箱式下浮體多立柱型半潛式平臺的製作方法
2023-05-22 23:38:11 2
箱式下浮體多立柱型半潛式平臺的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，包括下浮體，所述下浮體上部通過多根立柱連接上平臺，所述下浮體與上平臺平行，所述上平臺的下表面平行於水面，所述上平臺的上表面布置有上層建築，位於上平臺的甲板上設置有直升機起降區，平臺上還配備有錨泊系統。本發明結構緊湊、合理，製作與安裝方便，通過採用下浮體箱式貫通、多立柱型半潛浮式平臺，下浮體為箱型體，通過多根立柱與上平臺連接，適應深遠海環境，並適用於尺寸較大的平臺。
【專利說明】箱式下浮體多立柱型半潛式平臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及海洋平臺設計【技術領域】，尤其是一種適應深遠海、離島海港、離島空港、海上可重構的超大型箱式下浮體多立柱型半潛式平臺。
【背景技術】
[0002]現有技術中的半潛式平臺，均採用水下浮體為沉箱式或者為下體式。沉箱式是將幾根立柱布置在同一個圓周上，每一根立柱下方設一個下體；下體式是兩根魚雷形的下體分列左右，每根下體上的立柱數可以有2?4根。半潛式平臺由於下浮體浸沒在水中，其橫搖與縱搖的幅值都很小，但是垂蕩運動比較大。
[0003]現有半潛式平臺有向深海發展和功能多樣化的趨勢，要滿足豐富的功能擴展並抵抗深遠海惡劣的風浪條件勢必要增大尺寸，一旦平臺的主尺度過大，達到數百米時，增加立柱之間的距離會嚴重削弱整個平臺的結構承載能力，如果增加立柱的截面尺寸或者立柱的數量來提高結構強度，除了會耗費更多的材料和資金，不僅增大的立柱面積會遭受更嚴重的波浪載荷，而且增大的水線面會降低其波浪中的耐波性，最終影響平臺的使用性能。另夕卜，由於海洋中風向的隨機性和波浪的不確定性，立柱面受波浪力不均勻，一旦某個立柱因疲勞失效、或者偶然事件失穩受損，將造成不可估量的損失。
【發明內容】
[0004]本 申請人:針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，從而增大了整個平臺的浮力，提高使用穩定性，可靠性。
[0005]本發明所採用的技術方案如下:
一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，包括下浮體，所述下浮體上部通過多根立柱連接上平臺，所述下浮體與上平臺平行，所述上平臺的下表面平行於水面，所述上平臺的上表面布置有上層建築，位於上平臺的甲板上設置有直升機起降區，平臺上還配備有錨泊系統。
[0006]作為上述技術方案的進一步改進:
多根立柱的高度一致，所述立柱的截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或者多邊形立體結構，從平臺中心向外，立柱的截面面積逐漸增大；
所述立柱採用矩形陣列或者環形陣列形式布置；
位於上平臺的左舷或右舷處設置有吊機；
所述錨泊系統的結構為:所述上平臺甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機，每組錨機配備有兩根錨鏈；
所述下浮體為箱型水密結構，所述下浮體的長度與上平臺的長度一致；
所述下浮體的水平截面為矩形、多邊形、圓形或者橢圓形結構，所述下浮體的艏艉面設置有坡度；
所述下浮體內設置有大量艙室；
所述上平臺為長方體結構； 所述上平臺為生產生活區、餐飲區、物資儲存區和機械設備區。
[0007]本發明的有益效果如下:
(I)本發明結構緊湊、合理，製作與安裝方便，通過採用下浮體箱式貫通、多立柱型半潛浮式平臺，下浮體為箱型體，通過多根立柱與上平臺連接，適應深遠海環境，並適用於尺寸較大的平臺。
[0008](2)本發明具有較大的浮力。根據浮力理論可知，浮體的浮力與排水體積成正比。相對於傳統的半潛式平臺，本發明的下浮體結構為大尺度箱型體，顯著增加排水體積，從而增大了整個平臺的浮力。
[0009](3)本發明具有較好的穩性。本發明在平臺浮態調整時，下浮體能提供較大的恢復力矩。依據浮體的穩性理論，在同樣主尺度的情況下，本平臺相對於傳統半潛平臺有著更大的橫(縱)穩心半徑，因此本發明的平臺具有良好的穩性，能夠在深水惡劣環境條件下作業。
[0010](4)本發明具有較小的運動。基於浮體在波浪上運動的受力分析可知，浮體垂蕩方向的恢復力剛度與下浮體水平截面面積成正比。相對於傳統半潛平臺的下浮體，本發明的箱型下浮體具有較大的水平截面面積，可以提供較大阻尼，使得平臺在波浪中的垂向升沉運動較小，因此能夠較好的抑制平臺的垂蕩運動。另外，整個平臺的水線面面積小，只有立柱在水線面處，並且波浪方向隨機性產生的作用於立柱上的波浪載荷分布均勻，整個平臺在波浪中運動較小。
[0011](5)本發明具有較好的結構力學性能。本發明的立柱將及下浮體上平臺結構組成為一個整體結構，可以有效傳遞由于波浪和平臺不平衡裝載所造成的各立柱之間的相互作用力，多根立柱提供了足夠大的連接強度與剛度。立柱在水線以上一定高度可設仰角線型，以阻止波浪爬升；根據平臺穩性和可變載荷需要，當立柱水平截面積太大時，可以通過增加立柱數量以減小水平截面尺寸；多根立柱水平截面尺寸小使得平臺的水線面積小，在波浪中運動較小，有效抵抗作用於平臺的環境載荷，不存在如傳統半潛式平臺管狀橫撐的薄弱結構，提高了平臺適應惡劣海洋環境的能力。
[0012](6)本發明具有較好的可重構性。本發明的上平臺，艏艉設有連接器接頭，便於多個平臺在海上艏艉相連拼裝成可重構的超大型半潛式平臺，發揮海空港的作用。
[0013](7)本發明平臺運動性能優良，具有無條件穩定性，適應作業水深範圍廣，整體結構強度好，可應用於深遠海、離島海港、離島空港、海上浮動基地。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的結構示意圖。
[0015]圖2為圖1的側視圖。
[0016]圖3為本發明水線以下的俯視圖。
[0017]其中:1、上層建築；2、上平臺；3、立柱；4、下浮體；5、錨機；6、錨鏈；7、吊機。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖，說明本發明的【具體實施方式】。
[0019]如圖1、圖2和圖3所示，本實施例的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，包括下浮體4，下浮體4上部通過多根立柱3連接上平臺2，下浮體4與上平臺2平行，上平臺2的下表面平行於水面，上平臺2的上表面布置有上層建築1，位於上平臺2的甲板上設置有直升機起降區，平臺上還配備有錨泊系統。
[0020]多根立柱3的高度一致，立柱3的截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或者多邊形立體結構，從平臺中心向外，立柱3的截面面積逐漸增大。可以提高整個平臺的各向剛度，在平臺縱向和橫向對稱軸上的立柱適當增大截面面積，提高整個平臺的抗彎強度。
[0021]根據下浮體4的截面型式立柱3採用矩形陣列或者環形陣列形式布置。燃料、淡水、電力管線、輸送泵等可以通過立柱3傳輸至下浮體4。
[0022]位於上平臺2的左舷或右舷處設置有吊機7。
[0023]錨泊系統的結構為:上平臺2甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機5，每組錨機5配備有兩根錨鏈6。系泊纜採用傳統八點錨鏈方式、錨鏈-纜-錨鏈組合方式或全尼龍纜方式。
[0024]下浮體4為箱型水密結構，具有較大浮力和儲備空間，設置多道水密隔板滿足抗沉性要求；下浮體4的長度與上平臺2的長度一致。增加平臺縱向強度與剛度。
[0025]下浮體4的水平截面為矩形、多邊形、圓形或者橢圓形結構，下浮體4的艏艉面設置有坡度，以減小在拖航時的阻力和使用中的波浪激勵力。
[0026]下浮體4內設置有大量艙室。可以儲存燃料、淡水等物資。
[0027]上平臺2為長方體結構。
[0028]上平臺2為生產生活區、餐飲區、物資儲存區和機械設備區。
[0029]本發明所述的平臺可以採用多個平臺模塊艏艉相連，在海上拼裝成超大型浮動機場、空港等，各平臺模塊尺寸主尺度一樣，功能不同，可分別布置生產生活區、活動區，布置飛機停放區等。
[0030]本發明所述的下浮體4為水、燃料、物資等儲備區及調整平衡姿態壓載區，立柱3為通道及過渡區，上平臺2為生產生活區、倉儲區。
[0031]當平臺長度大於300米時，等間隔陣列布置20-30個立柱3。採用等間隔陣列布置方式保證了平臺在波浪中受力均勻，結構穩定。考慮減小波浪阻力和方便施工工藝，立柱3根據下浮體4的截面型式可以採用矩形陣列或環形陣列布置，陣列分布的多根立柱3分攤承受上平臺2與下浮體4之間結構載荷，可以提高整個平臺的強度，減小平臺結構變形。
[0032]當平臺長度為100米~300米時，等間隔陣列布置12~20個立柱3。
[0033]當平臺長度小於100米時，等間隔陣列布置6~12個立柱3。
[0034]以上描述是對本發明的解釋，不是對發明的限定，本發明所限定的範圍參見權利要求，在本發明的保護範圍之內，可以作任何形式的修改。
【權利要求】
1.一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:包括下浮體(4)，所述下浮體(4)上部通過多根立柱(3)連接上平臺(2)，所述下浮體(4)與上平臺(2)平行，所述上平臺(2)的下表面平行於水面，所述上平臺(2)的上表面布置有上層建築(1)，位於上平臺(2)的甲板上設置有直升機起降區，平臺上還配備有錨泊系統。
2.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:多根立柱(3)的高度一致，所述立柱(3)的截面形狀為圓形、橢圓形、矩形或者多邊形立體結構，從平臺中心向外，立柱(3)的截面面積逐漸增大。
3.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述立柱(3)採用矩形陣列或者環形陣列形式布置。
4.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:位於上平臺(2)的左舷或右舷處設置有吊機(7 )。
5.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述錨泊系統的結構為:所述上平臺(2)甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機(5)，每組錨機(5 )配備有兩根錨鏈(6 )。
6.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述下浮體(4)為箱型水密結構，所述下浮體(4)的長度與上平臺(2)的長度一致。
7.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述下浮體(4)的水平截面為矩形、多邊形、圓形或者橢圓形結構，所述下浮體(4)的艏艉面設置有坡度。
8.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述下浮體(4)內設置有大量艙室。
9.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述上平臺(2)為長方體結構。
10.如權利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺，其特徵在於:所述上平臺(2)為生產生活區、餐飲區、物資儲存區和機械設備區。
【文檔編號】B63B35/44GK104029799SQ201410232158
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】陸曄, 葉永林, 顧學康, 田超 申請人:中國船舶重工集團公司第七○二研究所