將上部設施可釋放耦接到駁船的方法和為此所用的系統的制作方法
【專利摘要】本申請涉及一種系統和方法，其在運輸期間保持駁船（115）和駁船上的格架系統（125）受到被格架系統所支撐的上部設施（110）的壓縮，而在駁船和其在一側上的格架系統與在另一側上的上部設施之間提供了快速釋放系統（180）。該快速釋放系統提供橫向耦合和豎向耦合，由此豎向耦合可通過促動快速釋放系統來釋放。該橫向耦合在釋放豎向耦合時自動釋放。
【專利說明】將上部設施可釋放耦接到駁船的方法和為此所用的系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求提交于2011年9月20日的第13/236，892號的美國專利申請的優先權。
[0003]關于聯邦政府贊助的研究或開發的聲明
[0004]不適用。
[0005]參考附錄
[0006]不適用。
【技術領域】
[0007]在此公開和教導的發明大體上涉及用于離岸平臺(offshore platform)的上部設施(topside)和相關安置方法；更具體而言涉及用于將上部設施從一個或多個相關聯的駁船快速釋放開的安置方法和系統，該駁船為離岸平臺臨時支撐上部設施。
【背景技術】
[0008]離岸平臺為鉆井、生產、或離岸發電(offshore energy production)的其它功能提供了基礎設施。該平臺包括至少部分在水下的下部結構和已知為上部設施或甲板(deck)的上部結構，該上部結構在水平面上方并包含鉆井或生產設備、起重機(crane)、生活區(living quarter)等。在淺海中，固定的離岸平臺能夠由海床支撐。在深海中，漂浮的離岸平臺典型地系泊到海床，因為剛性置放在海底很困難。
[0009]一種漂浮的離岸平臺是深水浮筒平臺(Spar)。深水浮筒平臺是一種漂浮的石油平臺，典型地用在非常深的深海中并且屬于一種在用的最大離岸平臺。深水浮筒平臺包括支撐典型上部設施的大圓柱體或主體(hull)。由于其數百米長度的尺寸，浮筒主體(sparhull)典型地水平漂浮在安置地點，并且倒放在水中，然后將上部設施安裝到主體。該主體并沒有一直延伸到海底，而是由多條系泊繩索系泊住。典型地，深水浮筒平臺的大約90%在水下，并被當做“深漂浮物(de印floater)”。主體用于在水中穩定平臺，并允許移動以吸收可能得大波浪、風暴或颶風的力量。較少的運動和被保護的中心井還為深海操作提供了精良的配置。
[0010]對于離岸平臺來說，尤其對于象深水浮筒平臺這樣的深吃水深度漂浮物來說，甲板或上部設施安置通常是一項難題，因為在被運輸到定位地點后深水浮筒平臺必須被倒放。過去，重型升降船(“HLV”)，包括但不限于浮吊(derrick barge)已經用于在倒放后的深水浮筒平臺上安置上部設施。傳統上，因為可用的HLV的起重(lift)能力，漂浮的離岸平臺的上部設施需要多次提升(lift)，例如五至七次起重才能安裝整個上部設施。由于多次起重，上部設施的每單位面積的鋼重量(steel weight)可能比單次起重所安置的任意平臺(固定的或漂浮的)的上部設施的高。如果上部設施的重量減小，則浮筒主體的重量也可用減小。
[0011]相同的或相似的原理也適用于上部設施可安裝到的其他離岸平臺，不論其是固定的還是漂浮的。難題是在離岸位置或近岸位置中將大而重的上部設施安裝到平臺的其它部分，這種情況下升降船的適用性(availability)和能力可能小于最佳值。
[0012]一個或多個駁船通常用于將上部設施運輸到離岸平臺的漂浮部分，諸如浮筒主體，以便安置到其上。最近，雙船身漂浮式系統已經用于將上部設施安置到浮筒主體上。漂浮式方法是將多個上部設施作為單個整體甲板安裝到浮筒主體上的概念，其中這些上部設施首先被轉移到至少兩個駁船上(被稱為“卸貨”)并用駁船運輸到浮筒主體的安置地點處。在該安置地點，駁船被定位在浮筒主體的兩側，使浮筒主體在上部設施下方，在上部設施與浮筒主體之間調整高度，將上部設施安置到浮筒主體。通過漂浮式方法來將上部設施安裝到浮筒主體能夠允許很大部分的接合和投產前的工作可以在載出之前在岸上完成，這可以顯著減少離岸投產階段的持續時間和成本。漂浮式安置方法使得能夠在不需要任何重型起重操作的情況下將整體式的上部設施或生產甲板安置在固定的或漂浮的平臺結構上。
[0013]圖1示出了裝載在雙船身系統中的兩個駁船上的上部設施的示例性頂部示意圖。一般而言，雙船身系統100包括彼此間隔一距離的至少一對駁船115a、115b(整體用115表示)。裝配式上部設施110通過支撐結構被可移除地耦接到駁船115，該支撐結構在本文中被稱為格架系統125a、125b (整體用125表示)，其分別安裝到駁船115a、115b。格架系統具有附接點135，用于每個駁船上的上部設施。附接點的數量可根據上部設施和駁船的載荷和尺寸而變。一般而言，至少兩個附接點被用于每個駁船，但該數目可在一個到多個之間變動。在示圖中，帶有格架系統125a的駁船115a具有至少兩個附接點135a’、135a’’，帶有格架系統125b的駁船115b具有至少兩個附接點135b’、135b’’。
[0014]由于兩個駁船的分離，在雙船身系統100上產生不同的載荷，這種情況在單駁船系統中并不普遍。在裝載和運輸到期望位置的過程中，主要由于波浪對分離的駁船的影響，雙船身系統會經歷幾種裝載狀況。
[0015]上部設施典型地通過重力保持在格架系統上。盡管一些操作在導向銷周圍將叉形件(fork)與鎖板(locking plate)相連，以限制上部設施與駁船之間的橫向移動，但縱向移動并不受抑制，因為叉形件和鎖板沒有焊接到導向銷。
[0016]一些努力通過利用焊接到格架系統的除導向銷之外的其他部分的附加構件來縱向地約束上部設施。然而，這些焊件在上部設施完全轉移到主體之前被移除，并且必須允許不希望有的縱向移動。因此，在轉移期間，由于漂浮的駁船與浮筒主體之間的差速運動，由主體部分支撐的上部設施可能碰撞駁船上的格架系統。這種碰撞可能導致系統因為彼此重復性的碰撞而產生遍及結構的寬沖擊波，伴隨導致結構傷害，并可能造成敏感設備發生故障。對于工作人員來說，很難在波浪作用導致駁船與浮筒主體之間的差速移動時及時地切斷每個焊件處的焊接點，以將受約束的上部設施從駁船釋放開。
[0017]因此，需要提供一種系統，其具有的上部設施能夠被縱向約束，但在安置過程期間一旦被離岸平臺所支撐就能被及時釋放。

【發明內容】

[0018]本發明提供了一種系統和方法，其在運輸期間保持駁船和駁船上的格架系統受到被格架系統所支撐的上部設施的壓縮，而在將上部設施轉移到離岸平臺的安置過程期間在駁船、格架系統與上部設施之間提供了快速釋放系統。該快速釋放系統可處于張緊狀態以在格架系統與上部設施之間施加壓縮力，直至快速釋放系統被釋放。
[0019]本發明提供了一種將上部設施裝載到離岸平臺上的方法，包括:將具有重量的上部設施定位在一個或多個具有格架系統的駁船附近，并且格架系統具有至少一個用于上部設施的附接點；將上部設施的重量的至少一部分轉移到一個或多個駁船；將上部設施橫向耦接到一個或多個駁船上的格架系統的至少一個附接點；用至少一個快速釋放系統將上部設施豎向耦接到格架系統；將上部設施和一個或多個駁船運輸到離岸平臺；調整上部設施與離岸平臺之間的相對高程；將上部設施的重量的至少一部分轉移到離岸平臺；將上部設施從每艘駁船上的格架系統上的至少一個附接點橫向松開；以及通過促動至少一個快速釋放系統來將上部設施從格架系統豎向松開。
[0020]本發明還提供了一種將上部設施裝載到離岸平臺上的系統，包括:上部設施，其具有的重量支撐在具有格架系統的一個或多個駁船上，每個格架系統具有用于上部設施的至少一個附接點；用于將上部設施耦接到每艘駁船上的格架系統上的至少一個附接點的裝置；用至少一個快速釋放系統將上部設施豎向耦接到格架系統的裝置；將上部設施從每艘駁船上的格架系統上的至少一個附接點橫向松開的裝置；和通過促動至少一個快速釋放系統來將上部設施從格架系統豎向松開的裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是裝載在雙船身系統中的兩個駁船上的已知上部設施的頂部示意圖。
[0022]圖2A是根據本發明的正在從單個運輸駁船上卸到兩個駁船上的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖。
[0023]圖2B是圖2A的上部設施與格架系統一部分相耦接的細節部分的示意性頂部視圖。
[0024]圖3A是耦接到駁船的格架系統的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖。
[0025]圖3B是來自圖3A的上部設施和格架系統的細節部分的示意性頂部視圖，其中海洋緊固(sea fastening)稱接在格架系統的附接點與上部設施之間。
[0026]圖3C是來自圖3A的上部設施上設置在格架系統一部分上方鄰近駁船的支柱(bracing)構件的細節部分的示意性端視圖。
[0027]圖3D是圖3C的支柱構件的示意性側視圖。
[0028]圖4A是耦接到駁船格架系統的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖，其中所有海洋緊固均已被安置。
[0029]圖4B是通過使用海洋緊固與駁船相耦接的來自圖4A的上部設施的細節部分的示意性端視圖。
[0030]圖4C是來自圖4B的耦接在上部設施與駁船之間的支柱構件的細節部分的示意性側視圖。
[0031]圖5A是根據本發明的裝載在兩個駁船上的上部設施的頂部示意圖，其具有至少一個快速釋放系統。
[0032]圖5B是根據本發明的裝載在兩個駁船上的上部設施的頂部示意圖，其具有至少一個可替換的快速釋放系統。
[0033]圖5C是耦接在上部設施與格架系統之間的快速釋放系統的示意性端視圖。[0034]圖是圖5C的快速釋放系統的示意性側視圖。
[0035]圖5E是作為圖5C的放大視圖處于閉合位置的快速釋放系統的示意性端視圖。
[0036]圖6A是漂浮在諸如浮筒主體這樣的離岸平臺上方的駁船的示意性端視圖。
[0037]圖6B是來自圖6A的上部設施的細節部分的示意性頂部視圖，其中在格架頂部與上部設施之間的海洋緊固被移除。
[0038]圖6C是來自圖6A的上部設施的細節部分的示意性頂部視圖，其中在駁船與上部設施的預安置支柱構件之間的海洋緊固被移除。
[0039]圖7是處于釋放位置的快速釋放系統的示意性端視圖。
[0040]圖8A是處于閉合位置的快速釋放系統的另一個實施例的示意性端視圖。
[0041]圖8B是處于閉合位置的圖8A中的實施例的示意性頂部視圖。
[0042]圖8C是快速釋放系統處于釋放位置時圖8A的實施例的示意性端視圖。
[0043]圖8D是圖8C的實施例處于釋放位置時的示意性頂部視圖。
[0044]圖9A是快速釋放系統的另一個實施例處于閉合位置時的示意性端視圖。
[0045]圖9B是圖9A的實施例處于閉合位置時的示意性頂部視圖。
[0046]圖9C是圖9A的實施例在快速釋放系統處于釋放位置時的示意性端視圖。
[0047]圖9D是圖9C的實施例處于釋放位置時的示意性頂部視圖。
【具體實施方式】
[0048]以上描述的附圖以及以下對具體結構和功能的書面描述不是為了限制 申請人:發明的對象的范圍或所附權利要求的范圍。相反，提供這些附圖和書面描述是為了將本專利試圖保護的發明教導給本領域普通技術人員，以便他們能夠實現和使用本發明。本領域技術人員可以理解，為了清楚起見和便于理解，此處并沒有描述或示出本發明的商用實施例的全部特征。本領域技術人員也將能夠理解，開發一個結合本發明各方面的實際商用實施例將需要眾多與實現有關的決策，才能實現開發者對于商用實施例的最終目標。這樣的與實施方式有關的決策可以包括并且不限于服從與系統、業務、政府相關的限制以及其它限制，這將隨【具體實施方式】、場所以及時間而改變。盡管開發者的努力在絕對意義上可能是復雜而耗時的，然而，這種努力是已經從本公開內容中獲利的那些本領域技術人員要進行的例行程序。必須理解的是，此處披露和教導的發明可以有各種修改和替換形式。最后，對諸如但不限于“一個”這樣的表示單數的術語的使用并不旨在限制物品的數量。同樣，對諸如但不限于“頂上”、“底部”、“左”、“右”、“上部”、“下部”、“向下”、“向上”、“側面”等表示關系的術語的使用，是為了在說明書中在參考具體附圖時更清楚地進行描述，而并不旨在限制本發明或所附權利要求的范圍。在適當情況下，用“a”或“b”來標記元件以指示系統的一側或另一側。當總體上引用這樣的元件時，使用不帶字母的數字。進一步的，這種標記并不對能夠為該功能使用的元件的數量進行限制。
[0049]本發明提供了一種系統和方法，其在運輸期間保持將駁船和駁船上的格架系統與被格架系統所支撐的上部設施壓縮在一起，而在將上部設施轉移到離岸平臺的安置過程期間提供了在駁船、格架系統與上部設施之間的快速釋放系統。該快速釋放系統可處于張緊狀態以在格架系統與上部設施之間施加壓縮力，直至快速釋放系統被釋放。
[0050]將上部設施安置到諸如浮筒主體這樣的離岸平臺上可包括幾個主要步驟。附圖示出了用于在雙船身系統上實現預裝載的示例性過程的多個步驟，該過程可用于將一個或多個上部設施安置在離岸平臺上。以下將以浮筒主體為例對每個圖進行描述，應理解相同或相似的過程可與其他離岸平臺一起使用，這些離岸平臺包括具有可變高程的離岸平臺(如漂浮的離岸平臺)，和具有固定高程的離岸平臺，在具有固定高程的離岸平臺的情況下，駁船可提供相對于平臺的可變高程。進一步地，清楚地表明，快速釋放系統可以與大到足以將上部設施轉移到離岸平臺的一種駁船一起使用，并且因此，本文描述的漂浮式過程僅僅是示例性的，用于描述本發明的潛在方面。本文中的術語“駁船”被廣泛用于包括適合用于本文中所描述的漂浮式過程的駁船，配置成將上部設施運輸到離岸平臺以便安置到其上的單個駁船，和適合運輸上部設施的其他類型的運輸船。
[0051]初始步驟是將上部設施從制造場地裝載到運輸駁船的甲板上，然后將運輸駁船從制造場地牽引到保管地點，包括但不限于碼頭地點。碼頭地點是平行于水路的堤岸建造的建筑物，用作著陸地。下一個步驟是在保管碼頭將上部設施從運輸駁船轉移到至少一個駁船，通常為至少兩個駁船，以產生將用于將上部設施安置到浮筒主體上的雙船身系統。
[0052]圖2A是正在從單個運輸駁船上卸到兩個駁船上的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖。圖2B是圖2A的上部設施與格架系統一部分相耦接的細節部分的示意性頂部視圖。這些圖將彼此相結合地進行描述。
[0053]單個運輸駁船105可被裝載有來自制造工廠的上部設施110，并被牽引到一個或多個駁船115a和115b (整體用115表示)附近，以便于卸載到其上。駁船115彼此間隔一距離，并與裝載到其上的上部設施一起產生雙船身系統100，用于將上部設施牽引或以其他方式運輸到用于本文描述的示例性漂浮式過程的浮筒主體(未示出)。駁船115設計成為上部設施110的載荷提供浮力，并經受住在將上部設施雙船身牽引到浮筒主體期間的海洋環境負載和天氣條件。
[0054]兩艘駁船115中的每一艘具有格架系統125a和125b (整體用125表示)。格架系統125總體上具有梁和橫梁的陣列(或僅僅是一個梁，未示出)，帶有用于上部設施的附接點，如以下所描述的。
[0055]上部設施110配備有在上部設施上的叉形件130a、130b (整體用130表示)。格架系統125的附接點135配備高安置導向銷131a、131b (整體用131表示)。上部設施上的叉形件130設計成通過使用安置導向銷131將駁船的格架系統125引導到與上部設施相耦接的位置。促動器(actuator) 210a可耦接到駁船115a，諸如耦接到這種駁船上的格架系統125a，并且促動器210b可耦接到駁船115b。以下參考圖5A-圖7更詳細地描述了促動器210a、210b (統稱為“210”)的實施例以及它們與快速釋放系統的關系，參考圖8A-圖8D描述了另一個實施例，并且參考圖9A-圖9D描述了又另一個實施例。
[0056]另一個步驟是安置海洋緊固構件，以將安裝到駁船上的格架系統與上部設施相固定。
[0057]圖3A是耦接到駁船的格架系統的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖。圖3B是來自圖3A的上部設施和格架系統的細節部分的示意性頂部視圖，其中海洋緊固(seafastening)耦接在格架系統的附接點與上部設施之間。這兩個圖彼此相結合地進行描述。
[0058]格架系統125能夠提供多個可鉸接的耦接點，以與上部設施相連。該緊固的性質可以產生實體鉸鏈系統，該系統能夠響應于相對于駁船的上部設施上的裝載而彎轉。所使用的術語“可鉸接的”耦接點具有廣泛意義，并不限于一對板關于封閉銷轉動。例如，可鉸接的耦接點可包括能夠按需要撓曲和轉向的可彎轉的耦接點或者被主要限制在一個平面中并且能變形地定位在另一個平面中的耦接點。本文中描述了示例。并且，應理解本領域技術人員可設計出具有任意數目或類型的支撐件和具有用于實現產生雙船身系統100這個目標的任意配置的格架系統。作為一個示例，當上部設施的叉形件130與駁船上的導向銷131相接合時，具有適合導向銷的開口的鎖板132b (整體用132表示)可以放置在導向銷131的與叉形件130相反的一側上，并可以被焊接或以其他方式耦接到叉形件以將導向銷夾持在它們之間，從而限制橫向移動。可替換地，鎖板132可具有大小調整成圍繞導向銷131的諸如孔的開口，并且可被放置在導向銷上和耦接到叉形件130以限制橫向移動。
[0059]叉形件130與鎖板132的這種耦接限制了上部設施與駁船之間的水平移動，但仍舊允許豎向或彎轉移動，因為叉形件和鎖板并沒有焊接到導向銷。進一步地，叉形件可由鋼板，諸如但不限于I英寸(25_)厚的板制成，其相對于上部設施的質量形成可彎轉的實體鉸鏈128a、128b (整體用128表示)，并且能夠如上部設施與駁船之間的彎轉移動所需要的那樣撓曲。
[0060]—般而言，上部設施叉形件130和導向銷131分別在駁船115a、115b的橫重心134a、134b (整體用134表示)附近耦接。當駁船構造成從一側到另一側為對稱的時，橫重心將大體上為駁船的從一側到另一側的中心。耦接可沿駁船的長度在一個或多個縱向附接點處發生。當使用多個橫向附接點將上部設施通過格架耦接到駁船時，可在橫重心處，例如兩個橫向附接點可能與駁船的橫向中心等距離處有效地實現耦接，使得結果是通過重心的有效耦接，如在單個駁船配置中可能存在的情形一樣。
[0061]進一步地，在上部設施的重量轉移到駁船115之后，可撤走中間的駁船105。一般而言，在諸如利用鎖板132將上部設施至少橫向地固定到駁船115之后，可移走駁船105。
[0062]在至少一個實施例中，利用沿駁船115長度的叉形件/鎖板和導向銷，上部設施110可被格架系統125的至少兩個(優選的為四個)附接點135所支撐。然而，本領域普通技術人員可為駁船115上的上部設施110設計任意數目的支撐位置和機構。
[0063]圖3C是來自圖3A的上部設施上設置在格架系統一部分上方鄰近駁船的支柱構件的細節部分的示意性端視圖。圖3D是圖3C的支柱構件的示意性側視圖。這兩個圖將彼此相結合地進行描述。
[0064]通過耦接在上部設施110與每艘駁船上的格架系統125之間的拴系(tie down)支柱構件120a、120b (整體用120表示并且也如圖2A中所示)，可實現在上部設施與駁船之間的鉸鏈處的另一個可鉸接的耦接點。支柱構件120可包括中心管狀構件121b (整體用121表示)和可延長的板122b (整體用122表示)。管狀構件121可包括槽124b (整體用124表示)，在圖3C中具體示出，板122通過該槽124b可滑動地耦接。一個或多個緊固件123b(整體用123表示)，諸如鋼纜或鏈條可將板122固定在管狀構件121中的內縮位置。在至少一個實施例中，拴系支柱構件120沒有焊接到駁船，直至上部設施的基本上所有重量從運輸駁船105轉移到駁船115。
[0065]如圖3C-圖3D所示，處于內縮位置的拴系支柱構件120可定位在駁船115的拴系結構127a、127b (整體用127表示)上方，鄰近駁船內緣。支柱構件120大體上設置在從駁船的重心134朝向上部設施的中心橫向向內的位置。在至少一個實施例中，在上部設施與駁船(諸如耦接到駁船的格架系統)之間的支柱構件120減小了在導向銷131之間上部設施的不受支撐部分的長度。
[0066]圖4A是耦接到駁船格架系統的上部設施的示例性實施例的示意性端視圖，其中所有海洋緊固均已被安置。圖4B是通過使用海洋緊固與駁船相耦接的來自圖4A的上部設施的細節部分的示意性端視圖。圖4C是來自圖4B的耦接在上部設施與駁船之間的支柱構件的細節部分的示意性側視圖
[0067]在上部設施110的載荷從運輸駁船轉移到駁船115之后，支柱構件120，具體而言是板122，可落下來并焊接到拴系結構127，如圖4B-圖4C中所示。進一步地，板122可被焊接到管狀構件121，使得上部設施與格架系統之間的耦接在長度上固定。板122可由焊接到支撐結構的兩個薄側板和具有耦接到支撐結構的加強構件的一個較厚的中間板制成，其相對于上部設施的尺寸形成可按照上部設施相對于駁船的彎轉移動所需要的那樣撓曲的可彎轉實體鉸鏈。這樣，此時，上部設施110橫向地圍繞導向銷131與格架系統125相固定，并與支柱構件120縱向地固定。
[0068]支撐件的格架系統125和支柱構件構成上部設施-駁船系統，類似于具有在海洋緊固構件處(諸如叉形件130/鎖板132和支柱構件120)的鉸接鏈接的剛性雙船身，因此產生雙船身系統100。
[0069]圖5A是根據本發明的裝載在兩個駁船上的上部設施的頂部示意圖，其具有至少一個快速釋放系統。另一個步驟是在上部設施Iio和耦接到駁船115的格架系統125之間耦接快速釋放系統180。這樣，上部設施通過格架系統被豎向地約束，并最終用至少一個快速釋放系統約束到駁船。快速釋放系統180的數目可根據附接點的數目而變。一般而言，可預期到至少兩個快速釋放系統將安置在每個駁船115上各自的至少兩個附接點135。
[0070]圖5A示出了其上裝載有上部設施110的兩個駁船115a、115b，每個駁船上具有四個附接點，但數目是可以變化的。在至少一個實施例中，每艘駁船上的附接點中的至少一些可包括至少一個快速釋放系統180,并可包括至少一個促動器210。例如,駁船115a可包括附接點135a，、135a，，、135a，，，、135a，，，，(整體用135表示)，其具有快速釋放系統180a，、180a’’、180a’’’、180a’’’’(整體用180表示)，并且在相應附接點處具有用于相應快速釋放系統的促動器210a’、210a’’、210a’’’、210a’’’’(整體用210表示)。類似地，駁船115b可包括附接點135b’、135b’’、135b’’’、135b’’’’，其具有快速釋放系統180b’、180b’’、180b’’’、180b’’’’，并且在相應附接點處具有用于相應快速釋放系統的促動器210b’、210b’’、210b’’’、210b’’’’。在至少一個實施例中，促動器可以被可操作地耦接以同步它們對其各自的快速釋放系統的釋放。可操作的耦接可通過電氣(諸如通過有線方式或通過無線方式)進行，或者通過機械方式(諸如通過聯動、液壓、氣動)進行，以及用一個或多個其他促動器耦接操作的其他方式進行。
[0071]圖5B是根據本發明的裝載在兩個駁船上的上部設施的頂部示意圖，其具有至少一個可替換的快速釋放系統。圖5B中的實施例示出了控制多個快速釋放系統的釋放的促動器。(為了參考的變更和容易，僅標記出兩個附接點，可理解實際附接點的數目可改變。)例如，促動器210a可控制在附接點135a’處的快速釋放系統180a’以及在附接點135a’ ’ ’ ’處的快速釋放系統180a’’’’的釋放。類似地，促動器210b可控制在附接點135b’處的快速釋放系統180b’以及在附接點135b’ ’ ’ ’處的快速釋放系統180b’ ’ ’ ’的釋放。[0072]在至少一個實施例中，促動器210可借助于耦接到相應快速釋放系統的撓性聯接件控制相應的釋放。術語“撓性聯接件”被在廣義上使用，并包括纜、線、繩、吊索、鏈、桿和可被拉動或推動而導致運動的其他聯動裝置，并且包括諸如夾子、緊固件、鏈節(link)、耦合器(coupler)等這樣的相關聯的五金器件。一個或多個滑輪可用于繞圈引導撓性聯接件。例如在駁船115a上，促動器210a可耦接到圍繞滑輪215a’的撓性聯接件212a’，以被耦接到在格架125a處的附接點135a’處的快速釋放系統180a’。同一個促動器210a也可以被耦接到圍繞滑輪215a’ ’ ’ ’的撓性聯接件212a’ ’ ’ ’，以被耦接到在格架125a處的附接點135a，’ ’ ’處的快速釋放系統180a，”，。因此，促動器210a可促動快速釋放系統180a’和180a’’’’ 二者。該促動可以同步方式，諸如基本上同時地進行，使得上部設施被從駁船115a均勻地釋放。可以為具有類似標記的類似元件的駁船115b使用類似系統。
[0073]圖5C是耦接在上部設施與格架系統之間的快速釋放系統的示意性端視圖。圖是圖5C的快速釋放系統的示意性側視圖。圖5E是作為圖5C的放大視圖處于閉合位置的快速釋放系統的示意性端視圖。這些圖提供了參考圖5A-圖5B描述的快速釋放系統的更多細節，并且這些圖將彼此結合地進行描述。
[0074]在至少一個實施例中，快速釋放系統180可被置于張緊狀態，以將上部設施110拉動到格架系統125附近并且優選地與格架系統125相接觸。在所示實施例中，例如，快速釋放系統180可將上部設施110拉動成與格架系統125的格架支撐板140相壓縮載荷接觸，以限制上部設施相對于格架系統的進一步的縱向移動。
[0075]一般而言，快速釋放系統的一部分181可耦接在其中一個上部設施110或格架系統125之間，耦接到可釋放元件191，諸如可釋放的鉤，如圖5C-圖5E中所示。快速釋放系統的另一部分183可耦接到上部設施或格架系統中的另一個上。可釋放元件191可以被促動以釋放多個部分中的至少一個，使得上部設施能夠被從格架系統釋放。在一個附接點上的快速釋放系統可以與在一個或多個其他附接點上的一個或多個其他快速釋放系統可操作地耦接，不論是在一艘駁船上還是在兩艘駁船上均可以。當所有快速釋放系統同步時，可以實現將上部設施從格架系統上近乎同時地釋放，如以下更詳細的描述。
[0076]在至少一個實施例中，快速釋放系統180可包括一系列撓性聯接件，其具有與可釋放元件191耦接的相關聯連接。通過使用相關附圖中的部件的示例性定向，上部墊板孔眼(padeye) 182可在一位置被耦接到上部設施110，允許將快速釋放系統180附接到一端上。對應的下部墊板孔眼184可在一位置被耦接到格架系統125，允許將快速釋放系統180附接到另一端上。在上部墊板孔眼182處開始，鉤環186可耦接在墊板孔眼182與快速釋放撓性聯接件188之間。快速釋放撓性聯接件188可向下延伸到主聯接件190，該主聯接件可與可釋放元件191，諸如可釋放的鉤192相接合。示例性可釋放的鉤192包括可轉動部分193，其通過鉸鏈關節194可轉動地耦合到鉤192的剩余部分。可釋放的鉤的市場上可購得的實例已知有“速脫鉤(Pelican hook)”，可從眾多的第三方銷售商購得。閂鎖196(也稱為捆(bale))通過鉸鏈關節198可轉動地耦接到可釋放的鉤192，并且幫助將可轉動部分193維持在在閂鎖位置直至準備好釋放。連接聯動件200耦接在鉤192 (遠離主聯接件190)與諸如螺絲扣的張力調節器202之間。在至少一個實施例中，張力調節器202可通過調節快速釋放系統180的總長度來調節撓性聯接件188和鉤192上的張力。接著，張力調節器202可耦接到連接聯動件204，其可以耦接到鉤環206，然后耦接到下部墊板孔眼184，其被耦接到格架系統125。
[0077]進一步地，促動器210可用于釋放快速釋放系統180。在至少一個實施例中，促動器可以是機械式促動器，諸如絞盤210。絞盤210包括促動器撓性聯接件212，其可以耦接到撓性聯接件214，該撓性聯接件又通過鉤環218耦接到鉤192上的閂鎖196。滑輪，諸如扣線滑輪216可以用于以針對撓性聯接件212和/或撓性聯接件214的方向進行多種轉動。諸如絞盤的促動器可以通過電氣、液壓、氣動或手動的方式被促動。如果通過動力促動，控制系統220可用于對促動進行控制。為了適時(timing)和可能與格架系統125其他附接點135處的其他促動器210相同步，可使用通信裝置222。通信裝置222可以通過有線或無線方式與耦接其他附接點處的其他快速釋放系統的其他通信裝置和其他控制系統通信。
[0078]盡管是按照諸如線吊索或鏈條這樣的撓性聯接件和機械促動來描述快速釋放系統的，但是可以理解操作變形是可以預料到的。例如，液壓、氣動、電氣線性移動或轉動移動可以導致快速釋放系統釋放。進一步地，可以用桿來代替線吊索，并且可以用可移除的螺栓、夾子、閂鎖和類似物來代替可釋放的鉤，以實現快速釋放系統的快速釋放功能。
[0079]圖6A是漂浮在諸如浮筒主體這樣的離岸平臺上方的駁船的示意性端視圖。圖6B是來自圖6A的上部設施的細節部分的示意性頂部視圖，其中在格架頂部與上部設施之間的海洋緊固被移除。圖6C是來自圖6A的上部設施的細節部分的示意性頂部視圖，其中在駁船與上部設施的預安置支柱構件之間的海洋緊固被移除。這些圖都將彼此相結合地進行說明。
[0080]下一個步驟是將上部設施轉移到諸如浮筒主體的離岸平臺。一般而言，漂浮的離岸平臺165可以被至少部分地卸壓載，使得上部設施110的重量被逐步且安全地轉移到在離岸平臺頂部處的支撐物。如果離岸平臺165是固定的離岸平臺，那么駁船可以被壓載。在任一示例中，離岸平臺與駁船(和駁船上的上部設施)之間的相對高程改變，使得上部設施接合離岸平臺并至少部分地由離岸平臺支撐。以上過程可以針對使用單艘駁船來將上部設施轉移到離岸平臺進行調整。
[0081]一旦上部設施110的至少部分重量從駁船115轉移到離岸平臺165，則可切斷上部設施Iio與駁船115之間的支柱構件120或者可移除例如在位置172處的焊接件，使得支柱構件被松開，如圖6B中所示。不同于格架系統125上的任何剩余重量的重力，此時主要通過快速釋放系統180來用格架系統豎向地約束上部設施110。在松開支柱構件之后，在駁船115上的叉形件/鎖板位置處上部設施110仍受到橫向約束。在將載荷從駁船115轉移到離岸平臺165的主體之前，可例如在位置171處切斷鎖板132，并且可解開所有系固線，以最終允許駁船被拖離上部設施，如圖6B中所示。
[0082]圖7是處于釋放位置的快速釋放系統的示意性端視圖。在基本上全部的上部設施重量由離岸平臺支撐之后，促動器210 (如圖5C中所示)可拉動閂鎖196以釋放鉤192的可轉動部分193。主聯接件190和快速釋放撓性聯接件188被釋放。如果在其他附接點上的其他快速釋放系統被同步，則可以幾乎同時地釋放之前在多個附接點處連接到格架系統的整個上部設施。
[0083]一旦釋放了上部設施，漂浮的離岸平臺165 (如圖6A中所示)可升高上部設施以縱向移出導向銷131，或者駁船115可被壓載以降低導向銷以便于移出固定離岸平臺。當駁船115擺脫上部設施110時，可將駁船115從離岸平臺拖離。[0084]圖8A是處于閉合位置的快速釋放系統的另一個實施例的示意性端視圖。圖SB是處于閉合位置的圖8A中的實施例的示意性頂部視圖。圖SC是快速釋放系統處于釋放位置時圖8A的實施例的示意性端視圖。圖8D是圖8C的實施例處于釋放位置時的示意性頂部視圖。這些圖都將彼此相結合地進行描述。格架系統125可包括格架座142，而上部設施110可包括就座引導部144來接合格架座和限制上部設施相對于格架系統的向下的行程。格架座142還可包括橫向錨板226，其定位在與格架座相接合時的就座引導部144的下方。快速釋放系統180可包括至少一個撓性聯接件，且優選地包括至少兩個撓性聯接件188，該撓性聯接件耦接在上部設施110與格架系統125之間。撓性聯接件可具有額定抗拉載荷失效強度，在經歷該額定抗拉載荷失效強度之后該撓性聯接件將斷裂。例如，撓性聯接件可耦接在上部設施110上的支撐結構138與格架系統上的錨板226之間，其中一個或多個錨228通過開口 224耦接到撓性聯接件，該開口穿過撓性聯接件形成。撓性聯接件可設計成在給定的額定抗拉載荷下失效。
[0085]在工作中，上部設施將被轉移到離岸結構，使得隨著離岸結構逐漸地支撐上部設施載荷的更多部分并將載荷從駁船移開，撓性聯接件上的張力將增加。增加的力最終會通過使撓性聯接件188斷裂而促動快速釋放系統，并允許上部設施從駁船上的格架系統125豎向分開。
[0086]有利地，多個撓性聯接件I88可在給定附接點處耦接到彼此，以循環方式或線性地在上部設施與格架系統之間進行。如果任一個撓性聯接件188在附接點處斷裂，那么快速釋放系統180將被釋放并且上部設施110將從格架系統125豎向分開。這種冗余可以有助于提供對上部設施的更易于預測的釋放，以便與在上部設施與格架系統之間的其他附接點135上的其他快速釋放系統180的同步。
[0087]圖9A是快速釋放系統的另一個實施例處于閉合位置時的示意性端視圖。圖9B是圖9A的實施例處于閉合位置時的示意性頂部視圖。圖9C是圖9A的實施例在快速釋放系統處于釋放位置時的示意性端視圖。圖9D是圖9C的實施例處于釋放位置時的示意性頂部視圖。這些圖都將彼此相結合地進行描述。該實施例類似于結合圖8A-圖8D描述的實施例，但還包括由易碎元件制成的另外的快速釋放系統，該易碎元件通常包括易碎螺母、爆炸螺栓和螺母(也稱為煙火緊固件(pyrotechnic fastener)),和除了上述的在撓性元件上的抗拉載荷之外還發生某些事件時會被促動失效的其他易碎緊固件。例如，煙火緊固件大體上為緊固件，通常為螺母或螺栓，其中包含煙火藥(pyrotechnic charge)作為可以從遠程起動的促動器。埋置在緊固件內的一個或多個爆炸藥料典型地可通過電流促動，并且該藥料可以使緊固件斷裂成兩片或更多片。緊固件在圍繞其周圍在將發生斷離的點處典型地形成有減弱部分。在其他實施例中，易碎元件可成形為在給定載荷下失效，因此載荷將起到促動器的作用。易碎元件是可以從市場購得的，對它們的激活是已知的，因此確信沒有必要做更詳細的描述。
[0088]格架系統125可包括格架座142，而上部設施110可包括就座引導部144來接合格架座和限制上部設施相對于格架系統的向下的行程。格架座142還可包括橫向錨板226，其定位在與格架座相接合時的就座引導部144的下方。快速釋放系統180可包括至少一個撓性聯接件且優選地包括多個撓性聯接件188，該撓性聯接件耦接在上部設施110與格架系統125之間。例如，撓性聯接件可耦接在上部設施110上的支撐結構138與格架系統上的錨板226之間，其中一個或多個錨228通過開口 224耦接到撓性聯接件，該開口穿過撓性聯接件形成。撓性聯接件可設計成在給定的額定抗拉載荷下失效。
[0089]多個撓性聯接件188可耦接到彼此，以循環方式或線性地在上部設施與格架系統之間進行。如果任一個撓性聯接件188斷裂，那么快速釋放系統180將被釋放并且上部設施110將從格架系統125豎向分開。這種冗余可以有助于提供對上部設施的更易于預測的釋放，以便與在上部設施與格架系統之間的其他附接點135上的其他快速釋放系統180的同步。
[0090]該實施例還可包括易碎元件230，其耦接到撓性聯接件作為除撓性聯接件以外的另一個快速釋放系統。易碎元件230可在某個時刻、壓力、載荷或信號下被促動失效，諸如爆炸，以釋放撓性聯接件。在至少一個實施例中，易碎元件可在撓性聯接件之外額外使用，以幫助確保對快速釋放系統的促動和將上部設施從格架系統釋放。
[0091]在工作中，上部設施將被轉移到離岸結構，使得隨著離岸結構逐漸地支撐上部設施載荷的更多部分并將載荷從駁船移開，撓性聯接件上的張力將增加。增加的力最終會通過使撓性聯接件188斷裂而促動快速釋放系統，并允許上部設施從駁船上的格架系統125豎向分開。當撓性聯接件被設計成失效時易碎元件將被促動，以幫助確保快速釋放系統的一個或多個在預期事件處起作用。可替換地，撓性聯接件可設計成在易碎元件被促動之后失效(并因此被促動)，使得撓性聯接件為易碎元件提供了輔助備份系統。進一步地，易碎元件可在撓性聯接件被設計成失效之后被促動，使得易碎元件為撓性聯接件提供了輔助備份系統。
[0092]因此，至少一些實施例在給定附接點處可具有多個快速釋放系統，諸如以上描述的那些，本文描述的快速釋放系統的不同組合和其他。這種多個快速釋放系統可幫助確保及時地釋放至少一個快速釋放系統以及使在多個附接點處的快速釋放系統同步。
[0093]在通過變化圖8A-圖8D和圖9A-圖9D中的實施例而產生的另一個實施例中，易碎元件將用來替代撓性聯接件，并直接耦接在上部設施與格架系統之間，使得易碎元件的促動將直接釋放快速釋放系統并因此將上部設施從格架系統釋放。鑒于本文提供的描述，已確信不再需要對此實施例做進一步描述。
[0094]可以在不脫離 申請人:的發明的精神的情況下，設計出利用上述本發明的一個或多個方面的其他和進一步的實施例。進一步地，雙船身系統的不同方法和實施例可以與彼此相結合來產生所公開的方法和實施例的變形。仍進一步地，這里以雙船身系統為例解釋的快速釋放系統的概念可以用在將上部設施支撐于其上的單個駁船，因此本發明并不限制于本文的實施例或者對本文的快速釋放系統的雙船身示例性應用。對單數元件的討論可包括多個元件，反之亦然。對跟隨有物品的參考標記的至少一個物品的引用可包括一個或多個物品。并且，實施例的不同方面可彼此結合起來使用來實現公開內容的理解目標。除非上下文需要另作說明，否則詞語“包括”或其變形應被理解成意味著包含至少所述元件或步驟，或者元件或步驟的組或者其等同物，而并不排除更大的數量、或者任意其他元件或步驟、或者元件或組，或其等同物。該裝置或系統可以以多個方向和定向使用。術語“耦接”、“正耦接”、“耦合器”和類似術語在本文中在廣義上使用，并且可包括用于實現以下目的的任意方法或裝置，該目的為將構件的一個或多個部分固定、捆綁、粘合、緊固、附接、聯接、插入其中、形成于其上或其中、通信或以其他方式關聯(例如，機械地、通過磁地、通過電地、通過化學方式、直接地或間接地與中間元件關聯)在一起，該術語可進一步包括但不限于將一個功能性元件和另一個以單一方式一體地形成。耦接可發生在任意方向，包括轉動地發生。
[0095]如果沒有相反的特別限制，各步驟可以按照多種不同的順序來執行。本文描述的各個步驟可與其它步驟相組合，可被插入所描述的步驟，和/或可被拆分成多個步驟。類似地，已經在功能方面描述的元件，可以被實現為獨立的部件，也可以組合到具有多種功能的部件中。
[0096]本文在優選實施例和其它實施例的上下文中描述了本發明，但并沒有描述本發明的每一個實施例。本領域技術人員可以對所描述的實施例進行各種修改和變更。公開的和未公開的實施例并不旨在限制或約束 申請人:構想的發明的范圍或適用性，而是，在符合專利法的情況下， 申請人:旨在完全保護所有落在以下權利要求的等效范圍或界限之內的這種修改和改進。
【權利要求】
1.一種將上部設施裝載到離岸平臺上的方法，包括: 將具有一重量的上部設施定位在一個或多個具有格架系統的駁船附近，并且所述格架系統具有用于所述上部設施的至少一個附接點； 將所述上部設施的重量的至少一部分轉移到所述一個或多個駁船； 將所述上部設施橫向耦接到所述一個或多個駁船上的格架系統的所述至少一個附接占.用至少一個快速釋放系統將所述上部設施豎向耦接到所述格架系統； 將所述上部設施和所述一個或多個駁船運輸到所述離岸平臺； 調整所述上部設施與所述離岸平臺之間的相對高程； 將所述上部設施的重量的至少一部分轉移到所述離岸平臺； 將所述上部設施從各駁船上的所述格架系統上的所述至少一個附接點橫向松開；以及 通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個快速釋放系統包括具有可轉動部分的鉤，該可轉動部分鉸接耦接到所述鉤的其余部分，所述可轉動部分可由R鎖釋放，并且所述方法進一步包括: 將所述至少一個快速釋放系統的第一部分耦接到所述鉤的所述可轉動部分，并將所述至少一個快速釋放系統的第二部分耦接到所述鉤的所述其余部分，一個部分耦接到所述上部設施，而另一個部分耦接到所述格架系統，并且 其中通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開包括:釋放所述閂鎖以允許所述可轉動部分能釋放所述至少一個快速釋放系統的所述部分中的至少一個。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述閂鎖耦接到絞盤，并且所述方法進一步包括促動所述絞盤以釋放所述閂鎖。
4.如權利要求3所述的方法，其中多個快速釋放系統耦接到所述絞盤，并且其中促動所述絞盤將所述多個快速釋放系統上耦接到所述絞盤的所述閂鎖釋放。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括: 在多個附接點處可操作地耦接多個快速釋放系統， 其中將所述上部設施從所述格架系統豎向松開包括用所述多個快速釋放系統同步所述上部設施的所述豎向松開。
6.如權利要求5所述的方法，進一步包括在所述多個附接點處同時地將所述上部設施從所述格架系統釋放。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個快速釋放系統包括可釋放元件，并且所述至少一個快速釋放系統的至少兩個部分耦接在所述上部設施與所述格架系統之間并由所述可釋放元件分隔開，所述方法進一步包括: 將所述至少一個快速釋放系統的所述部分中的一個耦接到所述上部設施和所述可釋放元件； 將所述至少一個快速釋放系統的所述部分中的另一個耦接到所述格架系統和所述可釋放兀件，并且 其中通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開包括:促動所述可釋放元件以釋放所述至少一個快速釋放系統的所述部分中的至少一個。
8.如權利要求1所述的方法，進一步包括在所述上部設施定位在所述離岸平臺上時將所述一個或多個駁船移動離開所述離岸平臺。
9.如權利要求1所述的方法，進一步包括: 在將所述上部設施和所述一個或多個駁船運輸到所述離岸平臺之前，從所述一個或多個駁船中的各駁船的橫重心向內地將至少一個支柱構件耦接在所述上部設施與各駁船上的各格架系統之間；和 在所述上部設施的所述重量的至少所述部分轉移到所述離岸平臺之后松開在所述上部設施與各格架系統之間的所述至少一個支柱構件。
10.如權利要求1所述的方法，其中將所述上部設施橫向耦接到各駁船上的格架系統的所述至少一個附接點包括:將鎖板耦接成至少部分地圍繞各所述格架系統上的所述附接點中的至少一個附接點上的導向銷。
11.如權利要求10所述的方法，其中通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開包括增加具有額定抗拉載荷失效強度的至少一個撓性聯接件上的張力，直至所述至少一個撓性聯接件斷裂，從而將所述上部設施從所述格架系統釋放。
12.如權利要求1所述的方法，其中通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向 松開包括促動易碎元件以將所述上部設施從所述格架系統釋放。
13.如權利要求1所述的方法，其中通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開包括促動易碎元件以將所述上部設施從所述格架系統釋放。
14.一種將上部設施裝載到離岸平臺上的系統，包括: 上部設施，其具有的重量支撐在具有格架系統的一個或多個駁船上，各格架系統具有用于所述上部設施的至少一個附接點； 用于將所述上部設施橫向耦接到各駁船上的所述格架系統上的所述至少一個附接點的裝置； 用至少一個快速釋放系統將所述上部設施豎向耦接到所述格架系統的裝置； 將所述上部設施從各駁船上的所述格架系統上的所述至少一個附接點橫向松開的裝置；和 通過促動所述至少一個快速釋放系統來將所述上部設施從所述格架系統豎向松開的>j-U ρ?α裝直。
15.如權利要求14所述的系統，其中所述至少一個快速釋放系統包括具有可轉動部分的鉤，該可轉動部分鉸接耦接到所述鉤的其余部分，所述可轉動部分可由閂鎖釋放，該閂鎖鉸接耦接到所述鉤。
16.如權利要求15所述的系統，進一步包括耦接到所述閂鎖的絞盤。
17.如權利要求16所述的系統，其中多個快速釋放系統耦接到所述絞盤，并進一步包括配置成控制所述絞盤的控制系統。
18.如權利要求14所述的系統，進一步包括: 多個快速釋放系統，其在多個附接點處耦接在所述上部設施與所述格架系統之間；和 控制系統，配置成用所述多個快速釋放系統同步所述上部設施的所述松開。
19.如權利要求14所述的系統，其中 所述至少一個快速釋放系統的一部分耦接在所述上部設施或所述格架系統中的一個到可釋放元件之間； 所述至少一個快速釋放系統的另一部分耦接到所述上部設施或所述格架系統中的另一個；并且 所述可釋放元件配置成被促動以釋放所述部分中的至少一個部分，以將所述上部設施從所述格架系統釋放。
20.如權利要求14所述的系統，其中所述至少一個快速釋放系統包括具有額定抗拉載荷失效強度的至少一個撓性聯接件，并且其中用于從所述格架系統豎向松開所述上部設施的裝置包括增加所述撓性聯接件上的張力直至所述撓性聯接件斷裂。
21.如權利要求20所述的系統，其 中所述至少一個快速釋放系統包括易碎元件，并且其中用于從所述格架系統豎向松開所述上部設施的裝置包括促動所述易碎元件以斷裂。
22.如權利要求14所述的系統，其中所述至少一個快速釋放系統包括易碎元件，并且其中用于從所述格架系統豎向松開所述上部設施的裝置包括促動所述易碎元件以斷裂。
【文檔編號】E02B17/00GK103958779SQ201280045739
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年9月13日 優先權日:2011年9月20日
【發明者】M.Y.H.羅, D.N.埃德爾森, S.巴拉斯, K.F.蘭布拉克斯, A.K.薩布洛克 申請人:泰克尼普法國公司