在移动海上平台上的悬臂的适航固定的制作方法

本发明涉及一种可在用于在操作位置之间位移的浮动状态与由海底支承的静止状态之间转换的移动式海上平台。这种移动式海上平台的一个示例是自升式钻机，其具有自升式船体，该自升式船体可使用首先下降到海底的支腿提升到其在海上的固定操作位置，并且随后沿着该支腿提升钻机的船体。为了移动到新的操作位置，降低平台船体，直到其漂浮，并且随后当拖船拖曳钻机或钻机被其自身的驱动器驱动时，尽可能多地升高支腿以减小阻力。

背景技术：

在漂浮状态下，移动海上平台是船只，因此由于暴露于海面的波浪和浪涌而移动，而在静止状态下，平台支腿放置在海底上，使得平台移动非常小。

这种移动海上平台可例如用于钻取碳氢化合物或安装海上结构。为了进行钻井操作，通常将钻台和钻井井架放置在悬臂结构的后端(远端)。整个悬臂可利用x-y移动系统相对于移动海上平台的平台船体移动，从而允许钻井井架精确地放置在平台船体后部的较大区域中的钻井位置上方，而不需要使钻机位移，钻机位移将需要降低和顶升平台船体。具有允许在悬臂的纵向(x)方向上延伸和缩回以及悬臂围绕竖直轴线枢转的移动系统的移动海上平台也是已知的。

us6171027中描述了具有这种移动系统的这种移动海上平台的示例。在指定为x方向的方向上定向的纵向导轨附接至悬臂，并且在指定为垂直于x方向的y方向的方向上定向的横向导轨附接至平台船体的面朝上的侧部(通常是主甲板)。

在悬臂与平台甲板之间的支承构件用于相对于平台甲板支承悬臂，该支承构件以支承滑道的形式设置，并且引导成在导轨上沿y方向移动，同时支承滑道支承并且引导悬臂，从而在悬臂的x方向上随着导轨在支承滑道上移动而沿x方向移动。支承滑道可在导轨上滑动或具有在导轨上滚动的辊子。移动系统驱动件可例如是液压缸或齿条-小齿轮型。支承滑道还构成间隔件，使得主甲板上方的悬臂的水平相对较高，从而使得主甲板上方的更多竖直空间可用于其它物品，并且减小了平台船体为了在现有护套上方工作而必须提升到的高度。

当钻机要进入浮动状态时，悬臂缩回，并且必须进行适航固定，以防止悬臂由于浮动船体在波浪和浪涌(俯仰、侧倾和偏航)中的运动而相对于平台船体移动。在向前端(近端)，通过延伸穿过两个纵向悬臂轨道中的每个的前端部分中和平台船体上的支承结构中的孔的销而限制缩回的悬臂在纵向和横向两个方向上相对于平台船体运动。通过将导轨和支承结构中相应的孔保持相互对准，悬臂的前端在x和y方向都保持在适当的位置。

除了在悬臂的前端处进行适航固定之外，悬臂的尾端(远端)也必须进行适航固定，以避免悬臂绕其前端枢转，该枢转将导致前端的附接损坏。用于适航固定悬臂的后端的一种已知解决方案是设置一个支柱，该支柱桥接悬臂与主甲板之间的竖直间隔，并从悬臂后端处的下部甲板水平处的垫眼延伸至位于后横向甲板横杆的端部中的一个处的锚定点。

由于其尺寸和重量，这种柱在安装和拆卸过程中难以操作且耗时。当不用作悬臂的适航固定时，可去除，以致引起物体掉落和摇摆风险，或它可保持附接至悬臂，而这对允许的剩余最大悬臂载荷带来不利影响。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于对移动海上平台的悬臂进行适航固定的解决方案，该解决方案在安装和拆卸过程中更容易操作，避免物体掉落或摇晃的风险，在放置就位时对允许的悬臂载荷的影响较小，并且允许以简单的方式实现完全遥控或自动的悬臂适航固定。

根据本发明，该目的通过提供根据权利要求1所述的移动海上平台来实现。在另一实施方式中，该目的通过执行根据权利要求16所述的适航固定方法来实现。

因为在适航固定状态下，远侧适航固定装置的第一保持部分和远侧适航固定装置的第二保持部分相互接合，所述远侧适航固定装置的第一保持部分和远侧适航固定装置的第二保持部分在悬臂下方的位置处固定至平台船体，适航固定装置可以非常紧凑并且易于操作。

在从属权利要求中阐述了本发明的具体细节和实施方式。

本发明的其它特征、效果和细节从详细描述和附图中显现出来。

附图说明

图1是根据本发明的平台的一个实例的示意性侧视图，该平台站立在海底上，其中悬臂处于部分延伸的位置；

图2是根据图1的平台的示意性俯视平面图，其中悬臂处于完全延伸位置；

图3是根据图1和图2的平台的部分的示意性侧视图，包括处于完全缩回状态的悬臂和平台船体的部分；

图4是根据图1至图3的平台的示意性俯视平面图，其中悬臂处于完全缩回位置；

图5是根据图1至图4的平台的悬臂的远端处的悬臂的下甲板的部分的示意性俯视平面图；

图6是沿图5中的平面vi-vi截取的示意性侧向剖视图；

图7是根据图1至图6的平台的横向导轨的部分的俯视平面图；

图8是沿图7中的平面viii-viii截取的示意性侧向剖视图；

图9是沿图7中的平面ix-ix截取的示意性侧向剖视图；以及

图10是沿图4中的平面x-x截取的示意性侧向剖视图。

具体实施方式

在附图中，示出了根据本发明的移动式海上平台1的示例。平台具有允许平台浮动的平台船体2和相对于平台船体2可移动地引导以相对于平台船体2竖直移动的三个支腿3。为了驱动支腿3在如图1所示的降低的操作位置和运输位置(未示出)之间的运动，设置有支腿驱动器4，其中，在降低的操作位置，从浮式水平顶起平台船体2，在运输位置，支腿3的主要部分突出到浮式平台船体2上方。

平台1还具有长型悬臂5，其可在悬臂5的纵向方式x上在延伸位置(图1和图2)与缩回位置(图3、图4、图6、图8、图9、图10)之间移动。在悬臂5的远端7处，钻井井架6(仅在图1中示出，在其它俯视图中，仅示出了井架的角部)安装在悬臂5上。根据要执行的操作，可在悬臂5的远端7处设置其它设备。悬臂5的月池甲板8位于比悬臂5的其它部分低的水平。在该示例中，悬臂5的远端7构成悬臂5的后端，因为悬臂5在处于伸展状态下时突出至平台船体2的后部。如果悬臂向前突出或在平台船体的侧部突出，悬臂的远端也可分别构成悬臂的前端或侧端。

为了在纵向方向x和横向方向y上相对于平台船体2移动悬臂5，设置一种移动系统。在该示例中，移动系统是滑动系统。滑动系统由第一引导件9、第二引导件10和支承构件形成，其中，第一引导件9安装至悬臂5，并沿平行于悬臂5的方向x定向，用于沿纵向方向x引导悬臂5的运动，第二引导件10安装至平台壳体2，并沿横向于悬臂5和纵向方向x的方向y定向，用于沿横向于悬臂5的方向y引导悬臂5的运动，支承部件为支承滑道11、12、13、14的形式，每个支承滑道均布置成沿着第一引导件9和第二引导件10引导运动。当在横向方向y上滑动悬臂5时，支承滑道11至14沿着第二引导件10延伸。当在纵向方式x上滑动悬臂5时，第一引导件9在支承滑道11至14上延伸。

当平台1处于运输状态时，其中平台船体2漂浮在水面上，悬臂5必须适航固定至平台船体2，以防止悬臂5由于平台船体2因为波浪、浪涌和风引起的运动而相对于平台船体2运动。为了在悬臂5的近端(这里是向前)端15处对悬臂5进行适航固定，在悬臂5的近端部处设置有近端适航固定装置16，用于将悬臂5保持在相对于平台船体2的缩回位置。如图10最佳所示，在该示例中，近端适航固定装置16由悬臂5近端处的舌状部17形成，并容纳在支架18中的孔19中。孔19每个都具有引导支承板20形式的下边界，引导支承板20沿向后方向向下张开，用于在悬臂5接近其缩回位置时将相应舌状部17的斜切前端21引导至孔19中，使得滑动系统至少部分地减轻由大部分缩回的悬臂5位于支承滑道11至14的前面这一事实所引起的弯曲载荷。销22插入穿过舌状部17和孔19中的每个的对准孔23至26，从而将舌状部17保持在它们在孔19中的位置。因而，缩回的悬臂5的近端在适航固定状态下通过近端适航固定装置16牢固地保持在适当的位置。本领域技术人员将会注意到的是，可设置用于适航固定近侧悬臂端的替代解决方案，诸如突出到沿悬臂的纵向方式延伸的导轨的前端部分中的孔中的销。

然而，这不足以防止悬臂5的远端7在横向方向y上移动过远，特别是当海况恶劣或高时。因此，平台1还在近端适航固定装置16的远端装备有远侧适航固定装置27，用于将悬臂5保持在相对于平台船体2的缩回位置的适当位置。当处于适航固定状态时，远侧适航固定装置27的第一保持部分28在悬臂5下方的位置处与远侧适航固定装置27的第二保持部分29接合，该第二保持部分29固定至平台船体2。这使得远侧适航固定装置27非常轻便和紧凑，并且在悬臂5的固定和释放过程中易于处理和操作。因此，它提高了平台的可操作性、安全性和能力。由于其重量较小，远侧适航固定装置27的第一保持部分28对允许的悬臂载荷的影响非常小。应当注意的是，还可以想到其中第二保持部分接合第一接合部分或其中机器人接合部分彼此接合的实施方式。

远侧适航固定装置27的第一保持部分28安装至悬臂5。因而，悬臂5通过远侧适航固定装置27直接保持在适当位置，这比悬臂5的远端通过支承滑道11至14中的一个或多个在横向方向y上保持在适当位置更牢固，支承滑道11至14的尺寸不是为了抵抗适航固定载荷，或需要非常大的尺寸，特别是对于必须通过引导结构抵抗和传递的倾斜载荷。

另外，由于远侧适航固定装置27的第一保持部分28安装至相对于悬臂5的更近侧部分向下突出的悬臂5的下部(在本例中是月池甲板8)，因而实现了悬臂5的远端的非常牢固的适航固定。在该位置，远侧适航固定装置27只需要桥接悬臂5与平台船体2之间的相对较小的间隙。

要桥接的间隙可以特别小，因为远侧适航固定装置27的第一保持部分28安装在低于第一引导件9的位置。尽管如此，由于远侧适航固定装置27的第一保持部分28安装在支承滑道13、14的横向位置上，支承滑道13、14在横向方向y上与第二引导件9的同一导轨接合，因而为支承滑道11至14留有空间。

第一引导件9以及第二引导件10每个均由一对导轨30、31、32、33构成，这允许在滑动过程中精确且稳定地引导悬臂5。

在紧固状态下的远侧适航固定装置27与第二引导件10的导轨32、33中的一个接合，在该示例中，与导轨32、33中的最靠近平台船体2的船尾的一个接合。与最靠近平台1外部的导轨32接合允许悬臂5保持在其远端附近，这对于牢固的适航固定有利。另外，这避免了需要在将悬臂5缩回到其最大缩进位置时使向下突出的悬臂5的最下部分经过直到紧靠第二引导件10的上方越过平台船体2的大部分。

当平台在条件恶劣的海浪中漂浮时，悬臂5和平台船体2趋于稍微弯曲。如在本示例中，如果悬臂5在其近端15处固定以防止相对于平台船体2在纵向方向x上运动，则悬臂5和平台船体2的弯曲例如可通过以下方式来适应：当处于相对于平台船体2将悬臂5保持在缩回位置的适当位置的状态时，通过远侧适航固定装置27固定悬臂5允许悬臂5相对于平台船体2在纵向方向上作一些位移。

如图5至图9所示，悬臂5相对于平台船体2在纵向方向x上的允许位移在纵向间隙(第一开放空间34在纵向方向x上的总和)内，大于横向间隙(第二开放空间35在横向方向y上的总和)，如果有的话，从而允许悬臂5相对于平台船体2在纵向方向x上的位移大于在横向方向y上的位移，如果有的话。优选地，在x方向上的间隙大于10mm，并且为了增加优选，在x方向上的间隙可大于20mm、30mm或40mm。优选地，x方向上的间隙小于150mm，更优选地小于120mm。优选地，y方向上的间隙小于10mm，并且为了增加优选，y方向上的间隙可小于5mm或2mm。优选地，y方向上的间隙大于0.25mm。

在本示例中，这通过以下设置来实现：远侧适航固定装置27的第一保持部分28是当远侧适航固定装置27处于适航固定状态时突入第二保持部分29的销28，第二保持部分29是孔29。更具体地，孔29的尺寸允许销28相对于导轨32纵向移动，并完全地或至少比在纵向方向x上的移动更严格地限制销28的横向移动。孔29的基本矩形形状和销28的远端在横向方向上提供比圆形或其它圆形形状提供的在垂直方向上的间隙更大的载荷传递表面区域。

至少要插入孔29中的销28的下端和孔29具有在横向方向y上具有相对紧密配合的相应形状，而在纵向方向x上留有显著的间隙，以防止销28受到纵向载荷。销28的上部具有比下端更大的横截面尺寸，从而提供了肩部46，该肩部46确定了在适航固定期间销28朝向引导件10的竖直运动，使得孔29的深度以及悬臂5与引导件10之间的竖直距离不必满足紧密的公差。另外，销的下端和开口可因而相对较小，使得导轨的结构完整性仅在很小的程度上受损，而销的上部可具有相对较大的横截面，使得销具有较大的弯曲强度。

为了特别容易地操作远侧适航固定装置27，远侧适航固定装置27包括销致动器36，用于在延伸位置与缩回位置移动销28，在延伸位置，销28伸入孔29，在缩回位置，销28缩回出孔29。销致动器36例如可为线性马达、主轴驱动器或液压缸的形式。作为附加或替代方案，可设置手动操作的主轴。

销或孔可具有锥形部分，或者可将致动的楔入部分插入孔中，以便在横向方向上引起销和孔之间的楔入接合，从而在横向方向上实现零间隙。

销28安装至悬臂5，以及销接收孔29设置在第二引导件10中。这允许可移动零件设置在悬臂5的底侧上，在那里这些零件相对良好地被屏蔽而不受天气影响，特别是销在悬臂内的情况下，在平台甲板上的操作期间不容易损坏。

销致动器28优选地设置成例如通过重力和/或弹簧力促使销28朝向延伸位置运动，从而如果孔29与销28成一直线，则销28进入孔29。因而，悬臂5可简单地在横向方向上缓慢地滑动，直到销28卡入孔29中，并且不必滑动至销28和孔29以特定精度对准的位置。

根据悬臂的尺寸和重量，远侧适航固定装置可在悬臂下面的一个或多个位置处提供其第一保持部分与第二保持部分之间的接合。

如图5和图6中最佳所示，通过将销28布置在月池甲板8的梁37至40之间并沿着月池43与纵向梁41、42对齐，优化销28在悬臂5中的位置，以将载荷传递至悬臂5。月池甲板8局部设置有加强板44，加强板44具有允许销28突出的开口45。

当适航固定悬臂5，首先使悬臂5缩回并与支架18横向对准，以便在悬臂5的近端15进行适航固定。在悬臂5在其近端15处固定之后，悬臂可以在其远端横向移动，直到远侧适航固定装置的第一保持部分和第二保持部分对齐以允许相互接合。然后，降低或释放远侧适航固定装置27的销28以下降，从而与第二引导件10的导轨32接触。滑动系统还可用于在横向方向y上缓慢地对准远侧适航固定装置的第一保持部分和第二保持部分，以便在其远端7进行适航固定，以及当销28与接收孔29对准时，自动地将销28落入或驱动至接收孔29中。可在轻微的预张力下连续地沿接合方向推动销28。

在本发明的框架内，可设想到在所述示例上的许多变化和替换。例如，远侧适航固定装置的销28可定位在平台船体上或平台船体中，其中，销从平台船体延伸至悬臂，以容纳在作为悬臂的部分设置的孔或其它销接合结构中。销可由附接至平台船体或悬臂上的独立结构形式的装置来保持和驱动，或该装置可与平台船体结构或悬臂结构集成在一起。

已将多个特征描述为所示示例或替代实施方式的部分。然而，应理解的是，本发明的范围还包括具有除了实施方式中所体现的特征的特定组合之外的这些特征中的所有或一些的组合的实施方式。另外，特征的所述效果和优点通常可应用于这些优点所赋予的特征，并且不仅在示例的上下文中或与其它所述特征的组合中。