[发明专利]用于提高可操作性的装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分地补偿振荡(swell)或起伏(surge) 对固定到船的挖掘部件、尤其是耙吸头(draghead)的速率的影响的 装置。本发明还涉及一种由船、尤其是拖曳吸入式挖掘船(trailing suction dredger)，和一个或多个这类装置组成的组件，本发明还涉 及一种用于至少部分地补偿这类影响的方法。

背景技术

拖曳吸入式挖掘船是一种船，用它，物质可以从水域床被吸起、 被收集并被运输到适当的目的地。所述水域通常是海，尽管拖曳吸入 式挖掘船也可以被用在湖或类似物上。拖曳吸入式挖掘船装备有耦连 到它的长吸管。该吸管由数个缆绳悬吊，这些缆绳沿该吸管的长度分 布。在起重机(crane)(转臂起重机(derrick))和固定到它的绞 盘的辅助下，缆绳被释放，以使吸管可以被降入水域中。假定吸管的 底端是用于在水域床上耙动的耙吸头。在挖掘部件在床上耙动期间， 床物质(bed material)和水的混合物被挖掘部件松动。在由一个或 多个离心泵制造的真空的影响下，松动的床物质被向上抽，随后被存 储在该船的船舱中。在船舱中，在这种情形下拖曳吸入式挖掘船被称 为漏斗(hopper)，所供应的床物质沉积下来，而过量的水被排出。 一旦船舱被充满，吸管就再一次被拉起，该船移动到前述目的地，以 运送所吸起的床物质。

拖曳吸入式挖掘船的最大挖泥深度通常由该船可以操纵的吸管的 长度确定。这个最大长度主要取决于船的长度。多个因素的结果是， 吸管的长度——从而可以进行挖泥的深度——迄今仍被限制在最多大 约130米。所述的、在大深度(low depth)对挖泥有不利影响的因素 之一，是所出现的振荡或起伏。例如，在高波浪高度和/或在特定波浪 频率，挖泥是不可能的，因为振荡或起伏的结果是，吸管——尤其是 其挖掘部件——被压入床或至少有被压入床的风险。这可以导致挖掘 部件、吸管甚或船的损坏。季节也起作用。在冬季时期，波浪常常比 其他时期高。在地球上的特定地区，甚至仅可能在更短的时期内—— 例如仅在夏季——挖泥，因为仅在所述时期，波浪才平均保持在特定 临界高度以下。这个在海中挖泥的可操作性(或“时间性(up time)”) 的限制使挖泥的成本和挖泥的速率、例如在特定区域安装用于开采气 体和/或石油的基础设施期间增加到可观的程度。尤其是，该限制在大 深度挖掘期间出现。此时吸管相当陡峭地延伸，从而挖掘部件更趋于 掘进床。

前述对吸管、挖掘部件和/或船的损坏可以出现在挖掘部件获得负 床速率(negative bed velocity)时。这意味着，船在振荡或起伏的 影响下运动的结果是，即使该船具有运行方向上的正床速率(即，相 对于床的速率)，吸管底部的挖掘部件自身也可能获得反方向上的速 率。负耙吸头床速率现象是在深水中挖泥期间最限制可操作性(或时 间性)的因素之一。

为了防止挖掘部件当船在运行方向上移动期间获得负床速率，可 以使用例如非常大且重的船。因其高质量和大尺度，非常大的船受振 荡影响较小，从而该船的运动也较小。因船的小运动，挖掘部件经历 较小的相对移动和较慢的移动速率。然而，缺点是，该解决方案非常 昂贵。此外，建造这类重型船相对耗时。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种装置、系统和方法，其可以克服或 至少减轻现有技术的上述缺点。

本发明的另一个目标是提供一种装置、组件和方法，其可以提高 可操作性。

本发明的另一个目标是提供一种装置、组件和方法，用它，可以 在相对大的深度进行挖泥并具有有限的损坏风险。

根据本发明的第一方面，在用于至少部分地补偿振荡或起伏对用 于挖掘水域床的船的挖掘部件、尤其是耙吸头、的速率的影响的装置 中，实现了至少一个前述目标，该装置包含：

——吸管，其被固定到船，用于吸起床物质，其中该吸管的实施 方式是，数个可以相对于彼此转动的吸管片段铰接，并且其中每个吸 管片段相对于船的前进方向倾斜地向后延伸；

——挖掘部件，其装备在吸管的端部，并且其可以在床上耙动， 用于松动并吸起床物质；

——缆绳，其装备在吸管和船之间，用于支撑单个的吸管片段；

——至少一个提升元件，其用于通过提起或释放至少一个缆绳来 使得吸管片段相对于彼此转动；