[发明专利]操纵锚定的漂浮结构对着公海海浪方向的方法与装置

说明书

本发明涉及操纵一漂浮结构对着海浪方向的方法和装置，此处所述结构在其船头(船中部区域的前面)锚定或系泊于浮筒上，所述漂浮结构可能包括任何一种为在不冻水域使用而设计的船只，小船或漂浮结构。

从海上，例如北海，地下储藏中开采的大量石油和天然气现在通常是借助于安排在海底的管线运送到岸上的装置如炼油厂和贮罐中，此外，大量石油和天然气，特别是在与海底现有的管线系统不连通。小而远距离油气田生产的石油和天然气是由船来运输。

尽管使用船只作上述这类运输，但它涉及船和浮筒的连接或系泊，即靠近平台或海底储存石油或天然气的储存设备锚定，石油或天然气借助于通过浮筒安排的一条或多条管线从储油设备输送到船上。

从海上小油气田，或油气田所处海域的深度不便于或不可能使用处于海底的设备时，储存和生产石油和天然气就采用储存船和生产船，这类船借助于通常安排在船体的船头的转塔来锚定。

在强风强海流以及波涛汹涌的海面的恶劣天气，作用在船、浮筒和系船用具上的力可以变得极强。特别作用在船上的强力，使船围绕系泊点(浮筒，锚等)以大的摆幅从一边到另一边自由地摇摆。

在公海上(见后续段落)，作用在系泊的并自由摇摆船上的主要作用力通常由海浪力来维持，摇摆幅度变得越大，海浪对船的影响也就越大，这是由大的水平运动和力以及起伏和滚动而引起，从而导致重负荷并造成船和系泊装置磨损、破坏。

众所周知的操纵锚定的船对着海浪的方向是借助于安排在船体尾部的侧向推进器，但这类装置昂贵，同时还要有与维修工作相关的附加费用。

作为与船，特别为捕鱼而设置缆绳和网的小渔船，常常要使用后樯纵帆。上述后樯纵帆是一种由船尾桅杆支持的帆，它起着使船对着风向的作用，并减少船的滚动，当用力拉渔具，如网或缆绳时，重要的是保持船对着风的方向，以避免船漂移横跨渔具。

因此，后樯纵帆是一种通常(除去扬帆航行时)安排成平行于船体方向的帆。

尽管船锚定或系泊在公海的浮筒或类似装置上用以装载或生产石油或天然气，如前所述，其基本任务就是要保持船对着海浪方向处于稳定状态，以避免船以大的幅度摇摆(左右摇转运动)，所述摇摆可能导致系泊装置超载。此外当船处于小的方向变化时，可以避免大幅度的滚动。

本发明提供一种可以解决此问题的方法与装置，本发明所述方法的特征在于，在漂浮结构的尾部提供一种风向舵，该风向舵对着风的方向调节成这样一种状态，即使漂浮结构对着海浪的方向。本发明提供操纵一锚定的漂浮结构对着海浪方向的方法，所述结构在其前端系泊在浮筒或类似装置上，漂浮结构在其尾端装有一个或多个可转动的风向舵，将所述风向舵调节到对着风的方向，因而漂浮结构以平稳状态对着海浪的方向。

本发明的装置的特征在于，安排一个可转动的风向舵(最好是正向驱动)，该舵适合于根据船的纵轴调节到任何所希望的角度位置。本发明提供操纵一锚定的漂浮结构对着海流和/或海浪方向的装置，在所述结构的前端系泊于浮筒或类似装置，一个或多个可转动的且最好是正向驱动的风向舵装在有关漂浮结构的头部并进一步调节到对该漂浮结构纵轴成任何所希望的角度。一个或多个风向舵具有机翼轮廓或下滴水珠状截面。风向舵分成三个铰接部分，该三部分可以相互摆动成这样一种状态，即允许各部分的中心线形成一定弯度。

以下将参照说明实施例的附图详细描述本发明，其中：

图1表示根据本发明提供风向舵的船的侧视图和俯视图；

图2表示包括在本发明中的风向舵的实施例；

图3表示借助于一转塔系泊的船的理想情况，如图1所示那里的风和海浪以不同方向朝向船；

图4所示为基于模型实验的图形表示：

a)当风向对着海流和海浪方向为20°时，模型船的左右摇转运动，该模型船无风向舵，以及

b)当风向对着海流和海浪方向为20°时，模型船的左右摇转运动，该模型船具有与船纵轴成30°角的风向舵。

如上所述，图1表示船的侧视与俯视图，在其船头有一转塔4，该转塔为转动装在船体上，同时转塔借助于锚缆3(未进一步表示)系泊在海底，因此船可以相对转塔自由地转动或摇摆。

本发明的一个重要特征在于，在船尾部安装一个可转动的风向舵，此处所述风向舵延伸到甲板上或可能就装在甲板上，风向舵与最好由电动机或液压马达来驱动，同时适合于相对船的纵轴转到任何所希望的位置(角度)，风向舵的横截面应合适地具有机翼的轮廓形状或下滴水珠的形状，如图所示，以达到增加的“推举”和降低的空气阻力，另一方面，可采用其它形状，如平面或近似平面形状。