105停留在远离张紧腿平台110的安全距离处。联接系统100利用了使用可弯曲且可旋转的接头连接的刚性臂的组合。在可弯曲且可旋转的接头允许联接系统100补偿两个浮式结构相对于彼此的俯仰、起伏、滚转、摇摆以及偏航的同时，刚性臂防止两个浮式结构碰撞。浮标辅助钻井平台105和张紧腿平台110因此可独立于彼此移动。在极端的天气条件之下，联接系统100将分离所允许的浮标辅助钻井平台105，以从张紧腿平台110漂移走，防止在两个浮式结构发生锚泊故障的情况下这两个浮式结构碰撞。联接系统100中各种部件的详细运作在图2至图11中并且在以下段落中详细地图示。
[0056]图2图示了联接系统100的实施方式的侧视图。在该实施方式中，联接系统100具有接合构件210，接合构件210连接到第一接头215。臂220的一端操作联接到第一接头215，并且臂220的另一端操作联接到第二接头225。第二接头225也操作联接到臂230。联接系统100还具有联接设备235，联接设备235可布置在浮标辅助钻井平台105上。在本发明的某些实施方式中，联接设备235可容纳于延伸平台上，该延伸平台位于浮标辅助钻井平台105的管道架甲板上。选择的这个位置使得联接设备235不会干扰甲板上的任何装备和结构。在本发明的另一实施方式中，联接设备235位于主甲板上，主甲板在结构上强于管道架甲板。在本发明的又一实施方式中，联接设备235位于主甲板的箱底部的内侧。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的情况下，联接设备235可定位在浮标辅助钻井平台105上的各种地点。
[0057]如图2中示出的，联接设备235连接到臂230的另一端。联接系统100还包括接收构件205，接收构件205布置在张紧腿平台110上，用于接收接合构件210。当浮标辅助钻井平台105将要与张紧腿平台110联接到一起时，接合构件210将与接收构件205接合。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的情况下，联接设备235和接收构件205的位置可变化，即:联接设备235可定位在张紧腿平台110上的各种地点，并且接收构件205可定位在浮标辅助钻井平台105处。
[0058]在图3a中图示了接收构件205的立体图。在本发明的实施方式中，接收构件205可具有空腔或接受器，其成形为锥形，用于接收接合构件210。锥形空腔310被设计得大于接合构件210，使得锥形空腔310可辅助接合构件210与接收构件205的对准。通过使用锥形空腔310，在接合构件210能够与接收构件205接合之前，接合构件210不必与锥形空腔310的中间精确对准。在深海操作期间，如果不是由于海浪的不可预测运动而不可能执行，需要精确运动和时机的操纵往往很难。当接合构件210要与接收构件205接合时，接合构件210只是必须被引向接收构件205的大体附近。一旦与锥形空腔310的内表面接触，由于锥形空腔310的渐缩形状，接合构件210将滑向接收构件205的中央。接收构件205然后将相对于接合构件210移动，导致接收构件205与接合构件210接合。该相对运动可能涵盖滑动运动或旋转运动。
[0059]如图3a和图3b中示出的，多个凹耳305围绕锥形空腔310的内周面定位。相应地，如图4中示出的，多个凸耳405围绕接合构件210的外周面定位。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的情况下可使用任何数量的凹耳和凸耳。在图3和图4示出的实施方式中，在锥形空腔310的内部设置了 8个凹耳，角间距为22.5度，并且8个凸耳设置在接合构件210上。在接合构件210已被接收构件205接收之后，如箭头E示出的方向所指示的，接收构件205可在任一方向上相对于接合构件210旋转，导致凹耳305与凸耳405接合。通过逆转旋转运动的方向，这将导致凹耳305与凸耳405分离。方向盘状手柄设置在接收构件205后面，以或者手动或者经由机械手段来辅助接收构件205的旋转。毗邻接收构件205定位的马达可用于使接收构件205旋转。该马达可远程控制，根据需要允许两个浮式结构迅速分离或接合。这意味着在极端的天气条件之下，两个浮式结构可容易而迅速地分离，不需要工人手动致动手柄以从接收构件205释放接合构件210。这是有利的，因为在极端的天气条件之下这些浮式结构上的条件变得相当危险。如果在这些条件之下工人不得不手动处理或操纵缆索，则这些浮式结构上的工人将不安全。上文公开的用于联接系统100的机构解决了这些安全问题，因为此机构允许远程而高效地进行接合和分离动作。
[0060]参照图4，接合构件210示出为具有球根形状。该形状被选中是因为该形状可容易被锥形空腔310引导进入接收构件205中的接受器。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的情况下，接合构件210可具有其它形状。如图5a中的接合构件210的横截面视图示出的，第一接头215的一端附接至接合构件210，并且另一端可经由支架505、钩515和开口 510操作联接到第一臂220。钩515被固定到支架505上并且穿过第一臂220中的开口 510。钩515和开口 510之间的连接使之允许第一接头215围绕该连接枢转。换句话说，接合构件210可沿着正交于第一臂220的纵向轴线的平面移动。围绕可枢转连接的这种自由运动允许接合构件210和第一臂215响应于两个浮式结构之间的相对起伏、偏航、俯仰和摇摆运动进行移动，同时允许第一臂220保持刚性，维持两个浮式结构之间的距离。在本发明的实施方式中，由钩515和开口 510形成的可枢转连接允许围绕第一臂220的纵向轴线移动超过15度。第一接头215和第一臂220之间的连接被设计为枢转运动，使得第一接头215无法相对于第一臂220旋转，反之亦然。这是为了防止由于两个浮式结构的运动而使接合构件210意外旋转。
[0061]第一臂220的包含在支架505内的区段被弹性材料包围。弹性材料520可包括任何类型的当施加以及除去压力时能够压缩以及膨胀的柔性弹性体。柔性弹性体也必须能够吸收重的压缩和剪切载荷。换句话说，弹性材料520充当阻尼器，通过压缩以及膨胀阻尼接合构件210的起伏和摇摆运动。
[0062]在本发明的又一实施方式中，锥形空腔525突出于接收构件205。在图5b中图示了该实施方式的横截面侧视图。在该实施方式中，锥形空腔525执行与先前描述的锥形空腔相同的功能，其将接合构件210引向接收构件205中的接受器。在图5b中，接收构件205已经相对于接合构件210旋转，导致凹耳305与凸耳405互锁或接合。同样，通过使接收构件205在相反的方向上旋转，可分离凹耳305和凸耳405。图5c图示了图5b中图示的实施方式的横截面立体侧视图。
[0063]图6a图示了第二接头225的横截面视图。第二接头225可被分成两个区段:区段605 (在图6c中示出)和区段610。区段610设置有枢转器件，使得臂230可相对于第二接头225枢转，反之亦然。在区段610中，臂230经由钩615以可枢转的方式连接到支架626。钩615被固定到支架626上并且穿过臂230中的开口 630。钩615和开口 630之间的连接使之允许臂230围绕该连接枢转。换句话说，臂230可沿着正交于第二接头225的纵向轴线的平面移动。因为该实施方式仅允许臂230沿着正交于第二接头225的纵向轴线的平面移动或者第二接头225沿着正交于臂230的纵向轴线的平面移动，所以这确保了接合构件210不会由于两个浮式结构的相对俯仰、滚转和偏航运动而意外分离。两个浮式结构的相对平移运动可由该接头适应。弹性材料625毗邻臂230的位于支架626内的端部进行定