把重型設備安裝在船殼上的方法
2023-12-01 03:12:56
專利名稱：把重型設備安裝在船殼上的方法
技術領域：
本發明涉及一種把重型設備安裝在浮動船殼上的方法。本發明另外還涉及一種實施這種方法的整理設備。
背景技術：
為了開發石油，已經知道在一個油藏的上面停泊一個保證油氣的收集、處理、臨時儲存和外運的船隻。船殼用於儲存油氣。船的甲板上包括一個用於處理收集到的原油的設備，然後把經過處理的油氣輸送到設在船殼中的槽中。這種船隻一般用縮寫FPSO表示，意思是浮動採油、儲存和卸載「 Floating Production，Storage and Off-loading」。
為了製造一個這樣的船隻，船殼和船殼中的槽常常在一個第一建造工地上製造，而用於安裝在船殼上面的設施在離開第一工地的第二建造工地上製造。
這種船的船殼尺寸非常大。它們的長度在200-400m之間，寬度為35-70m，船殼總高度為30-45m。
需要安裝在船殼上的設施的總重量一般超過20,000噸。
為了可以使這些設施就位，並且由於船殼的尺寸非常大而導致的提升困難，已經知道製造模塊形式的生產設施，模塊的重量一般在1000-2500噸。每個模塊預先在地面進行組裝，然後藉助裝卸裝置在船上就位，如陸上起重機、浮吊、滾動龍門吊等。
因此需要安裝在船殼上的設施被分割成一些預先在地面組裝的模塊。使模塊依次在船殼上就位，然後在一方面在不同模塊之間，另一方面在模塊與船殼之間建立流體輸送連接、電能輸送連接和數據連接。另外，一方面建立與原油管道的連接，另一方面建立與預處理產品外輸管道的連接。
設施在船殼上的組裝時間比較長，因為需要把數量巨大的模塊依次放在甲板上，然後需要連接這些模塊。
發明內容
本發明的目的是提出一種使一臺重型設備在一個船殼上就位的方法，這種方法可以節省時間並且使帶有設備的船隻的整體製造合理化。
因此本發明的目標是一種把一臺重型設備安裝在一個浮動船殼上的方法，該方法的特徵在於包括以下步驟A-使設備與用於支撐在海底的提升裝備連接，這些提升裝備位於設備的兩側；B-使提升裝備支撐在海底；C-提升設備，使船殼可以從設備下面通過；D-使設備下面的船殼位於提升裝備之間形成的空間中；E-使設備下降，以便使設備支撐在船殼上；F-將提升裝備從設備上拆卸下來；G-使設備與船殼連接根據特殊的實施方式，該方法包括以下一個或幾個特徵—在把提升裝備放在海底前包括一個把設備安放在一個駁船上的步驟，一個當設備提升時使設備與駁船分離的階段，和一個設備提升後使駁船脫離的階段；—包括一個使一整套基座在提升裝備在海底支撐點就位的階段，基座具有船殼的側向引導面；—包括一個使一整套加固零件與設備連接的階段，以便至少在設備提升和下降時在提升裝備之間形成一個剛性結構，和一個拆卸加固零件的階段，以便把設備安放到船殼上後增加設備的靈活性；—每個提升裝備包括一個裝有一個齒條的支柱和一個支柱的引導和傳動裝置，支柱用於支撐在海底，引導和傳動裝置活動安裝在設備上，引導和傳動裝置包括至少一個與齒條嚙合的齒輪和一組帶動齒輪的馬達減速器，以便使支柱相對引導和傳動裝置移動。
本發明的目的還在於一種用於實施上述方法的重型設備，這種設備的特徵在於包括—一個要安裝在船殼上的設備；—一些用於支撐在海底的提升裝備；
—一些臨時連接設備和提升裝備的裝置，設備兩側具有允許船殼在提升裝備之間通過的間隙。
整理設備一般包括一套設備加固零件和可以釋放的加固零件連接裝置，使得連接裝置保證這樣加固的零件的結構整體性時設備形成一個剛性結構。
通過閱讀下面只作為例子給出的描述並參照附圖可以更好地了解本發明；—圖1是一個安放在一個駁船或一隻運輸船上的重型設備安裝在船殼上之前的俯視圖；—圖2是一個安放在運輸駁船上的重型設備立面圖；—圖3是一個與設備連接的提升裝備透視圖；—圖4是圖3提升裝備的側視圖；—圖5是圖3和圖4提升裝備的截面圖；—圖6是到達安裝地點的駁船攜帶設備的端視圖；—圖7是與支撐在海底的駁船分離的已經升高的設備的端視圖；—圖8是已升高設備的端視圖，而船殼在設備下面；—圖9是在要安裝的設備下面的船殼俯視圖；—圖10是支柱提升後位於船殼上的設備端視圖；—圖11是拆卸提升裝備時位於船殼上的設備的端視圖；—圖12是一個船殼俯視圖，從加固零件的作用中釋放出的設備位於船殼上。
具體實施例方式
下面描述的方法主要用於安裝正在製造過程中的石油開採船隻的設備。已經完成的船隻的船殼上包括一個生產設施。這個生產設施一般分為一臺處理設備和一臺提供服務的輔助設備，特別是為處理設備提供能量。每個設備由一些互相連接的區域或模塊組成，每個區域或模塊有一個確定的功能。
為了把生產設施安裝在船殼上，如果設施的尺寸和總重量允許(例如小於18000噸)，所有零件在陸上組裝在一起，形成一個構成整個設施的單一設備。然後按照所述的方法使這個設備直接在船殼上就位。
如果構成生產設施的零件的整體尺寸和/或重量太大(例如重量超過18000噸)，則將零件分為兩臺設備，例如一臺用於處理的設備和一臺用於提供服務的輔助功能的輔助設備，每個設備的尺寸和重量使該方法的使用成為可能。
每個設備在陸上預先組裝，然後直接安裝在船殼上。
為了把整個設施安裝在船殼上，第二臺設備重複進行第一臺設備使用方法的步驟。
一臺這樣的設備示於圖1，並且整體用參考數字10表示。
設備10開始時在陸上預先組裝，並且在陸上進行測試，以便能夠實施已經為它設計的功能。
這臺設備安放一個運輸駁船12上。設備10由一整套分布在不同區域的生產零件構成。例如，如附圖所示，該設備可以由按兩條線和三個立柱分布的六個區域組成14A、14B、14C、14D、14E、14F。同一個區域的零件之間互相連接，不同模塊的零件之間通過液體輸送管道、輸送動力電線和數據傳輸線互相連接。
設備10另外包括加固機構，例如一些分布在區域之間的梁。根據長度，例如圖中所示的例子，設備10包括四個基本互相等距的橫向加固梁16A、16B、16C、16D。這些梁中的每一個由兩段在設備的中間區域互相臨時組裝在一起的梁構成。
同樣，設備根據它的寬度包括三個縱梁18A、18B、18C，每個縱梁由三段通過臨時連接裝置互相連接的梁構成。這些連接在與橫梁16A、16B、16C、16D的相交點進行。在這些交點處，縱梁段和橫梁段互相連接，以保證設備的堅固性，使設備單獨形成一個剛性結構。
由於簡化的原因，梁段的臨時連接裝置用位於梁的交點處的黑色方塊表示。它們整體用參考數字20表示。實際應用中，例如連接裝置由嵌在梁段的軸向孔眼中的可拆卸插銷構成，或者由後來切割的梁的連續性構成。
開始時，構成橫梁和縱梁的不同加固段互相剛性連接。因此在設備在駁船12上就位時和該方法的以後階段中，設備構成一個剛性結構。例如設備在運輸駁船上的就位從一個碼頭通過滑動進行，碼頭的高度與駁船沒有浸入水中的高度完全一致。
另外，在實施該方法的開始階段，設備10在駁船兩側側向帶有位於橫梁16A、16B、16C、16D端部的提升裝備30。這些提升裝備位於設備10的兩側，並且根據設備10的長度分布，以便同時使區域在設備內的分布合理化以及整體力學特徵的合理化。
如圖2所示，每個提升裝備30包括一個垂直支柱32和一個引導和傳動裝置34，引導和傳動裝置34通過臨時連接裝置35以可拆卸的方式與設備10連接。
每個提升裝備30適於只是臨時安裝在活動設備上。圖3、4和5詳細表示一個提升裝備。這裡表示的支柱32具有矩形截面，截面的幾何和力學特徵可以傳遞引導和提升力。
引導和傳動裝置34由一個沿設備的整個高度垂直延伸的桁架結構(structure en treillis)36構成。這個桁架結構36形成一個對支柱32的垂直參照面38。這個結構另外包括四個位於參照面端部並且比參照面突出的臂40。這些臂位於一個矩形的四個角處，並且保證支柱32的側向引導。
支柱32的兩側側向具有貼靠參照面38的軌道42。這些軌道比支柱的側邊側向突出。一些穿過臂40的端部嵌入的可拆卸插銷44保證支柱32保持貼靠參照面38，保證軌道42被鎖定在參照面38與插銷44之間。
每個支柱32包括一個沿著支柱的高度在支柱的中間部分垂直延伸的雙齒條46。這個齒條嵌在引導和傳動裝置34的桁架結構36內。引導和傳動裝置34包括沿齒條的高度分布在齒條兩側的四個一組一共八組的馬達減速器50。這些馬達減速器組50保證帶動與雙齒條46的兩側嚙合的齒輪52。
提升裝備的保持裝置35一方面設在支柱的引導和傳動裝置34上，另一方面設在設備10的側邊上。
這些保持裝置35在引導和傳動裝置34的下部包括一個端部設有一個銷子56的水平梁54，銷子朝向引導和傳動裝置34的上端。水平梁54和銷子56一起形成一個能夠嵌入到一個形成縱向梁例如18A下面的十字頭58。
桁架結構36的上端有一個保持貼靠設備側邊鎖定的保持爪60和一個形成擋板的墊塊(sabot)62。爪60使桁架結構36向上延長。十字頭58和與設備的下梁配合的爪60以及墊塊62保證引導和傳動裝置34與設備10的嵌合。通過束縛保證有效保持。
如圖1所示，提升裝備30從一個位於碼頭上的吊車70開始在設備上就位，此時設備已經在駁船上。
為此，首先將引導和驅動裝置34安裝在支柱32上。支柱位於臂34之間，並使保持插銷44就位，以保證支柱32與引導和驅動裝置34的整體連接。
每個提升裝備懸掛在吊車上，並且被帶動沿著帶有引導和傳動裝置34的設備移動，引導和傳動裝置34位於一個低於它的最終高度的高度上。
因此已經組裝的提升裝備30靠近設備，然後被提升，使十字頭58嵌到設備的縱梁下面，並且保持爪60被接受在梁18A的下表面與墊塊62之間。則桁架結構36被臨時束縛在設備的加固梁上，以便保證它們的連接。
作為變型，並且根據所具備的提升方法，提升裝備30可以分為兩個部分進行安裝。首先把引導裝置34安裝在設備上，然後把支柱32嵌在引導裝置中。
開始時，支柱被提升，並保持在水外，如圖2所示。
當設備這樣準備就緒以便把它安裝在船殼上時，運輸設備的駁船一直被送到把設備從駁船向船殼轉移的地點。如圖6所示，這個地點預先設有一整套位於海底的基座80，基座80在海底的位置是支柱32下降後的它下端應該位於海底的位置。
作為變型，並且根據海底的特徵，基座在作業前與支柱連接。
船殼的垂直引導板82與基座80連成一體。
基座80的放置使兩個相對基座之間形成的間距等於船殼的寬度加上一個使船殼有效通過的間隙。
通過一些角撐84使這些垂直引導板82保持在基座80上。
如圖6所示，駁船12位於基座80之間，並且通過錨86停泊，使支柱32在預先安裝的基座80的上方。
如圖7所示，支柱32下降，一直到支撐在基座80上，然後設備10沿著支柱的高度上升，一直到一個足以使要安裝設備的船殼通過的高度。
提升設備10時，設備脫離駁船。然後駁船從設備10的下面解脫出來，並且用100表示的要安裝設備的船殼進入到設備10的下面，如圖8和9所示。
當船殼進入時，與基座連接的垂直導板82保證船殼的側向引導。
船殼的引導塊102最好位於基座80的延長線中，以便在船殼的整個長度上保證船殼的側向引導。
設備就位前，船殼100裝有支撐設備的底座104。
當船殼相對要安裝的設備正確就位時，設備下降，支撐在底座104上，如圖10所示。
在設備10的整個搬運過程中，由於有臨時連接，設備10就像一個單一的剛性結構。因此設備運輸、提升和下降以便在船殼上就位時，設備的變形也儘可能減少。
設備在船殼上正確就位後，支柱32提升，如圖10所示，並且船殼靠近一個碼頭，以便一個吊車70保證提升裝備30的拆卸，如圖11所示。拆卸通過解除連接束縛後同時取出支柱和引導和傳動裝置34進行。
作為變型，並根據具有的提升設備，提升裝備30可以拆卸成兩個部分。首先使支柱32與引導裝置34脫離連接，然後使引導裝置34與設備脫離連接。
拆卸提升裝備30後，通過釋放位於不同加固零件交點處的可拆卸連接零件20拆卸設備的不同加固段，如圖12所示，其中加固段之間的白色方塊示意性地表示沒有連接。
然後實現設備與船殼之間的管道和電力線的連接。
如果兩臺設備需要在船上就位，第二臺設備用相同的方法就位。兩臺設備之間的連接直接在船上進行。
人們知道，這裡描述的方法可以使非常重的設備在船上就位，使船上可以只安裝一臺設備，或有兩臺設備。因此，設備可以幾乎完全在陸上預先組裝，並且縮短設備與船殼連接需要的時間，因此縮短完全建造船隻的時間。
另外，拆卸加固段後，構成每個設備的不同模塊互相之間在機械上是分開的，位於船殼上的設備可以通過模塊發生變形，這種變形與船隻航行時承受的變形類似。因此船隻的機械結構是可靠的。
在上面的描述中，提升裝備由一些裝有齒條的支柱構成，齒條被一些馬達減速器組帶動。但是，作為變型—這些提升裝備由一些支柱組成，這些支柱根據它們的長度包括與設備連接的纜繩，設備的移動通過固定在支柱的頂部的傳動裝置來保證；—這些提升裝備由一些支柱組成，這些支柱根據它們的長度包括步進鎖定系統，通過千斤頂保證一步到另一步的移動。
權利要求
1.把一重型設備(10)安裝在一浮動船隻的船殼(100)上的方法，其特徵在於包括以下步驟A.使所述設備(10)與用於支撐在海底的提升裝備(30)連接，這些提升裝備(30)位於所述設備(10)的兩側；B.使所述提升裝備(30)支撐在海底；C.提升所述設備(10)，使所述船殼(100)可以從所述設備(10)下面通過；D.使所述船殼(100)進入到所述設備(10)之下所述提升裝備(30)之間形成的空間中；E.使所述設備(10)下降，使其支撐在所述船殼(100)上；F.將所述提升裝備(30)從所述設備(10)上拆卸下來；G.使所述設備(10)與所述船殼(100)連接
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法包括一個在把所述提升裝備(30)置於海底上之前把所述設備(10)安放在一駁船(12)上的步驟、一在提升所述設備(10)時使所述設備(10)與所述駁船(12)分離的步驟、和一在所述設備(10)提升後使所述駁船(12)脫離的步驟。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，該方法包括一使一整套基座(80)在所述提升裝備(30)在海底的支撐點就位的步驟，所述基座(80)具有側向引導船殼(100)的表面(82)。
4.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，該方法包括一連接所述設備(10)的一整套加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)的步驟，以便至少在所述設備(10)提升和下降時在所述提升裝備(30)之間形成一剛性結構，和一拆卸所述加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)的步驟，以便所述設備(10)在所述船殼(100)上就位後賦予所述設備(10)更大的靈活性。
5.如上述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，每個提升裝備(30)包括一帶有一齒條(46)的支柱(32)——所述支柱(32)用於支撐在海底上和一用於所述支柱的引導和傳動裝置(34)——所述引導和傳動裝置(34)活動安裝在所述設備(10)上，所述引導和傳動裝置包括至少一與所述齒條(46)嚙合的齒輪(52)和一組帶動所述齒輪(52)的馬達減速器(50)，以便使所述支柱(32)相對所述引導和傳動裝置(34)移動。
6.用於實施上述權利要求中任一項所述的方法的整理設備，其特徵在於，該整理設備包括—一要安裝在所述船殼(100)上的設備(10)；—一些適於支撐在海底的所述設備(10)的提升裝備(30)；—一些臨時連接所述設備(10)的提升裝備(30)的裝置(35)，以一間隔位於所述設備(10)的兩側，從而允許所述船殼(100)在所述提升裝備(30)之間通過。
7.如權利要求6所述的整理設備，其特徵在於，所述整理設備包括一整套所述設備(10)的加固零件(16A、16B、16C、16D、18A、18B、18C)和所述加固零件(16A、16B、16C、18A、16D、18B、18C)的可釋放的連接裝置(20)，以便在所述連接裝置(20)確保這樣加固的零件的結構整體性時所述設備形成一剛性結構。
全文摘要
本發明涉及一種把重型設備(10)安裝在一浮動船隻的船殼(100)上的方法，其特徵在於包括以下步驟(A)使設備(10)與用於支撐在海底的提升裝備(30)連接，這些提升裝備(30)位於設備(10)的兩側；(B)使提升裝備(30)支撐在海底；(C)提升設備(10)，使船殼(100)可以從設備(10)下面通過；(D)使船殼(100)進入到提升裝備(30)之間形成的空間中；(E)使設備(10)下降，使其支撐在船殼上；(F)將提升裝備(30)從設備(10)上拆卸下來；(G)使設備(10)與船殼(100)連接。
文檔編號B63B9/06GK1608015SQ02825993
公開日2005年4月20日 申請日期2002年11月28日 優先權日2001年12月24日
發明者皮埃爾－阿爾芒·託馬 申請人:泰克尼普法國公司