專(zhuān)利名稱(chēng)：具有橫向側(cè)緣的船只的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有細(xì)長(zhǎng)形狀、并且以大體上固定的定向錨定到海底的船只。
背景技術(shù)：
已知細(xì)長(zhǎng)船只，尤其是長(zhǎng)寬比為1.5或更小的船只可能經(jīng)受橫搖失穩(wěn)或者馬修(Mathieu)不穩(wěn)定性。由于系統(tǒng)的橫搖流體靜力學(xué)穩(wěn)定性的起伏導(dǎo)致的調(diào)節(jié)，橫搖失穩(wěn)或者參量諧振可能導(dǎo)致側(cè)傾。尤其是當(dāng)起伏的自然周期是橫搖自然周期的一半時(shí)，會(huì)出現(xiàn)最嚴(yán)重的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種細(xì)長(zhǎng)船只，優(yōu)選地具有大體上矩形形狀并具有改進(jìn)的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一目的是設(shè)計(jì)一種細(xì)長(zhǎng)船只，其中橫搖運(yùn)動(dòng)減弱、并且自然橫搖周期被增加。
本發(fā)明的再一目的是提供一種船只，它能夠在船舶建造狀態(tài)而不是在復(fù)雜的離岸狀態(tài)下建造。
因此，根據(jù)本發(fā)明的船只包括至少沿著其縱向側(cè)部靠近龍骨層面的兩個(gè)橫向側(cè)緣，橫向側(cè)緣具有的寬度使得船只的自然橫搖周期超過(guò)預(yù)定周期，在沒(méi)有側(cè)緣時(shí)船只的自然橫搖周期低于預(yù)定周期。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于增加的質(zhì)量，在細(xì)長(zhǎng)船只的長(zhǎng)度方向上添加側(cè)緣可以減慢船只的橫搖，使得船只橫搖運(yùn)動(dòng)的慣性增加。因此，可以建造船只使得自然橫搖周期大于惡劣風(fēng)暴條件的橫搖周期。例如。沒(méi)有側(cè)緣的船只的自然橫搖周期可以大約為10-18s。通過(guò)設(shè)置縱向側(cè)緣，自然橫搖周期可以增加到20-25s，它大于惡劣風(fēng)暴的波浪周期15-16s。更慢的橫搖運(yùn)動(dòng)增加了船上人員的舒適性，并減小了錨索和開(kāi)采系統(tǒng)中的疲勞(例如分離器更少出現(xiàn)問(wèn)題)。
通過(guò)設(shè)置本發(fā)明的側(cè)緣，可以顯著地減小船只在波浪周期時(shí)的橫搖響應(yīng)(roll response)，但是，更大的橫搖響應(yīng)被轉(zhuǎn)移到船只自身的自然橫搖周期。
在一個(gè)實(shí)施例中，船只的長(zhǎng)寬比至少為1.5，優(yōu)選地至少為2，側(cè)緣的寬度為船只靠近龍骨層面的寬度的至少5％，側(cè)緣在船只長(zhǎng)度的至少60％上延伸，優(yōu)選地在船只長(zhǎng)度的至少90％上延伸，最優(yōu)選地至少大體在整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
通過(guò)沿著船只的大部分長(zhǎng)度設(shè)置側(cè)緣，可以獲得大大增加的橫搖穩(wěn)定性、自然橫搖周期的非常有利的延長(zhǎng)以及橫搖運(yùn)動(dòng)的減弱。優(yōu)選地，側(cè)緣沿著船只的縱向側(cè)部以及沿著短側(cè)部延伸。錨索可以安裝到側(cè)緣上，并且甲板結(jié)構(gòu)可以支撐在側(cè)緣上。
優(yōu)選地，船只的吃水深度小于30m，使得它可以在岸上的常規(guī)船舶建造條件下建造。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有相對(duì)小的吃水深度層面以及具有本發(fā)明的側(cè)緣的船只是非常的穩(wěn)定。
優(yōu)選地船只包括中心井、和從水下結(jié)構(gòu)延伸穿過(guò)所述中心井至船只上的支撐結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)立管和/或鉆柱。立管和/或鉆柱懸掛在中心井之上的可樞轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)上，諸如申請(qǐng)人提交的EP-A-1,036,914“安裝多個(gè)立管或鋼絲束的方法以及實(shí)施這種方法的船只”中描述的張力腿甲板。張力腿甲板(可樞轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu))產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)諸如更穩(wěn)定的船只和鉆探狀態(tài)，結(jié)果可以獲得更長(zhǎng)的鉆探時(shí)間(更少的停工期)。在開(kāi)采LNG的情況下，可樞轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更少泥化和更安全的工作狀態(tài)。
從WO99/44882可知，沿著具有隨風(fēng)向改變方位能力的FPSO的艙底提供波紋狀的龍骨。艙底龍骨相對(duì)較窄并且有助于產(chǎn)生速度，使得橫搖運(yùn)動(dòng)減弱。自然橫搖周期不會(huì)被艙底龍骨所改變。
GB2243118公開(kāi)了帶有周邊側(cè)緣大體上是圓形對(duì)稱(chēng)的可半潛船只?？砂霛摯痪哂邢鄬?duì)大的吃水深度，并且需要按照離岸建造標(biāo)準(zhǔn)建造。
在WO98/0439中，公開(kāi)了一種細(xì)長(zhǎng)船只，它具有沿著船只整個(gè)長(zhǎng)度延伸的凸緣，用于減弱起伏運(yùn)動(dòng)。可以通過(guò)使設(shè)置有動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)的船只與風(fēng)浪方向?qū)R來(lái)避免已知船只的橫搖運(yùn)動(dòng)。與此不同，本發(fā)明的船只被錨定，它可以是伸展錨定、半隨風(fēng)向改變方位的錨定系統(tǒng)或者角塔錨定系統(tǒng)，并且可以經(jīng)受垂直于其長(zhǎng)度方向的橫向波浪。
在OMAE1996，第一部分B卷，離岸技術(shù)大的簡(jiǎn)易駁船的設(shè)計(jì)及其水力性能分析中，描述了對(duì)稱(chēng)形狀的BARBOX(方形駁船)的大側(cè)緣增加了起伏質(zhì)量，從而提供了起伏減弱。但是可以觀(guān)察到，具有側(cè)緣選項(xiàng)的出水高度被認(rèn)為是足夠的，觀(guān)察到的橫搖角度過(guò)大。與此不同，本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)船只的橫搖穩(wěn)定性通過(guò)設(shè)置縱向側(cè)緣而增加。已知的方形駁船的吃水深度為32m，結(jié)果它不適合在常規(guī)船廠(chǎng)建造而必須離岸組裝。
在挪威近海，有一幅阿克斯(Akers)海上浮標(biāo)形式概念的圖片，詳細(xì)描述在114頁(yè)，它描述了具有側(cè)緣的圓錐形帆桅(SPAR)。這種浮標(biāo)的馬修不穩(wěn)定性已經(jīng)導(dǎo)致30-40度數(shù)量級(jí)的前后顛簸/橫搖運(yùn)動(dòng)，然而只有1-3度的運(yùn)動(dòng)被預(yù)期。
在OTC 10-953“用于惡劣區(qū)域的筒形平臺(tái)的替代形狀”中在第6頁(yè)附圖10上顯示了替代的船體形狀。馬修不穩(wěn)定性被解釋、并且在附圖17中提到不穩(wěn)定的起伏/前后顛簸運(yùn)動(dòng)是如此大以致于甲板碰撞水面。


以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有側(cè)緣的石油鉆探開(kāi)采駁船的主視圖；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的具有側(cè)緣的石油鉆探開(kāi)采駁船的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1的駁船1的長(zhǎng)度W1為160m，縱向側(cè)緣2，3的寬度分別為15m，使得在側(cè)緣處的駁船總長(zhǎng)度W2為190m。側(cè)緣2，3的高度H1為6m，汲取水位H2為22m，甲板層面高度H3為32m。由于橫搖時(shí)大量的排水，高容量的側(cè)緣給船只的橫搖運(yùn)動(dòng)增加了大的慣性，從而提供了更大的自然橫搖周期。
在駁船1上，鉆機(jī)5設(shè)置在鉆機(jī)支撐結(jié)構(gòu)6上。鉆柱7從鉆機(jī)5伸向海底33。鉆柱7和采油立管8，9懸掛在甲板10上。甲板10也支撐井噴防護(hù)裝置11。甲板可樞轉(zhuǎn)地懸掛在沿著槽輪15，16運(yùn)行的纜索13，14上。纜索13，14攜帶有位于液面以下的平衡重17，18。鉆柱7和采油立管8，9穿過(guò)甲板10懸掛在其中的中心井20。纜索13，14穿過(guò)在船只1高度方向上的錐形軸21，22。船只在其甲板上具有石油分離設(shè)施25、氣體壓縮設(shè)施26、鉆探設(shè)備室27、公用空間28和發(fā)電機(jī)29。錨索30，31將船只1錨定到海底33。如圖2所示，側(cè)緣2’，3’通過(guò)設(shè)置在側(cè)緣2’，3’上的支柱39，40支撐諸如艙室35和鉆管以及套架(reck)36的甲板結(jié)構(gòu)的一部分重量。這樣，側(cè)緣為駁船提供了另外的甲板空間。
如圖2所示，駁船的寬度W3為60m，包括側(cè)緣2’，3’的總寬度W4為90m。側(cè)緣2，2’，3，3’繞著船只在其所有側(cè)部延伸。
權(quán)利要求
1.一種具有細(xì)長(zhǎng)形狀、并且以大體上固定的定向錨定到海底的船只，該船只包括至少沿著其縱向側(cè)部靠近龍骨層面的兩個(gè)橫向側(cè)緣，橫向側(cè)緣具有的寬度使得船只的自然橫搖周期超過(guò)預(yù)定周期，在沒(méi)有側(cè)緣時(shí)船只的自然橫搖周期低于預(yù)定周期。
2.如權(quán)利要求1所述的船只，其特征在于，預(yù)定周期至少為18s，優(yōu)選地為至少20s。
3.如權(quán)利要求1或2所述的船只，其特征在于，具有側(cè)緣的船只的最大橫搖響應(yīng)角在船只自然橫搖周期時(shí)比在波浪周期時(shí)大，波浪在波浪周期時(shí)也導(dǎo)致橫搖響應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的船只，其特征在于，側(cè)緣的體積是駁船總體積的至少2％。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的船只，其特征在于，與沒(méi)有側(cè)緣的船只的橫搖失穩(wěn)相比，具有側(cè)緣的船只的橫搖失穩(wěn)顯著地減小。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的船只，其特征在于，船只的長(zhǎng)寬比至少為1.5，優(yōu)選地至少為2，側(cè)緣的寬度為船只靠近龍骨層面的寬度的至少5％，側(cè)緣在船只長(zhǎng)度的至少60％上延伸，優(yōu)選地在船只長(zhǎng)度的至少90％上延伸，最優(yōu)選地至少大體在整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。
7.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，船只包括沿著其橫向側(cè)部的側(cè)緣。
8.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，船只的吃水深度小于30m。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，側(cè)緣基本上是水的。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，側(cè)緣大體上是具有箱形結(jié)構(gòu)，其寬度至少為3m，高度至少為3m。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，側(cè)緣被穿孔。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，船只通過(guò)錨索被錨定到海底。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，側(cè)緣包括安裝裝置，錨索被安裝到安裝裝置上。
14.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，船只包括中心井、和從水下結(jié)構(gòu)延伸穿過(guò)所述中心井至船只上的支撐結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)立管和/或鉆柱。
15.如權(quán)利要求14所述的船只，其特征在于，立管和/或鉆柱懸掛在中心井之上的支撐結(jié)構(gòu)上，支撐結(jié)構(gòu)懸掛在懸掛裝置上，使得它能夠相對(duì)于船只水平面成一角度設(shè)置。
16.如上述任一權(quán)利要求所述的船只，其特征在于，夾板結(jié)構(gòu)被設(shè)置在側(cè)緣上的支柱支撐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有細(xì)長(zhǎng)形狀、并且以大體上固定的定向錨定到海底的船只。該船只包括至少沿著其縱向側(cè)部靠近龍骨層面的兩個(gè)橫向側(cè)緣，橫向側(cè)緣具有的寬度使得船只的自然橫搖周期超過(guò)預(yù)定周期，在沒(méi)有側(cè)緣時(shí)船只的自然橫搖周期低于預(yù)定周期。
文檔編號(hào)B63B39/00GK1474766SQ01818724
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2001年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者杰克·波拉克, 倫德特·波爾德瓦爾特, 馬蒙·納西里, 波爾德瓦爾特, 杰克 波拉克, 納西里 申請(qǐng)人:辛格爾浮筒系船公司