全方位无摩擦的拖曳点的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于在港口和/或在海上使用的拖船，包括至少一个拖曳绞车。在港口拖曳时拖船用于以较慢的速度援助船只。拖曳缆绳的第一端被连接至拖曳绞车。拖曳缆绳被引导通过拖曳点并被连接至被援助的船只，在被援助的船只上建立能够承受巨大牵引力的有效的拖曳缆绳连接，从而改善所述船只的操纵性。由于与在港口使用相比在海上的不利操作条件，海上的拖船通常受限于以该方式操作。
【背景技术】
[0002]本领域分为两种主要的拖曳模式，称为牵引模式和顶推模式。在牵引模式中，拖船在拖曳缆绳连接上产生牵引力，导致在被援助的船只上产生力。在顶推模式中，拖船通过位于拖船前部、船尾或侧部的顶推点在被援助的船只上施加推力。在以顶推模式操作时，在这种顶推点上采取保护措施以防止对被援助船只和拖船的破坏是通常的商业实践。此外，在本领域中，牵引模式和顶推模式两者的组合是已知的，其中牵引力和推力被同一拖船同时施加在被援助的船只上。
[0003]拖船应该能够以优选地所有能想到的方向并在优选地所有能想到的操作条件下操作。此外，要求港口拖船也以优选地所有方向和操作条件在其拖曳点和/或顶推点上施加最大的顶推力和牵引力。考虑到这种需求，拖曳点可实际上被用作全方位拖曳点(azimuthal towing point)，并且在现有拖船中常用的推进单元可实际为能够沿所有方向传送巨大的推进力的推进装置。本文中的全方位至少是指超过200度，更具体地超过270度的范围。
[0004]拖曳缆绳连接通常通过将拖曳缆绳从被援助的船只引导通过拖曳点装置引导至拖曳绞车而被建立。所述拖曳点装置可由固定的拖缆粧、拖缆钉或导缆孔或其任何组合组成。固定的拖缆粧和拖缆钉通常由圆形或椭圆形柱体构成，并且在施加牵引力的方向上通常被它们的拖曳点设计限制，它们的拖曳点设计从所述拖曳点大致沿180度的弧延伸。
[0005]在例如停泊和拔锚操作期间，拖船极为靠近被援助的船只操作。在顶推模式中，并且更具体地在拖船相对于被援助地船只具有大幅移动的波涛汹涌的海面中，拖船、被援助船只或两者损坏的风险增加。通常在良好的操作条件下对拖船的外壳部分地采取保护措施以减少损坏的风险。
[0006]在牵引模式中，极为靠近被援助船只和被援助船只的几何结构导致所述拖曳缆绳连接以相对于拖曳点处的水平面成高达60度的相对高的角度操作。在由例如波涛汹涌的海面引起的拖船相对于被援助船只大幅移动的情况下，作用在拖曳缆绳连接上的动态牵引力可易于超过被援助船只上的系缆柱、拖曳缆绳或两者的安全工作负载。更具体地，所述动态牵引力可导致系缆柱和/或拖曳缆绳失效，并因此导致拖曳缆绳连接的失效。
[0007]拖曳绞车能够送出和收回拖曳缆绳，使得自动在拖曳缆绳连接上保持恒定的牵引力。更具体地，纵使拖船相对于被援助的船只大幅移动，所述拖曳绞车仍能够在拖曳缆绳连接上保持恒定的牵引力。因此，与过去的拖曳绞车相比，这种拖曳绞车可使拖船能够以牵引模式在最大量的工作条件下操作，而没有由例如拖曳缆绳连接中的障碍负载(snagload)引起拖曳缆绳连接或其任何部分失效的风险。这种拖曳绞车在本文中被称为收放绞车(render and recovery winch)或恒定张力绞车。
[0008]过去，与收放拖曳绞车组合的现有拖曳点装置在拖曳缆绳和拖曳点装置之间导致显著的磨损和摩擦。由此的所述磨损和摩擦增加所述拖曳缆绳和/或拖曳点装置的磨损和撕裂，从而显著减少了拖曳缆绳或拖曳点装置或两者的估计的失效时间和操作寿命。此外，所述摩擦增加所述拖曳缆绳内的温度。特别地，合成纤维拖曳缆绳具有有限的最大安全工作温度，该最大安全工作温度可由于该摩擦而被容易地超过。
[0009]本领域认识到各种材料和配置以制造有效的拖曳缆绳。过去，拖曳缆绳包括但不限于钢丝绳。此外，拖曳缆绳也可由合成材料制成，包括但不限于，例如UHMWPE(超高分子量聚乙烯)或迪尼玛(Dyneema)拖曳缆绳。UHMWPE是能够承受拖曳缆绳连接上的巨大牵引力的合成纤维，而迪尼玛是一种UHMWPE纤维材料的具体品牌。诸如UHMWPE的合成材料对于拖曳缆绳应用的主要优势是重量。例如，UHMWPE的重量大约为等同的钢丝拖曳缆绳的百分之十四。因此，UHMWPE拖曳缆绳大体上易于由拖船的船员操作。UHMWPE拖曳缆绳由于其轻重量的特性而漂浮在水面上，降低了拖曳缆绳被卷入例如推进器中的风险。UHMWPE拖曳缆绳的主要的缺点可以是其大约为65摄氏度的最大安全工作温度。
[0010]鉴于收放拖曳绞车以及合成拖曳缆绳的优点，拖船理想地配备有两种类型的装置组合。然而，对于现有的拖曳点设计，由于之前提到的拖曳缆绳的磨损问题，拖曳缆绳连接失效的平均时间被显著减小。根据拖曳缆绳的类型，这些磨损问题显著增加拖船的拖曳缆绳或拖曳点的修理、维护和更换成本。
【发明内容】
[0011]概括地，本公开的目的可以是提供一种拖船，具有提高的能力以沿优选地所有方向对拖曳缆绳连接施加牵引力。具体而言，本公开的目的可以是使拖船具有在尽可能大的弧中，尽可能接近例如围绕拖曳点在270度和360度之间或更多，而对拖曳缆绳连接施加巨大牵引力的能力。本公开的目的可以是以安全的方式并且在拖船极为靠近船只操作的情况下和/或在不利的海面条件和/或天气条件下，建立这种拖曳缆绳连接。
[0012]本公开实施可移动的拖曳点装置。所述可移动的拖曳点装置可将拖曳缆绳从被援助的船只引导优选地通过引导装置，引导装置接着将拖曳缆绳引导至自由枢转元件上。拖曳缆绳从所述元件被引导至绞车上，优选地为收放绞车。所述元件可围绕其中心轴枢转，并可在臂上关于不平行于并优选地垂直于所述中心轴的轴枢转。
[0013]所述引导装置可位于或靠近臂的端部，其进而可围绕所述引导装置轴枢转，并且可通过重新定位支撑所述元件的臂而将拖曳缆绳以大体上无摩擦的方式引导至所述旋转元件上。
[0014]鉴于沿优选地所有能想到的方向并且在优选地所有能想到的工作条件下对拖船的一个或多个拖曳点施加力的拖船需求，全方位拖曳点装置相比现有拖曳点装置而言是非常优选的。全方位拖曳点装置以及收放拖曳绞车的组合可以是优选的，以便在拖曳缆绳连接上保持恒定的牵引力，从而在以牵引模式或牵引模式和顶推模式操作时最大化对被援助船只移动的控制，使得能够在极为靠近被援助船只处安全操作。
[0015]本公开能够实现全方位无摩擦拖曳点装置的成功应用。所述拖曳点装置将拖曳缆绳和拖曳点之间的摩擦最小化，显著减小由所述摩擦产生的热。因此，本公开能够实现受制于有限的安全工作温度的合成纤维拖曳缆绳的应用，或者显著减小钢丝拖曳缆绳上的磨损。更具体地，本公开能够成功地使用任何类型和材料的拖曳缆绳结合收放拖曳绞车。
[0016]与现有的拖曳点设计相比，本公开使拖船能够在更多能想到的方向范围上和最多能想到的操作条件下施加牵引力。更具体地，这意味着配备根据本公开的拖曳点的拖船可在不利的天气条件和相关的海面状况下或者在具有超过例如35或40摄氏度的高室外温度的工作区域中援助船只。
[0017]本公开的另一优点可以是拖船可在被援助船只的整个停泊操作期间保持在牵引模式。过去的停泊操作认识到在牵引模式和顶推模式之间转换时有限的时间段，在该时间段内，拖船既不能施加牵引力也不能施加推力。为了恢复对被援助船只的完全控制通常需要增加的推力。可替代地，拖船操作者可使用以牵引模式和顶推模式操作的附加的拖船。因此，本公开的另一优点是在停泊和拔锚操作期间允许更有效和灵活地部署拖船，同时保持对被援助船只的完全控制。
[0018]本公开另一优势是由于对船只增加的控制，本公开减小了在停泊操作期间损坏拖船和/或船只的风险。尤其如果船只运载着危险的或易挥发的货物(例如象LNG(液化天然气)运载船或化学品运载船)，减小损坏的风险是很重要的。
[0019]本发明另一可能的优势与海上的拖曳操作相关。在现代，长钢丝拖曳缆绳用以适应船舶运动。这些长钢丝拖曳缆绳可以长达1.5千米或更长