专利名称：直接作用单滑轮主动/被动升沉补偿器的制作方法
直接作用单滑轮主动/被动升沉补偿器
背景技术：
用于船和/或其负载物的升沉补偿对于海上升高和降落操作是很关键的。 这是因为对于船来说可能需要经受波动作用以将负载物保持在固定位置和/或 恒定的张力。升沉补偿系统可以以各种方式运作，包括通过主动升沉补偿模式 和被动升沉补偿模式以及主动和被动升沉补偿模式的组合，主动升沉补偿模式 中系统控制负载物的位置，被动升沉补偿模式中系统控制负载物上的张力。
基于绞盘的升沉补偿系统可以以主动和被动两种模式运作，可以一部分是 控制支承负载物的主绞盘，并可包括当绞盘进行巻绕运动时有线穿过的多个滑 轮。某些升沉补偿系统的一个缺点是升沉补偿系统运作时线在补偿系统内的一 个或多个(通常是多个)构件处移过或弯曲，且可能由于线在构件上连续前后 弯曲(通过迁移或没有线迁移的弯曲)而引起的疲劳产生的损坏或失效。该问 题尤其存在于由纤维材料而不是钢制成的轻质线时。因此，需要一种可降低线 上的疲劳量、从而防止线损坏或失效而运作的升沉补偿系统。
发明内容
在一实施例中，提供一种升沉补偿系统，其通过提供具有单个滑轮系统的 直接作用升沉补偿器而减小线上的应力和疲劳，单个滑轮系统在由升沉补偿器 限定的曲线轮廓上上下移动。
另一实施例提供用于从线的一端悬入海洋环境的负载的升沉补偿装置，其 中线的另一端由船操作。负载补偿装置包括滑轮支承基部，接纳来自线操纵 装置的线的滑轮、具有轴的滑轮安装框架以及控制滑轮位置和运动的补偿器。 线操纵装置可位于船上的第一位置处并至少部分负责操纵线。滑轮支承基部可 位于船上的第二位置，该第二位置与第一位置间隔开。该滑轮可构型成接纳来 自线操纵装置的线并用于将线引导到负载物。具有轴的滑轮安装框架支承滑 轮，其中滑轮安装框架安装在滑轮支承基部上以沿所要补偿的升沉运动的总体
6方向延伸的补偿路径往复运动。补偿器控制装置可以可操作地连接到滑轮安装 框架以使滑轮安装框架响应于船的升沉运动沿补偿路径可控制地往复运动。
在另一实施例中，装置提供提供用于从线的一端悬入海洋环境的负载的升 沉补偿，且线的另一端由船操作。该装置包括接纳来自线操纵装置的线的滑轮， 并受控制以在补偿路径上运动。线操纵装置可位于船上的第一位置以对线进行 操纵。该滑轮构型成接纳来自线操纵装置的线并用于将线引导到负载物。滑轮 支承基部可以可动地联接到位于船上第二位置的基部，该第二位置与第一位置 间隔开。可操作地连接到可动滑轮的补偿器控制装置提供沿所要补偿的升沉运 动的总体方向延伸的补偿路径的往复运动。该补偿路径遵从由基部限定的曲线 轮廓，该基部将滑轮的轴保持在从线离开线操纵装置以延伸到滑轮的位置的基 本上恒定的距离处。
图1示出采用升降补偿系统的船。
图2示出具有悬挂的负载物的船上的升沉补偿装置。
图3a-d (分别)示出升沉补偿装置的侧视图、俯视图、正视图和示意图。 图4示出具有线操纵装置的升沉补偿系统。 图5示出另一升沉补偿系统。
图6是用于限定补偿路径曲线轮廓的几何因素的示意图。 图7是用于限定补偿路径曲线轮廓的某些尺寸特征的滑轮(现有技术)的 示意图。
具体实施例方式
综述本发明的某些实施例提供一种直接作用升沉补偿系统，该系统采用 牵引绞盘、支承基部和可动地安装的补偿滑轮，该滑轮接纳从牵引绞盘延伸到 补偿滑轮的线。线从例如牵引绞盘的拉紧鼓轮开始并延伸一段距离到补偿器滑 轮，在该位置线围绕滑轮的一部分缠绕并然后大致向下延伸以终止于负载物 处。线具有中央鼓轮切点，当升沉补偿系统处于其中央或正常位置时线在该切 点离开拉紧鼓轮。此外，当升沉补偿滑轮处于其最大向上或最大向下补偿位置时，由于来自中央位置线角度的改变，线形成拉紧鼓轮处的其它切点。当线从 最大向上位置的鼓轮切点移动到最小向下位置的鼓轮切点时，形成弧状路径。 用于可动安装滑轮的基部构型成提供具有大致由从各切点的弧状运动确定的 曲线轮廓的弯曲轨道或引导表面，在当线延伸到支承基部时线在各切点处离开 牵引绞盘。根据该实施例，当线枢转经过弧状路径时，线由可动地安装的滑轮 沿轨道的曲线路径承载。因为滑轮可沿轨道移动且曲线轮廓反映滑轮、线和拉 紧鼓轮位置和几何形状，在滑轮的每个升沉补偿位置，基本上保持离开线在牵 引绞盘处相应切点相同距离；因此，补偿器滑轮和拉紧鼓轮之间的线节段保持 基本上相同的长度并减小线上应力的变化。滑轮几乎不或完全不响应于滑轮而 转动，且滑轮不转动，线不在滑轮上移动。此外，线仅在与补偿器滑轮首先接 触的位置改变张紧鼓轮处其角度的有限的量。
本设计的升沉补偿系统适于包括船和移动平台的海上漂浮船。例如，可在 用于油井的海上漂浮平台上或船上采用本升沉补偿系统来进行石油钻探、生产 和/或储存或维修离岸设备。升沉补偿系统的应用可包括深水下降应用，诸如海 下结构、吸力锚或需要定位在海床上的任何负载物的深水下降。本领域的技术 人员会理解，任何适当的船都可釆用所揭示的升沉补偿系统、方法和应用，而 不受所述实例的限制。
某些实施例提供用于由线悬挂的负载物的升沉补偿。负载物可例如是250 吨的生产或传动设备，或油管线或从海上船悬入海洋环境的任何类型的负载 物。管线可以是例如由诸如聚乙烯或凯夫拉尔之类的纤维制成的钢索或纤维型 绳。在一实例中，该绳是160mm纤维绳。
转向附图，图1示出采用根据某些实施例的升降补偿系统的船101。船101 在船101上的一位置处装备有线操纵系统120，该操作系统与升沉补偿装置100 间隔开。线操纵系统120用于通过将线储存在鼓轮或巻收绞盘121上而对线140 进行操纵，其中线140通过拉紧滑轮122延伸到拉紧绞盘125，拉紧滑轮122 有助于保持拉紧绞盘125的下拉紧侧上、即拉紧绞盘125靠近巻收绞盘121的 一侧的恒定拉力。线操纵系统120可保持、拉入或放出线140，且巻收绞盘121、 拉紧滑轮122和牵引绞盘125中的每个可具有水平旋转轴线。
尽管图1中示出牵引绞盘，但也可使用单鼓轮绞盘、线性绞盘或其它线操纵或保持装置。例如，线140可从鼓轮或线操纵系统120的滑轮或夹爪延伸到 升沉补偿装置100。
在图1中，线140从牵引绞盘125延伸到升沉补偿装置100并由升沉补偿 装置100的滑轮115向下引导到负载物145。升沉补偿装置100在船经受变速 或沉降时用于对线140提供适当补偿，以减小或消除线在滑轮115上的迁移； 滑轮115沿由升沉补偿装置100的引导表面106、 107限定的补偿路径的曲线 轮廓上下移动。该曲线轮廓适于使线140从牵引绞盘125延伸到升沉补偿装置 100的滑轮115的长度保持基本上恒定。因为线140在补偿期间移位并稍微围 绕牵引绞盘125和滑轮115缠绕/打开，所以线140经受最小的弯曲且基本上不 会由于升沉补偿过程而迁移。线140可在牵引绞盘125的各离开点的任何一个 处具有折曲点，且升沉补偿装置IOO提供装置100的曲线轮廓上的上下移动以 使线140在滑轮115和牵引绞盘125之间的长度保持基本上恒定。
具有支承线160的船板上方结构或A框150设置成使负载物145能够从 船101升高到升沉补偿装置100以上和上方，并朝向海洋环境表面下降，其中 A框150从其线160松开负载物145并将负载物145转移到升沉装置100和线 140。
升沉补偿器图2示出具有滑轮支承基部105的升沉补偿装置100，滑轮 支承基部105牢固地安装在船101的靠近线140和负载物145进入海洋环境的 位置。图2示出延伸超过船尾的支承基部105。基部105可二等分以形成对称 基部半部110、 111以使线140能够穿过基部105的两个半部之间到达补偿滑 轮115而不与基部半部110、 111接触。滑轮115安装成在具有轴131的滑轮 安装框架130上旋转。
基部半部IIO、 111包括限定在引导表面106、 107处的曲线轮廓，其形状 对应于补偿路径，该补偿路径保持滑轮支承框130的轴131处于使从线140离 开线操纵装置(图2中未示出)的位置延伸到滑轮的距离基本上恒定的位置。 引导表面106、 107具有曲线轮廓，该曲线轮廓取决于滑轮115和线操纵装置 120之间位移距离、线140的直径以及延伸越过滑轮115和线离开线操纵系统 的位置之间的位移距离的线节段各端处的缠绕/松开表面(见图4)。简单地看 作弧状，曲线轮廓通常包含约+/-4度、较佳地约+/-2度的弧状范围。引导表面106、 107用作引导滑轮安装框架130运动的引导件。框架130 可使用一个或多个支承装置120、 121而由基部105可动地支承。在某些实施 例中，滑轮安装框架130包括上部和下部成对辊子136、 136以使滑轮安装框 架130沿基部半部110、 111的相应引导表面106、 107滚动。在一实例中，辊 子135、 136的形状可设置成与引导表面106、 107互补。因此，引导表面106、 107可采用设置成接纳具有凹陷接触表面的轮子的凸出轨道的形式。在另一实 例中，如图3所示，两组两个相对的辊子(例如图3a中的辊子132、 134)可 设置在滑轮安装框架130的底端处，且一组两个辊子(例如图3a中的辊子136) 可设置在滑轮安装框架130的顶端处。底端处两组两个相对辊子中的一组可设 置在从基部105延伸的凸缘(图中未示出)的相对两侧上。
尽管图2中示出辊子135、 136，但应当理解，也可将能够沿引导表面106、 107运动的其它结构联接到滑轮安装框架130。这些可包括其它形式的轨道和 辊子。此外，可使用沟槽内的销的滑动或轴承材料、平坦轨道上的平支座垫或 其它类似的减小摩擦结构来辅助滑轮安装框架130沿引导表面106、 107运动。
滑轮安装框架130将滑轮115安装成在滑轮轴131处旋转，且可将滑轮 115的尺寸设置成适应任何合要求的线尺寸，诸如80-160mm的纤维绳。此外， 可将滑轮115的尺寸设置成使D: d比值(见以下图7的讨论)约为30: 1。 但是，可根据线140可接收的应力的量来选择任何D比d的比值。因为滑轮安 装框架130沿引导表面106、 107移动，滑轮115可沿基本上相同的路径由滑 轮安装框架130支承。
根据图2，基部半部IIO、 IIO还提供用于补偿控制构件的安装点；在一 实施例中，基部半部110、 111分别悬挂一对缸体120、 121的第一端。缸体120、 121可以是主动或被动缸体，并可在第二端联接至滑轮支承框架130。缸体120、 121用于使滑轮安装框架130能够响应于船101的升沉运动而借助于辊子135、 136沿又引导表面106、 107限定的补偿路径往复运动而移动。在某些构造中， 可在升沉支承框架130的每侧上设置一个或多个缸体。例如，可在升沉支承框 架130的每侧上设置一个被动和一个主动缸体，设在一对被动缸体(框架130 的每侧上一个，即图3b中侧130a和侧130b)和相邻的一对主动缸体。从2000 年6月4日出版的阿达姆松(Adamson)的题为"协同运动海洋升降装置(Coordinated motion marine lifting device)"美国专利第6,082,947号已知主动 和被动缸体通常与运动感测系统结合使用。还可从美国油井瓦科(National Oilwell Varco )公司(前美国油井(National Oilwell)公司)的水力升力(Hydralift)
部购得基于缸体的补偿系统，其形成用于起重机的主动升沉补偿系统。
本领域的技术人员应当理解，可替代地或另外地设置其它补偿控制结构。 例如，可设置诸如杆和/或绞盘系统之类的其它可延伸结构来支承和移动滑轮安 装框架130进行负载平衡并控制负载物上的张力。
根据某些实施例，补偿路径是曲线轮廓路径，该路径总体由线140上滑轮 115相邻的固定点围绕线操纵系统120上固定点旋转限定。但是，这是近似值， 且如下文所指出的那样，滑轮115和线操纵系统120处的缠绕/松开动作也适应 补偿路径。由基部105上的引导表面106、 107限定曲线轮廓，且滑轮安装框 架130骑跨在引导表面上。引导表面106、 107的形状使线从线操纵系统120 到滑轮115的长度保持基本上相等。
根据某些实施例的升沉补偿系统100可在操作线的线操纵系统120处于静 止和运作时都能运作。因为补偿系统100在负载145拉入或放出时运作，对升 沉进行补偿，且线140上的应力对由线操纵系统120产生的线运动起主导作用。 即，当线从绞盘拉入或放出时，升沉补偿系统100减小或避免超出由绞盘操作 产生的线的另外的迁移和挠曲。
在某些实施例中，船101包括具有传感器的运动参考单元160和可编程数 据处理器，传感器感测船运动且可编程数据处理器将信息传递到补偿器控制结 构，使主动补偿器结构能够相应地作响应。例如，可将运动读数传递到计算机 上的卡尔曼过滤器，其中计算机处理器确定运动点并计算相对于诸如海底或海 床之类的静止表面的运动。补偿器控制结构可通过在滑轮安装框架130上施加 推运动或拉运动来对此计算的运动数据作出反应，而使滑轮安装框架130沿基 部的曲线轮廓运动，由此对船升沉运动进行补偿。
可引导补偿器控制结构来在升沉补偿装置施加将滑轮115保持在位、或将 滑轮115升高以减小线上的张力或降低以增加线上的张力所需要的压力量。在 某些实施例中，处于相对于完全縮进位置的完全伸展位置的补偿器可在以被动 升沉补偿模式运作时引起线张力的+或-6 %的变化。
11补偿器基部和补偿路径图3a-d和4示出升沉补偿装置100的各种其它视 图。如图3b和3c所示，基部半部110、 111是对称的且分开的距离比线140 (图3a-3d和4中未示出)的直径稍宽。如图3d所示，各基部半部IIO、 111 包括具有弧状曲线轮廓的引导表面106、 107，该弧状曲线轮廓大致对应于当线 140响应于升降运动转动并围绕线操纵系统120稍微缠绕和松开时由线140靠 近基部105的点和/或滑轮轴131形成的弧。该补偿路径构型成使线140在线操 纵装置120和滑轮115 (图4)之间延伸的节段保持基本上相同的长度。
为了保持线140在线操纵装置120和滑轮115之间基本上恒定的长度，需 要升沉补偿装置100的各部分响应于船升沉运动并在其补偿路径上移动滑轮 115。在图3a、 3d和4中，被动缸体120、 121和主动缸体122、 123提供用于 滑轮安装框架130的支承机构并还负责响应于船101升沉运动沿引导表面106、 107移动滑轮安装框架130，由此提供用于升沉补偿装置100的主动和被动升 沉补偿。如图3d所示，设置在滑轮安装框架130两侧上的辊子132、 137面向 引导表面106、 107并使滑轮安装框架130能够沿补偿路径运动。这使由滑轮 安装框架130承载的滑轮115能够沿补偿路径运动而不使线140迁移，由此对 升沉进行补偿，而滑轮115不转动。线140从滑轮115穿到拉紧绞盘125的节 段保持基本上相同的长度，且因此线140不会由于升沉补偿过程而拉入或放出。
在图4中，线140离开牵引绞盘125相对于升沉补偿装置100的远端鼓轮 的底部并延伸穿过分成两部分的升沉补偿装置基部105直接到达滑轮115。从 图4中，当船101经受升沉运动时线140离开牵引绞盘125的鼓轮的角度cp改 变，且滑轮115的定位随着线140角度cp的改变而改变。该系统构型成在补偿 路径上有表示引起升沉的波浪作用的中点的中央位置。当线140在从用于提供
补偿的缸体的冲程中点位置偏移最大向上角cp和最大向下角9之间运动时，引 导表面106、 107 (图1中未示出107)可形成有具有滑轮安装框架轴131所采 取的路径的相应中点的曲线轮廓。图4示出当滑轮在朝向补偿的相对末端迁移 到其路径上中点或中央位置时处于以实线示出的下部迁移末端处的滑轮115， 以及用虚线示出第二位置。还如图4可进一步看出的那样，在滑轮115上存在 缠绕/松开区域180，以及在线操纵装置120上具有相应的缠绕/松开区域182。 图6示意地示出与补偿路径相关的现有装置的几何条件。图7示出与图6中示意地示出的滑轮相关的滑轮和线的关键尺寸的横截面示意图。如在图7中可以
看到的那样，滑轮715具有由线接纳沟槽716限定的节圆直径PD和根径D。 接纳在滑轮沟槽内的线740的直径为d。这些尺寸限定D: d比值。如图6中 还示意地看出的那样，线操纵装置620具有带线640的至少一个鼓轮625，线 640从限定其根径D的线接纳沟槽626延伸。图6中还示出处于下部位置A和 上部位置B的补偿器滑轮615。位置A表示位于补偿路径曲线轮廓606下端(如 图6所示)的一个补偿路径末端。位置B表示在上方的补偿路径位置末端位置 A (如图6所示)。滑轮615安装成在滑轮安装框架630上转动，滑轮安装框 架沿补偿路径曲线轮廓606移动到处于由补偿路径曲线轮廓606限定的位置A 或B或其它位置。滑轮615具有限定其根径D的线接纳沟槽616。为了简化该 实例的说明，假定鼓轮625和滑轮615的根径D相同。
曲线轮廓606的具体构造取决于给定应用中所容许的线磨损的量。尽管由 升沉补偿产生零线迁移是最理想的，但显著降低线迁移的升沉补偿也是有利 的。因此，曲线轮廓选择成减小或消除线迁移，并取决于该系统的几个几何特 征滑轮615的直径、线保持系统620的鼓轮625的直径、这两者之间的距离 L以及滑轮615和鼓轮625的线直径比跟直径(D: d比值)的比值。(如果 线操纵装置不具有鼓轮，则该几何形状会包含线640的其它偏离表面的形状。) 在通用术语中，补偿路径的曲线轮廓是弧状的，且在滑轮615沿围绕补偿路径 上中央位置的两个方向迁移时具有由线操纵系统的滑轮615和鼓轮625上线 640的缠绕和松开而产生的弯曲。例如，如图6所示，当滑轮615从下部末端 位置A迁移到上部末端位置B时。由于在滑轮115和线操纵系统处的线离开 表面之间的显著距离，缠绕状态的弧度会相对小，在很多情况下约为0.5至5 度。图6示出当线640移动通过角cp时夸大了一些的缠绕的效果(还是相对于 通常的设置夸大地示出该角度)。
如图所示，当滑轮615处于位置A时，线640具有滑轮615上的切点660 和鼓轮625上的切点650。当滑轮615移动到位置B时，切点随着缠绕的进行 而移动。滑轮615具有当线640的节段Sl缠绕到滑轮615上时升高的新切点 662。同样，鼓轮625具有当线640的节段S2缠绕到滑轮625上时升高的新切 点652。该缠绕的效果是縮短线在滑轮615和鼓轮625处限定的两切点之间延
13伸的线的节段，因为此时它们靠得更近。在滑轮615和鼓轮625具有相同直径 的情况下，在每个上的缠绕的量相同且线在两切点之间延伸的节段的縮短量基 本上是在由滑轮615和鼓轮625处限定的相应切点的迁移形成的弧上进行的缠 绕量的两倍。因此，补偿路径的曲线轮廓606与围绕鼓轮625处固定点的弧状 理想半径偏离，以能够縮短在两切点之间延伸的线节段。曲线轮廓的弯曲大致 由曲线轮廓606的上部处的虚线607标示。
在其它实施例中，诸如缸体之类的补偿器控制结构可另外或替代地安装在 基部105或船101的其它区域上。例如，补偿器控制结构可安装在滑轮安装框 架下方，使得补偿器通过向上推抵滑轮安装框架以使其沿补偿路径沿向上方向 移动而运行。图5示出这种替代实施例。根据图5，升沉补偿装置500的缸体 520、 522直接安装到船101。这使缸体520、 522能够从框架530下方的位置 支承滑轮安装框架530。在该实施例中，线140在沿基部505的曲线轮廓506 由滑轮515承载时会穿过缸体520、 522上方。替代地，缸体可安装在位于滑 轮安装框架530下方的基部505的表面上。本领域的技术人员应当理解，缸体 520、 522或其它可延伸结构可安装在使可延伸结构能够为滑轮安装框架530 提供支承和运动的任何表面上。
图1-4中上述实施例示出曲线轮廓引导表面106、 107安装在船板上的支 承基部105上。在另一实施例中，支承基部105可刚性附连到A框架150的顶 部，使得相对于来自线操纵装置120的线稳定地限定补偿路径，且滑轮115 — 旦定位成将负载物放置在水中就会在A框架内上下移动。在这种实施例中，不 需要将由A框架的负载支承件的负载传递到由升沉补偿支承基部上分开的线 支承件上。
提出本发明的具体实施例的上述描述是用于说明和描述的目的。它们并不 表示穷尽性的或将本发明限制于所揭示的具体形式，且显受到上述讲授的启发 还可有多种变化和改动。选择和描述这些实施例是为了清楚地解释本发明的原 理及其实践应用，以由此使本领域的技术人员能够最好地利用本发明，且具有 各种更改的各种实施例适合于所考虑的具体应用。
权利要求
1. 一种对从线的一端悬入海洋环境的负载物提供升沉补偿的装置，所述线的另一端由位于船上第一位置处的线操纵装置操纵，所述装置包括滑轮支承基部，所述滑轮支承基部位于所述船上的第二位置，所述第二位置与所述第一位置间隔开；滑轮，所述滑轮用于接纳来自所述线操纵装置的线并用于将所述线引导到所述负载物；滑轮安装框架，所述滑轮安装框架具有用以支承所述滑轮进行转动的轴，所述滑轮安装框架安装在所述滑轮支承基部上以沿所要补偿的升沉运动的总体方向延伸的补偿路径往复运动；以及补偿器控制装置，所述补偿器控制装置可操作地连接到所述滑轮安装框架以使所述滑轮安装框架响应于所述船的升沉运动沿补偿路径可控制地往复运动。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿路径限定在所述滑 轮支承基部上。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿路径是曲线轮廓， 所述曲线轮廓总体由与所述线上与所述滑轮相邻的固定点围绕所述线操纵装 置上固定点的旋转和所述线在所述滑轮和所述线操纵装置处的缠绕限定。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述曲线轮廓的长度会包含 约+/-4度或更小的弧度范围。
5. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述曲线轮廓由所述滑轮支 承基部上的至少一个引导表面限定，且所述滑轮安装框架骑跨在所述引导表面 上。
6. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述曲线轮廓由所述滑轮支 承基部上的至少一个引导表面限定，且所述滑轮安装框架具有在所述引导表面 上滚动的至少一个辊子。
7. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述曲线轮廓由所述滑轮支 承基部上的一对平行引导表面限定，且所述滑轮安装框架具有各在所述一对平行引导表面之一上滚动的两个辊子。
8. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿器控制器是可操作地连接在所述滑轮安装框架和所述滑轮支承基部之间的可延伸结构。
9. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿器控制器具有在升 沉期间平衡所述负载的被动缸体。
10. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述补偿器控制器具有在升 沉期间将所述负载的位置控制到中性位置的主动缸体。
11. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线操纵装置是用于保持、 放出或拉入所述线的装置。
12. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述线操纵装置是具有水平 旋转轴线的鼓轮。
13. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，所述线操纵装置是具有水平 旋转轴线的鼓轮且是牵引绞盘的一部分。
14. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线操纵装置是线性绞盘。
15. —种对从线的一端悬入海洋环境的负载物提供升沉补偿的装置，所述 线的另一端由位于船上第一位置处的线操纵装置操纵，所述装置包括滑轮，所述滑轮用于接纳来自所述线操纵装置的所述线并将所述线引导到 所述负载物，所述滑轮安装在可移动地安装在所述船上与所述第一位置间隔开的第二位置处的所述滑轮支承件上的轴上，以沿所要补偿的升沉运动的总体方 向延伸的补偿路径往复运动；以及所述补偿路径由曲线轮廓限定，所述曲线轮廓将所述滑轮支承件的轴保持 在从所述线离开所述线操纵装置的位置延伸到滑轮的位置的距离基本上恒定 的位置处。
16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述曲线轮廓限定成当 所述线操纵装置保持所述线且能够没有线迁移时，将所述曲线轮廓构型成避免 所述滑轮在所述滑轮支承件的所述轴上的转动。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述线是合成线，且在所 述线节段的所述切点到所述滑轮测得的所述线节段从所述线操纵装置延伸到 所述滑轮的长度基本上保持恒定。
18. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述滑轮支承件可操作地联接到运动参照单元，所述运动参照单元感测船运动并引导所述滑轮支承件以 补偿波浪作用，从而将所述负载物保持在相对于海床的固定位置处。
19. 如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述滑轮支承件包括用于 使所述滑轮响应于从所述运动参照单元接收数据而沿所述补偿路径运动的一 个或多个可延伸结构。
20. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述一个或多个可延伸结 构在所述滑轮支承件上施加的压力等于在所述负载物上施加恒定张力所需要 的压力。
21. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述一个或多个可延伸结 构在所述滑轮支承件上施加的压力等于将所述负载物保持在恒定位置所需要 的压力。
22. 如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述一个或多个可延伸结 构在所述一个或多个可延伸结构处于运动冲程中心时处于中性位置。
23. —种对从线的一端悬入海洋环境的负载物提供升沉补偿的方法，所述 线的另一端由位于船上第一位置处的线操纵装置操纵，所述方法包括将滑轮支承基部固定在所述船上的第二位置处，所述第二位置与所述第一 位置间隔开；提供用于接纳来自所述线处理装置的线并用于将所述线引导到所述负载 物的滑轮；将滑轮安装框架安装在所述滑轮支承基部上以沿所要补偿的升沉运动的 总体方向延伸的补偿路径往复运动，所述滑轮安装框架通过轴支承所述滑轮；以及可操作地将补偿器控制器连接到所述滑轮安装框架以使所述滑轮安装框 架响应于所述船的升沉运动而沿补偿路径可控制地往复运动。
24. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括将所述补偿路径限 定在所述滑轮支承基部上。
25. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括将所述补偿路径限 定为曲线轮廓，所述曲线轮廓总体由所述线上与所述滑轮相邻的固定点围绕所述线操作装置上固定点的旋转和所述线在所述滑轮和所述线操纵装置处的缠 绕限定。
26. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括在所述滑轮支承基 部上的至少一个引导表面上限定所述曲线轮廓，并在所述引导表面上引导所述 滑轮安装框架。
27. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，使所述滑轮安装框架可控 制地往复运动包括在升沉期间提供负载平衡。
28. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，使所述滑轮安装框架可控制 地往复运动包括对所述负载物进行中性定位。
29. —种对从线的一端悬入海洋环境的负载物提供升沉补偿的方法，所述 线的另一端由位于船上第一位置处的线操纵装置操纵，所述方法包括-在所述船上的第二位置处从所述线操纵装置接收所述线，所述第二位置与 所述第一位置间隔开；提供沿所要补偿的升沉运动的总体方向延伸的补偿路径的第二位置处用 于线离开点的往复运动；其中，所述补偿路径由曲线轮廓限定，所述曲线轮廓保持由所述第一位置 处的线离开点和第二位置处的所述线离开点之间长度限定的线节段在补偿所 述升沉运动期间保持基本上相同的长度。
30. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，提供沿所述补偿路径的往 复运动包括在升沉期间提供负载平衡。
31. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，提供沿所述补偿路径的往 复运动包括对所述负载物进行中性定位。
32. 如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括总体由所述线上与 所述第二位置相邻的固定点围绕所述第一位置处所述固定点的旋转和所述线 在所述第一位置和所述第二位置处表面上的缠绕限定的所述曲线轮廓。
全文摘要
升沉补偿系统提供直接作用升沉补偿器，该升沉补偿器降低线上的应力和疲劳，该系统包括单个滑轮系统，该系统在其装有负载线并沿与负载线离开线操纵系统的位置相切的、升沉补偿器的曲线轮廓移动时进行升沉补偿。在升沉补偿操作期间从线操纵系统延伸到滑轮的线的长度基本上是相同的长度，且线离开线操纵系统的位置基本上是线上应力改变的唯一位置。
文档编号B66D1/52GK101500930SQ200780030117
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月14日 优先权日2006年8月15日
发明者T·克里斯托弗 申请人:海德勒利夫特埃姆克莱德股份有限公司