СИСТЕМА БАРЖИ СО СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ КАЧКОЙ ДЛЯ БЕСКРАНОВОЙ УСТАНОВКИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ НА МОРСКОМ ОСНОВАНИИ
SYSTEM OF BARGE WITH STABILISED VERTICAL ROCKING FOR CRANELESS INSTALLATION OF SUPERSTRUCTURE ON MARINE PLATFORM

Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к плавучим баржам, используемым для установки верхнего строения для морских оснований, и, более конкретно, к системам и способам стабилизации вертикальной качки, вызываемой волновым действием на систему баржи во время установки верхнего строения.
Описание известного уровня техники
Spar платформа является типом плавучей нефтяной платформы, типично используемой в глубинных водах, и принадлежит к самым большим морским основаниям в эксплуатации. Spar платформа включает в себя мощный цилиндр или корпус, поддерживающий типичное верхнее строение буровой установки. Цилиндр, однако, не проходит по всей длине до дна моря, но вместо этого ставится на якорь несколькими якорными тросами. Типично около 90% Spar находится под водой. Мощный цилиндр служит для стабилизации платформы в воде и обеспечивает перемещение для поглощения силы потенциальных высоких волн, штормов или ураганов. Незначительные перемещения и защищенная центральная скважина также обеспечивают отличную конфигурацию для глубоководных работ. В дополнение к корпусу три другие главные части Spar включают в себя якоря, верхнее строение и райзеры. Spar типично основываются на общепринятой системе якорного крепления для сохранения положения.
Установка палубы или верхнего строения на морское плавучее основание всегда была проблемой, особенно на плавучих буровых установках баржевого типа с большой осадкой подобно Spar, которые устанавливаются на относительно большой глубине. В прошлом суда большой грузоподъемности, включая в себя, но не ограничиваясь, крановые баржи, использовались для установок верхних строений. В общепринятых программах работ верхнему строению требуется многократный подъем, например пять-семь подъемов, для установки всего верхнего строения из-за подъемной мощности доступного судна большой грузоподъемности и увеличивающихся размеров верхнего строения. Из-за многократного подъема вес стали на единицу площади верхнего строения может быть больше, чем верхнего строения закрепленных платформ, установленного одним подъемом. Если вес верхнего строения уменьшается, вес корпуса Spar для поддержания верхнего строения может также уменьшаться. Те же самые принципы применимы к другим морским основаниям, к которым может прикрепляться верхнее строение.
В последнее время бескрановые системы катамаранов используются для установки верхнего строения на Spar платформу для решения вышеупомянутых проблем, связанных с размерами. Бескрановый способ представляет собой концепцию установки верхнего строения как единой интегрированной палубы на Spar корпусе, в которой верхнее строение грузится и транспортируется по меньшей мере двумя бескрановыми баржами к месту установки для Spar корпуса. На месте установки бескрановые баржи располагаются с двух сторон Spar корпуса с верхним строением выше Spar корпуса, высота регулируется между верхним строением и Spar корпусом, и верхнее строение устанавливается на Spar корпус. Установка верхнего строения на Spar корпус бескрановым способом может обеспечить высокое соотношение сборки и предварительной пуско-наладочной работы при завершении на берегу до установки на Spar платформе, что может существенно уменьшить продолжительность и стоимость этапа ввода в эксплуатацию в открытом море. Бескрановый способ установки предусматривает установку интегрированного верхнего строения или производственной палубы на закрепленном или плавучем основании без любого подъема тяжеловесных грузов.
Однако для выполнения бескрановой установки верхнего строения бескрановые баржи необходимо отделять. Отделение вызывает существенную нагрузку на баржи, прежде всего, из-за частоты и временного интервала волнового движения на каждую баржу. Вертикальное перемещение баржи от такого волнового движения называется «вертикальной качкой». Вертикальная качка наиболее значительна на баржах, когда направление волны толкает баржу перпендикулярно продольной оси типичной прямоугольной баржи, имеющей длину (от носовой части до кормовой части) значительно больше ширины (поперечины), так называемые «бортовые волны». Типично по меньшей мере вертикальная качка происходит, когда направление волны толкает баржу параллельно вдоль продольной оси, так называемые «встречные волны», с промежуточной вертикальной качкой, происходящей, когда направление волны находится под углом, например, 45 градусов к продольной оси, так называемые «кормовые волны». В зависимости от периода волны и, таким образом, расстояния от вершины до вершины одна баржа может быть на вершине волны, тогда как другая баржа на низшей точке волны, и затем первая баржа может быть на низшей точке, тогда как другая баржа на вершине, так как волна продолжает перемещаться через баржи.
Аналогичные вопросы и проблемы возникают с одиночными бескрановыми системами барж. В одиночных системах барж верхнее строение грузится на одиночную баржу, верхнее строение транспортируется к месту установки на барже, баржа типично размещается над и между двумя участками морского основания, и верхнее строение устанавливается на него. Одиночная баржа подвергается аналогичной вертикальной качке и дифференциальному движению относительно морского основания.
С относительно устойчивым морским основанием и относительно неустойчивой баржей, испытывающей влияние особенно бортовых волн, перемещение верхнего строения на морское основание может быть трудным. Вертикальная качка приводит к значительному дифференциальному перемещению между верхним строением и морским основанием и сложностям в ровной и эффективной установке верхнего строения на морское основание.
Таким образом, сохраняется потребность в создании стабилизированной системы баржи для бескрановой установки верхнего строения.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение увеличивает степень сопротивления вертикальной качке системы баржи от волнового движения, так как система используется для установки верхнего строения на морские основания. Одна или более демпфирующих пластин могут соединяться в положении ниже поверхности воды с одной или более баржами для изменения резонансного периода движения баржи или барж относительно периода волнового движения для лучшей стабилизации баржи и сопротивления вертикальной качке. В по меньшей мере одном варианте осуществления демпфирующая пластина может соединяться между баржами или на конце или стороне баржи. В по меньшей мере другом варианте осуществления каждая баржа может содержать демпфирующую пластину и демпфирующие пластины с возможностью отсоединения могут соединяться друг с другом. Дополнительно, демпфирующие пластины могут поворачиваться в направлении вверх во время транспортировки верхнего строения к месту установки для уменьшения гидравлического сопротивления во время транспортировки и затем поворачиваться в погружное положение во время установки верхнего строения на морское основание.
Настоящее изобретение обеспечивает систему катамарана для установки верхнего строения на морское основание, содержащую по меньшей мере два плавучих судна, имеющих каждое верхнюю часть, нижнюю часть и стороны, и демпфирующую пластину, соединенную с по меньшей мере одним плавучим судном по меньшей мере частично ниже уровня воды вблизи судна, причем демпфирующая пластина выполнена с возможностью изменения характеристики вертикальной качки системы катамарана на морской волне, имеющей предварительно определенный период, причем измененная характеристика вертикальной качки сравнивается с характеристикой вертикальной качки системы катамарана без демпфирующей пластины.
Настоящее изобретение также обеспечивает способ стабилизации системы катамарана, содержащей по меньшей мере два плавучих судна и выполненной с возможностью расположения верхнего строения на морском основании, содержащий следующие стадии: обеспечение по меньшей мере двух плавучих судов с демпфирующей пластиной, установленной на по меньшей мере одном из плавучих судов; установка верхнего строения на плавучих судах; транспортировка верхнего строения к месту установки; обеспечение расположения демпфирующей пластины ниже поверхности воды вблизи по меньшей мере одного плавучего судна и ее прохождения от по меньшей мере одного плавучего судна; позиционирование верхнего строения на морском основании; отсоединение верхнего строения от плавучих судов; удаление плавучих судов из-под верхнего строения.
Настоящее изобретение также обеспечивает систему для установки верхнего строения на морское основание, содержащую по меньшей мере одно плавучее судно, содержащее верхнюю часть, нижнюю часть и стороны, и демпфирующую пластину, соединенную с плавучим судном в положении по меньшей мере частично ниже уровня воды вблизи судна, причем демпфирующая пластина выполнена с возможностью изменения характеристики вертикальной качки плавучего судна на морской волне, имеющей предварительно определенный период, причем измененная характеристика вертикальной качки сравнивается с характеристикой вертикальной качки плавучего судна без демпфирующей пластины.
Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ стабилизации системы, содержащей по меньшей мере одно плавучее судно и выполненной с возможностью расположения верхнего строения на морском основании, содержащий следующие стадии: обеспечение по меньшей мере одного плавучего судна с демпфирующей пластиной, установленной на плавучем судне; установка верхнего строения на плавучем судне; транспортировка верхнего строения к месту установки; обеспечение расположения демпфирующей пластины по меньшей мере частично ниже поверхности воды вблизи плавучего судна и ее прохождения от плавучего судна; позиционирование верхнего строения на морском основании; отсоединение верхнего строения от плавучих судов; удаление плавучего судна от морского основания.
Краткое описание нескольких видов чертежей
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сверху варианта осуществления стабилизированной системы катамарана, нагруженной верхним строением при приближении к морскому плавучему основанию.
Фиг.2 представляет собой схематичный вид сзади кормовой части стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1.
Фиг.3 представляет собой схематичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, без верхнего строения.
Фиг.4 представляет собой схематичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, погруженным на систему катамарана.
Фиг.5 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, расположенным непосредственно над морским плавучим основанием.
Фиг.6 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, установленным на морском плавучем основании, и системы катамарана, перемещаемой от морского плавучего основания.
Фиг.7 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе другого варианта осуществления стабилизированной системы катамарана с развернутой демпфирующей пластиной.
Фиг.8 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана фиг.7 с демпфирующей пластиной, размещенной в вертикальном положении.
Фиг.9 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.7, нагруженной верхним строением при приближении к морскому плавучему основанию.
Фиг.10 представляет собой схематичный вид сзади кормовой части стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9.
Фиг.11 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с верхним строением, расположенным непосредственно над морским плавучим основанием.
Фиг.12А представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с развернутой демпфирующей пластиной.
Фиг.12В представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с развернутой демпфирующей пластиной.
Фиг.13 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с верхним строением, установленным на морском плавучем основании, и системы катамарана, перемещаемой от морского плавучего основания.
Фиг.14 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе другого варианта осуществления стабилизированной системы катамарана с главной опорной конструкцией.
Фиг.15 представляет собой схематичный вид в перспективе деталей главной опорной конструкции, изображенной на фиг.14.
Фиг.16 представляет собой схематичный вид в перспективе демпфирующей пластины с дополнительной опорной конструкцией демпфирующей пластины для соединения с главной опорной конструкцией, изображенной на фиг.15.
Фиг.17 представляет собой схематичный вид сверху главной опорной конструкции, соединенной с опорной конструкцией демпфирующей пластины фиг.15 и 16.
Фиг.18 представляет собой схематичный вид в перспективе главной опорной конструкции и опорной конструкции демпфирующей пластины фиг.17, соединенных с баржей системы катамарана.
Фиг.19 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, содержащей одну или более наружных демпфирующих пластин.
Фиг.20 представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.19, с наружными развернутыми демпфирующими пластинами.
Фиг.21 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы с одной баржей, содержащей одну или более демпфирующих пластин.
Фиг.22 представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы, изображенной на фиг.21.
Фиг.23 представляет собой диаграмму прогнозируемых действий демпфирующей пластины на систему катамарана, основанную на типичном расчете периода волны, при сравнении стабилизированной системы катамарана с нестабилизированной системой катамарана.
Подробное описание
Чертежи, описанные выше, и приведенное ниже описание конкретных устройств и функций представлены не для ограничения объема изобретения, предлагаемого физическими или юридическими лицами, подающими заявки на объекты промышленной собственности, или объема прилагаемой формулы изобретения. Точнее, чертежи и описание предназначены для обучения любого специалиста в данной области техники, как совершать и использовать изобретения. Специалисты в данной области техники учтут, что не все признаки промышленного варианта осуществления изобретений описаны или изображены для ясности и понимания. Специалисты в данной области техники также учтут, что развитие фактического промышленного варианта осуществления, объединяющего аспекты настоящих изобретений, будет требовать многочисленных конкретных решений осуществления для достижения конечной цели разработчика промышленного варианта осуществления. Такие конкретные решения осуществления могут включать в себя, и вероятно не ограничиваться, согласование с системой, с деловой деятельностью, с правительством и другими ограничениями, которые могут различаться конкретным осуществлением, положением и периодичностью. Несмотря на то, что усилия разработчика могут быть комплексными и требующими времени в абсолютном понимании, такие усилия будут, тем не менее, обычной задачей для среднего специалиста в данной области техники, имеющей преимущество данного раскрытия. Должно быть понятно, что изобретения, раскрытые и изученные в этом документе, подвергаются многочисленным и различным модификациям и альтернативным формам. Использование обозначения единственного числа не предназначается для ограничения количества элементов. К тому же использование родственных терминов, таких как, но не ограничиваясь, «верхняя часть», «нижняя часть», «левый», «правый», «верхний», «нижний», «вниз», «вверх», «сторона» и аналогичных, используется в описании для ясности конкретной ссылки на чертежи и не предназначается для ограничения объема изобретения или прилагаемой формулы изобретения. По необходимости элементы отметили алфавитными индексами («А», «В» и т.д.) для обозначения различных аналогичных аспектов системы или устройства. Обычно при ссылке на такие элементы может использоваться цифра без буквы. Дополнительно, такие обозначения не ограничивают количество элементов, которые могут использоваться для этой функции.
Настоящее изобретение увеличивает степень сопротивления вертикальной качке системы баржи от волнового движения, так как система используется для установки верхнего строения на морские основания. Одна или более демпфирующих пластин могут соединяться в положении ниже поверхности воды с одной или более баржами для изменения резонансного периода движения баржи или барж относительно периода волнового движения для лучшей стабилизации баржи и сопротивления вертикальной качке. В по меньшей мере одном варианте осуществления демпфирующая пластина может соединяться между баржами или на конце или стороне баржи. В по меньшей мере другом варианте осуществления каждая баржа может содержать демпфирующую пластину и демпфирующие пластины могут с возможностью отсоединения соединяться друг с другом. Дополнительно, демпфирующая пластина может поворачиваться в направлении вверх во время транспортировки верхнего строения к месту установки для уменьшения гидравлического сопротивления во время транспортировки и затем поворачиваться в погружное положение во время установки верхнего строения на морское основание. Дополнительно, одна или более демпфирующих пластин могут быть установлены на другой стороне или конце одной или более барж.
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сверху варианта осуществления стабилизированной системы катамарана, нагруженной верхним строением при приближении к морскому плавучему основанию. Фиг.2 представляет собой схематичный вид сзади кормовой части стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом.
W
W
Стабилизированная система 2 катамарана обычно включает в себя одно или более судов (обычно, два или более), таких как баржи 4, 6, которые используются для установки верхнего строения 8 на морском основании 44, таком как Spar корпус. Обычно верхнее строение 8 поддерживается над верхней частью барж 4, 6 одной или более опорами 9. Термин «баржа» будет использоваться широко в этом документе для обозначения любого подходящего судна в данных целях транспортировки и опоры верхнего строения во время установки. Баржа 4 включает в себя верхнюю часть 5, нижнюю часть 16, внутреннюю сторону 12, наружную сторону 13, конец 17 на кормовой части, конец 21 на носовой части. Аналогично, баржа 6 включает в себя нижнюю часть 18, внутреннюю сторону 14, обращенную к другой барже, наружную сторону 15, дистальную от внутренней стороны, конец 19 кормовой части и коней 23 носовой части. Обычно баржи длиннее от носовой части до кормовой части, чем в ширину, и для целей в этом документе включают в себя продольную ось 20, вокруг которой баржа, в общем, симметричной формы, хотя другие формы доступны и могут использоваться. Баржи 4, 6 могут каждая соединяться с демпфирующей пластиной 10. В по меньшей мере одном варианте осуществления демпфирующая пластина 10 соединяется со сторонами 12, 14 барж 4, 6 соответственно. В других вариантах осуществления демпфирующая пластина 10 может соединяться с нижней частью 16, 18 каждой баржи. Предусматривается, что соединение будет происходить до буксирования верхнего строения 8 к месту установки из-за сложностей установки демпфирующей пластины 10 между баржами. При этом некоторые установки могут включать в себя соединение демпфирующей пластины 10 на месте установки. Демпфирующая пластина 10 может быть сплошной пластиной или сконструированной сборкой из множества пластин, которые образуют ящик. Таким образом, термин «пластина» используется широко в этом документе для обозначения сборной конструкции, которая функционирует как пластина или одиночная пластина. Размер пластины может зависеть от расстояния между баржами и желаемого сопротивления вертикальной качке, создаваемого демпфирующей пластиной 10, основанного на модельных испытаниях, анализе и, возможно, испытаниях в эксплуатации. В целом демпфирующая пластина 10 будет располагаться в или около нижней части баржи или на некотором расстоянии или расстояниях ниже поверхности воды. Только для иллюстрации уровень воды 22, изображенный на фиг.2, может включать в себя волну, имеющую период «T» между вершинами. Например, в некоторых расчетных параметрах типичный предварительно определенный период T волны составляет восемь секунд. Изменением резонанса системы 2 катамарана с использованием демпфирующей пластины 10 можно значительно стабилизировать относительное перемещение системы катамарана, несмотря на изменения уровня воды 22, как изображено на фиг.21, так как волна проходит мимо системы катамарана.
Если демпфирующую пластину 10 соединить с баржами 4, 6 до установки, тогда обычно система 2 катамарана будет приближаться к морскому основанию 44 в направлении носовой части с концами 21, 23 носовой части, обращенными к морскому основанию. Это направление приближения позволяет системе 2 катамарана размещать верхнее строение 8 непосредственно наверху морского основания 44 без сталкивания с демпфирующей пластиной 10, соединенной между баржами 4, 6.
Фиг.3 представляет собой схематичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, без верхнего строения. Фиг.4 представляет собой схематичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, погруженным на системе катамарана. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. Система 2 катамарана может включать в себя демпфирующую пластину 10, прикрепленную между стороной 12 баржи 4 и стороной 14 баржи 6. В качестве альтернативы демпфирующая пластина 10 может прикрепляться к нижним частям 16, 18 барж 4, 6, как изображено на фиг.4. В некоторых вариантах осуществления демпфирующая пластина 10 может прикрепляться ниже барж 4, 6, как, например, в положении демпфирующей пластины 10'. Еще дополнительно, в некоторых вариантах осуществления демпфирующая пластина 10 может включать в себя множество демпфирующих пластин, как, например, объединение демпфирующей пластины 10, прикрепленной к нижней части барж 4, 6, соединенных с дополнительной демпфирующей пластиной 10', соединенной ниже демпфирующей пластины 10 и отделенной от нее расстоянием. Другие конструкции и сборки демпфирующей пластины 10 могут включать в себя множество демпфирующих пластин, множество уровней демпфирующих пластин, разные размеры демпфирующих пластин внутри самой сборки и другие варианты с обеспечением того, что демпфирующая пластина 10 функционирует для изменения резонансного периода системы 2 катамарана, т.е. реакции системы катамарана на волну. Такое изменение резонансного периода может обычно наблюдаться как вызванное увеличенным сопротивлением в результате контактирования площади поверхности демпфирующей пластины 10 с количеством воды выше демпфирующей пластины, что препятствует перемещению демпфирующей пластины, и увеличенной массой демпфирующей пластины, добавленной к баржам.
Фиг.5 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, расположенным непосредственно над морским плавучим основанием. После того как система 2 катамарана размещает верхнее строение над морским основанием 44, изображенным на фиг.1, морское основание может подниматься для зацепления нижней стороны верхнего строения. Опоры 9 барж можно отсоединять, так что верхнее строение 8 может отсоединяться от барж 4, 6. Установка в этот критический момент может предпочтительно использовать увеличенное сопротивление вертикальной качке от демпфирующей пластины 10, так что баржи 4, 6 не испытывают вертикальной качки так сильно, как они испытывали бы в других случаях без демпфирующей пластины.
Фиг.6 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.1, с верхним строением, установленным на морском плавучем основании, и системы катамарана, перемещаемой от морского плавучего основания. После того как верхнее строение 8 прикрепляется к нижележащему морскому основанию, система 2 катамарана перемещается от места установки. Так как демпфирующая пластина 10 соединяется с баржами 4, 6, направление становится противоположным направлению приближения к морскому основанию, показанному на фиг.1, т.е. концы 17, 19 кормовой части барж 4, 6 перемещаются назад. Предусматривается, что демпфирующая пластина 10 останется прикрепленной к баржам 4, 6 в большинстве установок. Обычно желательным является быстрое перемещение барж из-под верхнего строения 8 после того, как верхнее строение установлено на морское основание для уменьшения риска повреждения при вертикальной качке различных устройств. С демпфирующей пластиной 10, все еще прикрепленной к баржам 4, 6, продольное перемещение барж от места установки длиннее вдоль продольной оси 20 по сравнению с боковым перемещением, которое перпендикулярно продольной оси 20.
Фиг.7 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе другого варианта осуществления стабилизированной системы катамарана с развернутой демпфирующей пластиной. Этот вариант осуществления обеспечивает демпфирующую пластину, которая прикрепляется к каждой барже и могут соединяться друг с другом во время установки, и, кроме того, обеспечивает боковое перемещение барж от места установки. Боковое перемещение обычно считается более быстрым перемещением от морского основания по сравнению с продольным перемещением, описанным на фиг.6.
Могут использоваться различные демпфирующие пластины и различные сборки, поддерживающие демпфирующие пластины. Примеры ниже являются только иллюстративными и не ограничивающими конкретные устройства, каркас, механизмы и позиционирование. Известно, что модификации корпусов барж обычно не поощряются, особенно вдоль нижней части баржи и по меньшей мере до некоторой степени вдоль сторон баржи. Таким образом, вариант осуществления, изображенный по меньшей мере на фиг.7 и родственных фигурах, включает в себя опорную конструкцию для демпфирующей пластины, которую можно удалять при необходимости без повреждения по меньшей мере нижней части барж, и, кроме того, обеспечивает демпфирующую пластину 10, которую прикрепляют к барже ниже уровня воды. Главная опорная конструкция 24 может соединяться с баржей 4 обычно вдоль верхней части 5 и вниз по стороне 12. Главная опорная конструкция 24 может соединяться с баржей 4 запорной системой 26. Запорная система 26 может зацеплять одну или более существующих точек крепления на барже, которые обычно используются для различных целей.
В варианте осуществления, изображенном на фиг.7, демпфирующая пластина 10А может шарнирно соединяться вокруг шарнира 28 с главной опорной конструкцией 24. Шарнир 28 может располагаться на главной опорной конструкции 24 на некоторой подходящей высоте относительно уровня воды 22. Вторая опорная конструкция 30 может также соединяться с главной опорной конструкцией 24 и проходить вдоль стороны 13, дистальной от стороны 12, и вдоль нижней части 16, дистальной от верхней части 5, так что концы второй опорной конструкции 30 могут соединяться с концами главной опорной конструкции 24 или некоторым другим подходящим положением между опорными конструкциями для создания "пояса" вокруг баржи 4. Так как демпфирующая пластина 10А может поворачиваться вокруг шарнира 28, одно или более устройств могут использоваться для поднятия и опускания демпфирующей пластины 10А. Например, и без ограничения, лебедка 32, содержащая трос 34, может соединяться с демпфирующей пластиной 10А подходящими электрическими/механическими органами управления для приведения в действие лебедки 32.
Демпфирующая пластина 10 может закрепляться в развернутом положении одной или более распорками 36. Распорная балка 36 в целом должна быть жесткой распорной балкой, такой как труба или другой конструктивный элемент, который может противостоять силам, так как баржа 4 испытывает вертикальную качку в системе 2 катамарана. Распорная балка 36 может соединяться с главной опорной конструкцией 24 запорной системой 38 и может соединяться с демпфирующей пластиной 10А запорной системой 40. Запорная система может включать в себя стержни, тросы, крепежные средства и другие стопорные устройства и неотъемлемые части стопорных устройств, такие как отверстия, на опорных конструкциях. Как изображено на фиг.7, система в целом включает в себя по меньшей мере две таких сборки главных опорных конструкций, вторичных опорных конструкций и других соответствующих конструкций в зависимости от длины демпфирующей пластины 10А.
Фиг.8 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе стабилизированной системы катамарана фиг.7 с демпфирующей пластиной, размещенной в вертикальном положении. Во время транспортировки демпфирующая пластина может размещаться в вертикальном поднятом положении и прикрепляться к главной опорной конструкции 24 или промежуточной конструкции между демпфирующей пластиной и опорной конструкцией. Демпфирующая пластина может подниматься в такое вертикальное положение лебедкой 32, так как демпфирующая пластина поворачивается вокруг шарнира 28. В вертикальном положении демпфирующая пластина 10 создает меньшее сопротивление воде во время транспортировки баржи к месту установки.
Фиг.9 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.7, нагруженной верхним строением при приближении к морскому плавучему основанию. Фиг.10 представляет собой схематичный вид сзади кормовой части стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. В процессе работы система 2 катамарана может близко приближаться к морскому основанию 44 аналогично тому, как описано относительно фиг.1, с разницей, заключающейся в том, что демпфирующая пластина на барже 4 и демпфирующая пластина на барже 6 могут оставаться в отведенном положении. Дополнительно, так как демпфирующая пластина может подниматься для обеспечения прохождения морского основания, одна или более демпфирующих пластин могут размещаться на концах 21, 23 носовой части барж 4, 6, которые используются для приближения к морскому основанию 44. Несмотря на то что на фиг.9 изображены четыре демпфирующие пластины 10А-10D, должно быть понятно, что больше или меньше демпфирующих пластин могут соединяться с системой 2 катамарана. Демпфирующие пластины 10А, 10В изображены в убранном положении на задней части или кормовой части системы 2 катамарана, главным образом, около концов 17, 19. При этом демпфирующие пластины 10А, 10В могут опускаться в развернутое положение до установки, так как при зазоре между баржами для системы 2 катамарана морское основание 44 не пользуется демпфирующими пластинами 10А, 10В, находящимися в убранном, поднятом положении. Распорные балки 36 могут соединяться между опорной рамой 24 и демпфирующей пластиной 10А с соответствующими распорными балками, соединенными на соответствующих конструкциях между баржей 6 и демпфирующей пластиной 10В. Дополнительно, демпфирующие пластины 10А, 10В могут соединяться вместе для обеспечения дополнительной жесткости объединенной поверхности демпфирующих пластин, образованной из демпфирующих пластин 10А, 10В.
Фиг.11 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с верхним строением, расположенным непосредственно над морским плавучим основанием. Фиг.12А представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с развернутыми демпфирующими пластинами. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. Обычно после того как система 2 катамарана достаточно пропустила верхнее строение 8, демпфирующие пластины 10С, 10D, расположенные на концах 21, 23 носовой части барж 4, 6 соответственно, могут опускаться и помещаться в развернутое положение подходящими распорками. Дополнительно, демпфирующие пластины 10С, 10D могут соединяться вместе для обеспечения дополнительной жесткости объединенной поверхности демпфирующих пластин, образованной из демпфирующих пластин 10С, 10D.
Фиг.12В представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с развернутыми демпфирующими пластинами. Демпфирующие пластины 10А, 10В для барж 4, 6 могут разворачиваться под одним или более углами в зависимости от места соединения с рамой 24 и длины распорной балки 36. Дополнительно, более длинные демпфирующие пластины 10А, 10В (как изображено) позволяют демпфирующим пластинам сходиться под углами, отличными от плоских, друг к другу.
Фиг.13 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, с верхним строением, установленным на морском плавучем основании, и системы катамарана, перемещаемой от морского плавучего основания. Верхнее строение 8 может быть установлено на морском основании 44, изображенном на фиг.9, и баржа может быть отсоединена от верхнего строения 8. Если демпфирующие пластины 10С, 10D соединяются вместе, то соединение может быть удалено. Аналогично, если демпфирующие пластины 10А, 10В соединяются вместе, то такое соединение может быть удалено. Баржи 4, 6 могут перемещаться латерально от верхнего строения 8, а именно в перпендикулярном направлении к продольной оси 20. Такое латеральное перемещение может быть быстрее продольного перемещения из-за относительных расстояний между длиной барж и шириной барж. Демпфирующие пластины 10А-10D могут оставаться развернутыми или поднятыми в убранное положение как целесообразно в сложившихся обстоятельствах.
Фиг.14 представляет собой схематичный частичный вид в перспективе другого варианта осуществления стабилизированной системы 2 катамарана с главной опорной конструкцией. Стабилизированная система 2 катамарана может включать в себя множество главных опорных конструкций, таких как приподнятая главная опорная конструкция 46. Опорная конструкция 46 может соединяться с баржей 4, с соответствующей конструкцией, соединенной с баржей 6, во множестве положений. В целом положения будут находиться на каждом из концов 17, 21 баржи 4 и каждом из концов 19, 23 баржи 6. Высота главной конструкции 46 может меняться в зависимости от конструкции демпфирующей пластины 10 с учетом доступности компонентов для сборки и разборки демпфирующей пластины с главной опорной конструкцией.
Фиг.15 представляет собой схематичный вид в перспективе деталей главной опорной конструкции, изображенной на фиг.14. Как и примерная главная опорная конструкция 46, нижний элемент 66 может образовывать координатную сетку, которая может соединяться с баржей 4, а именно с верхней частью 5. Один или более вертикальных элементов 68 могут продолжаться вверх от нижнего элемента 66 на некоторую подходящую высоту. Один из верхних элементов 70 может соединяться с вертикальными элементами 68 над нижним элементом 66. Соединительный элемент 72 может использоваться для соединения рамы, образованной элементами 66, 68, 70, с другими такими рамами, разнесенными с подходящими интервалами для поддерживания демпфирующей пластины 10А. Одно или более запорных устройств, таких как горизонтальные запорные устройства 48А, 48В, могут быть образованы на верхнем элементе 70 или других элементах в случае необходимости. Например, запорные устройства 48 могут включать в себя отверстие, через которое могут быть вставлены стержни, крепежные средства и другие устройства. Аналогично, одно или более вертикальных запорных устройств 50 могут быть образованы на вертикальной плоскости, такой как вертикальный элемент 68, который также используется для соединения демпфирующей пластины 10А с главной опорной конструкцией 46. Аналогичные главные опорные конструкции могут быть выполнены и расположены в других положениях на баржах 4, 6 для других демпфирующих пластин.
Фиг.16 представляет собой схематичный вид в перспективе демпфирующей пластины с дополнительной опорной конструкцией демпфирующей пластины для соединения с главной опорной конструкцией, изображенной на фиг.15. Фиг.16 изображает сборку демпфирующей пластины 10А с опорной конструкцией 52 демпфирующей пластины. Опорная конструкция 52 демпфирующей пластины в целом образована для соединения с главной опорной конструкцией 46, описанной выше на фиг.15. Например, опорная конструкция 52 демпфирующей пластины может включать в себя выступающую часть 53, проходящую от главного участка опорной конструкции 52 демпфирующей пластины, которая включает в себя одно или более горизонтальных запорных устройств 54А, 54В демпфирующей пластины. Горизонтальные запорные устройства 54А, 54В демпфирующей пластины выдержаны по размерам и разнесены для обеспечения соединения с горизонтальными запорными устройствами 48А, 48В, образованными на главной опорной конструкции 46. Аналогично, опорная конструкция 52 демпфирующей пластины может включать в себя вертикальное запорное устройство 56 демпфирующей пластины, также образованное и выдержанное по размеру для обеспечения соединения с вертикальным запорным устройством 50 на главной опорной конструкции 46. Распорная балка 58 может соединяться между опорной конструкцией 52 демпфирующей пластины и демпфирующей пластиной 10А для обеспечения жесткости и остойчивости объединения элементов. Например, распорная балка 58 может соединяться с верхним участком опорной конструкции 52 демпфирующей пластины и с самым наружным участком демпфирующей пластины 10А относительно опорной конструкции 52 демпфирующей пластины. Дополнительно, опорная конструкция 52 демпфирующей пластины может включать в себя продолжение 55, которое продолжается вниз и может использоваться для соединения других участков демпфирующей пластины 10А с опорной конструкцией 52 демпфирующей пластины.
Фиг.17 представляет собой схематичный вид сверху главной опорной конструкции, соединенной с опорной конструкцией демпфирующей пластины фиг.15 и 16. Фиг.18 представляет собой схематичный вид в перспективе главной опорной конструкции и опорной конструкции демпфирующей пластины фиг.17, соединенных с баржей системы катамарана. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. Опорная конструкция 52 демпфирующей пластины с демпфирующей пластиной 10А может соединяться с главной опорной конструкцией 46, которая в свою очередь может соединяться с баржей 4. Вторая опорная конструкция 60 может также соединяться с главной опорной конструкцией 46 и продолжаться вдоль стороны 13, дистальной от стороны 12, и вдоль нижней части 16, дистальной от верхней части 5, так что концы второй опорной конструкции 30 могут соединяться с концами главной опорной конструкции 46 или некоторым другим подходящим положением между опорными конструкциями для создания «пояса» вокруг баржи 4. Выступающая часть 53 может вставляться в полость верхнего элемента 70, так что горизонтальные запорные устройства главного опорного элемента 46 могут зацепляться с горизонтальными запорными устройствами опорного устройства 52 демпфирующей пластины, как, например, запорное устройство 48В, зацепленное с запорным устройством 54В. Аналогично, вертикальное запорное устройство 56 может зацепляться с вертикальным запорным устройством 50. Высота демпфирующей пластины 10А может быть на некотором расстоянии ниже уровня 22 воды, которая может прилегать к нижней части 16 баржи 4, или на некоторой другой высоте выше или ниже нижней части 16. Дополнительно, как изображено на фиг.4, многочисленные демпфирующие подпластины могут располагаться друг над другом на различных высотах ниже поверхности воды, которые в совокупности образуют демпфирующую пластину 10.
Фиг.19 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.9, содержащей одну или более наружных демпфирующих пластин. Фиг.20 представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы катамарана, изображенной на фиг.19, с наружными развернутыми демпфирующими пластинами. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. Дополнительно, некоторые варианты осуществления могут включать в себя одну или более демпфирующих пластин в других положениях на баржах в дополнение к или вместо вышеописанных внутренних демпфирующих пластин между баржами. Например, по меньшей мере некоторое преимущество может быть получено от обеспечения одной или более демпфирующих пластин на наружной стороне 13 баржи 4 и/или наружной стороне 15 баржи 6. Одна или более наружных демпфирующих пластин могут быть расположены вдоль всей длины баржи на различных участках баржи или могут разделяться на разные сегменты вдоль длины баржи, которые могут быть желательны для конкретных условий эксплуатации. Демпфирующие пластины могут находиться в закрепленном развертывании, таком как изображено и описано выше относительно фиг.15-18. В качестве альтернативы они могут быть поворотными и развертываемыми демпфирующими пластинами, как изображено на фиг.7-13. Предполагаются другие варианты осуществления. Обычно наружные демпфирующие пластины, такие как демпфирующие пластины 10Е-10G на барже 4 и/или 10H-10J на барже 6, могут дополнительно изменять резонансный период системы 2 катамарана и реакцию на вертикальную качку. Дополнительно, наружные демпфирующие пластины не ограничиваются проблемами зазоров внутренних демпфирующих пластин на внутренних сторонах 12, 14, так как баржи 4, 6 располагаются на одной прямой с морским основанием 44, изображенным выше. Таким образом, наружные демпфирующие пластины 10E-10J могут оставаться развернутыми с меньшим вмешательством во время процедур установки. После установки любая из поворотных наружных демпфирующих пластин может вернуться в убранное положение, а именно вертикальное положение, при возвращении барж на производственную площадку или для другого дополнительного использования. Аналогично, одна или более демпфирующих пластин могут соединяться с одним или более концами барж, как изображено на фиг.21 и 22 ниже.
Фиг.21 представляет собой схематичный вид сверху стабилизированной системы с одной баржей, содержащей одну или более демпфирующих пластин. Фиг.22 представляет собой схематичный вид с торца стабилизированной системы, изображенной на фиг.21. Фигуры описаны ниже в сочетании друг с другом. Вышеописанные концепции одной или более демпфирующих пластин могут также применяться к одной системе 2' баржи. Например, одна баржа 74 может использоваться для установки верхнего строения 8 на морское основание (не изображено). В отличие от системы 2 катамарана, одна система 2' баржи в целом не охватывает с двух сторон морское основание, но вместо этого обычно устанавливает верхнее строение 2 между двумя соседними участками морского основания. Аналогичные проблемы возникают с разным вертикальным перемещением баржи 74 по сравнению с устойчивым положением морского основания. Таким образом, одна или более демпфирующих пластин могут развертываться на барже для функционирования аналогичным способом, как было описано выше для двух или более барж.
Например, демпфирующая пластина 10 может быть установлена на конце 76 кормовой части по меньшей мере частично ниже уровня 22 воды. Демпфирующая пластина 10 может соединяться с одной или более типами опорных конструкций 75, например, аналогичных опорным конструкциям 24, 30, 46, 52, описанным выше, может поворачиваться вокруг опорной конструкции или неподвижно закрепляться в положении и может иметь другие подходящие характеристики, как было описано с системой 2 катамарана и объединенной системой демпфирующих пластин в этом документе.
Дополнительно, дополнительная демпфирующая пластина 10' может соединяться с системой 2' ниже демпфирующей пластины 10 аналогично системе, описанной на фиг.4. Одна или более дополнительных демпфирующих пластин 10К могут соединяться с концом 77 носовой части баржи 74 аналогичным способом. Еще дополнительно, одна или более демпфирующих пластин 10F, 10I могут соединяться с одной или более сторонами 78, 79 баржи 74. Демпфирующие пластины на сторонах, которые могут также соединяться с одним или более типами опорных конструкций, могут поворачиваться вокруг опорных конструкций или неподвижно закрепляться в положении и иметь другие подходящие характеристики, как было описано с системой 2 катамарана и объединенной системой демпфирующих пластин в этом документе.
Фиг.23 представляет собой график прогнозируемых действий демпфирующей пластины на систему катамарана, основанный на типичном расчетном периоде волны для сравнения стабилизированной системы катамарана с нестабилизированной системой катамарана. Кривая 62 представляет вертикальное движение системы катамарана без действий по стабилизации одной или более демпфирующих пластин, описанных выше. Для типичных расчетных критериев восьмисекундного периода Ts волны, вертикальная качка системы катамарана может иметь отношение почти один к одному при максимальном перемещении. Теоретические результаты, основанные на моделировании, показывают, что перемещение немного выше на 1,1 (10% выше) по сравнению с движением волн.
Исключительной противоположностью, как было открыто изобретателями, является то, что демпфирующая пластина может существенно уменьшить вертикальную качку системы катамарана, как изображено на кривой 64, с демпфирующими пластинами. Моделирование наглядно показывает, что вертикальная качка составляет около 15% по сравнению со 110% при расчетном восьмисекундном периоде волны. Фактически, демпфирующая пластина увеличивает период системы катамарана и резонанс такого периода, так что перемещение системы катамарана демпфируется в расчетный период и, таким образом, не перемещается в прямой корреляции с волной, проходящей мимо системы катамарана.
Другой и дополнительный варианты осуществления, использующие один или более аспектов изобретений, описанных выше, могут быть разработаны без отделения от сущности изобретения физического или юридического лица, подающего заявку на объект промышленной собственности. Дополнительно, различные способы и варианты осуществления системы баржи могут быть включены в объединение друг с другом для создания вариантов раскрытых способов и вариантов осуществления. Описание отдельных элементов может включать в себя множественные элементы и наоборот. Ссылки на по меньшей мере одну деталь, за которыми следует ссылка на деталь, могут включать в себя одну или более деталей. Также, различные аспекты вариантов осуществления могут использоваться в сочетании друг с другом для достижения понимания целей раскрытия. Если контекст не требует иначе, под словом «содержать» или вариантами, такими как «содержит» или «содержащий», следует понимать, что подразумевается включение по меньшей мере заданного элемента или этапа, или группы элементов или этапов, или их эквивалентов и неисключение большей численной величины или любого другого элемента или этапа, или группы элементов или этапов, или их эквивалентов. Устройство или система может использоваться целым рядом направлений и ориентирований. Термины «соединенный», «соединяющийся», «соединение» и подобные термины используются широко в этом документе и могут включать в себя любой способ или устройство для закрепления, связывания, клейки, скрепления, прикрепления, соединения, вставки в него, образования на нем или в нем, взаимодействия или же объединения, например, механически, магнитным способом, электрически, химически, прямо или непрямо с промежуточными элементами, одной или более частей элементов вместе, и могут дополнительно включать в себя, но без ограничения, полностью образование одного функционального элемента с другим в виде единого целого. Соединение может проходить в любом направлении, в том числе вращательно.
Порядок этапов может происходить во множестве последовательностей, если конкретно не ограничен иначе. Различные этапы, описанные в этом документе, могут объединяться с другими этапами, вставляться между установленными этапами и/или разделяться на множественные этапы. Аналогично, элементы описаны функционально и могут быть воплощены как отдельные компоненты или могут быть объединены в компоненты, имеющие многочисленные функции.
Изобретение описано в контексте предпочтительных и других вариантов осуществления, и описан не каждый вариант осуществления изобретения. Очевидные модификации и изменения описанных вариантов осуществления доступны специалистам в данной области техники. Раскрытые и нераскрытые варианты осуществления не предназначаются для ограничения или сокращения объема или применимости изобретения, предложенного физическим или юридическим лицом, подающим заявку на объект промышленной собственности, но скорее, в соответствии с патентными законами, физическое или юридическое лицо, подающее заявку на объект промышленной собственности, настроено полностью защищать все такие модификации и усовершенствования, которые относятся к объему или диапазону эквивалента следующей формулы изобретения.