一种双船系泊系统的制作方法

1.本实用新型涉及深海采矿技术领域，更具体地说，是涉及一种双船系泊系统。


背景技术：

2.采矿船收集海底的矿石，并把矿石储存在船舱，达到一定储量时，需要运输船会来接收矿石，将矿石进行转运。
3.现有的运输船通常与采矿船保持一段距离，通过管道将两船连接，再通过采矿船上的泵设备将矿石泥浆泵送到运输船上，但这样将泥浆也一起运输，比较浪费资源，而如果在采矿船上将矿石与泥浆分离，从而不会运输过多的泥浆，但保留在采矿船上成堆的矿石通常是通过辅助船来一点点转运到运输船上，这样的运输效率低，严重影响了矿石产生速度。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种双船系泊系统，具有能直接将运输船和采矿船相连接，使采矿船上堆积的矿石能直接转移的运输船上，提高运输效率的优点。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种双船系泊系统，包括：
7.采矿船，与采矿船平行设置的运输船；
8.动力定位系统，动力定位系统设置在采矿船上，并用于驱动采矿船靠近运输船；
9.充气护舷，充气护舷设置在采矿船朝向运输船的一侧；
10.相对定位参考传感器，相对定位参考传感器设置在运输船上，并用于与动力定位系统相配合对采矿船的移动进行导向；
11.连接缆绳组件，连接缆绳组件连接在采矿船和运输船之间，并用于限定采矿船和运输船的相对位置。
12.在一个实施例中，相对定位参考传感器设置有多个，多个相对定位参考传感器分别间隔设置在运输船上朝向采矿船的一侧。
13.在一个实施例中，相对定位参考传感器设置有3个，3个相对定位参考传感器分别设置在运输船的船艏、船中和船艉位置。
14.在一个实施例中，连接缆绳组件包括：卷缆设备，卷缆设备固定设置在采矿船上；
15.系泊缆绳，系泊缆绳一端连接卷缆设备，另一端用于连接到运输船的系缆桩上；
16.系泊缆绳通过卷缆设备的驱动而收紧或放松。
17.在一个实施例中，连接缆绳组件还包括钢丝绳张力测试仪，钢丝绳张力测试仪连接系泊缆绳，并用于测量系泊缆绳的张力。
18.在一个实施例中，系泊缆绳用于连接系缆桩的一端连接有导缆。
19.在一个实施例中，连接缆绳组件设置有多个，多个连接缆绳组件分别间隔设置在运输船上朝向采矿船的一侧。
20.在一个实施例中，双船系泊系统还包括辅助船，辅助船用于连接运输船。
21.在一个实施例中，辅助船设置有多个，多个辅助船分别通过辅助缆绳连接在运输船的船艏和船艉位置。
22.在一个实施例中，充气护舷设置有多个，多个充气护舷间隔设置在采矿船上，并位于采矿船和运输船之间。
23.本实用新型提供的一种双船系泊系统的有益效果至少在于：本方案所提出的一种双船系泊系统可以用于深海采矿后的矿石运输作业，通过将运输船平行停靠于系泊于采矿船的某一舷，在矿石或货物转运过程中，使运输船始终随着采矿船移动，运输船和采矿船之间保持相对位置稳定，以便于直接在两船之间进行矿石转运，从而实现矿石快速转运，解决了通过辅助船一点点运输矿石而导致的底效率的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的一种双船系泊系统的结构原理示意图；
26.图2为图1的a部放大图；
27.图3为图1的b部放大图；
28.图4为本实用新型实施例提供的一种双船系泊系统的运行状态图。
29.其中，图中各附图标记：
30.10、采矿船；11、充气护舷；12、动力定位系统；20、运输船；21、相对定位参考传感器；22、系缆桩；30、连接缆绳组件；31、卷缆设备；32、系泊缆绳；33、钢丝绳张力测试仪；40、辅助船。
具体实施方式
31.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
32.需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.请参阅图1所示，本实施例提供了一种双船系泊系统，用于水下采矿后的矿石转运，特别适用于深海采矿。本双船系泊系统主要包括：采矿船10，与采矿船10平行设置的运输船20，动力定位系统12，充气护舷11，相对定位参考传感器21，以及连接缆绳组件30。本实
施例中的采矿船10可以是深海采矿船10，其作业水深为4000-6000；深海采矿船10具备自航能力，通过其上所配备的动力定位系统12(例如dp2)进行动力定位，本方案中在进行矿石转运之前，运输船20远离采矿船10，而要形成本方案的船系泊系统的结构，则需要采矿船10通过动力定位系统12驱动采矿船10靠近运输船20。充气护舷11设置在采矿船10朝向运输船20的一侧，当采矿船10航行到与运输船20相接时，通过充气护舷11对两船进行保护，缓解采矿船10移动所带的冲击。相对定位参考传感器21设置在运输船20上，并用于与动力定位系统12相配合对采矿船10的移动进行导向；相对定位参考传感器21对运输船20的位置进行标注，使动力定位系统12能准确识别到相对定位参考传感器21，从而识别到运输船20的具体位置，使动力定位系统12驱动采矿船10靠近运输船20时，方向平行于运输船20方向，缓慢靠近运输船20，最后能将采矿船10和运输船20在准确的位置进行停靠。连接缆绳组件30连接在采矿船10和运输船20之间，并用于限定采矿船10和运输船20的相对位置；当采矿船10到达运输船20的预设位置后，通过连接缆绳组件30将两船连接，进而使两船的位置相对稳定，从而方便矿石在两船之间直接运输，例如可以直接通过采矿船10上的输送带将矿石输送到运输船20上，大大加快了输送速度。
34.通过在采矿船10上设置动力定位系统12，在运输船20上设置相对定位参考传感器21，两者相配合能将采矿船10导向移动到运输船20的其中一舷处，通过充气护舷11对采矿船10和运输船20进行保护，从而避免两船相碰撞而受损，通过连接缆绳组件30将停靠在一起后的采矿船10和运输船20连接在一起，使采矿船10和运输船20的相对位置不发生移动。从而将采矿船10和运输船20连接，可以直接将采矿船10上的矿石转运到运输船20，例如通过输送带等运输工具可以不停歇对矿石进行转运，这样就避免通过辅助船40进行多次转运，从而大大提高了矿石输送速度。
35.本实施例提供的一种双船系泊系统的有益效果至少在于：通过将运输船20平行停靠于系泊于采矿船10的某一舷，在矿石或货物转运过程中，使运输船20始终随着采矿船10移动，运输船20和采矿船10之间保持相对位置稳定，以便于直接在两船之间进行矿石转运，从而实现矿石快速转运，解决了通过辅助船一点点运输矿石而导致的底效率的问题。本双船系泊系统为矿石转运提供了可行的方案，简化了转用流程，同时缩短采矿船10转运矿石到运输船20的时间，规避恶劣海况。且能避免采矿船10靠近运输船20时产生碰撞的风险。
36.本方案中，采矿船10不管采用何种结构形式能实现采集水底矿石，运输船20不管采用何种结构能运输矿石，动力定位系统12和相对定位参考传感器21不管采用何种系统能驱动采矿船10进行导向移动到输送船的预设位置，充气护舷11不管采用何种结构能缓冲冲击，连接缆绳组件30不管采用何种结构能将采矿船10和运输船20进行连接，使相对位置保持一定。也就是说，本实施例中的采矿船10的具体形式，动力定位系统12的具体形式，相对定位参考传感器21的具体结构，连接缆绳组件30的具体结构以及充气护舷11的具体结构是可根据需要而预先设置的，只要设置后的采矿船10和运输船20连接，可以直接将采矿船10上的矿石转运到运输船20，均可解决现有技术中的问题，并取得相应的效果。
37.如图1、图3所示，进一步地，本实施例中的相对定位参考传感器21可以为激光传感器，激光传感器设置有多个，多个激光传感器分别间隔设置在运输船20上朝向采矿船10的一侧。将激光传感器分布在运输船20的一侧舷上设置，使多个激光传感器发出位置信号，从而使动力定位系统12识别到运输船20的位置，从而识别出应停留舷的位置，使采矿船10能
准确停留于运输船20。
38.通常激光传感器与动力定位系统12配对使用，动力定位系统12会配置相应的激光传感器，因此在激光传感器设置时，先从采矿船10上吊运多个激光传感器到辅助船40。由辅助船40运输给运输船20，并在运输船20上布置激光传感器。
39.进一步地，本实施例中的相对定位参考传感器21设置有3个，3个相对定位参考传感器21分别设置在运输船20的船艏、船中和船艉位置。通过将3个相对定位参考传感器21分开设置，从而分别对运输船20的船艏、船中和船艉位置进行标注，使动力定位系统12能识别到运输船20的一侧的船舷位置，实现更准确的定位。
40.如图1、图2所示，进一步地，连接缆绳组件30具体包括：卷缆设备31，以及系泊缆绳32。卷缆设备31固定设置在采矿船10上，系泊缆绳32一端连接卷缆设备31，另一端用于连接到运输船20的系缆桩22上，系泊缆绳32通过卷缆设备31的驱动而收紧或放松。运输船20的船员将采矿船10通过卷缆设备31缓慢放出的系泊缆绳32系在运输船20的系缆桩22，从而使两船进行连接。系泊缆绳32由48毫米钢丝绳+20米88毫米尼龙尾绳组成，预张力20吨。每根系泊缆绳32的钢丝绳部分接卷缆设备31(例如卷缆机)，20米尼龙绳位于系泊缆绳32的端部，可以降低整体系泊刚度，减小冲击力。
41.如图1、图2所示，进一步地，本实施例中的连接缆绳组件30还包括钢丝绳张力测试仪33，钢丝绳张力测试仪33连接系泊缆绳32(或安装在系泊缆绳32上，例如将钢丝绳张力测试仪33包在钢丝绳外面)，并用于测量系泊缆绳32的张力。通过钢丝绳张力测试仪33可以准确的测量预张力，保证预张力达到20吨。从而使采矿船10和运输船20连接的更稳定。
42.进一步地，系泊缆绳32用于连接系缆桩22的一端连接有导缆(图示中未画出)。通过导缆可以方便运输船20的船员拉住系泊缆绳32，更加方便系泊缆绳32的连接。运输船20的船员接到导缆(引绳)后，通过采矿船10缓慢放出系泊缆绳32，使运输船20能顺利接收系泊缆绳32端。
43.如图1、图2所示，进一步地，连接缆绳组件30具体设置有多个，多个连接缆绳组件30分别间隔设置在运输船20上朝向采矿船10的一侧。当运输船20能顺利接收系泊缆绳32的一端，从而可将系泊缆绳32系在运输船20的系缆桩22。先连接运输船20的船艏，然后连接运输船20的船艉。为增强稳定性，还可以通过系泊缆绳32连接采矿船10和运动穿的船舷中间位置。
44.如图4所示，进一步地，本实施例中的双船系泊系统还包括辅助船40，辅助船40上设置有辅助缆绳，辅助缆绳连接运输船20。
45.如图4所示，进一步地，辅助船40设置有多个，多个辅助船40分别通过辅助缆绳连接在运输船20的船艏和船艉位置。通过设置两艘辅助船40，其中一艘在运输船20外舷船艏通过辅助缆绳托住运输船20，另一艘在运输船20船外舷船艉通过辅助缆绳托住运输船20，维持运输船20状态。
46.具体的辅助船的使用过程中：在采矿船10与运输船20进行双船停靠时，采矿船10需结合相对定位系统，同时缓慢收紧系泊缆绳32，另外通过一艘辅助船在运输船20外侧船艏，顶住运输船20，方便采矿船10收紧系泊缆到预定张力。完成船艏系泊后，再通过辅助船对船艉进行顶住。从而可以通过辅助船，辅助完成采矿船10的停靠。
47.这样通过一艘辅助船首先在运输船20外舷船艏顶住运输船20，完成船艏系泊后，
再通过辅助船在运输船20船外舷船艉顶住运输船20辅助双船系泊。
48.如图1、图2所示，进一步地，充气护舷11设置有多个，多个充气护舷11间隔设置在采矿船10上，并位于采矿船10和运输船20之间。通过多个充气护舷11实现对两船相接的船舷处进行缓冲，实现对两船的有效保护。本实施例中的充气护舷11采用trelleborg充气护舷11，充气护舷11的直径4.5米长度9米，当充气护舷11压缩距离60％时，对应的作用力为100％设计作用力。
49.采矿船参数如下表：
50.参数数值单位总长(loa)：268.0(m)型宽(b):45.0(m)排水量178700(t)
51.运输船参数如下表:
52.参数数值单位总长(loa)：243.3(m)型宽(b):37.0(m)排水量101639(t)
53.本双船系泊系统在应用时的操作过程为：
54.采矿船进行正常的采矿作业，顶浪或者随浪方向，达到一定储量时，准备并转运矿石至运输船，保持船舶在顶浪或者随浪方向，选择系泊作业海况条件，风速＜8m/s，波高＜2m，海况3级的情况下，准备系泊到运输船。
55.采矿船下放4个充气护舷。
56.采矿船利用吊车，吊运3个激光传感器到辅助船，通过辅助船运送到运输船，并安装在运输船的预设位置。
57.运输船行驶至距离采矿船300米左右时，方向平行于采矿船方向，停船并保持舵效，通过两端的两艘辅助船进行维持运输船状态。
58.采矿船启动动力定位系统(dp2)，与激光传感器相配合实现相对定位，并沿平行于运输船的方向，缓慢靠近运输船。
59.当采矿船靠近运输船约30m时，采矿船抛系泊缆绳到运输船，与运输船进行连接。
60.采矿船结合上述的相对定位系统，同时缓慢收紧系泊缆绳，辅助船在运输船外侧船艏顶住运输船，方便采矿船收紧系泊缆绳到预定张力。
61.再将采矿船的船艉系泊至预定张力后，将采矿船船中位置的系泊缆绳系到运输船系缆桩，并收紧系泊缆绳到预定张力，以加固双船系泊。
62.待船艏，船艉，船中系泊都完成后，采矿船和运输船双船并靠系泊，系泊过程中，运输船不再动车，后续采矿船转运矿石到运输船。
63.矿石转运完成后，解脱运输船上的系泊缆绳，两艘辅助船一艘在运输船外舷船艏，一艘在运输船外舷船艉分别拖缆，维持运输船状态。采矿船开启动力定位系统，保持平行于运输船方向，远离运输船300m。
64.运输船脱离辅助船，启车并远离。
65.综上所述，本实施例提出一种双船系泊系统，在矿石或货物转运过程中，使运输船
始终与采矿船连接，运输船和采矿船之间保持相对位置稳定，以便于直接在两船之间进行矿石转运，从而实现矿石快速转运，解决了通过辅助船一点点运输矿石而导致的底效率的问题。本双船系泊系统为矿石转运提供了可行的方案，简化了转用流程，同时缩短采矿船转运矿石到运输船的时间，规避恶劣海况。且能避免采矿船靠近运输船时产生碰撞的风险。
66.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。