[发明专利]在覆盖有冰的水中运行的船舶或浮式结构物及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的在覆盖有冰的水中运行的船舶或浮式结构物，该船舶或装置包括船体或类似结构，其包含有在冰或船舶移动时承受冰的载荷效应的至少一个船首状末端或类似的船体部分。本发明还涉及一种如权利要求12的前序部分所述的使用船舶或浮式结构物的方法。

背景技术

在覆盖有冰的海域内的石油勘探和钻探活动是通过使用不同种类的船舶和浮式结构物例如石油钻井平台实现的。特别是在所谓的钻探船中，船舶的船体设有钻探井架和钻探装置。为了保持船舶的位置，需要将其锚定。为此要使用不同种类的延伸通过船舶底部至海底的锚索系统。另外，为了保持船舶的位置，船舶中的推进系统特别是所谓的全回转舵桨设备可以被用作辅助。在这些条件下，随着风和/或洋流一起移动的冰块是多种严重问题的来源。首先，冰会靠向船舶或浮式结构物的船体堆积并被撞碎，并且其可能会使船舶移动离开其运行区域。被碾碎或撞碎的个体冰块很容易在船舶下方漂移，在此它们可能会破坏钻探设施以及易于损坏的其他设备。而且，冰块会阻碍船舶中推进设备的运行。如果浮式结构物被成形为船也就是说其是细长并且相对狭窄的，由此它能够转向接近的冰块，那么就能够更加经济地避免诸如此类的这些问题。在本文中，结构物中的船首状末端或船首是指浮式结构物中遇到冰载荷的特定船体部分。

专利文献WO 2007/089152A1公开了一种涉及船舶的解决方案，其中将设置在船舶一端用于破冰的特殊装置与推进器主体一起使用以破冰和移走冰块。但是在这种装置中，设备容易承受由冰产生的强作用力并且容易破损。

专利申请WO 2008/116964公开了设置在船舶前部的推进设备，该设备能够被用于将船舶推向冰原。但是在此情况下设备同样容易破损。它们也倾向于在船舶下方驱动冰块。

也已经提出了用于减小冰和船体之间摩擦的解决方案。文献US 3580204公开了一种用于在冰和船舶侧部之间引发气泡的鼓风装置，目的是为了有助于船舶在充满冰的水中行进。

因此，例如通过围绕易于损坏的设备设置保护裙边来保护装在船舶底部的装置和设备就是可行的。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型装置，利用该装置可以比先前更加有效地减少或者避免在覆盖有冰的水中进行石油勘探和钻探活动所涉及的上述问题。本发明的具体目的是提供一种应用于船舶或浮式结构物的结构构思，通过这种构思能够尽可能简单和经济地解决由冰原造成的问题以使得船舶或浮式结构物尽管在由冰原施加的压力下也能够被保持在其工作位置，并且与此同时它的结构能够避免断裂。

本发明的目标主要根据所附权利要求1和12中公开的内容实现，并且根据其他权利要求中介绍的内容更加具体地实现。根据本发明，所述船首状末端或类似的船体部分在船舶或浮式结构物的水下部分设有用于向着由船首状末端或类似的船体部分遇到的冰或冰原引导一股或几股主要为向上导向的强力水流的装置。由此，根据本发明，水流取决于在各示例中船首状末端或类似的船体部分的形状而被直立或者倾斜地向上引导。

给出的解决方案使得可以提供一种强力并且相对经济、有效和易于实现的被引导至船舶的船首状末端或类似的船体部分区域的水流，目的是为了通过利用一条或几条基本竖直的流动通道来破冰并且将其从船体冲走。安装在通道内的泵或推进器生成向上的强力水流。水优选相应地从船舶的底部下方获取或者从底部的方向通过一个或几个开口获取。用这种方式，就可以避免一条或多条通道的堵塞。喷射水流被向上引导或者部分引导至侧部或向前引导。

强力水流有助于破开坚冰并将冰块以及破裂冰原内的浮冰从船舶或浮式结构物冲走，从而在船舶或浮式结构物前方提供无冰区。水流还可以在冰的冲击最大的船首状末端区域内精确地影响船体和冰之间的摩擦。这样就得到了一种解决方案，其中由冰施加的总载荷较小并且避免了船体以下的冰块漂移。

通过冰的有效冲洗即可保持船舶位置或使其在移动的冰原内缓慢行进，从而减小冰的作用力。利用给出的解决方案还可以避免在冰间水道内前行时在具有球鼻船首的船舶例如油槽船前方有冰堆积并且减小由冰造成的阻力。该解决方案使得能够将设计用于开阔水域条件下的船首在充满冰的条件下也更加有效地使用。该装置并不包括任何易于破损的突出部分。

还可以实现其他的优点，例如通过倾斜地向上引导水通道以使它们还能够在开阔水域条件下被用于使船舶转向。

为了使破冰更为有效，承受冰的载荷效应的船首状末端优选地被成形为使得在其附近相对于海平面倾斜。另外，相对于船体的吃水线伸出的浸没部分被成形为使得在其附近相对于海平面倾斜。