[发明专利]用于系泊浮动单元的系泊框架和包括系泊框架的浮动单元

说明书

本申请公开了一种用于系泊浮动单元的系泊框架，系泊框架适于安装在浮动单元或者浮动或非浮动结构上，并且包括用于附接到浮动单元或者浮动或非浮动结构的附接单元。系泊框架还包括：第一系泊单元以及第二系泊单元，其中，第一系泊单元和第二系泊单元通过允许围绕两个或三个独立轴线的相对旋转的接头元件彼此附接，附接单元通过允许围绕三个独立轴线的相对旋转的接头元件附接到系泊框架第一系泊单元适于通过允许围绕两个或三个独立轴线的相对旋转的接头元件附接到浮动单元或者浮动或非浮动结构，并且第二系泊单元适于通过允许围绕两个或三个独立轴线的相对旋转的接头元件附接到浮动单元或者浮动或非浮动结构。

技术领域

本发明涉及用于系泊浮动单元的系泊框架和包括这种系泊框架的浮动单元。

背景技术

现在通过从海床升起并直接连接到船舶歧管的浸没柔性软管以及其他方法实现了温暖流体从船到岸的转移。为避免过多的热量损失和外部冰层的积聚，低温液体通过与水接触的任何管道的转移需要广泛地隔离管道，这导致每米的重量比用于转移温暖流体的管道大得多。因此，用于低温应用的管道的处理通常对于船舶的起重设备和歧管来说是难以管理的。此外，低温液体的转移需要预先冷却转移管道以避免大量蒸汽的产生。预先冷却必须在转移操作之前立即进行，并且操作必须在分配载体到达后不久开始以进行成本有效的航运。此外，许多低温流体的处理需要实现特殊措施以便在任何违约事件中将泄漏风险最小化。紧急关闭系统、紧急释放联接器和特殊监测系统通常是低温转移操作的深刻集成。

在海上石油工业中已知使用包括各种类型的浮动概念的装载系统。海上环境条件通常很苛刻，这显著增加了系统在这些条件下操作的要求和成本。

为了克服现有技术的至少一些问题，在公开文献WO 2015/107147 A1中已经提出并描述了用于在浮动结构与浮动或非浮动结构之间传递流体或电力的浮动单元。然而，需要进一步改进该公开文献中公开的将浮动单元系泊到浮动或非浮动结构的系泊系统。

在公开文献US 2005/097590 A1、US 2004/154518 A1和WO 2009/048342 A2中公开了已知的系泊系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于将浮动单元系泊到浮动或非浮动结构的系泊系统，其允许相对于浮动或非浮动结构的垂直平移运动和围绕浮动单元的任何水平轴线的旋转运动，同时基本上限制相对于浮动或非浮动结构的横向平移运动和围绕浮动单元的竖直轴线的旋转运动。

另一个目的是在浮动单元与浮动或非浮动结构之间存在干舷差异时，使得浮动单元与浮动或非浮动结构之间存在紧密的系泊距离。

另一个目的是获得一种系泊系统，其在浮动单元与浮动单元系泊到的浮动或非浮动结构之间提供稳固且可靠的连接。

另一个目的是获得一种系泊系统，其具有低制造和安装成本以及低维护成本。

这些目的通过根据权利要求1所述的系泊框架、根据权利要求15所述的浮动结构、以及根据权利要求21和22所述的系泊框架的使用来实现。独立权利要求限定系泊框架和浮动结构的另外实施例。

本文公开的系泊框架可以用于暂时将浮动单元(例如船舶或平台)系泊到另一个浮动或非浮动的单元、船舶或结构。系泊框架吸收来源于浮动单元与浮动或非浮动结构之间的相对运动的力和能量。来源于水平面中的两个主要方向(第一方向和第二方向)上发生的相对运动的力和能量被系泊框架吸收，所述第一方向和第二方向通常是笛卡尔坐标系中的x方向和y方向。

通常，两个系泊框架可以用于系泊浮动单元，其通过允许围绕三个独立轴线的旋转运动的接头(例如万向接头)来连接到浮动单元或连接到浮动或非浮动的单元、船舶或结构。框架被设置有真空垫或电磁垫，其用于将浮动单元暂时系泊到浮动或非浮动的单元或船舶并由此传递来源于相对运动的载荷。系泊框架可以被设置有系泊单元和支撑元件，其通过使用集成的刚度元件(例如弹簧元件)从水平面中的相对平移运动吸收能量。如果需要的话，也可以包括阻尼元件。