[发明专利]张紧设备

说明书

技术领域

本发明涉及海底起吊操作以克服当使用重量轻的材料用于起吊绳索时缠绕张力的挑战。更具体地，本发明涉及用于相比于可选择的解决方案减少绳索的弯曲疲劳并且在诸如升降架（crane）、A字形框架（A-frame）、月池塔（moonpool tower）等的起吊结构方面提供容易集成的方法和设备。

本发明也可以有益于其它类型的绳索和缆绳（钢丝、脐带缆（umbilicals）等）和除海底起吊操作以外的其它类型的操作（采矿、海底干预、铺管操作/A&R操作（放弃和收回操作(A&R)），水井干预等）。

背景技术

当使用标准的滚筒绞车用轻重量的起吊绳索回收空钩时，核心挑战是绳索将以低的张力缠绕到滚筒上。当完成重的有效载荷的随后部署（或从更浅的水深收回）时，有处于高的张力下的绳索将挤压到松散地缠绕的绳索层上的风险，在此之下产生对绳的损害和操作失败的风险。

为了克服这个问题，已经开发了像申请者自己的US6,182,915的牵引单元那样的牵引单元。US‘915的设备包括可被安装在有效载荷和储存滚筒之间以提供用于广范围的载荷的缠绕张力的低的变化形式的许多牵引滑轮。该解决方案的一些益处是：

●在张紧/松开过程期间以在张力设备和绳索/缆绳之间的低滑动来处理柔性绳索/缆绳。

●处理绳索中的接头和物体的能力。

●在缠绕到绞车滚筒上之前将绳索松弛到绳索和滚筒可接受的张力水平（例如，与纤维的蠕变或破碎相比）。

●绳索没有扭转（确保零传动角度）。

这个解决方案还以在一些应用中不是最佳的一些特点为特征：

●由于绳索一直围绕牵引滑轮伸展，即使在不严格需要时，这意味着在以下期间在绳索上不必要地积累更多的绳索弯曲圈数：

●部署操作

●收回操作

●主动的升沉补偿（AHC）操作

●推荐牵引滑轮的大的直径（大的D：d比率）以减少热量累积和AHC操作中纤维绳索的磨损。

在用于将负载带到甲板或从甲板带走以及带出水或带到水中的升降架结构、A形框架、月池塔或其它结构中，这种解决方案的布置是相当宽敞的，部分地由通过D：d推荐给出的牵引滑轮的尺寸来驱动。

US7,389,973涉及用于绳索的张紧设备，该张紧设备包括以两组布置的多个轧辊，其中要被张紧的绳索以Z字形的方式从两组中的一组中的一个轧辊布置到另一组中的轧辊、向回布置到第一组中的轧辊并因此穿过设备。两组轧辊可主动或被动地移动以调整两组轧辊之间的距离，以在绳索中收紧来保持其被张紧。然而没有表明根据US‘973的设备可被使用来保持在设备的一侧处的恒定张力，同时改变在设备的另一侧处的绳索的张力或提供设备上的张力差异。相应地，US‘973中描述的设备对于其中滚筒上需要最小张力即使提升张力正在变化的应用或其中将绳索缠绕到滚筒上之前需要张力在绳索中增加的应用将不具有价值或具有有限的价值。

现代的绳索具有接近水的密度的密度。然而，当不用任何负载拉动绳索时，绳索中的张力可能由于水和绳索之间的轻微密度差别并且由于动态力而变化。此外，绳索必须以最小的张力缠绕到绞车上，以避免部署重的载荷时如果绳索太松地缠绕到绞车上而将产生的以上提到的问题。

本发明的目标是提供一种方法和设备，其使得有可能确定在将绳索缠绕到滚筒上时维持某一最小缠绕张力或可选地恒定的缠绕张力，即使起吊设备的起吊张力或操作张力变化或是太低的，并且同时避开现有技术中提到的问题。

发明概述

根据第一方面，本发明涉及用于张紧被缠绕到绞车滚筒上或从绞车滚筒放开的绳索或缆绳的张紧设备，该张紧设备包括轮、滚筒和/或带，轮、滚筒和/或带被布置成使得绳索或缆绳可被布置成按次序靠在轮、滚筒或带上，其中轮、滚筒和/或带被布置以从绳索或缆绳自由地穿过张紧设备伸展的脱离接合位置以及绳索或缆绳靠在设有旋转控制装置的所述轮、滚筒和/或带上以制止或拉动绳索或缆绳来提供张力的接合位置位移。借助于权利要求的设备使得可以将张紧设备根据需要从绳索或缆绳被允许不用经过滑轮、滚筒、轮或类似物上面而自由地通过的脱离接合位置移位到当需要时可得到全部张紧力的接合位置。根据需要在接合位置和脱离接合位置之间的移位大幅减少了施加到绳索或缆绳的不必要的弯曲圈数的数目以及绳索或缆绳的磨损和撕裂。

根据实施方式，本设备包括布置在旋转布置的滑轮支撑件或臂上的多个滚筒或轮，其中滑轮或臂支撑件可从轮或滚筒不与绳索或缆绳相互作用的脱离接合位置旋转到轮或滚筒与绳索或缆绳张紧地相互作用的位置。