船只转台系统的制作方法

专利名称：船只转台系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及船只转台系统，即可以用于包括专用船只的海上终端的、在船只与海底立管/管道之间提供流体连接的系统。
以前曾提出在船只一端、通常是船头安装一转台组件而将油船之类的船只转换成飘浮式产品储存和卸载(FPSO)系统。该转台组件具有一流体转节，它允许海床及相联的产品立管、锚定链等与船只本身之间的相对转动，同时保持流体产品从海床油井到船只内的连续的流动通道。该转台组件的以前所提出的安装方式显著延伸到了船端外，这导致转台组件暴露于不良的环境，并且需要在船只端部的合适的承载部分上安装复杂的结构安装设备。因此，一旦转台组件安装完毕，这种转换实际上就是永久性的，或至少具有一定持久性，因为需要相当大的工作量才能卸去该转台组件。
本发明的目的在于提供这样一种船只转台系统，它是按标准型式设计的，因此能很容易地装配到油船(或其它合适船只)的甲板上，并能以最小的工作量和费用进行拆除而使船只再用于原来用途。
按照本发明的第一个方面，提供了一种将转台系统安装于现有船只上的方法，该方法包括以下步骤拆去船只一端的一部分现有结构，拆去部分包括外部壳板；将一支承结构连接于船只在拆去该现有的结构部分而留下的暴露部分，该支承结构包括金属壳板和转台支承装置；将一转台组件连接于支承结构的转台支承装置；在转台组件与船只管道系统之间安装流体管道；以及对转台组件进行防外界环境影响的包覆。
按照本发明的第二个方面，提供了一种飘浮式产品储存和卸载(FPSO)船，它具有一安装在转换过的船上的转台系统，该飘浮式产品储存和卸载船包括一连接于船只在拆去包括外壳板的该现有结构部分而留下的暴露部分的支承结构，该支承结构包括金属壳板和转台支承装置；一连接于转台支承装置的转台组件；转台组件与船只管道系统之间的流体管道；以及包绕转台组件的防外界环境影响包覆层。
在一较佳实施例中，可将一框架结构在转台组件顶部处连接于风雨甲板。在一种配置中，转台系统安装在船只原来端部(船头)的外部，其中支承结构包括诸如连接于船只现有甲板的壳板之类的延伸结构，该延伸结构形成甲板延伸部分。在甲板延伸部分的每一侧还可设置竖直延伸板，在船只上于不同于甲板延伸部分的诸高度处还可连接有水平纵桁。这些延伸板和纵桁各具有接纳和保持转台组件的孔。在另一种配置中，转台系统至少是部分地、最好至少是大部分安装在原有船只的轮廓内。在该配置中，船只的中央拼接板被拆去，在其位置安装纵向支承结构壳板。一转台壳体被装配于支承结构壳板。一旦转台组件被装配于转台壳体中，将一导管结构安装于转台壳体的塔处，然后将一流体转节安装于导管结构上方。
使用这些技术可以很容易地实现诸如油船之类的船只功能的转换。所得到的船只转台系统牢固而耐风雨侵蚀。而且，转换设计的标准化性质，除了简化安装过程外，还意味着可很容易地拆除转台系统，使船只再次用于其原来用途。
下面将参照附图通过实例来描述本发明，附图中相同的零件由相同的标号表示，其中

图1是本发明一实施例的外部安装的船头转台的侧剖示意图；图2A和2B分别是本发明另一实施例的整体式船头安装转台的侧剖示意图和俯视示意图；图3是船只和图1转台的带有海底管道系统和锚定结构细节的总体图；以及图4表示将船只转换成装配有图2A和2B所示转台的船只的方法构筑步骤。
参见图1，图中示出了一外部船头安装的转台，它包括两个具有同轴的竖直轴线的圆筒，即一外圆筒1和一内圆筒2。相对于地球保持固定并且保持水密的内圆筒2支承有锚定链15和立管16。每根链条15各由一紧靠内转台圆筒2顶部下面的链止动件21保持。为了适应链角变化，每根链条15穿过一特殊设计的导引板17，该导引板突伸到转台底部下面。转台的中心设计成完全可供梯子(未示出)伸入，以便维修和检查。图2A和2B的整体式船头安装转台在转头组件的结构方面是类似的。
在图1的配置中，转台中心线设置在油船首垂线(FP)的前方，并连接于现有的船只结构，如后面将要描述的。在图2A和2B的结构中，转台中心线略处于油船首垂线的后方。在这两种情况下，转台导管3可在轴承甲板4的高度处进入，该甲板是船只第二甲板的延伸部分。前端延伸部分从轴承甲板高度打开到风雨甲板5高度。风雨甲板5支承有一为转台转节组件防风雨的框架结构6。该结构6包覆有壳板，并受适当强化以抗波浪冲击。
内管或圆筒2的上部结构受强化处理以承受上部轴承18施加的轴向力。
一上部结构凸缘7支承上部轴承18的外环，如图1的放大细节中可以看出的。
下部轴承8的支承环设计成可承受链条15施加于导引板17的力和轴承反作用力。
转台的底端封闭板9是一块设计成能承受船只运动所造成的最大水静力压头的加强板。它还设计成可支承立管套10所施加的力。立管套10连接于上甲板而形成一整体结构。
顶甲板设计成可抗下部空间水溢漏的水密封。
如图1中可看出的，转台从船头部向前呈悬臂状伸出。转台形成一圆筒轮毂，船只可通过一轴承系统绕该轮毂转动。轴承系统由一设置在转台顶部处的三辊式上部轴承18和朝转台底部的下部轴承8形成。转台因锚定载荷而发生的偏移在数量级上小于内圆筒2与外圆筒1之间的间隙，因而不会发生卡死现象。
主转台最好位于十二线锚定缆或链条15的张开范围之间，并具有接地的定向。转台和船只的相对位置在极端条件下起到风向标的作用，因而船只的行为不依赖于动力供给或推进器工作。
柔性的流动管线或立管16将流体从海底输送至飘浮式产品储存和卸载(FPSO)转台，它们通过底部进入转台结构，并通过各立管套10继续延伸到转台顶部，在本技术领域众所周知的转节20在固定转台上的管道与起风向标作用的船只之间提供流体传输连接。
转台具有钩起锚定链15的设备，以将它们固定于止动件中，并钩起柔性立管16。
转台包括两个具有竖直轴线的圆筒，即外圆筒1和内圆筒2，在具体的设计中外径分别为6米和5.040米。外圆筒1长15.140米，它由内部加强环强化，内圆筒2相对于地球保持固定并保持水密，它支承十二条锚定链15和六根立管16。
对于图1的外部船头安装转台，转台中心线位于油船首垂线的前方，而对于图2A和2B的整体式转台，该中心线略位于其后方。在这两种情况下，可使用常用的船只加强壳板将转台连接于现有船只结构。所有的竖直和水平壳板与现有结构结合起来。
支承上部支承18外环的上部结构凸缘7最好通过全穿透焊而焊接于内管壳板。
设计成可承受导引板17所施加的力和轴承反作用力的下部轴承8的支承环最好是锻件。也可采用工字成形梁。该环可通过全穿透环焊而焊接入壳板中。
容纳链条15的链箱采用原有的壳板上的加强件。这些加强件被覆盖在内侧上而形成从导引板17向上延伸到链止动件18的“箱体”。
链止动件18由两个螺栓连接于链条的圆筒形铸件形成。每个止动件18置于一支座中。
在链止动件18之间设置密封，以防在风暴中水漏入舱室内。
立管套10是实心的拔拉钢管。它们除了能在爆裂时保护立管16和转台内的舱室外，它们的结构强度允许它们与内圆筒结构制成一体。对于相同的强度来说这可以减小重量。每根立管套10的底部张开，以保护立管16，并有助于将其拉入。
导引板17是属于弯靴型的。这样就将来自链条15的载荷通过接触线而传递到弯靴支承座。该靴件可用一装拆器松开并收回到甲板面上用于检查。
每个导引板17的弯靴件具有套管(未示出)，用以支承松弛的链条；它们可避免壳板受损。内圆筒2的上部结构受加强处理，以承受上部轴承18施加的轴向力。
在图1外部转台的转台/船只界面处，船头内所需要加入的加强处理达到最小。其它方式可以采用安装柱子、角撑板和竖直板；它们将基本上位于防撞舱壁的前方。
转台圆筒1、2可以制成若干单元，这取决于制造者的设施和设备。诸单元将通过位于转台两端的轴承8、18而被卸去应力。在将转台结构安装于船上后，顶部和底部轴承支承结构将被对齐并加工成平表面，以容纳轴承8、18。然后可装配内、外圆筒2、1。船只的构筑设备和可用性的选择将决定建造程序。船头延伸部分既可作为分组件而安装在船只上，也可单体式安装。
结合入转台设计中的两个轴承8、18设计成可承受所有预料中的载荷和确保船能很容易地绕锚定系统和立管16转动。
上部轴承18装配在主转台管的顶部。它最好是三辊型的，即可从市场上获得的标准设计的一种变型。其直径可以约为5.81米。
上部轴承18用螺栓固定于环铸件，而环铸件又焊接于转台结构。为确保结构中不会因几何误差而产生应力，在进行局部的结构焊接和应力消除后，将对轴承表面进行细加工，然后再最后建起转台。
下部轴承8位于固定的内圆筒2底部。下部轴承8本身最好是一种以十二个部分地形式通过螺栓和T形槽板装配到圆筒2上的复合材料。轴承表面将被设计成可将所有的载荷传递到一经表面硬化的反作用锻件，该锻件装入外转台圆筒1。这些载荷将是以上针对上部轴承18所描述的那些载荷的径向分量。
下部轴承8的复合轴承材料最好由热层压片制成并经适当固化。所得到的材料可以被加工、极为致密以及具有非常良好的压缩强度，通常为414牛顿/毫米2。它还有独特的优点就是能在海水中自润滑。在这样的条件下，摩擦系数实际上为零。
下部轴承8可以设计成每个部分能单独地拆下以便进行检查和/或更换。
该系统所用的通常的锚定系统和立管可见图3。
立体传输系统被设计成满足以下的主要要求(ⅰ)在图1配置情况下，转台应是船头安装的，位于船结构的外部；(ⅱ)该配置应使船能360°地随风向转动；(ⅲ)转台须用十二根152毫米直径的、设置成六对的链条锚定线锚定；以及(ⅳ)该配置应提供合适的立管路线和使立管间隙达到最大。
适当考虑这些要求，较佳的转台应具有以下特点。
锚定链15通过导引板17穿过各锚链管而被引入转台，这些锚链管形成转台内圆筒2的主要的竖向加强件。链条端部通过位于转台中的内部链条止动件18而固定。链条的安装和张拉用一绕过一导引滑轮(未示出)的钢丝绳来进行，该导引滑轮安装在加工甲板的上部，并向后引导至一150吨的绞盘。该特点可实现一个简单的安装程序。
在安装过程中，用一组拖船使飘浮式产品储存和卸载船转到锚定方向并保持定位。转台将被转到和锁定在抵靠船的适当位置，从而保持绞盘和锚链管对齐。
相对于地球固定的圆筒形导管结构3安装在一回转环上；它容纳工艺设备，包括立管ESD阀、滑轮阀和止回阀，这些设备运送生产出的油、输出燃气、提升燃气和将水注入生产设备。为了减少转节流动路线的数量，可将三根生产立管终止于一个管道输入转节基座的生产联管箱。
内部刮管是通过位于产出立管ESD阀上游的临时刮管轴来进行。刮管是在合适的海况下进行，使转台脱锁，并且刮管跨接软管向后连接到刮管系统。
产出流体通过转节组件20而被输送到船上。
三路转节组件20安装在转台的几何中心上，在相对地球固定和相对船固定的流动管路之间提供流动通路。控制ESD和电气系统(未示出)通过一组滑环而连接于一中央控制室(CCR)。
整个转台组件受舱面船室的防风雨保护，该船室包括框架结构6；它可以在后部开口，以提供自由的空气流通。
通过油船的风雨甲板5可以进入转台的顶部、转节组件20和立管关闭阀。
下面将描述如图1中所示的将诸如油船之类的现有船只转换成飘浮式产品储存和卸载船的方式。首先，清除船头区域所有的装备。在需要将安装结构连接于船体的区域内拆去部分船壳板。然后将一些延伸结构装配到现有的船甲板上，以提供安装结构部分。例如，如图1所示，轴承甲板4是船第二甲板的一延伸部分。通常，还可将基本水平的延伸部分连接于其它甲板，诸如上甲板。这些延伸部分具有接纳和保持转台组件的孔。安装结构也可以在组件的每侧包括基本竖直的延伸结构，并可包括从船原来的船头轮廓30延伸出来的基本水平的纵桁。这些延伸结构可由25毫米的钢板制成。而后，在需要处将壳板连接于延伸结构，一旦转台组件、导管组件3、转节组件20和管道以及电气连接件安装完毕，便可装配构成舱面船室的顶部框架结构6。
图2A和2B表示一整体船头安装转台的飘浮式产品储存和卸载船，其中转台组件与图1所示的类似，因而在此不详细描述。如下面将要说明的，与图1配置的为整个转台组件提供一延伸结构相比，转台组件通常至少部分安装在现有船头结构内。如可从图2A中看出的，转台中心线C紧靠油船首垂线FD后面。
图3表示飘浮式产品储存和卸载船40的一种通常配置，包括锚定系统和立管的配置。虽然所示的船40配备有一图1的转台结构，但类似配置也将适用于具有图2A和2B的转台结构的船只。从图3中可看出，锚链15在锚定于海底时呈悬链线状。一些柔性的立管16的静止形状可由一些连接于立管16的浮力组件42所决定。在其它情况下，可使用一通过打桩的基架46而保持在海床上的中深海浮筒44，该中深海浮筒44支承立管16。
图4表示将诸如油船之类的船只40转换成如图2A和2B所示的飘浮式产品储存和卸载转台船的步骤。
在步骤A中，将船前甲板52上的所有原有机器和设备清理掉。在步骤B中，拆去船头的中央拼接板，在前甲板52上留下一个开口54，该开口俯视基本呈矩形。在步骤C中，在开口54内、包括在侧部安装钢板，形成纵向的转台支承结构55。在步骤D中，将一转台壳体56送到开口54内并连接于船的下甲板50，如前面所述的，该壳体用于安装一转台组件。在步骤E中，在转台壳体56内安装内部转台(或圆筒)及其轴承，从而构筑起转台组件57。在步骤F中，将一导管结构58(包括如前面所述的一导管组件3)设置和固定于转台壳体56和组件57上。在步骤G中，将转节组件20以及必需的管道、电子设备和海底连接设备安装于导管结构58上方，加装外覆板59以封住包括导管结构58在内的上转台结构，并将一风雨甲板60加装于顶部，该甲板略高于前甲板52。在步骤H中，完成了转台包覆、钩起和其它事项，包括加装一包封转节组件20的上部框架结构6’。
虽然图1和图2A、2B的转台结构描述为船头安装式的较佳配置，但它们也可以是船尾安装式的。而且，虽然对油船进行转换是较为有利的，但由于许多现有的下部结构(舱、管道等)可以经略微变化或不经变化便可用于飘浮式产品储存和卸载的用途，因而也可以使用其它的船只(自发动式的或牵引式的)。
因此，尽管以上详细示出和描述了本发明的具体实施例以表示出本发明原理的应用，但可以理解，可以在不脱离这些原理的条件下以其它方式来实施本发明。
权利要求
1．一种将转台系统安装于现有船只上的方法，该方法包括以下步骤拆去船只一端的一部分现有结构，拆去部分包括外部壳板；将一支承结构连接于船只在拆去该现有的结构部分而留下的暴露部分，该支承结构包括金属壳板和转台支承装置；将一转台组件连接于支承结构的转台支承装置；在转台组件与船只管道系统之间安装流体管道；以及对转台组件进行防外界环境影响的包覆。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括将一框架结构装于转台组件的顶部。
3．根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将该框架结构连接于船的一风雨甲板。
4．根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将该转台系统安装于原有船端部的外部。
5．根据权利要求4所述的方法，其特征在于，拆去船端部的外壳板，所述支承结构包括多个连接于各原有船甲板的延伸结构，从而形成甲板延伸部分。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将基本竖直的延伸结构于甲板延伸部分的每侧上连接于船只。
7．根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，将基本水平的纵桁于不同于甲板延伸部分的诸高度处连接于船只。
8．根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于，该转台支承装置包括接纳和保持转台组件的各孔。
9．根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该转台系统至少部分安装在原有船只内。
10．根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该转台系统至少基本安装于原有船只内。
11．根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，船只部分拆除步骤包括将船只的中央拼接板拆除到离开其端部的预定距离处。
12．根据权利要求11所述的方法，其特征在于，中央拼接板的拆除后在最顶部甲板上留下一个从俯视看基本呈矩形的开口。
13．根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，该支承结构包括连接于拆除中央拼接板后留下部分的壳板。
14．根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该支承结构还包括一装配于支承结构壳板的转台壳体。
15．根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在将转台组件装配于该转台壳体中后，将一导管结构装于转台壳体的顶部处。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在将该导管结构连接于转台壳体后，将一流体转节安装于该导管结构上方。
17．根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，该转台组件安装于船头端。
18．一种飘浮式产品储存和卸载(FPSO)船，它具有一安装在转换过的船上的转台系统，该飘浮式产品储存和卸载船包括一连接于船只在拆去该现有的结构部分而留下的暴露部分的支承结构，该支承结构包括金属壳板和转台支承装置；一连接于转台支承装置的转台组件；转台组件与船只管道系统之间的流体管道；以及包绕转台组件的防外界环境影响包覆层。
19．根据权利要求18所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，包括一装于转台组件顶部的框架结构。
20．根据权利要求19所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该框架结构连接于船的一风雨甲板。
21．根据权利要求18、19或20所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台系统安装于原有船端部的外部。
22．根据权利要求21所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，所述支承结构包括多个连接于各原有船甲板的延伸结构，从而形成甲板延伸部分。
23．根据权利要求22所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，所述支承结构还包括在甲板延伸部分的每侧上连接于船只的基本竖直的延伸结构。
24．根据权利要求22或23所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，所述支承结构还包括在不同于甲板延伸部分的诸高度处连接于船只的基本水平的纵桁。
25．根据权利要求22、23或24所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台支承装置包括接纳和保持转台组件的各孔。
26．根据权利要求18、19或20所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台系统至少部分安装在未转换船只的轮廓内。
27．根据权利要求26所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台系统至少基本安装于原有船只内。
28．根据权利要求26或27所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台系统安装在船只拆去中央拼接板的位置内。
29．根据权利要求28所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该支承结构包括连接于船只拆除中央拼接板后留下部分的壳板。
30．根据权利要求29所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该支承结构还包括一装配于支承结构壳板的转台壳体。
31．根据权利要求30所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，包括装于转台壳体顶部处的导管结构。
32．根据权利要求31所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，包括一安装于该导管结构上方的流体转节。
33．根据权利要求18到32的任一项所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该转台组件安装于船头端。
34．根据权利要求18到33的任一项所述的飘浮式产品储存和卸载船，其特征在于，该船只在转换之前是一油船。
35．一种用于安装在由权利要求1到17的任一项所述的方法进行转换的船只上的转台系统。
全文摘要
将一转台系统安装于一诸如油船之类的现有船只(50)上。拆除诸如中央拼接板的一部分原有结构(如B)而留下一开口(54)。将一支承结构(55)装于开口(54)内(如C)。该支承结构包括一转台支承装置(56)(如D)。将转台结构(57)装配于该转台支承装置(56)内(如E)。在转台结构(57)与船只管道系统之间安装流体管道，包括一导管结构(58)和一流体转节(20)。对转台组件进行包覆以防风雨(如G，H)。在一个配置中，转台系统位于原有船只的轮廓内。在另一配置(未示出)中，转台系统位于原有船只轮廓外部。
文档编号B63B21/50GK1228061SQ9719734
公开日1999年9月8日 申请日期1997年8月15日 优先权日1996年8月16日
发明者I·惠特比, M·I·巴萨兰, P·R·霍利 申请人:J·雷·麦克德莫特股份有限公司