本发明涉及一种钻探附属船单元。特别是，本发明涉及一种包括具有三体船或双体船构造的船体的钻探附属船单元。
背景技术：
常规的钻探附属船驳船或半潜船具有平底的单船体。钻探附属船单元在起重机提升方面的可操作性受起重机末端的竖直运动支配。对于驳船，在起伏运动与侧倾运动相结合的横浪和艉侧浪里运行变得更具挑战性。如果驳船经历较大的侧倾运动，则由于在恶劣天气状态下等待天气导致的停机时间可能相当高。
其他类型的船体设计(诸如多船体设计)已被用在海洋工业中。然而，这些多船体设计主要用在高速渡船(因其高的速度与功率之比的优势)中，以及用于旨在进行浅水航行的船只。
因此，期望提供一种改进设计的钻探附属船单元，该钻探附属船单元试图解决常规的钻探附属船单元中遇到的至少一些问题，或者至少提供一种替代方案。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供了一种海上钻探附属船单元。该海上钻探附属船单元包括：至少两个细长浮体船体，所述至少两个细长浮体船体相对于彼此平行且并排间隔开地设置；具有上表面和下表面的甲板箱，其中，所述甲板箱被布置并支撑到所述至少两个细长浮体船体上，使得所述细长浮体船体中的一个细长浮体船体设置在所述甲板箱的第一纵向边缘处且所述细长浮体船体中的另一个细长浮体船体设置在所述甲板箱的第二纵向边缘处，所述第二纵向边缘与所述甲板箱的所述第一纵向边缘相对。该钻探附属船单元进一步包括用于在需要时压载所述钻探附属船单元以将吃水深度调整在相对较低吃水深度状态和相对较高吃水深度状态之间的压载装置，其中，所述压载装置设置在所述细长浮体船体中的每个中。
根据本发明的一个实施方式，所述钻探附属船单元包括三个细长浮体船体，第三细长浮体船体设置在那两个细长浮体船体之间并位于所述甲板箱的所述下表面的中心处，并且与那两个细长浮体船体等距离。
根据本发明的一个实施方式，所述细长浮体船体中的每个在整个长度上均具有大致梯形横截面，梯形的最长边与所述甲板箱的所述下表面接触。
根据本发明的一个实施方式，所述第三细长浮体船体在整个长度上具有大致三角形横截面，三角形的底边与所述甲板箱的所述下表面接触。
根据本发明的一个实施方式，其中，所述压载装置进一步包括用于调整所述钻探附属船单元的倾斜和平衡的装置。
根据本发明的一个实施方式，所述钻探附属船单元是钻探附属船驳船。根据本发明的另一实施方式，所述钻探附属船单元是半潜式钻探附属船。
附图说明
根据本发明的系统的上述优势和特征在以下具体实施方式部分中描述并且在图中示出：
图1图示了根据本发明的一个实施方式的包括具有三体船构造的船体的钻探附属船单元。
图2图示了根据现有技术的典型单船体。
图3图示了根据本发明的一个实施方式的具有双体船构造的船体的示例性实施方式。
图4图示了根据本发明的另一实施方式的具有三体船构造的船体的示例性实施方式。
图5是示出具有各种船体形状的驳船的典型起重机末端竖直运动的图表。
图6是示出在艉侧浪状态和横浪状态下本发明的包括具有双体船构造的船体的钻探附属船单元与常规单船体驳船之间的比较可操作性性能的图表。
图7是示出在另一区域的艉侧浪状态和横浪状态下本发明的包括具有双体船构造的船体的钻探附属船单元与常规单船体驳船之间的比较可操作性性能的图表。
图8是示出在艉侧浪状态和横浪状态下本发明的另一实施方式的包括具有三体船构造的船体的钻探附属船单元与常规单船体驳船之间的比较可操作性性能的图表。
图9是示出在另一区域的艉侧浪状态和横浪状态下本发明的另一实施方式的包括具有三体船构造的船体的钻探附属船单元与常规单船体驳船之间的比较可操作性性能的图表。
图10图示了常规半潜式钻探附属船与本发明的包括具有双体船构造的船体的半潜式钻探附属船之间的区别。
图11图示了常规半潜式钻探附属船与本发明的又一实施方式的包括具有三体船构造的船体的半潜式钻探附属船之间的区别。
图12图示了常规单船体钻探附属船驳船与本发明的另一实施方式的包括具有双体船构造的船体的钻探附属船驳船之间的区别。
图13图示了常规单船体钻探附属船驳船与本发明的再一实施方式的包括具有三体船构造的船体的钻探附属船驳船之间的区别。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的各种说明性实施方式的全面理解。然而，对于本领域技术人员将理解，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本发明的实施方式。
本发明涉及一种海上钻探附属船单元。特别是，所述海上钻探附属船单元包括采取三体船或双体船设计的形式的多船体。本发明的新改进构思产生在维持与常规钻探附属船单元类似的布置和功能的同时使船舶运动减少且可操作性提高的钻探附属船单元。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的海上钻探附属船单元的立体图。钻探附属船单元10包括相对于彼此平行且并排间隔开地设置的至少两个细长浮体船体11，12。具有上表面14和下表面15的甲板箱13被布置并支撑到至少两个细长浮体船体11，12上，使得细长浮体船体中的一个细长浮体船体11设置在甲板箱13的第一纵向边缘处并且细长浮体船体的另一个细长浮体船体12设置在甲板箱13的第二纵向边缘处，所述第二纵向边缘与甲板箱的第一纵向边缘相对。
取决于甲板箱13的尺寸，细长浮体船体11，12可具有任何合适的尺寸和形状。细长浮体船体在其整个长度上可具有均匀的横截面，或者可具有非均匀的横截面。在优选实施方式中，每个细长浮体船体11，12在其整个长度上均具有大致梯形横截面，最长边与甲板箱13的下表面15接触。每个细长浮体船体均具有基本相等的长度，并且该长度与甲板箱13的纵向边缘的长度基本相同。与其他形状比较，这种形状的浮体船体提供更高的附加惯性力矩。
在本发明的另一实施方式中，钻探附属船单元13包括具有三体船构造的船体。特别是，钻探附属船单元13包括第一细长浮体船体11、第二细长浮体船体12和第三细长浮体船体16。第一细长浮体船体11设置在甲板箱13的第一纵向边缘处，并且第二细长浮体船体12设置在甲板箱13的第二纵向边缘(与甲板箱的第一纵向边缘相对)处。第三细长浮体船体16设置在第一细长浮体船体和第二细长浮体船体之间且位于甲板箱的下表面的中心处，并且与第一细长浮体船体和第二细长浮体船体等距离。第三细长浮体船体可具有与第一细长浮体船体和第二细长浮体船体相同的形状和尺寸，或者可采用不同的形状和尺寸。在一个实施方式中，第三细长浮体船体16在其整个长度上具有大致三角形横截面，其底边与甲板箱13的下表面15接触。图1示出了该构造的示例性实施方式。
应该理解的是，图1中示出的钻探附属船单元仅仅被图示为提供本发明的示例性实施方式的一个示例。由此，本领域的普通技术人员应该容易地认识到，本主题不需要限于如图1所示的设备的布置和钻探附属船单元的布局。
本发明的钻探附属船单元进一步包括用于在需要时压载细长浮体船体以将吃水深度调整在相对较低吃水深度状态和相对较高吃水深度状态之间的压载装置。压载装置放置在每个细长浮体船体中(未示出)。钻探附属船单元可通过调整细长浮体船体的压载而升高或降低。在操作中，浮体船体被淹没在水位以下，从而增加钻探附属船单元的吃水深度。这有利于钻探附属船单元的稳定性。
任何合适的压载装置都可用在本发明中而不脱离本发明的范围。在一个示例性实施方式中，压载装置包括多个压载水舱。多个压载水舱可按照任何合适的方式布置并放置在细长浮体船体内。压载装置可进一步包括用于调整钻探附属船单元的倾斜和平衡的装置。
在本发明的一个实施方式中，所述钻探附属船单元是钻探附属船驳船。在另一实施方式中，所述钻探附属船单元是半潜式钻探附属船。
在布置方面，具有三体船或双体船构造的船体能适应典型半潜式钻探附属船或典型单船体附属船驳船中的任一者的类似的设备布置。图10至图13示出了现有技术和本发明中的各种布置的一些示例性实施方式。
图10示出了常规半潜式钻探附属船100’与根据本发明的一个实施方式的包括具有双体船构造的船体的半潜式钻探附属船100之间的不同部件的布置区别。图11示出了常规半潜式钻探附属船100’与根据本发明的另一实施方式的包括具有三体船构造的船体的半潜式钻探附属船200之间的不同部件的布置区别。在图10和图11所示的实施方式中，用于钻探的设备和/或用于半潜式钻探附属船的船上的其他设备能在水线20上方放置到甲板箱13内侧。压载装置(未示出)能在水线20下方放置到细长浮体船体11，12，16内侧。半潜式钻探附属船中的设备(包括但不限于储存卷盘和散装罐)能放置在半潜式钻探附属船100，200的甲板箱13的顶部上。
图12示出了常规单船体附属船驳船300’与根据本发明的一个实施方式的包括具有双体船构造的船体的钻探附属船驳船300之间的不同部件的布置区别。图13示出了常规单船体附属船驳船300’与根据本发明的另一实施方式的包括具有三体船构造的船体的钻探附属船驳船400之间的不同部件的布置区别。在图12和图13所示的实施方式中，用于钻探的设备和/或用于钻探附属船驳船的船上的其他设备能在水线20上方放置到甲板箱13内侧。压载装置(未示出)能在水线20下方放置到细长浮体船体11，12，16内侧。钻探附属船驳船中的设备(包括但不限于储存卷盘)能放置在钻探附属船驳船300，400的甲板箱13的顶部上。
本发明的钻探附属船单元使船舶运动减少且可操作性提高。提出多船体钻探附属船单元的适航特性优势的两个关键设计变量是：
(i)提供较高扶正力矩并因此减少侧倾运动的较宽的梁；以及
(ii)将减少起伏运动的较低水平面面积。
本发明的钻探附属船单元被设计成具有低侧倾运动，这将支配横浪和艉侧浪中的起重机操作。常规单船体钻探附属船驳船将具有低侧倾自然周期，这将造成更频繁的共振运动。本发明的新改进的船体有助于增加侧倾自然周期并将其从典型操作环境的波浪周期移开。
侧倾自然周期由下式给出：
ixx是船舶惯性力矩
自然周期的增加归因于较大的回转半径和增加的附加惯性力矩。本发明的新改进的船体与单船体比较，附加质量惯性力矩要高得多，针对侧倾运动提供更多的阻力。侧倾自然周期的增加也伴随着共振峰的减少。这是由于侧倾激励力矩随着波浪周期增加而降低。因为侧倾响应与激励力矩成比例，响应幅度在较高的周期下也降低。
在钻探附属船单元上采用三体船或双体船构造的船体的概念是附属船驳船设计的演变。以较低的水平面面积和较高的惯性力矩为关键优势，新改进构思能够减少波浪频率运动并且将峰值周期改变为更长的持续时间以便能在强风和恶劣深海状态下更好地操作起重机。这些有助于增加操作窗口并减少操作期间的怠速时间。
示例
示例1—各种船体形式的评估
已执行对单船体驳船、三体船和双体船的运动和可操作性的研究。这些船体的起重机末端竖直运动被叠加在海上进行比较(参见图5)。研究表面，当与常规单船体附属船驳船比较时，包括具有三体船和双体船构造的船体的钻探附属船单元更有利于减少峰值响应并且将侧倾自然周期改变为较高的周期。在可操作性方面，在不同的观测条件(参见图6至图9)下，在不同海域上进行的四个实验中，三体船和双体船均显示出显著改善(范围从3.4％到41％)。当钻探附属船单元遇到艉侧浪状态时，能实现最好的改善。
以上是对发明人认为是本发明的主题的描述，并且相信其他人基于上述公开可以并将设计包括本发明的替代系统。