CN115175852A - 系泊系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开的是一种用于系泊浮动式船舶的系泊系统(1)。该系泊系统包括用于附接至系泊线的连接器结构(10)以及待锚固至海床的锚固结构(20)。连接器结构包括接合部分(14)和附接部分(12)。锚固结构包括敞开的导引通道(22)，该导引通道从入口区域(24)延伸至末端区域(26)，并且该导引通道定尺寸成至少容纳连接器结构的接合部分。在连接器与锚固结构连接和断开联接时，通向导引通道的纵向开口为连接至附接部分的系泊线提供了入口。连接和断开联接可以从水面进行控制。

Description

系泊系统和方法

技术领域

本发明涉及用于系泊船舶的系泊系统，所述船舶特别地为永久性或半永久性定位的船舶，比如海上可再生能源设施，特别是潮汐涡轮机，并且本发明涉及远程接合和释放系泊线的方法。

背景技术

诸如可再生能源发电设施、或者石油和天然气开采设施的海上装置可以包括永久地或半永久地锚固在设施处(即，一次锚固几个月或几年)的浮动式船舶。

用于这种船舶的系泊线需要抵抗由于潮汐、海浪和作用成使浮动式船舶移动的水面状况而施加至浮动式船舶的力。

水下状况可能使系泊线劣化，特别是在海洋环境下尤其如此，并且定期检查和维护(包括更换)是必要的。

常规的可断开连接的锚固系统、比如EP1882106或EP2800685中描述的那些可断开连接的锚固系统适于使用远程操作式航行器(ROV)来连接或断开连接。常规系统还可以被设计成满足特定于特定应用的要求，比如在特定的石油和天然气开采应用中可能需要的那样围绕轴线旋转和/或能够在高于预定载荷的情况下释放。在JPS60240594中描述了另一示例，其中，位于线缆的端部处的插口可以穿过锚固至海床的竖立管道中的槽形开口而被接纳并且可以通过线缆中的拉力而保持在管道的闭合的上端部中。这种布置的问题在于，装置需要精确地定位线缆和插口，并且除非在线缆上保持足够的拉力，否则线缆和插口易于从管道移除。

仍然需要降低可断开连接的锚固系统的操作复杂性和相关联的成本(例如，部署ROV的操作复杂性和相关联的成本)。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于系泊浮动式船舶的系泊系统，该系泊系统包括：

连接器结构，该连接器结构包括接合部分和用于附接至系泊线的附接部分；以及

锚固结构，该锚固结构构造成锚固至海床；

其中，锚固结构包括敞开的导引通道，该导引通道从入口区域延伸至末端区域，并且该导引通道定尺寸成至少容纳连接器结构的接合部分；

其中，从敞开的导引通道向上延伸有纵向开口，以在接合部分位于导引通道内时为连接至附接部分的系泊线提供入口；

其中，当接合部分与导引通道的末端区域接合时；

至少末端区域构造成支承连接器结构，并且

接合部分由末端区域保持，以防止接合部分向上移动离开导引通道或者防止接合部分移动远离入口区域。

连接器结构沿着导引通道经由入口区域移动至末端区域，以将连接器结构和锚固结构连接。导引通道的上开口提供了在连接器结构附接至系泊线的同时进行的这种运动。

当连接器结构的接合部分在导引通道的端部处与末端区域接合时，连接器结构仅可以沿相反的方向朝向入口区域从导引通道移除。防止接合部分进一步移动远离入口区域或进一步向上移动离开导引通道。

系泊的船舶(比如永久性或半永久性系泊的船舶)可以经由一个或更多个系泊线来系泊，所述一个或更多个系泊线延伸至定位在海床上、距船舶一定距离处——即不直接位于船舶下方——的一个或多个锚固装置。系泊线设置有一定程度的松弛，以允许系泊的船舶在水面处有限地移动(考虑到潮汐、涌浪等)。在海床处，经由系泊线施加至锚固装置的力大致沿着海床，或者，如果船舶移动远离锚固装置，则可以施加与海床成角度的力。系泊系统可以相对于系泊线定向成使得接合部分与末端区域之间的接合防止连接器结构与锚固结构断开接合。

末端区域还构造成至少支承连接器结构的接合部分(即，至少支承连接器结构的接合部分的重量)，使得除非朝向入口部分迫压，否则连接器结构的接合部分将保持在末端区域中。因此，在使用中，即使在附接至锚固结构的系泊线松弛时，连接器部分也保持联接至锚固结构。这在其中水流可能致使系泊的船舶的位置发生较大变化的潮汐位置中具有特别的益处。

将理解的是，末端区域构造成在锚固部段处于位于大致水平的海床上的取向时为接合部分提供这种支承。

在一些实施方式中，至少连接器结构的接合部分由末端区域保持，以防止接合部分相对于锚固结构向上移动或移动远离入口区域。

该系泊系统与常规的可断开连接的系泊装置或锚固装置在下述方面形成对比：可以在系泊线连接器或系泊线本身的一部分从导引通道伸出的同时建立连接。由于系泊线连接器可以以这种方式连接，因此在一些实施方式中，仅经由来自水面的系泊线，而不需要昂贵的部署方法(比如使用ROV)。

进而，从水面连接和断开连接的容易性可以提供使用具有较短的工作寿命的较小的系泊线。

当接合部分接合在导引通道的末端区域中时，附接部分可以附接至大致向上(相对于海床)延伸的系泊线。系泊线与连接器结构之间的这种接近由纵向开口提供。

纵向开口可以从导引通道向末端区域的远端延伸。当与末端区域接合时，连接器结构可以相应地连接至系泊线，该系泊线从末端区域大致沿着海床向远端延伸并且/或者以一定角度向上且向远端延伸。

本文中对“近端”和“远端”以及类似术语的引用是通过从入口区域沿着引导通道至终端区域的方向上的参考系做出的。

导引通道的至少一部分、比如末端区域以及/或者导引通道的从导引通道延伸的一部分可以大致水平地延伸。因此，在使用中，接合部分可以沿着导引通道的所述至少一部分大致水平地移动。

导引通道可以由适当定向的表面区域限定。每个所述表面区域可以包括单个表面或多个表面。表面区域可以由表面的网格限定、比如由管状构造来限定。

导引通道可以至少部分地由可以大致朝向彼此定向的侧表面区域限定。

导引通道可以包括基部表面区域，该基部表面区域大致向上定向、例如至少在末端区域中大致向上定向。

基部表面区域可以沿着全部导引通道或导引通道的一部分完全地在导引通道上延伸。基部表面区域可以沿着全部导引通道或导引通道的一部分部分地在导引通道上延伸。

基部表面区域可以沿着导引通道的至少一部分在侧表面区域之间延伸。

纵向开口可以沿着导引通道在侧表面区域之间延伸，并且可选地向导引通道的末端区域的远端延伸。

在末端区域中，基部表面区域可以延伸至纵向开口的一侧或两侧(即，向纵向开口的侧向延伸)。在一些实施方式中，在导引通道的入口区域中，基部表面区域在侧表面区域之间延伸，并且在导引通道的末端区域中，基部表面可以从侧表面区域延伸并延伸至纵向开口的任一侧。

竖向的纵向对称平面可以沿着导引通道延伸，并且导引通道和可选的锚固结构作为整体可以围绕纵向平面对称。

导引通道的入口区域可以构造成使得连接器结构的接合部分可以下降到导引通道中。

导引通道的入口区域可以构造成使得接合部分下降成邻近入口区域，并且接着大致水平地(向远端)移动到导引通道中。

至少导引通道的入口区域可以包括斜面。斜面可以由基部表面区域的一部分限定。

斜面可以定向成在接合部分下降到入口区域中并下降到斜面上时将接合部分沿着导引通道朝向末端区域引导。

斜面可以与水平面成一定角度，比如在约40°与80°之间、或者在约50°与70°之间、或者约为45°、50°、66°、60°或65°的角度。

斜面可以具有平坦的轮廓，或者斜面可以是弯曲的(例如，抛物线形的)。

倾斜的入口区域可以延伸至水平区域(即大致沿着海床延伸)。导引通道的水平区域可以包括末端区域。

倾斜的入口区域与水平区域之间的过渡，可选地与水平的末端区域的过渡可以是突然的(即，包括拐角)，或者可以是渐进的(即，包括从倾斜至水平的平滑过渡)。

在一些实施方式中，导引通道的末端区域(和/或任何中间区域)可以是倾斜的(以相同或不同的角度倾斜)。整个导引通道可以是倾斜的。

导引通道的每个区域的倾斜的斜面的坡度可以是恒定的，或者可以变化。例如，斜面可以在沿着导引通道纵向的方向上弯曲。

入口区域可以构造成接纳来自接近轨迹范围内的接合部分。

如本文所公开的，纵向平面中的轨迹范围可以由在侧表面区域的部分之间延伸的倾斜的入口区域容纳。因此，如通过竖向平面所观察到的，入口区域可以朝向基部表面区域渐缩。因此，连接器结构的接合部分可以从纵向轨迹范围内接近入口区域，纵向轨迹范围介于从斜面向近端延伸的轨迹与从入口区域的最远端部分(入口区域的最远端部分通常与末端区域的最近端部分重合)竖向地延伸的轨迹之间。

在纵向平面中，入口区域的最上部分可以比接合部分延伸得更远。因此，接合部分与入口区域之间的角度(相对于纵向平面的角度)的范围也可以被容纳。

相对于纵向对称平面的侧向轨迹范围可以被侧向渐缩的入口区域容纳。例如，侧表面区域的限定入口区域的部分可以沿着导引通道向远端汇聚。

入口区域可以大致形成为朝向导引通道的末端区域向远端渐缩的敞开的漏斗或斜槽。

中间区域和/或末端区域可以是渐缩的，例如中间区域和/或末端区域的侧表面区域可以是渐缩的。入口区域可以朝向末端区域连续渐缩。导引通道作为整体可以是渐缩的。

导引通道的末端区域可以限定基部表面区域的远端部分，并且导引通道的末端区域可以由每个侧表面区域的远端部分限定。

末端区域可以包括至少一个接纳形成部，所述至少一个接纳形成部用于接纳连接器结构的接合部分(例如如本文所公开的接合形成部)并与连接器结构的接合部分接合。

至少一个侧表面区域的远端部分可以限定接纳形成部。

每个侧表面区域的远端部分可以限定接纳形成部。接纳形成部方便地彼此相同。锚固结构可以包括位于导引通道的远端端部上的一个或更多个其他接纳形成部。

接纳形成部可以构造成与接合部分配合地接合。

接纳形成部或接纳形成部中的每个接纳形成部在导引通道的每一侧处可以采用方形或圆化的凹部、纵向槽等形式。在使用中，连接器结构的接合部分可以抵接接纳形成部或每个接纳形成部，以防止进一步向远端移动，并且接纳形成部或每个接纳形成部可以在接合部分的至少一部分上延伸，以防止接合部分相对于锚固结构向上移动。由此，连接器结构由末端区域保持，以防止接合部分相对于锚固结构向上移动或移动远离入口区域。

锚固结构可以包括限定导引通道的导引部段。锚固结构可以包括适于紧固至海床的基部部段。

锚固结构可以适于被压载。

锚固结构可以包括适于将压载重物搁置或紧固至锚固结构的位置。

锚固结构的至少一部分可以具有中空构造，并且锚固结构的至少一部分适于填充有压载材料。

锚固结构的至少一部分可以由压载材料块、比如金属块机加工或铸造而成。例如，锚固结构的限定导引通道的一个或更多个部分可以由压载材料机加工或铸造而成。

锚固结构(比如锚固结构的基部部段)还可以包括用于将锚固结构紧固至海床的锚爪。替代性地或另外地，可以使用螺钉、桩等，以将锚固结构紧固至海床。

锚固结构可以具有任何适合的构造。例如，锚固结构的至少一部分可以由纵梁、管件、杆或横梁等构成。

锚固结构可以适于在海床上提供稳定的且在一些实施方式中大致平坦的平台。例如，基部部段可以包括一个或更多个长形横梁，其中，导引部段安装在所述一个或更多个长形横梁上。导引部段可以直接附接至基部部段，或者导引部段可以通过支承框架与基部部段间隔开。

导引部段可以具有整体构造、中空构造，或者导引部段本身可以由横梁、杆、管件等的框架构成。导引通道可以由一个或更多个导引表面限定，或者可以由所述框架的表面限定。

如本文所公开的，锚固结构的一个或更多个部分可以具有用于接纳压载材料的中空构造。

连接器结构的接合部分可以包括与所述接纳形成部对应的接合形成部。接合形成部可以构造成与所述接纳形成部对应地接合。

接合部分可以包括接合形成部，该接合形成部从接合部分侧向地延伸，以与由侧表面区域或每个侧表面区域限定的接纳形成部接合。

在其中导引通道侧向地对称(关于纵向对称平面对称)实施方式中，连接器结构可以围绕连接器结构自身的纵向平面侧向地对称，当锚固结构和连接器结构彼此接合时，导引通道的纵向平面和连接器结构的纵向平面重合。

侧向延伸的接合形成部可以包括销钉或其他适合的突出部。侧向延伸的接合形成部可以包括可旋转元件，例如，该可旋转元件能够围绕正交于纵向平面的轴线旋转。例如，侧向延伸的接合形成部可以包括转轴和围绕转轴的衬套或轴承。

在沿着导引通道移动接合部分时，诸如衬套或轴承的可旋转元件可以进行协助。随着时间的推移，由施加至系泊线的变化的拉力引起的运动(例如在潮汐或涌浪中引起的运动)可以通过使连接器结构围绕可旋转接合形成部旋转而被促进，从而减少界面磨损。

附接部分可以包括用于连接至系泊线的任何适合的装置、比如一简单的孔眼或多于一个的孔眼。附接部分可以适于促进附接至附接部分的系泊线的侧向运动和/或竖向运动。

例如，附接部分可以包括万向接头、一个或更多个H形板(可选地在其端部处具有彼此正交的孔眼的一个或更多个H形板)、或者用于附接系泊线的其他适合的装置。

附接部分可以相对于延伸穿过连接器结构的所述纵向平面对称地设置。这种对称可以有助于连接器结构在与锚固结构连接和断开联接期间保持平衡和进行定向。

连接器结构可以包括位于附接部分与接合形成部之间的大致三角形的装置。

连接器结构可以包括用于连接提升线的一个或更多个其他连接器。提升线连接器可以是可释放的。连接器可以是可远程释放的。

可以使用用于将提升线移除、断开连接的任何适合的装置，例如由可以与提升线部署在一起的控制线控制的任何适合的装置。例如，提升线可以经由液压致动销释放，该液压致动销经由一个或更多个液压控制线提供动力。提升线可以包括由拉线控制的可远程释放的钩。在一些实施方式中，提升线可以构造为所谓的“环形线”，并且提升线可以围绕连接器结构或连接器结构上的孔眼紧固并绕回至水面。

在一些实施方式中，重新连接可以通过类似方式远程地建立。在使用中，连接器结构可以连接至提升线并通过水柱下降到入口区域中。为此，连接器结构还可以或替代性地连接至系泊线。替代性地，提升线可以主要用于控制连接器结构在水柱中的位置，并且系泊线可以用于对沿着导引通道导引接合部分的附加控制。

专用的导引线(可选地具有比系泊线更轻的构造的专用的导引线)可以用于在附接部分处或靠近于附接部分与连接器结构连接。

系泊系统可以包括盖结构，该盖结构定尺寸成定位在导引通道的入口部分中并阻挡导引通道的入口部分。盖结构可以完全延伸跨越导引通道。

盖结构可以可选地置于导引通道的入口部分中，以减少限定导引通道的所述表面区域上的积垢(例如残渣或海洋生物的积聚)。盖结构还可以抵抗接合部分在使用中朝向导引通道的入口部分向近端的运动。盖结构可以防止或抵抗接合部分远离导引通道的末端区域的运动。

盖结构可以具有任何适合的构造，但是方便地具有中空的固体构造，以便最有效地保护入口部分免受污垢的影响。盖结构可以被压载，或者可以适于被压载。在盖结构的上部上可以设置有连接器(该连接器可以是可释放的，可选地可以是可远程释放的)，盖结构在使用中可以通过该连接器上升或下降。

系泊系统可以包括附接至连接器结构的附接部分的系泊线。系泊线可以是编织线缆、链条等。

系泊系统可以包括用于连接至连接器结构的提升线。提升线可以是编织线缆、链条等。

系泊线可以具有相对较重的构造，以承受施加至系泊的船舶的力。通过比较，提升线可以具有比系泊线更轻的构造，并且在一些实施方式中，可以使用重量较轻的提升线更容易地控制连接器结构的运动。如下面进一步详细讨论的，类似的考虑应用于用于移动盖结构或用于部署锚固结构、压载物等的提升线。

系泊系统可以包括诸如提升或降低锚固结构、连接器结构以及在存在的情况下的盖结构所需的这样的水面设备。水面设备可以包括机械绞盘。水面设备可以包括用于在使施加至系泊线和/或提升线的任意导引线的任何力移动方面使用的一个或更多个船舶和/或一个或更多个浮动装置。

根据本发明的第二方面，提供了一种将系泊线连接至海床的方法，该方法包括：

提供连接器结构和锚固结构，连接器结构具有接合部分和附接至系泊线的附接部分，锚固结构锚固至海床，其中，锚固结构包括敞开的导引通道，该导引通道定尺寸成至少容纳连接器结构的接合部分，并且从敞开的导引通道向上延伸有纵向开口；

使连接器结构的接合部分下降到导引通道的入口区域中，或者使接合部分下降成邻近导引通道的入口区域并使接合部分大致平行地移动到入口区域中；

使接合部分从入口区域沿着导引通道向远端移动至导引通道的末端区域；

将连接器结构的接合部分与导引通道的末端部分接合，使得末端部分保持接合部分以防止接合部分向上移动或移动远离入口区域；并且末端部分构造成支承连接器结构；以及

使系泊线从附接部分沿相对于导引通道大致向上的方向延伸或者沿远离入口区域大致向远端的方向延伸。

将理解的是，当系泊线连接至附接部分时，接合部分从入口区域沿着导引通道向远端移动至导引通道的末端区域。纵向开口为系泊线提供了入口，以在整个方法期间保持与附接部分连接。例如，系泊线可能需要移动，以便使连接器结构枢转，并且通向导引通道的纵向开口提供了这种入口。

当系泊线沿远离入口区域的方向大致向远端延伸时，经由系泊线大致沿着海床施加拉力，并且该拉力用于保持连接器结构与锚固结构接合。

将理解的是，术语“远离入口区域大致向远端的方向”涵盖方向范围，假如施加在连接器结构与锚固结构之间的力的主分量用于保持连接器结构与锚固结构彼此接合。如果系泊线所延伸至的船舶在水面上移动，则力的向上分量可以经由系泊线施加。接合部分与导引通道的末端区域之间的接合防止连接器结构从导引通道移除。

该方法可以包括使接合部分沿着导引通道的至少一部分大致水平地移动。例如，如上文所公开的，可以使接合部分水平地移动成与末端区域接合，并且/或者可以沿着倾斜的入口部分将接合部分引导至导引通道的大致水平的部分。

该方法可以包括使连接器结构下降通过水柱。可以使连接器结构下降通过至少部分地悬置于系泊线的水柱。可以使连接器结构下降通过至少部分地悬置于提升线的水柱。该方法可以包括将提升线附接至连接器结构(如本文公开的，经由一个或更多个连接器将提升线附接至连接器结构)。

接合部分到入口区域并沿着导引通道至末端区域的运动可以通过系泊线和/或在存在的情况下的提升线来实现。

在一些实施方式中，还可以将导引线连接至连接器结构(可选地在水面处连接至连接器结构)，并且连接器结构通过水柱到入口区域并/或沿着导引通道的运动可以至少部分地由导引线引导。

连接器结构通过水柱到入口区域并/或沿着导引通道至末端区域的运动可以从水面处或从水面上方进行控制。

该方法可以包括部署和/或收回所述系泊线、提升线和/或导引线，并且由此执行该方法的一个或更多个步骤。该方法可以包括使船舶在水面上移动，以便对所述系泊线、提升线和/或导引线施加力，并且由此执行该方法的一个或更多个步骤。该方法可以包括经由系泊线、导引线和/或提升线拉动或拖曳连接器部分。

当使连接器结构移动到入口区域中并/或沿着导引通道移动至末端区域时，可以经由纵向开口将系泊线、提升线和/或导引线中的一者或更多者附接或连接至连接器结构。

当使连接器结构移动到入口区域中并/或沿着导引通道移动至末端区域时，可以使系泊线、提升线、导引线和/或附接部分中的一者或更多者延伸穿过纵向开口。

包括使连接器部分移动的步骤不包括使用ROV和/或潜水人员。

系泊线可以在接合部分沿着导引通道移动之前、在接合部分沿着导引通道移动期间或在接合部分沿着导引通道移动之后远离入口区域向远端延伸。

该方法可以包括沿着海床铺设至少一定长度的系泊线。

纵向开口可以包括从导引通道向末端区域的远端延伸，并且该方法可以包括：使系泊线从附接部分大致水平地——比如沿着海床——延伸。

该方法可以包括使接合部分下降到倾斜的入口区域上，并且其中，斜面使接合部分朝向导引通道的末端区域偏转。

该方法可以包括在水面上方将系泊线连接至附接部分(通过任何适合的装置将系泊线连接至附接部分)。

该方法可以包括将锚固结构锚固至海床。锚固可以通过压载(例如将压载重物置于锚固结构上)、将桩钻到海床中、将锚爪钻入海床中、或者本领域中已知的任何其他适合的锚固方法中的一者或更多者而进行。

该方法可以包括使锚固结构下降通过水柱，例如通过提升线使锚固结构下降通过水柱。

该方法可以包括将提升线与连接器结构和/或锚固结构断开连接。这种断开连接可以通过下述内容来实现：将提升线放出以变得松弛，并且由此通过使用控制线或通过环形线等使提升线与一个连接器或多个连接器“脱钩”。

导引通道可以包括竖向的纵向对称平面。该方法可以包括使接合部分沿着远离纵向平面的侧向轨迹范围内的轨迹移动到入口区域中。该方法可以包括使接合部分与导引通道的渐缩的入口区域接触，其中，接合部分抵靠渐缩的入口区域滑动或沿着渐缩的入口区域滚动，并且由此将接合部分朝向末端区域引导。

该方法可以包括将盖结构插入到入口区域中。

该方法可以包括将盖结构从入口区域移除，以便允许接合部分随后移动到入口区域中。

可以使用提升线来插入和/或移除盖结构。

该方法可以相应地包括将提升线与盖结构连接和/或断开联接。在其中关于连接器结构使用提升线的实施方式中，可以关于盖结构使用相同或不同的提升线。

提升线的连接和/或断开连接可以在海床上的表面处进行。提升线与盖结构在海床处的断开连接和/或连接可以从水面进行控制。

该方法可以包括使用第一方面的系泊线。

该方法可以包括：对船舶、比如WO 2018/115806中描述的浮动式发电设备进行系泊。该方法可以包括将系泊线的近端端部连接至船舶。这可以在使连接器结构下降通过水柱之前或之后(例如在已经将连接器结构与锚固结构接合之后)进行。例如，可以将系泊线的近端端部从用于部署系泊系统的部署船舶转移至待系泊的船舶。

该方法可以包括连接多于一个的系泊线，例如从单个船舶延伸的多于一个的系泊线。

根据本发明的第三方面，提供了一种将系泊线断开连接的方法。将系泊线断开连接可以包括以相反的顺序执行第二方面的方法的步骤。

将系泊线断开连接的方法可以包括：

提供连接器结构和锚固结构，连接器结构具有接合部分和附接至系泊线的附接部分，锚固结构锚固至海床，其中，锚固结构包括敞开的导引通道，该导引通道具有从敞开的导引通道向上延伸的纵向开口；

其中，接合部分与导引通道的末端区域接合，并且系泊线从附接部分沿相对于导引通道远离导引通道的入口区域大致向远端的方向延伸；

其中，该方法包括使接合部分从末端区域沿着导引通道向近端移动至导引通道的入口区域；以及

将连接器结构的接合部分提升成离开导引通道的入口区域，或者使接合部分大致水平地移动离开入口区域。

在一些实施方式中，该方法包括：在系泊线远离入口区域大致向远端延伸时，将连接器结构与锚固结构断开连接。例如，该方法可以包括：将提升线连接至连接器结构，并且使连接器结构向近端移动远离末端区域并移动离开入口区域。

在一些实施方式中，该方法可以包括使系泊线移动成使得该系泊线大致向上延伸并/或朝向入口区域向近端延伸。

该方法可以包括至少部分地通过拉动系泊线而使连接器结构向近端移动远离末端区域并移动离开入口区域。替代性地或另外地，可以使用提升线和/或导引线。

本发明不限于海洋应用，而是在任何水体中使用，任何水体包括湖泊、河流河口等。因此，本文中提到的“海床”应当被认为是应用于任何这种水体的床，并且因此能够与“河床”、“湖床”等互换。

诸如“上方”、“下方”、“水平”、“竖向”、“沿着”、“至……的一侧”、“水平”、“侧向的”或“侧向地”的术语是指在锚固部段位于水平海床上时的取向，并且不应当被理解为排除与锚固装置的其他取向有关的这种特征。应当理解，在使用中，由于坡度、碎屑或海床的其他特征，锚固结构的取向可能与水平不同。

应当理解，关于本发明的一方面所公开的可选特征对应于本发明的任何其他方面的可选特征。本文中涉及设备的特征的功能、构造或用途的公开内容应当相应地理解为与如本文所公开的方法的步骤对应，并且本文中涉及方法的公开内容应当被理解为还涵盖具有执行这种方法所需的这种特征的设备。

附图说明

现在将参照以下附图对非限制性示例实施方式进行描述，在附图中：

图1是系泊系统的立体图；

图2是系泊系统的分解立体图；

图3是系泊系统的立体横截面图，其中，没有盖结构插入到导引通道的入口区域中；并且图4示出了系泊系统的立体横截面图，其中，盖结构插入到导引通道的入口区域中；

图5示出了部署系泊系统期间的航行器；以及

图6是替代性锚固系统的示意性平面图。

具体实施方式

图1至图4示出了系泊系统1的实施方式。该系泊系统包括连接器结构10和在使用中搁置于海床上的锚固结构20。该系统还包括将在下面进一步详细讨论的盖结构30。

锚固结构20限定总体上表示为22的导引通道，该导引通道从入口区域24延伸至末端区域26。如在下面进一步详细讨论的，末端区域包括呈保持连接器结构的凹部或钩状部200、202形式的接纳形成部。

通道的侧部由侧板28a和28b限定。在所示实施方式中，导引通道22的基部表面区域(包括入口区域24处的倾斜表面24a)由铸块28c限定，以为锚固结构提供压载。

侧板28a和28b还包括可选的渐缩凸起部228a和228b，该渐缩凸起部228a和228b在使用中有助于将连接器结构朝向入口区域导引并将连接器结构导引成与锚固结构接合。

在替代性实施方式中，可以使用单独的压载物，整个锚固结构或限定通道的那些部分可以铸造而成，或者由单个块或中空的管状纵梁以其他方式形成，或者实际上可以使用任何其他适合形式的结构。在又一些实施方式中，接纳形成部可以与侧板成一体。

导引通道22在侧板与接纳形成部之间沿着导引通道22的上侧部从入口区域24通向末端区域22。在所示实施方式中，导引通道的上开口还向端部区域的远端延伸，并且在图1、图3和图4中，导引通道的上开口由系泊线附接部分(在下面讨论)占据。

连接器结构10包括靠近连接器结构10的一个端部的附接部分12和靠近连接器结构10的另一端部的接合部分14。与锚固结构20相同，所示的连接器结构关于纵向平面对称。

导引通道22定尺寸成容纳接合部分14。当接合部分接合在导引通道22的末端区域26中时，防止接合部分沿远端方向D、或向上方向U进一步移动而离开导引通道。末端区域26还构造成(在所示实施方式中，借助于末端区域26的基部表面区域的向上定向而构造成)支承接合部分的重量。因此，在没有任何力施加至连接器结构10的情况下，接合部分将保持这样接合。

接合部分14包括从接合部分14侧向地延伸的两个接合形成部140和142。接合形成部定尺寸成与相应的接纳形成部200、202配合地接合。由于连接器结构和锚固结构是对称的，因此任一接合形成部可以与任一接纳形成部接合。

接合形成部140、142各自包括可旋转构件140a、142a(呈轴承或衬套形式的可旋转构件140a、142a)所围绕的中心销或中心轴线140b、142b。可旋转构件140、142允许连接器部分在接合在导引通道的末端区域中时旋转，而不会引起过度磨损。这种运动通常是由连接至使用中的系泊线而引起的。

附接部分12包括用以将系泊线附接至连接器结构的装置、比如系泊链条。附接部分设置有孔眼120，穿过该孔眼120紧固有H形板122的销121。这种布置提供了系泊链条(未示出)在使用中相对于连接器部分的侧向运动，由此降低了侧向力，并且因此减少了连接器部分的运动。

系泊系统1还包括盖结构30，该盖结构30定尺成接纳在导引通道22的入口区域24中并阻挡导引通道22的入口区域24。在所示实施方式中，盖结构30有利地延伸跨越在导引通道的侧部之间延伸的整个基部表面区域，以阻挡入口区域24，进而防止海洋生物、残渣或导引通道的其他污垢的积聚；否则，这种积聚可能会阻碍连接器结构与锚固结构的连接和断开联接。盖结构还防止或抵抗接合部分远离导引通道的末端区域的运动。盖结构设置有连接器孔眼32、33，以用于使用提升线或导引线对盖结构进行提升和/或导引。

系泊系统1可以用于将系泊线40连接至海床。在水面处，系泊线40可以以常规的方式——比如使位于连接器结构的H形板122的端部处的销123和螺栓124连接件穿过系泊链条中的连结部或系泊线缆中的末端环状部——连接至连接器结构10的附接部分12。

参照图5，连接器结构10可以紧固有重量较轻的提升线50。提升线的端部处的拖绳52可以连接至靠近连接器结构10的接合部分14的可释放的连接器，比如钩状部或孔眼。替代性地，拖绳52可以围绕侧向延伸的接合形成部140、142打环。

然后，连接器部分可以从船舶60下降通过水柱。在所示实施方式中，这是具有用于放出系泊线40的绞盘62和滚柱64的部署船舶。起重机66包括用于放出提升线50的对应的绞盘(未示出)。起重机能够旋转并伸出，以便实现如下所述的对连接器结构10的位置的控制。

然后，连接器结构10的接合部分14下降到导引通道22的入口区域24中。入口区域24的倾斜表面24a成角度为使接合部分14沿着倾斜表面朝向导引通道的末端区域26大致向下且侧向地偏转。

入口区域的向下延伸而在末端区域的近端端部之间形成线的远端端部24b与倾斜表面24a相对于彼此渐缩，并且在纵向平面中、在入口区域的上端部(在所示实施方式中，与块28c的顶部水平)处比接合部分14大。入口区域由此构造成接纳来自纵向平面中的轨迹范围和/或接合部分与入口区域之间的相对角度范围内的接合部分。

侧板28a和28b的渐缩保护部228a和228b还有助于使接合部分在接合部分沿着从导引通道的纵向对称平面侧向地偏移的轨迹下降时朝向入口区域偏转。

沿着导引通道的纵向开口使接合部分14能够在附接部分12连接至系泊线40的同时进入导引通道并沿着导引通道的末端区域26移动。在所示实施方式中，纵向通道足够宽以允许H形板122和连接器结构10的位于孔眼120周围的部分至少部分地延伸到纵向开口中或延伸穿过纵向开口并延伸从大致竖向(相对于接合部分)至沿着海床大致水平的取向范围，如图所示。

如图5所示，可以从船舶60的船尾部署连接器结构，并且根据需要放出或拉动系泊线40，以实现对连接器结构10的位置的控制，并且至少在某种程度上有助于将接合部分12沿着导引通道22导引至末端部分26。

替代性地，还可以使用其他导引线(未示出)。

一旦接合形成部140、142已经移动成在导引通道22的末端区域26处与接纳形成部200、202接合，则提升线50可以被释放、例如通过释放液压致动销、比如由英国坎波恩的LMHandling制造的液压释放钩环(HRS)的液压致动销而被释放。液压销机构、液压控制线和相关联的设备未在图中示出。

在最终步骤中，可以使用相同的提升线或另一提升线使盖结构30下降到入口区域24中。如通过比较图3和图4(图3和图4示出了在没有侧板28b的情况下的侧视图，使得可以看到导引通道的轮廓)可以看到的，盖结构30构造成从一侧至另一侧地且纵向地完全延伸跨越入口区域。盖结构30还具有与倾斜表面24a的轮廓相反的轮廓。

盖结构不仅保护导引通道免于积垢，而且还为从导引通道移除接合部分14提供了附加屏障。

系泊线40可以通过大致相反地执行这些步骤来断开连接。在一些实施方式中，将接合部分14从导引通道22移除可以在不使用提升线的情况下、但是仅在系泊线的作用下实现。纵向通道允许穿有系泊线的附接部分12摆动或枢转(围绕旋转构件140a、142a枢转)成相对于导引通道大致向近端P定向，使得连接器结构10可以在系泊线40的作用下从纵向通道被拉动。

如上所述，将系泊线连接或断开联接——这可以大致或完全从水面进行控制(通过使船舶60、绞盘62和/或起重机66移动来控制)——的相对容易性和简单性允许系泊线更快、更容易地且更有成本效益地取出和检查或更换。相反，由于这些操作不是过于代价高的，因此系泊线自身不需要在这种长期的时间段内保持就位，并且系泊线可以具有更轻和/或更有成本效益的构造。

图6示出了另一锚固结构70的示意性平面图。与锚固结构20相同，锚固结构70具有导引通道722。导引通道722从入口区域724延伸至末端区域726。末端区域包括呈保持连接器结构的凹部或钩状部7200、7202形式的接纳形成部。

通道的侧部由侧板728a和728b限定。侧板朝向通道的近端端部向外渐缩，以便限定侧向渐缩的入口区域724，以便进一步有助于将连接器结构的接合部分从侧向接近轨迹范围内朝向通道722的末端区域726导引。

虽然本文中已经描述了示例性实施方式，但这些实施方式不应当被解释为对如本文中公开的和所附权利要求中记载的本发明的范围内的可能的改型和变型的限制。

Claims (26)

1.一种用于系泊浮动式船舶的系泊系统，所述系泊系统包括：

连接器结构，所述连接器结构包括接合部分和用于附接至系泊线的附接部分；以及

锚固结构，所述锚固结构构造成锚固至海床；

其中，所述锚固结构包括敞开的导引通道，所述导引通道从入口区域延伸至末端区域，并且所述导引通道定尺寸成至少容纳所述连接器结构的所述接合部分；

其中，从敞开的所述导引通道向上延伸有纵向开口，以在所述接合部分位于所述导引通道中时为连接至所述附接部分的系泊线提供入口；

其中，当所述接合部分与所述导引通道的所述末端区域接合时；

至少所述末端区域构造成支承所述连接器结构，并且

所述接合部分由所述末端区域保持，以防止所述接合部分向上移动离开所述导引通道或者防止所述接合部分移动远离所述入口区域。

2.根据权利要求1所述的系泊系统，其中，所述纵向开口从所述导引通道向所述末端区域的远端延伸。

3.根据权利要求1或2所述的系泊系统，其中，所述导引通道至少部分地由基部表面区域限定，所述基部表面区域在所述导引通道之间延伸，并且所述基部表面区域至少在所述导引通道的所述末端区域中大致向上定向。

4.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述导引通道至少部分地由侧表面区域限定，所述侧表面区域大致朝向彼此定向。

5.根据权利要求4所述的系泊系统，其中，所述纵向开口沿着所述导引通道在所述侧表面区域之间延伸。

6.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述导引通道的所述入口区域能够构造成使得所述连接器结构的所述接合部分能够下降到所述导引通道中。

7.根据权利要求6所述的系泊系统，其中，至少所述导引通道的所述入口区域包括斜面，所述斜面定向成在所述接合部分下降到所述入口区域中并下降到所述斜面上时将所述接合部分沿着所述导引通道朝向所述末端区域向远端引导。

8.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述入口区域构造成接纳来自接近轨迹范围内的所述接合部分，其中，所述导引通道限定纵向对称平面，并且相对于所述纵向对称平面的侧向接近轨迹范围由侧向渐缩的入口区域容纳。

9.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述导引通道的所述末端区域包括至少一个接纳形成部，所述至少一个接纳形成部用于接纳所述连接器结构的所述接合部分并与所述连接器结构的所述接合部分接合、可选地与所述连接器结构的所述接合部分配合地接合。

10.根据权利要求9所述的系泊系统，其中，所述导引通道至少部分地由下述各者限定：侧表面区域，所述侧表面区域大致朝向彼此定向；以及基部表面区域，所述基部表面区域在所述侧表面区域之间延伸，并且所述基部表面区域大致向上定向，并且其中，一个或两个侧表面区域的远端部分限定所述接纳形成部。

11.根据权利要求9或10所述的系泊系统，其中，所述连接器结构的所述接合部分包括与所述接纳形成部或每个所述接纳形成部对应的接合形成部。

12.根据权利要求11所述的系泊系统，其中，所述接合形成部或每个接合形成部包括可旋转元件。

13.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述锚固结构被压载，所述锚固结构包括用于将所述锚固结构紧固至海床的锚爪，并且/或者其中，所述锚固结构通过螺钉或桩紧固至所述海床。

14.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，其中，所述附接部分适于促进附接至所述附接部分的所述系泊线的侧向运动和/或竖向运动。

15.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，还包括盖结构，所述盖结构定尺寸成定位在所述导引通道的所述入口部分中并阻挡所述导引通道的所述入口部分。

16.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，包括系泊线，所述系泊线附接至所述连接器结构的所述附接部分。

17.根据任一前述权利要求所述的系泊系统，包括用于连接至所述接连器结构的提升线。

18.一种将系泊线连接至海床的方法，所述方法包括：

提供连接器结构和锚固结构，所述连接器结构具有接合部分和附接至系泊线的附接部分，所述锚固结构锚固至海床，其中，所述锚固结构包括敞开的导引通道，所述导引通道定尺寸成至少容纳所述连接器结构的所述接合部分，并且从敞开的所述导引通道向上延伸有纵向开口；

使所述连接器结构的所述接合部分下降到所述导引通道的入口区域中，或者使所述接合部分下降成邻近所述导引通道的入口区域并使所述接合部分大致水平地移动到所述入口区域中；

使所述接合部分从所述入口区域沿着所述导引通道向远端移动至所述导引通道的末端区域；

将所述连接器结构的所述接合部分与所述导引通道的所述末端部分接合，使得所述末端部分保持所述接合部分以防止所述接合部分向上移动或移动远离所述入口区域，并且所述末端部分构造成支承所述连接器结构；以及

使所述系泊线从所述附接部分沿相对于所述导引通道大致向上的方向或者沿远离所述入口区域大致向远端的方向延伸。

19.根据权利要求18所述的方法，包括使所述连接器结构下降通过至少部分地悬置于提升线或所述系泊线的水柱。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述接合部分到所述入口区域中并沿着所述导引通道至所述末端区域的运动能够通过从水面处或从所述水面上方控制的所述系泊线和/或所述提升线来实现。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，在使所述连接器结构移动到所述入口区域中并且/或者沿着所述导引通道移动至所述末端区域的同时，所述系泊线中的一个或更多个系泊线以及/或者在存在时的所述提升线经由所述纵向开口附接或连接至所述连接器结构。

22.根据权利要求18至21中的任一项所述的方法，其中，所述系泊线在所述接合部分沿着所述导引通道移动之前、在所述接合部分沿着所述导引通道移动期间或在所述接合部分沿着所述导引通道移动之后远离所述入口区域向远端延伸。

23.根据权利要求18至22中的任一项所述的方法，包括使所述接合部分下降到倾斜的入口区域上，并且其中，所述斜面使所述接合部分朝向所述导引通道的所述末端区域偏转。

24.一种将系泊线断开连接的方法，所述方法包括：

提供连接器结构和锚固结构，所述连接器结构具有接合部分和附接至系泊线的附接部分，所述锚固结构锚固至海床，其中，所述锚固结构包括敞开的导引通道，所述导引通道具有从敞开的所述导引通道向上延伸的纵向开口；

其中，所述接合部分与所述导引通道的末端区域接合，使得所述末端部分保持所述接合部分，并且所述末端部分构造成支承所述连接器结构；并且其中，所述系泊线从所述附接部分沿相对于所述导引通道大致向上的方向或者沿远离所述导引通道的入口区域向远端的方向延伸；

其中，所述方法包括：

使所述接合部分从所述末端区域沿着所述导引通道向近端延伸至所述导引通道的所述入口区域；以及

将所述连接器结构的所述接合部分提升成离开所述导引通道的所述入口区域，或者使所述接合部分大致水平地移动离开所述入口区域。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述连接器结构经由所述系泊线移动离开所述导引通道。

26.根据权利要求18至25中的任一项所述的方法，包括：将盖结构插入到所述入口区域中；以及/或者将所述盖结构从所述入口区域移除。

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