系泊装置和包括至少一个系泊装置的浮动单元的制作方法

本发明涉及一种用于将浮动单元系泊至浮动或非浮动结构的系泊装置，以及包括一个或多个这种系泊装置的浮动单元和非浮动结构。

出于不同原因，不同类型的浮动单元(诸如，半潜式单元、船、驳船和其他类型的浮动单元)有时通常需要系泊至浮动结构(诸如，半潜式单元、船、驳船或其他类型的浮动船舶)或非浮动结构(诸如，码头、墩或能够系泊至浮动单元的类似非浮动结构)。

除了其他方法之外，现今还通过从海床提升并直接连接至船舶歧管的水下柔性软管来实现温带流体从船至岸的转移。

然而，由于低温流体穿过管道的转移将引起外部冰层的积聚，因此用于低温应用的管道的处理对船的提升装备和歧管通常是困难的。因此，低温液体穿过与水接触的任何管道的转移要求对管道进行广泛地隔热，从而导致每米的重量元件比用于转移温带流体的管道大得多。还要求隔热以避免过量的热量损失。

在海上石油工业中，包括不同类型的浮动概念的装载系统的使用是已知的。海上的环境条件通常是苛刻的，这显著增加了在这些条件下用于操作的系统的要求和成本。

除了传统的绳索、缆线等之外，一些系泊装置在本领域中是已知的。例如，为了克服现有技术的至少一些问题，在公开文件wo2015/107147a1中已经提出并描述了一种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，需要进一步改进在该公开文件中公开的系泊系统，该系泊系统能够用于将浮动单元系泊至浮动或非浮动结构。

在公开文件us2004/154518a1和wo2009/048342a2中公开了其他已知的系泊系统。

因此，本发明的目的是提供一种用于将浮动单元系泊至浮动或非浮动结构上的系泊装置，该系泊装置允许相对于浮动或非浮动结构的浮动单元的任何水平轴线进行垂直平移运动和旋转运动，而相对于浮动或非浮动结构围绕浮动单元垂直轴线进行横向平移运动和旋转运动基本受到限制。

本发明的另一目的是优化负载通过系泊装置的传递，其中当利用根据本发明的一个或多个系泊装置将浮动单元系泊至浮动或非浮动结构时，负载由浮动单元与浮动或非浮动结构之间的相对运动引起。

另一目的是当浮动单元与浮动或非浮动单元之间存在大的干舷差时使浮动单元与浮动或非浮动结构之间可以获得较近的系泊距离。

另一目的是获得一种系泊装置，该系泊装置在浮动单元与系泊有浮动单元的浮动或非浮动结构之间提供紧固且可靠的连接。

另一目的是获得具有低制造和安装成本以及低维护成本的系泊装置。

这些目的通过如权利要求1限定的系泊框架、如权利要求21限定的浮动结构、如权利要求22限定的非浮动结构以及如权利要求29和30限定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进一步实施方式。

本文公开的系泊装置能够用于将浮动单元(诸如，船舶或平台)临时系泊至另一浮动或非浮动单元、船舶或结构。系泊装置吸收由浮动单元与浮动或非浮动结构之间的相对运动产生的力和能量。由在水平面中的两个主要方向(第一方向和第二方向，其通常是笛卡尔坐标系中的x方向和y方向)上发生的相对运动而产生的力和能量被系泊装置吸收。

通常，可以使用两个系泊装置来系泊浮动单元，该系泊单元利用允许围绕三根独立的轴线(例如，万向节)进行旋转运动的连结来连接至浮动单元或浮动或非浮动单元、船舶或结构。框架设置有真空垫或电磁垫，用于将浮动单元临时系泊至浮动或非浮动单元或船舶，由此传递由相对运动产生的载荷。这些系泊装置可以配备有系泊单元和支撑元件，这些系泊单元和支撑元件通过使用整合的刚度元件(例如弹簧元件)从在水平平面中的相对平移运动吸收能量。如果要求，还可以包括阻尼元件。

在此公开了一种用于将浮动单元系泊至结构的系泊装置，其中该结构是浮动的或非浮动的。该系泊装置适于安装在该结构上，并且该系泊装置包括：

第一系泊臂，该第二系泊臂用于传递和/或吸收当浮动单元系泊至结构并且浮动单元相对于结构移动时产生的力和能量，第一系泊臂具有纵向轴线，

第二系泊臂，该第二系泊臂用于传递和/或吸收当浮动单元系泊至结构并且浮动单元相对于结构移动时产生的力和能量，第二系泊臂具有纵向轴线，

连结装置(jointdevice)，该连结装置包括支撑元件、支撑元件连结装置以及附接单元连结装置，支撑元件连结装置连接至支撑元件，并且附接单元连结装置附接至或连接至支撑元件，

附接单元，该附接单元附接至附接单元连结装置，附接单元连结装置允许附接单元相对于支撑元件围绕两根或三根独立的旋转轴线进行旋转，

其中，

支撑元件连结装置包括连接至或附接至支撑元件的第一系泊臂连结装置以及连接至或附接至支撑元件的第二系泊臂连结装置，

第一系泊臂包括第一端部和第二端部，第二端部适于附接至浮动单元或结构，并且第一端部附接至第一系泊臂连结装置，

第二系泊臂包括第一端部和第二端部，第二端部适于附接至浮动单元或结构，并且第一端部附接至第二系泊臂连结装置，

支撑元件连结装置允许支撑元件相对于第一系泊臂和/或第二系泊臂仅围绕旋转轴线a在轴线a的所有位置中进行旋转，在第一系泊臂和第二系泊臂的所有位置中，旋转轴线a垂直于由第一系泊臂的纵向轴线和第二系泊的纵向轴线形成的平面。

第二系泊臂连结装置可以允许第二系泊臂相对于支撑元件围绕零根、一根或两根或三根独立的旋转轴线进行旋转。

第一系泊臂连结装置可以允许第一系泊臂相对于支撑元件围绕一根或两根或三根独立的旋转轴线进行旋转。

第一系泊臂是伸缩的并且包括第一伸缩部分和第二伸缩部分，该第一伸缩部分包括第一系泊臂的第一端部，并且该第二伸缩部分包括第一系泊臂的第二端部。

第二系泊臂优选地是伸缩的并且包括第一伸缩部分和第二伸缩部分，该第一伸缩部分包括第二系泊臂的第一端部，并且该第二伸缩部分具有第二系泊臂的第二端部。

第一系泊臂可以包括第一双作用液压缸，并且第二臂包括第二双作用液压缸。

第一双作用液压缸和第二双作用液压缸优选地是被动式液压缸。

支撑元件连结装置的第一系泊臂连结装置或支撑元件连结装置的所述第二系泊臂连结装置优选地紧固地附接至支撑元件。

支撑元件优选地包括基座元件、紧固地附接至基座元件的第一侧板元件以及紧固地附接至基座元件的第二侧板元件，第一系泊臂和/或第二系泊臂能旋转地连接至第一侧板元件和第二侧板元件。

支撑元件连结装置进一步优选地包括螺栓元件，该螺栓元件穿过第一系泊臂连结装置、第二系泊臂连结装置、第一侧板元件以及第二侧板元件，使得第一系泊臂和第二系泊臂围绕螺栓元件的纵向轴线a可旋转地连接至支撑元件。

在实施方式中，第一系泊臂连结装置可以是叉形的，第二系泊臂连结装置是板形的并且适于装配到叉形的第一系泊臂连结装置中，支撑元件是叉形的，并且叉形的第一系泊臂连结装置适于装配到叉形的支撑元件中，使得螺栓元件穿过第一系泊臂连结装置、第二系泊臂连结装置、第一侧板元件以及第二侧板元件。

叉形的第一系泊臂连结装置可以紧固地附接至支撑元件，即，第一侧板元件和/或第二侧板元件。

第一系泊臂的第二端部可以附接至第一附接连结装置，该第一附接连结装置适于附接至浮动单元或结构并且允许第一系泊臂相对于浮动单元或结构围绕三根独立的轴线进行旋转。

第二系泊臂的第二端部可以附接至第二附接连结装置，该第二附接连结装置适于附接至浮动单元或结构并且允许第二系泊臂相对于浮动单元或结构围绕三根独立的轴线进行旋转。

这种安排允许第一系泊臂和第二系泊臂中的每一个围绕两根不同的轴线旋转—分别围绕垂直于由如以上限定的第一系泊臂和第二系泊臂的纵向轴线形成的平面的轴线a并且围绕穿过第一附接连结装置和第二附接连结装置的第二轴线进行旋转。当臂侧向移动时，即，第一系泊臂和第二系泊臂在垂直于轴线a的平面中移动，轴线a将平行于穿过第一附接连结装置和第二附接连结装置的旋转轴线。

在实施方式中，支撑元件可以包括板元件，第一系泊臂连结装置和第二系泊臂连结装置紧固地附接至板元件，第一系泊臂连结装置和第二系泊臂连结装置允许第一系泊臂和第二系泊臂分别围绕三根独立的旋转轴线进行旋转。

第一系泊臂连结装置和第二系泊臂连结装置优选地是为球接头和/或万向节。

支撑元件连结装置优选地还包括限制臂，该限制臂包括第一端部和第二端部，第二端部适于附接至浮动单元或结构，并且第一端部紧固地附接至支撑元件。

限制臂优选地是伸缩的，该限制臂包括第一伸缩部分和第二伸缩部分，该第一伸缩部分包括限制臂的第一端部，并且第二伸缩部分包括限制臂的第二端部。

限制臂的第二端部附接至附接连结装置，该附接连结装置适于附接至浮动单元或结构，并且允许限制臂相对于浮动单元或结构围绕两根独立的轴线进行旋转。例如，附接连结装置可以是万向连结。

限制臂可以具有多边形横截面，从而防止支撑元件围绕限制臂的纵向轴线进行旋转。

限制臂的第一端部可以通过焊接或利用至少一个螺栓元件紧固地附接至支撑元件。

在实施方式中，支撑元件可以包括保持元件、紧固地附接至保持元件的第一销元件以及紧固地附接至保持元件的第二销元件，第一系泊臂和第二系泊臂围绕穿过第一销元件和第二销元件的轴线a分别可旋转地连接至第一销元件和第二销元件。

叉形的第一系泊臂连结装置可以紧固地附接至支撑元件，例如，附接至支撑元件的保持元件和/或附接至支撑元件的第一销元件和/或第二销元件。替代性地，叉形的第二系泊臂连结装置可以紧固地附接至支撑元件，例如，附接至支撑元件的保持元件和/或附接至支撑元件的第一销元件和/或第二销元件。

第一系泊臂连结装置可以是叉形的并且适于可旋转地连接至保持元件的第一销元件和第二销元件，并且第二系泊臂连结装置是叉形的并且适于可旋转地连接至保持元件的第一销元件和第二销元件。

第一销元件可以附接至保持元件的第一侧面，并且第二销元件可以附接至保持元件的第一侧面，第一侧面和第二侧面是保持元件的相对的外侧面。

系泊装置还包括支撑臂，该支撑臂包括第一端部和第二端部，第一端部附接有第一附接连结装置，该第一附接连结装置附接至支撑元件，第二端部附接有第二附接连结装置，该第二附接连结装置适于附接至浮动单元或结构，第一附接连结装置允许支撑臂相对于支撑元件围绕三根独立的轴线进行旋转，并且第二附接连结装置允许所述支撑臂相对于浮动单元或结构围绕三根独立的轴线进行旋转。

也可以使用用于每个系泊臂的支撑臂代替每个系泊装置的一个支撑臂。

支撑臂优选地是伸缩的并且包括第一伸缩部分和第二伸缩部分，该第一伸缩部分包括支撑臂的第一端部，该第二伸缩部分包括支撑臂的第二端部。

附接单元连结装置可以包括紧固地附接至支撑元件的球元件和紧固地附接至附接单元的球支撑元件。

附接单元连结装置可以包括球元件和球支撑元件，该球元件紧固地附接至附接单元，并且该球支撑元件紧固地附接至连结装置的支撑元件。

附接单元优选地包括框架装置，至少一个附接构件可旋转地附接至该框架装置，并且附接单元连结装置附接至该框架装置。

至少一个附接构件优选地包括真空垫或电磁垫。

还提供浮动单元，该浮动单元包括至少一个如上所述的系泊装置，其中，至少一个系泊装置附接至浮动单元，该系泊装置用于将浮动单元系泊至结构，结构是浮动的或非浮动的。

还提供非浮动结构，该非浮动结构包括至少一个如上所述的系泊装置，其中，至少一个系泊装置附接至非浮动结构以用于将浮动单元系泊至非浮动结构。

至少一个系泊装置附接至其上的浮动单元或非浮动结构可以包括至少一个防护(fender)装置，以防止或缓冲对至少一个系泊装置的冲击。

至少一个防护装置在朝向浮动单元或非浮动结构的方向上是可压缩的。

当系泊装置完全缩回时，处于未压缩状态的至少一个防护装置优选地比所述至少一个系泊装置从浮动单元或非浮动结构向外延伸更远。

当系泊装置完全缩回时，处于压缩状态的至少一个防护装置与至少一个系泊装置从浮动单元或非浮动结构向外延伸得基本相等。

浮动单元或非浮动结构可以包括一个或多个系泊装置和至少一个防护装置，在系泊装置或系泊装置的任一侧上，至少一个防护装置安装至浮动单元或非浮动结构。

系泊装置可以居中地沿着浮动单元的一侧安装在浮动单元上。

如上所述的系泊装置的用途是用于将浮动单元系泊至浮动或非浮动结构，其中，系泊装置附接至浮动单元。

如上所述的系泊装置的进一步用途是用于将浮动单元系泊至浮动结构或非浮动结构，其中，系泊装置附接至浮动结构或非浮动结构。这意味着，不是将系泊装置安装至浮动单元，而是将系泊单元安装在系泊有浮动单元的浮动或非浮动结构上，例如，船舶、墩或可以系泊浮动单元的任何其他类型的浮动或非浮动结构。

在下文中，将参考附图更详细地描述本发明的一些非限制性实施方式，其中：

图1示出根据本发明的系泊装置的第一实施方式。

图2示出图1中所示的本发明的第一实施方式的第一系泊臂、第二系泊臂以及连结装置。

图3示出图1和图2中所示的本发明的第一实施方式的第一系泊臂、第二系泊臂、支撑臂以及连结装置。

图4示出图1至图3中所示的本发明的第一实施方式的连结装置。

图5示出图1至图4中所示的本发明的第一实施方式的附接单元的框架装置。

图6示出图5中设置有配重元件的框架装置。

图7a示出根据本发明的系泊装置的第二实施方式。

图7b示出如图7a所指示的本发明的第二实施方式的限制臂的截面a-a。

图8示出根据本发明的系泊装置的第三实施方式的俯视图。

图9示出如图8所示的根据本发明的系泊装置的第三实施方式的侧视图。

图10示出如图8和图9所示的根据本发明的系泊装置的第三实施方式的支撑元件的变体。

图11示出包括根据本发明的系泊装置的浮动单元的侧视图，其中支撑臂安装在第一系泊臂和第二系泊臂的下方。

图12示出包括根据本发明的系泊装置的浮动单元的侧视图，其中支撑臂安装在第一系泊臂和第二系泊臂的上方。

图13示出包括根据本发明的系泊装置的船。

图14示出浮动单元的俯视图，该浮动单元包括根据本发明的系泊装置以及在系泊装置的任一侧上安装至浮动单元的两个防护装置。

图15示出浮动单元的俯视图，该浮动单元包括根据本发明的两个系泊装置以及在两个系泊装置的任一侧上安装至浮动单元的两个防护装置。

图16示出浮动单元的正视图，该浮动单元包括根据本发明的系泊装置以及在系泊装置的任一侧上安装至浮动单元的两个防护装置。

图17示出包括根据本发明的系泊装置的浮动单元的侧视图，其中附接单元处于两个不同的位置，即，在浮动单元相对于系泊有浮动单元的浮动或非浮动结构移动之前和之后的位置。

图18示出包括根据本发明的系泊装置的浮动单元的前视图，其中，在浮动单元围绕基本垂直于系泊有浮动单元的浮动或非浮动结构的旋转轴线已经倾斜之前和之后，附接单元保持在相同的位置，而浮动单元示出为处于两个不同的位置。

图19示出包括根据本发明的系泊装置的浮动单元的侧视图，其中，附接单元保持在相同位置，而浮动单元示出为处于两个不同的位置，在浮动单元围绕基本平行于系泊有浮动单元的浮动或非浮动结构的旋转轴线已经倾斜之前和之后。

这些图示出根据本发明的系泊装置10的三个不同实施方式和这些实施方式中的一个实施方式的两个变体。系泊装置10包括能够以不同的方式设计的连结装置28，并且图中所示的三个实施方式示出具有这些变体中的一个变体的两个变体的连结装置28的三个不同实施方式。应注意的是，图中所示的本发明的不同实施方式的相同特征已经设置有相同的参考标号。

图1至图6示出根据本发明的系泊装置10。系泊装置10包括第一系泊臂12，该第一系泊臂包括第一端部15和第二端部16。例如，第一端部15通过焊接或任何其他合适的紧固装置或方法利用如图中所指示的一个或多个螺栓附接至连结装置28。系泊装置10还包括第二系泊臂20，该第二系泊臂包括第一端部23和第二端部24。例如，第一端部23通过焊接或任何其他合适的紧固装置或方法利用如图中所指示的一个或多个螺栓附接至连结装置28。第一系泊臂12包括在其纵向方向上穿过第一系泊臂并且穿过第一端部15和第二端部16的纵向轴线。第二系泊臂20包括在其纵向方向上穿过第二系泊臂并且穿过第一端部23和第二端部24的纵向轴线。

例如，第一附接连结装置17通过焊接或任何其他合适的紧固方法利用一个或多个螺栓元件紧固地附接至第一系泊臂12的第二端部16。例如，第一附接连结装置17适于通过螺栓、焊接或用于紧固第一附接连结装置17的任何其他合适的紧固装置或方法紧固地附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125。第一附接连结装置17优选地允许第一系泊臂12相对于附接有系泊装置10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立的轴线进行旋转。例如，第一附接连结装置17可以是球接头或通用接头，但是也可以是允许第一系泊臂12相对于附接有系泊装置10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立的轴线进行移动的任何其他连结装置。

例如，如图13所示，第一系泊臂12优选地是伸缩的，该第一系泊臂包括第一伸缩部分13和第二伸缩部分14，其中，第一伸缩部分13滑动地布置在第二伸缩部分14内或反之亦然。第一系泊臂12通常包括活塞/缸组件，该活塞/缸组件包括诸如一个或多个弹簧的减震元件和/或一个或多个阻尼装置。这种活塞/缸组件在本领域中是众所周知的并且在此将不再进一步详细描述。

如图14和图15中所示，第一系泊臂12的第一伸缩部分13包括如图中所指示的第一系泊臂12的第一端部15。同样，第一系泊臂12的第二伸缩部分14包括如图中所指示的第一系泊臂12的第二端部16。

因此，第一附接连结装置17优选地附接至第一系泊臂12的第二伸缩部分14并且适于附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125。

例如，第二附接连结装置25通过一个或多个螺栓元件、通过焊接或任何其他合适的紧固方法紧固地附接至第二系泊装置20的第二端部24。例如，第二附接连结装置25适于通过螺栓、焊接或用于紧固第二附接连结装置25的任何其他合适的紧固装置或方法紧固地附接至浮动单元110或浮动或非浮动单元125。第二附接连结装置25优选地允许第二系泊臂20相对于附接有系泊装置10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立的轴线进行旋转。例如，第二附接连结装置25可以是球接头或通用接头，但是也可以是允许第二系泊臂20相对于附接有系泊装置10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立轴线进行移动的任何其他连结装置。

例如，如图14中所示，第二系泊臂20优选地是伸缩的，该第二系泊臂包括第一伸缩部分21和第二伸缩部分22，其中，第一伸缩部分21滑动地布置在第二伸缩部分22内或反之亦然。第二系泊臂20通常包括活塞/缸组件，该活塞/缸组件包括诸如一个或多个弹簧的减震元件和/或一个或多个阻尼装置。这种活塞/缸组件在本领域中是众所周知的并且在此将不再进一步详细描述。

如在图14和图15中清楚地所示，第二系泊臂20的第一伸缩部分21包括如在图中所指示的第二系泊臂20的第一端部23。同样，第二系泊臂20的第二伸缩部分22包括如图中所指示的第一系泊臂20的第二端部24。

因此，第二附接连结装置25优选地附接至第二系泊臂20的第二伸缩部分22并且适于附接至浮动单元110(afloatingunit)或浮动或非浮动结构(afloatingornon-floatingstructure)125。

系泊装置10还包括附接单元66，该附接单元附接至系泊装置10的连结装置28。

附接单元66包括框架装置67和至少一个、但优选地多个附接构件85、87、89、91，这些附接构件利用相应的连结装置独立地附接至框架装置67，该连结装置允许附接构件85、87、89、91相对于框架装置67围绕一根、两根或三根独立的轴线进行旋转。例如，连结装置可以是螺栓元件、万向接头、球接头、万向节或任何其他连结装置，该任何其他连结装置将允许附接构件85、87、89、91围绕所期望数量的独立的轴线独立地移动。还可以使用硫化的真空垫，这些真空垫相当自由地移动但几乎完全锁定在它们的位置中。

显而易见地，框架装置67可以以许多不同的方式来设计。在图1至图6中示出一个实例，其中框架装置67包括第一框架构件68、第二框架构件74以及第三框架构件80。第三框架构件80在图中示出为处于基本垂直的位置，并且如图5和图6中所示，第一框架构件68紧固地附接至第三框架构件80的第一端部81，而第二框架构件74紧固地附接至第三框架构件80的第二端部82。

第一框架构件68包括第一端部69，其中第一连结装置70布置或安装至该第一端部。第一附接构件85连接至第一连结装置70，使得第一附接构件85可旋转地附接至框架装置67。所示的第一连结装置70是螺栓元件，其将允许第一附接构件85相对于框架装置67围绕一根轴线进行旋转。然而，也可以采用其他类型的连结装置将第一附接构件85连接至第一端部69，这将允许第一附接构件85相对于如上所述的第一端部69和框架装置67围绕一根、两根或三根轴线进行旋转。

第一框架构件68还包括第二端部71，其中第二连结装置72布置或安装至该第二端部。第四附接构件91连接至第二连结装置72，使得第四附接构件91可旋转地附接至框架装置67。所示的第二连结装置72是螺栓元件，其将允许第四附接构件91相对于框架装置67围绕一根轴线进行旋转。然而，也可以采用其他类型的连结装置将第四附接构件91连接至第二端部71，这将允许第四附接构件91相对于如上所述的第二端部71和框架装置67围绕一根、两根或三根轴线进行旋转。

第二框架构件74包括第一端部75，其中第三连结装置76布置或安装至该第二端部。第二附接构件87连接至第三连结装置76，使得第二附接构件87可旋转地附接至框架装置67。所示的第三连结装置76是螺栓元件，其将允许第二附接构件87相对于框架装置67围绕一根轴线进行旋转。然而，也可以采用其他类型的连结装置将第二附接构件87连接至第一端部75，这将允许第二附接构件87相对于如上所述的第一端部75和框架装置67围绕一根、两根或三根轴线进行旋转。

第二框架构件74还包括第二端部77，其中第四连结装置78布置或安装至第二端部。第三附接构件89连接至第四连结装置78，使得第三附接构件89可旋转地附接至框架装置67。所示的第四连结装置78是螺栓元件，其将允许第三附接构件89相对于框架装置67围绕一根轴线进行旋转。然而，也可以采用其他类型的连结装置将第三附接构件89连接至第二端部77，这将允许第三附接构件89相对于如上所述的第二端部77和框架装置67围绕一根、两根或三根轴线进行旋转。

通过选择其他类型的连结装置，附接构件85、87、89、91可以因此被制成为相对于框架装置67围绕两根或三根独立的轴线而不是如图1至图6中所示的一根轴线是可旋转的。

作为上述内容的替代，附接构件85、87、89、91可以设置有安装至螺栓元件70、72、76、78的相应的球形连结。这种布置将允许附接构件85、87、89、91在三个自由度中移动。

如图1所示，附接单元66可以设置有：四个附接构件；第一附接构件85，该第一附接构件包括第一附接元件86，该第一附接元件利用螺栓元件70形式的连结装置可旋转地附接至框架装置67；第二附接构件87，该第二附接构件包括第二附接元件(在图1中不可见)，该第二附接元件利用螺栓元件76形式的连结装置可旋转地附接至框架装置67；第三附接构件89，该第三附接构件包括第三附接元件90，该第三附接元件利用螺栓元件78形式的连结装置可旋转地附接至框架装置67；以及第四附接构件91，该第四附接构件包括第四附接元件92，该第四附接元件利用螺栓元件72形式的连结装置可旋转地附接至框架装置67，如图5和图6中进一步所指示。

然而，应当提及的是，附接单元66可以设置有除了如图1所示的四个之外的任何合适和期望数量的附接构件。例如，附接单元66可以设置有两个附接构件85、87(如图15和17中所指示)或任何其他数量的附接构件。

如图6中所示，附接单元66可以包括配重元件95。配重元件95示出为附接至第三框架构件80或者可以形成第三框架构件80的第二端部82。配重元件95在远离附接单元66的附接构件85、87、89、91并且朝向其上安装有系泊装置10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125的方向上延伸。配重元件95充当配重，并有助于平衡附接单元66并且在附接单元未附接至任何浮动单元或浮动或非浮动结构时将附接单元保持在所期望的基本竖直的位置。

如图5至图6所示，框架装置67还可以包括用于附接附接单元连结装置61的凹部，以用于将附接单元66附接至上述连结装置28。在图中所示的系泊装置10的三个实施方式之间，附接单元66至附接单元连结装置61的附接略微不同，下面将进一步进行描述。

第一附接构件85、第二附接构件87、第三附接构件89和第四附接构件91优选地是真空垫或电磁垫，这些真空垫或电磁垫可以附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125的外表面，例如，附接至lng运输船的船体的外表面，并且稍后从所述外表面拆卸。这种真空垫和电磁垫在本领域中是众所周知的并且在此将不再进一步详细描述。

还应当提及的是，以上描述的并且在图1至图6中所示的附接单元66也可以包括在图7a至图7b中所示的系泊装置10的第二实施方式以及图8至图9中所示的系泊装置10的第三实施方式中。

系泊装置10包括如上所述的连结装置28。连结装置28包括三个主要部件：支撑元件30、附接或连接至支撑元件30的附接单元连结装置61以及附接或连接至支撑元件30的支撑元件连结装置43。连结装置28是将图中所示的系泊装置10的三个实施方式彼此分离的装置，并且将结合每个实施方式的描述来描述连结装置28的三种不同设计。

图1至图6所示的系泊装置10的第一实施方式的连结装置28包括支撑元件30，该支撑元件包括基座元件32、例如通过焊接紧固地附接至基座元件32的第一侧板元件33以及例如通过焊接紧固地附接至基座元件32的第二侧板元件34。如从图中能够看见，支撑元件30优选地是总体上u形或叉形的。

系泊装置10的第一实施方式的连结装置28还包括支撑元件连结装置43，该支撑元件连结装置包括第一系泊臂连结装置44和第二系泊臂连结装置45。

例如，第一系泊臂连结装置44通过焊接或一个或多个螺栓紧固地附接至第一系泊臂12的第一端部15。例如，第二系泊臂连结装置45通过焊接或一个或多个螺栓紧固地附接至第二系泊臂20。

第一系泊臂连结装置44可以具有如图1至图4指示的总体上u形或叉形，并且具有使得其紧密地装配在叉形支撑元件30的间隙内的尺寸。第二系泊臂连结装置45可以是总体上板形的并且具有使得其紧密地装配在叉形第一系泊臂连结装置44的间隙内的尺寸。

支撑元件连结装置43还包括螺栓元件46，该螺栓元件通过或穿过叉形的支撑元件30的第一侧板元件33和第二侧板元件34、支撑元件连结装置43的叉形第一系泊臂连结装置44以及支撑元件连结装置43的第二系泊臂连结装置45中的对应孔。

这允许其中第一系泊臂12和第二系泊臂20两者可旋转地连接至支撑元件连结装置43的配置，即，第一系泊臂12和第二系泊臂20围绕穿过螺栓元件46的轴线a都是可旋转的。在图2和图4上指示轴线a。

然而，如果仅允许第一系泊臂连结装置44和第二系泊臂连结装置45中的一个系泊臂连结装置相对于支撑元件30旋转，则可能是有利的，因为这将允许跟踪和控制附接单元66的运动和位置。

因此，第一系泊臂连结装置44可以优选地紧固地附接至支撑元件30，例如，通过焊接或通过螺栓连接或将第一系泊臂连结装置44紧固地附接至支撑元件30的任何其他合适的方法。另一方面，第二系泊臂连结装置45优选地可旋转地连接至螺栓元件46，即，第二系泊臂连结装置45围绕穿过螺栓元件46的轴线a相对于支撑元件30是可旋转的。替换性地，显而易见地，可以通过焊接、螺栓连接或任何其他合适的紧固方法将第二系泊臂连结装置45紧固地附接至支撑元件30，而第一系泊臂连结装置44连接至围绕穿过螺栓元件46的轴线a相对于支撑元件30可旋转的支撑元件。

具有板形和叉形的第一系泊臂连结装置44和板形的第二系泊臂连结装置45(该板形的第二系泊臂连结装置装配到第一系泊臂连结装置44的叉中)这种配置确保第一系泊臂连结装置44和相对于支撑元件30可旋转的第二系泊臂连结装置45中的一个系泊臂连结装置仅能够围绕穿过螺栓元件46的轴线a进行旋转。

由此，支撑元件连结装置43允许支撑元件30仅围绕垂直于由第一系泊臂的纵向轴线和第二系泊臂的纵向轴线形成的平面的一根轴线进行旋转，其中，轴线a穿过螺栓元件46，如图2和图4所指示。

系泊装置10的第一实施方式的连结装置28还包括用于将连结装置28附接至附接单元66的附接单元连结装置61。附接单元连结装置61可以是万向连结，允许附接单元66相对于支撑元件30围绕两根独立的轴线进行旋转。替代性地，如图1至图6所示，附接单元连结装置61可以是球接头，该球接头将允许附接单元66相对于支撑元件30围绕三根独立的轴线进行旋转。球元件64可以紧固地附接至支撑元件30，并且球支撑元件63可以安装在附接单元66的框架装置67中(参见图5和图6)。

图7a至图7b中所示的系泊装置10的第二实施方式的连结装置28包括支撑元件30，该支撑元件包括板元件36。

系泊装置10的第二实施方式的连结装置28还包括支撑元件连结装置43，该支撑元件连结装置包括第一系泊臂连结装置48和第二系泊臂连结装置49。例如，第一系泊臂连结装置48和第二系泊臂连结装置49通过焊接、通过螺栓或通过任何其他合适的紧固装置紧固地附接至支撑元件30的板元件36。

第一系泊臂连结装置48优选地允许第一系泊臂12相对于支撑元件30围绕三根不同的旋转轴线进行旋转。例如，如图7a所指示，第一系泊臂连结装置48可以是球接头，其中球元件紧固地附接至第一系泊臂12的第一端部15并且球支撑元件紧固地附接至支撑元件30的板元件36。

第二系泊臂连结装置49优选地允许第二系泊臂20相对于支撑元件30围绕三根不同的旋转轴线进行旋转。例如，如图7a中所指示，第二系泊臂连结装置49可以是球接头，其中球元件紧固地附接至第二系泊臂20的第一端部23并且球支撑元件紧固地附接至支撑元件30的板元件36。

支撑元件连结装置43还括限制臂51，即，运动限制臂51限制支撑元件30的运动。

限制臂51包括第一端部54和第二端部53。例如，第一端部54通过焊接(如图7a所指示)或通过螺栓或任何其他合适的紧固装置紧固地附接至连结装置28的支撑元件30。第二端部53利用允许限制臂相对于浮动单元110或浮动或非浮动结构围绕两根独立的轴线进行旋转的附接连结装置56来附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125。限制臂51包括在其纵向方向上穿过限制臂51并且穿过第一端部54和第二端部53的纵向轴线。

如图7a中所示，限制臂51优选地是伸缩的，该限制臂包括第一伸缩部分52和第二伸缩部分53，其中，第一伸缩部分52滑动地布置在第二伸缩部分53内或反之亦然。限制臂51通常包括活塞/缸组件，并且如果需要的话，该限制臂可以包括诸如一个或多个弹簧的减震元件和/或一个或多个阻尼装置。这种伸缩组件和活塞/缸组件在本领域中是众所周知的，并且在此将不再进一步详细描述。

图7b示出如图7a所指示的限制臂51的截面a-a。另外，如图所示，限制臂51的截面制作为多边形，例如，如图7b所示的矩形或正方形，但也可以使用诸如六边形或三角形的其他多边形。第一伸缩部分52和第二伸缩部分53的截面都是多边形的并且具有使得第一伸缩部分52在第二伸缩部分52内容易地滑动的相似的大小和形状。限制臂51的截面的多边形形状确保第一伸缩部分52相对于第二伸缩部分53不进行扭转运动，即，支撑元件30围绕限制臂51的纵向轴线不存在旋转运动。

附接连结装置56可以是如图7a所指示的万向连结，该万向连结允许限制臂相对于浮动单元110围绕两根独立的轴线进行旋转。一条轴线是如图7a中所指示的轴线a，该轴线穿过附接连结装置56并且垂直于由第一系泊臂12的纵向轴线和第二系泊臂20的纵向轴线形成的平面。

系泊装置10的第二实施方式的连结装置28的这种配置(其中，限制臂51利用万向连结56紧固地附接至支撑元件30的板元件并且附接至浮动单元110，并且第一系泊臂12和第二系泊臂20利用球接头48和49附接至支撑元件)确保支撑元件连结装置43允许支撑元件30仅围绕一根轴线进行旋转，即，围绕轴线a，该轴线将总是垂直于由第一系泊臂12和第二系泊臂20的纵向轴线形成的平面。

由此，支撑元件连结装置43允许支撑元件30(即，板元件36)仅围绕一根轴线进行旋转，即，图7a中所指示的轴线a，如上所述，该轴线垂直于由第一系泊臂的纵向轴线和第二系泊臂的纵向轴线形成的平面。

系泊装置10的第二实施方式的连结装置28还包括用于将连结装置28附接至附接单元66的附接单元连结装置61。

附接单元连结装置61可以是万向连结，允许附接单元66相对于支撑元件30围绕两根独立的轴线进行旋转。替代性地，如图7所示，附接单元连结装置61可以是球接头，该球接头将允许附接单元66相对于支撑元件30围绕三根独立的轴线进行旋转。球元件64可以紧固地附接至支撑元件30，并且球支撑元件63可以安装在附接单元66的框架装置67中(参见图5和图6)。

图8至图10中所示的系泊装置10的第三实施方式的连结装置28包括支撑元件30，该支撑元件包括具有第一侧面41和第二侧面42的保持元件38。第一销元件39紧固地附接至第一侧面，并且第二销元件40紧固地附接至第二侧面42。如图9所指示，轴线a穿过第一销元件39和第二销元件40。

保持元件38包括腔，附接单元连结装置的球支撑元件63可安装在该腔中。如图8和图9中能够看见，在该实施方式中，附接单元连结装置61的球元件64紧固地附接至附接单元66，并且球接头的球元件64布置在球支撑元件63中，该球支撑元件布置在保持元件38中。当附接单元连结装置61是球接头时，附接单元连结装置61的这种布置的优点在于，其将附接单元66与轴线a之间的距离减小至附接系统连结装置61与轴线a重合的程度。这被动地减少附接单元连结装置61相对于轴线a的不受控制的旋转和/或铰接运动。

系泊装置10的第三实施方式的连结装置28还包括支撑元件连结装置43，该支承元件连结装置包括总体上叉形或u形的第一系泊臂连结装置58和第二系臂连结装置59，该第二泊臂连结装置总体上是叉形或u形的并且具有使其装配到叉形第一系泊臂连结装置58的尺寸和形状。

第一系泊臂连结装置58紧固地附接至第一系泊臂12的第一端部15，并且第二系泊臂连结装置59紧固地附接至第二系泊臂20的第一端部23。

第一系泊臂连结装置58和第二系泊臂连结装置59可以可旋转地连接至支撑元件30的第一销元件39和第二销元件40，从而允许支撑元件30相对于第一系泊臂12和第二系泊臂20两者进行旋转。

然而，优选地，第一系泊臂连结装置58紧固地附接至支撑元件30，例如，附接至第一销元件39和/或第二销元件40，并且第二系泊臂连结装置59可旋转地连接至支撑元件30，即，连接至第一销元件39和第二销元件40。替代性地，第二系泊臂连结装置59紧固地附接至支撑元件30，例如，附接至第一销元件39和/或第二销元件40，并且第一系泊臂连结装置58可旋转地连接至支撑元件30，即，连接至第一销元件39和第二销元件40。

在图10中示出第三实施方式的略微不同的变体。支撑元件30仍包括保持元件38，在此实施方式中，该保持元件具有柱形形状而不是如图8至图9中所示的盒形形状。附接单元连结装置61的球支撑元件(图10中未示出)将以与图8至图9中相同的方式布置在保持元件38中。

支撑元件连结装置43的第一系泊臂连结装置58在此被示出为通过焊接、螺栓或任何其他合适的紧固方法紧固地附接至支撑元件30(例如，附接至保持元件38)的元件58。第一系泊臂12的第一端部15紧固地附接至元件58并且由此紧固地附接至支撑元件30。还可以省去第一系泊臂连结装置58，并且仅将第一系泊臂12的第一端部15直接焊接或螺栓连接至支撑元件30。然后，第一系泊臂连结装置58将简单地是将第一端部15连接至支撑元件30的焊接或螺栓/螺栓孔。

以与图8至图9所示相同的方式，第二系泊臂连结装置59是叉形的并且可旋转地连接至支撑元件30的第一和第二销元件39、40，如图8至图9所示。如在图8至图9中，轴线a穿过连接有叉形的第二系泊臂连结装置59的销元件。应注意的是，第一系泊臂连结装置58和第二系泊臂连结装置59的配置也能够以相反方式布置，即，第二系泊臂连结装置59由紧固地附接至支撑元件30的元件形成，并且第一系泊臂连结装置58是叉形的并且围绕穿过销元件39、40的轴线a可旋转地连接至销元件39、40。

该系泊臂装置10的第三实施方式的连结装置28的配置(包括如图8至图9中所示的叉形的第一系泊臂连结装置58和叉形的第二系泊臂连结装置59、或第一系泊臂连结装置58，该第一系泊臂连结装置包括固定地附接至支撑元件30的元件58以及围绕穿过销元件39的轴线a可旋转地连接至销元件39、40的叉形第二系泊臂连结装置59)确保相对于支撑元件30布置的可旋转的第一系泊臂连结装置58和第二系泊臂连结装置59中的一个系泊臂连结装置仅能够围绕穿过第一销元件39和第二销元件40的轴线a进行旋转。

由此，如图9所指示，支撑元件连结装置43允许支撑元件30仅围绕垂直于由第一系泊臂的纵向轴线和第二系泊臂的纵向轴线形成的平面的一根轴线进行旋转，其中，轴线a穿过螺栓元件46。

如上所述，系泊装置10的第三实施方式的连结装置28还包括用于将连结装置28附接至附接单元66的附接单元连结装置61。附接单元连结装置61可以是万向连结，允许附接单元66相对于支撑元件30围绕两根独立的轴线进行旋转。替代性地，如上所述并且如图8至图10所示，附接单元连结装置61可以是球接头，该球接头将允许附接单元66相对于支撑元件30围绕三根独立的轴线进行旋转。如上所述，球元件64可以紧固地附接至附接单元66，并且球支撑元件63可以地安装在支撑元件30的保持元件38中。

例如，如图3所示，系泊装置20的各种实施方式优选地还包括一个或多个支撑臂97，该支撑臂包括第一端部100和第二端部103。第一端部100附接至连结装置28，并且第二端部附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125。支撑臂97包括在其纵向方向上穿过支撑臂97并且穿过第一端部100和第二端部103的纵向轴线。支撑臂的主要目的是支撑系泊装置10的重量。

例如，如图11至图12和图14中所示，支撑臂97优选地是伸缩的，该支撑臂包括第一伸缩部分98和第二伸缩部分99，其中，第一伸缩部分98滑动地布置在第二伸缩部分99内或反之亦然。支撑臂12通常包括活塞/缸组件，该活塞/缸组件包括诸如一个或多个弹簧的减震元件和/或一个或多个阻尼装置。这种活塞/缸组件在本领域中是众所周知的并且在此将不再进一步详细描述。

支撑臂97的第一伸缩部分98包括支撑臂97的第一端部100。同样，支撑臂97的第二伸缩部99包括支撑臂20的第二端部103。

第一附接连结装置101优选地附接至支撑臂97的第一伸缩部分98并且适于将第一附接连结装置103附接至连结装置28的支撑元件30。第一附连连结装置101优选地允许支撑臂97相对于支撑元件30围绕三根独立轴线进行旋转，并且该第一附连连结装置可以是球接头或万向节或允许支撑臂97相对于支撑元件30围绕三根独立的轴线进行旋转的任何其他类型的连结。

第二附接连结装置104优选地附接至支撑臂97的第二伸缩部分99并且适于将第二附接连结装置104附接至浮动单元110或浮动或非浮动结构125。第二附接连结装置104优选地允许支撑臂97相对于附接有系泊臂10的浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立的轴线进行旋转，并且该第二附接连结装置可以是球接头、万向节或允许支撑臂97相对于浮动单元110或浮动或非浮动结构125围绕三根独立的轴线进行旋转的任何其他类型的连结。

例如，如图1至图6、图10和图12中所指示，一个支撑臂或多个支撑臂97可以布置在第一系泊臂12和第二系泊臂20上方。替代性地，例如，如图11所指示，一个支撑臂97或多个支撑臂97可以布置在第一系泊臂12和第二系泊臂20下方。根据系泊装置10所使用的支撑臂97的数量、第一系泊臂12、第二系泊臂20、限制臂51、连结装置28的重量等，一个支撑臂或多个支承臂97优选地附接至支撑臂97的第二端部处的浮动单元110或浮动或非浮动结构125、和/或附接至第二系泊臂20、和/或附接至限制臂51和/或连结装置28。一个支撑臂97或多个支承臂97的目的是承载附接单元66的重量并且控制附接单元66在空间中的位置。如上所述，可以使用一个或多个支撑臂97，该支承臂可以连接至限制臂51和/或支撑元件30和/或支撑元件连结装置43。

图13示出安装在大型船110上的系泊装置10，该系泊装置使得船能够系泊至另一浮动或非浮动结构，或者使得另一浮动或非浮动结构能够系泊至船110。应提及的是，任何所期望数量的系泊装置10可以安装在船110上。

图11至图12和图14至图18示出具有安装在其上的一个或两个系泊装置10的浮动单元110。同样，应当理解，任何所期望数量的系泊装置10可以安装至浮动单元110。

在此描述的系泊装置10的配置将允许浮动单元110相对于浮动或非浮动结构125移动一些自由度。当浮动单元110系泊至浮动或非浮动单元125时，系泊装置10的附接单元66将附接至浮动或非浮动结构125。在图17至图19中，示出浮动单元110与浮动或非浮动结构125之间的一些相对运动。在浮动单元110相对于浮动或非浮动结构125运动期间，附接单元66的附接元件85、87、89、91保持浮动或非浮动结构125的位置，而浮动单元110的甲板部112、第一支撑臂12和第二支撑臂20以及浮动单元110的其他部件和系泊装置10将相对于附接元件85、87、89、91和浮动或非浮动结构125进行移动。

图17示出浮动单元110与浮动或非浮动结构125之间的组合的相对垂直运动和水平运动。图18示出浮动单元110与浮动或非浮动结构125之间围绕水平轴线的相对旋转运动，该水平轴线基本垂直于附接有附接元件85、87、89、91的浮动或非浮动结构125的侧面。图19示出浮动单元110与浮动或非浮动结构125之间围绕水平轴线的相对旋转运动，该水平轴线基本平行于附接有附接元件85、87、89、91的浮动或非浮动结构125的侧面。

如图14至图19所指示，浮动单元110可以设置有至少一个(但优选地至少两个)防护装置120、121、第一防护装置120和第二防护装置121。第一防护装置120和第二防护装置121将有助于防止系泊装置10或多个系泊装置10被压缩超过它们的能力，并且由此防止损坏系泊装置10并且防止浮动单元110撞击系泊有浮动单元110的浮动或非浮动结构125。

第一防护装置120和第二防护装置121可以在一定程度上是柔性的，如图12、图14、图15、图17和图19所示，其中，指示经压缩的防护衬套，其中第一防护装置120和第二防护装置121经受来自浮动或非浮动结构125的力，并且指示未压缩的防护衬套，其中第一防护装置120和第二防护装置121不受作用在其上的外力的影响。

第一和第二防护装置120、121的柔性和压缩性可以通过使用由柔性材料(诸如，橡胶材料)制成的空气加压元件来获得。防护元件120、121可以进一步填充有泡沫或橡胶。可以调节防护元件120、121内部的空气压力或泡沫或橡胶的刚度，以便获得第一和第二防护装置120、121的所期望压缩性。如图所示，浮动单元110可设置有布置在第一防护装置120与第二防护装置121之间的一个或两个系泊装置10。然而，任何数量的系泊装置10可以安装在浮动单元110上，并且任何数量的防护装置20、121可以安装在浮动单元110上。单个防护装置120、121以及一个系泊装置10或多个系泊装置10的布置和相对和相互位置也可以从一个浮动单元110到另一浮动单元110而变化。如果防护装置120、121位于系泊装置10的外部，则该防护装置将有助于吸收浮动单元110的偏航力矩。除了一个或多个系泊装置10之外，为浮动单元110提供一个或多个防护装置120、121，因此，增强系泊装置10的可用性，由于作用在浮动单元110上的外部载荷能够至少部分地由一个或多个防护装置120、121处理，由此降低用于系泊装置10的设计要求。

最后，应当提及的是，所有上述实施方式示出本发明。然而，在不限制本发明的情况下，本领域的技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下考虑许多替代实施方式。在权利要求中，括号中的附图标记不应被解释为限制。

应提及的是，在此使用动词“包括”及其不同形式不排除未在权利要求中提及的元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一个”不排除若干此类元件的存在。

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