海底远程操作潜水器(ROV)坞的制作方法

本发明涉及海底远程操作潜水器(rov)坞(hub)。特别地，本发明涉及用于容纳和调配多个rov的海底rov坞。

背景技术：

通常，深水油田的开发和维护需要许多rov支持来执行各种不同的任务。当在诸如深海或近海位置处的半危险状况下进行勘探时，通常使用远程操作潜水器(rov)进入特定场地或位置。rov可用于维修海上船只以及完成各种不同的水下任务。这些rov通常是自推进的并且通常包括各种联动装置，以允许完成诸如设备的回收、维护和修理的活动。rov通常还设置有视频记录设备和照明，以允许rov的控制器更好地操纵rov，使得rov能在水下完成其任务。

在海上，经常使用系缆管理系统(tms)来调配rov。系缆管理系统可包括用于在其内部贮存rov的笼或托架，或者它可以是其下方贮存有rov的顶帽式托架。要么使用传统的绞车系统将带有rov的托架从水面船只降至海中，要么另选地将带有rov的托架作为自主水下潜水器降至海中。当托架到达海床表面时，rov从托架脱离，然后被控制器引导到工作场地。为了有助于rov在水下操作，rov要么经由长线缆系在水面船只上，要么连接于海底管缆组装点或海底电站或近岸电源。通过该线缆，rov将接收从水面船只传输到rov的电力和信号。

当rov停用时，rov被回收到水面船只并且通常被贮存在托架内和水面船只的甲板上。这通常导致rov被多次发射和回收，这是耗时且危险的。与这种布置关联的问题之一是，船只甲板上的可用于容纳托架和rov的甲板空间有限。由于可用的甲板空间有限，导致水面船只通常在任一时间点只有一个rov和托架。然而，甲板上只有单个rov的缺点是，倘若单个rov面临技术难题，就需要用替换rov来替换该rov。这常常造成在替换rov可被带到水面船只甲板上之前的显著延迟。另外，甲板上的附加的rov还意味着，需要有附加的甲板空间来容纳附加的rov或者要调配多个水面船只。

许多现有的rov调配系统具有只能容纳单个rov的系缆管理系统或托架。虽然有一些系统能够容纳不止一个rov，但是这些系统通常体积大、效率低并且在天气恶劣时使用并不安全，和/或当被贮存在水面船只上时占据的甲板空间相当大。

因此，期望提供一种力求解决上文中描述的问题中的至少一个或者至少提供替代方案的海底rov坞。

技术实现要素：

根据本发明，解决了本领域中的以上和其他问题并且推进了本领域。根据本发明的一个方面，提供了一种用于容纳多个rov并且将其调配到海底位置的海底远程操作潜水器(rov)坞。该海底rov坞包括：框架结构，其具有底座、顶部和主体，所述主体具有前部、后部和两侧，并且从所述底座垂直延伸到所述顶部，其中，所述主体包括两个或更多个隔室，所述隔室中的每个隔室均具有用于接收所述rov的至少一个开口并且被配置成将所述rov容纳在所述坞内。该坞还包括：托管(hoisting)和控制线缆，其设置在所述坞的上端处，用于调配所述坞并且将所述坞从水面船只垂下；至少一个管缆卷筒(umbilicalreel)，其设置在所述坞的所述上端处，用于连接于rov并且将rov返回至所述隔室；以及一机构，其设置在所述坞的所述上端处，用于使所述坞脱离所述水面船只。该坞还包括：多个可浸水箱，其装配有用于灌注所述可浸水箱的阀和用于对所述可浸水箱进行除水的压缩空气系统。

根据本发明的一个实施方式，所述两个或更多个隔室一个叠一个地布置。根据本发明的其他实施方式，所述两个或更多个隔室水平并排布置，彼此相邻。

根据本发明的一个实施方式，所述隔室中的每个隔室均具有用于在所述rov停用时将所述rov支撑在所述框架结构内的底座。

根据本发明的一个实施方式，所述隔室中的每个隔室的开口都布置在所述坞的同一侧。根据本发明的其他实施方式，所述隔室中的每个隔室的开口都布置在rov坞的不同侧，以便于将所述rov调配到不同的工作场地。

根据本发明的一个实施方式，所述框架结构包括用于将所述坞支撑到海床上的多个支脚。

根据本发明的一个实施方式，该坞还包括工具贮存隔室。根据本发明的一个实施方式，所述工具贮存隔室设置在所述框架结构的外表面上。根据本发明的其他实施方式，所述工具贮存隔室设置在所述框架结构内。

根据本发明的一个实施方式，该坞还包括安装于所述框架结构的至少两个推进器。

根据本发明的一个实施方式，所述框架结构还包括设置在所述框架结构的所述主体的后部和/或两侧处的水平、垂直和/或对角支架(brace)。

附图说明

根据本发明的系统的以上优点和特征在下面的具体实施方式中有所描述并且在附图中示出：

图1例示了根据本发明的一个示例性实施方式的海底rov坞。

图2例示了根据本发明的另一个示例性实施方式的海底rov坞。

具体实施方式

本发明涉及海底远程操作潜水器(rov)坞。特别地，本发明涉及用于容纳多个rov并且将多个rov调配到海底位置的海底rov坞。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的海底rov坞。海底rov坞(10)包括框架结构(12)，框架结构(12)具有底座(14)、顶部(16)和主体，所述主体具有正面、背面和两侧，并且从底座垂直延伸到顶部。主体由两个或更多个隔室(或库)(18)组成，每个隔室都被配置成接收rov(20)并且在坞内容纳rov(20)。隔室可被布置成任何合适的配置。在一个实施方式中，隔室并排布置，彼此相邻。在另一个实施方式中，隔室一个叠一个地布置。在其他实施方式中，隔室中有一些彼此相邻布置，有一些一个叠一个地布置。根据rov坞的尺寸和隔室的尺寸，可利用任何数量的隔室。在图1中示出的示例性实施方式中，设置了三个隔室。

隔室(18)中的每个都具有用于接收并调配rov的至少一个开口。在一个实施方式中，每个隔室的开口都布置在rov坞的同一侧。在其他实施方式中，每个隔室的开口都布置在rov坞的不同侧，以便于将rov调配到不同的工作场地。

本发明的rov坞(10)可具有框架架构或封闭结构或这二者的组合。在框架结构中，框架被布置成允许当将rov坞从水面船只降至深海中时将rov坞容纳rov并且将其在隔室内保持就位的配置。在封闭结构或框架和封闭结构二者的组合中，通过用网材料覆盖框架结构的背面和两侧来形成该结构。网材料可具有任何合适的形式，包括但不限于金属复合物。框架结构还可包括设置在框架结构的主体的背面和/或两侧处的水平、垂直和/或对角支架。对于垂直支架，支架优选地从框架结构的底座延伸到顶部。rov坞可以由单个整体单元制成，该单个整体单元由组装在一起以形成rov坞的多个隔室或不同隔室的组合组成。

本发明的rov坞(10)可具有任何合适的形状和大小。合适的形状包括但不限于矩形、多边形、正方形、圆形、拱形或不规则形状或其组合。在图2中示出的示例性实施方式中，rov坞的顶部具有拱形，并且其中设置有多个隔室的区域具有矩形形状。rov坞的大小应该足以使至少两个或更多个rov容纳在坞内。

本发明的rov坞可被配置成容纳系在或未系在rov坞上的rov。rov若未系在rov坞上，就将由电池供电。可使用传感器控制被系上和未系上的rov二者。可在不脱离本发明的范围的情况下，使用任何合适类型的传感器。

设置在rov坞内的多个隔室可具有任何合适的形状或大小。合适的形状包括但不限于矩形、多边形、正方形等。设置在rov坞内的隔室可具有相同或不同的形状。为隔室选择的形状应允许隔室容纳指定要容纳的那种类型的rov。单个rov坞内的隔室的大小或尺寸可以相同，或者它们可以是不同的，这取决于每个隔室被指定要容纳的以便调配其执行不同任务的rov的类型。隔室中的每个的大小应足以容纳至少一个rov。

设置在rov坞内的多个隔室可被设计成使得隔室中的每个都容纳指定的rov。换句话讲，每个rov都被配置为被容纳或停在指定隔室内。在其他实施方式中，在每个rov完成其任务之后，可将rov容纳或停在最靠近它的隔室中。

在本发明的一个实施方式中，rov坞处于“自由飞行”配置。在该配置中，使坞具有中性浮力，使得它漂浮在深水中。坞可以安装推进器，以便抵消当前的力，从而避免漂移。

在另一个实施方式中，rov坞被配置成安放在海床上。在该实施方式中，坞的底部将适宜地装配有在坞安放在海床上时有助于将坞的负载分配到海床上的结构。在一个实施方式中，坞的底部装配有用于将坞支撑在海床上的多个支脚。

在另一个实施方式中，rov坞可被配置成沿着海床移动。在这种配置中，坞的底部可被提供动力并且装配有轨道，以使其能够沿着海床移动。

可使用任何合适的材料来制造rov坞。应当使用哪种材料或者应当向rov坞提供多大浮力将取决于rov和安装在rov坞内的其他设备。在一个实施方式中，所使用的材料应该允许rov坞牢固地安放在海床上或者在深水中保持以直立位置漂浮。

rov坞如传统布置中那样经由系缆从水面船只接收动力，以便操作多个rov，或者连接于海底管缆组装点或海底电站或近岸电源。该特征的优点在于，它允许未系上的rov或由电池供电的rov返回至rov坞，以便电池在深水中的工作场所中耗尽时进行充电。这样有助于节省时间和成本，因为不需要将rov带回水面船只甲板上进行充电。

rov坞(10)具有一个或更多个管缆卷筒(22)，管缆卷筒(22)被安装在坞的顶部处，以连接于每个rov并且将每个rov绕到其中容纳rov的相应隔室上以及将每个rov从其中容纳rov的相应隔室退绕。管缆卷筒(22)可被安装在rov坞的内部或rov坞的外部。卷筒可沿着rov坞的垂直轴或水平轴定位。可在不脱离本发明的范围的情况下，使用任何合适类型的管缆卷筒。

rov坞(10)还可包括用于贮存rov工具的工具贮存隔室(未示出)。这使得rov在有必要时能够在水下更换工具。工具贮存隔室可设置在坞的一侧或者坞的顶部或底部处。工具贮存隔室可具有足以贮存在被调配使用时所需的必要工具的任何合适大小。

为了有助于调配和回收rov坞(10)，rov坞或每个隔室可包括多个自动可浸水箱和用于对水箱进行除水的压缩空气系统。可浸水箱装配有阀，当打开这些阀时，将自动灌注可浸水箱。压缩空气系统被设置成在需要对可浸水箱进行排空(或除水)的情况下将水推出。自动可浸水箱和压缩空气系统可定位在rov坞内或者联接于rov坞的外围。

rov坞(10)还包括托管和控制线缆(24)，托管和控制线缆(24)设置在坞的上端处，用于调配坞和将坞从水面船只垂下。坞还包括允许坞在有紧急情况时快速脱离水面船只的系缆系统或水面船只的机构。当启动脱离步骤时，坞将留在海床上，与水面船只断开。

本文中在下文描述关于rov坞的操作的示例性实施方式。

在操作时，使用绞车系统将包括容纳在多个隔室内的多个rov的rov坞降至深海中。一旦rov坞到达海床，就发射容纳在多个隔室中的多个rov。当发射rov并且分配相应的管缆卷筒时，在必要时通过可浸水箱来调节rov坞的稳定性。在rov执行它们的任务时，rov坞留在其位置中。如果rov需要更换工具，则rov将返回至rov坞来更换工具。一旦rov任务完成，每个rov就可返回至其指定隔室或者离它最近的隔室。在所有rov都停在隔室内之后，将rov坞抬离海床并且绕回到水面船只，以便被贮存在船只甲板上。

本发明的rov坞具有几个优点。其中一个是，它增强了海底自动化，因为可在深海中同时调配多个rov。这样提供了高效且节省成本的在海底同时执行多种不同任务的方式。本发明的rov坞配备有海底电站，因此，可提供长效的rov。本发明允许诸如钻机、平台、油田等近海设施在海底检查和干预方面自我维持。这样允许对涉及海底基础设施的系统失效或事故作出快速响应。本发明还降低了rov发射和回收操作的对天气和海况的敏感度，因为rov的发射和回收将全都在rov坞所处的海床附近执行。

以上是对被发明人视为本发明的主题的描述，据信，其他人基于以上公开可以并且将设计包括本发明的替代系统。