專利名稱：低垂蕩半潛式平臺(tái)船體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種海洋浮式平臺(tái)。
背景技術(shù)：
海洋浮式平臺(tái)主要用于在海洋油氣開發(fā)及海洋工程施工和其他類型海上作業(yè)過(guò) 程中，為各類海上活動(dòng)提供合適的操作空間和場(chǎng)所，為相關(guān)作業(yè)設(shè)備和結(jié)構(gòu)物構(gòu)件在海洋 中提供適當(dāng)?shù)闹С帧Ｄ壳俺Ｒ?jiàn)的海洋浮式平臺(tái)類型有船型浮式平臺(tái)，半潛式浮式平臺(tái)，單立柱 (SPAR)浮式平臺(tái)，張力腿浮式平臺(tái)等。半潛式浮式平臺(tái)又稱立柱穩(wěn)定式平臺(tái)，從坐底式鉆井平臺(tái)演變而來(lái)，是一種大部 分浮體沒(méi)于水面下的小水線面的移動(dòng)式平臺(tái)，由平臺(tái)本體、立柱和下體或浮箱組成。此外， 在下體與下體、立柱與立柱、立柱與平臺(tái)本體之間還有一些支撐與斜撐連接。在下體間的連 接支撐，一般都設(shè)在下體的上方，這樣，當(dāng)平臺(tái)移位時(shí)，可使它位于水線之上，以減小阻力； 平臺(tái)上各類設(shè)備，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求可開展不同的作業(yè)(如鉆井、生產(chǎn)等)。平臺(tái)本體高 出水面一定高度，以免波浪的沖擊。下體或浮箱提供主要浮力，沉沒(méi)于水下以減小波浪的擾 動(dòng)力。平臺(tái)本體與下體之間連接的立柱，具有小水線面的剖面，主柱與主柱之間相隔適當(dāng)距 離，以保證平臺(tái)的穩(wěn)性，所以又有立柱穩(wěn)定式之稱。半潛式鉆井平臺(tái)的類型有多種，其主要 差別在于水下浮體的式樣與數(shù)目，按下體的式樣，大體上可分為沉箱式和下體式兩類。沉箱式是將幾根立柱布置在同一個(gè)圓周上，每一根立柱下方設(shè)一個(gè)沉箱。沉箱的 剖面有圓形、矩形、靴形等，沉箱的數(shù)目，亦即立柱的數(shù)目，有三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)不等。下體式中最常見(jiàn)的是兩根魚雷形的下體分列左右，每根下體上的立柱數(shù)可以有兩 根、三根、四根。下體的剖面有圓形、矩形或四角有圓弧的矩形。為了減小平臺(tái)在移位時(shí)的水 阻力，將下體的首尾兩端做成流線型體。最常見(jiàn)的是雙下體型和四下體型還有環(huán)型下體式， 環(huán)型下體式是用四根立柱支承平臺(tái)本體，立柱下方支承于一個(gè)圓形剖面有十二邊的環(huán)形下 體上。此種型式根據(jù)模型試驗(yàn)表明耐波性較好，但阻力較大。國(guó)際專利申請(qǐng)W0/1999/057011公開了一種“動(dòng)態(tài)定位的半潛式鉆探船”，它具有 兩條平行的下體(浮筒)和多根從下體向上延伸的立柱，用于支撐平臺(tái)甲板，立柱之間連接 有至少兩根水平橫梁。下體的底部安裝多個(gè)推進(jìn)器，以動(dòng)態(tài)地保持船體的位置。下體的橫 截面基本為矩形，下體的首尾兩端可設(shè)有圓角或倒角，以減少拖曳力。由于半潛式鉆井平臺(tái)在波浪上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小，在海洋工程中，不僅可用于鉆井， 其他如生產(chǎn)平臺(tái)、鋪管船，供應(yīng)船、海上起重船等都可采用。隨著海洋開發(fā)逐漸由淺水向深 水發(fā)展，這類平臺(tái)的應(yīng)用，將會(huì)日漸增多，諸如油與氣的貯存，離岸較遠(yuǎn)的海上工廠，海上電 站等都將是半潛式平臺(tái)的發(fā)展領(lǐng)域。傳統(tǒng)半潛式鉆井平臺(tái)由于下體都浸沒(méi)在水中，其橫搖 與縱搖的幅值都很小。有較大影響的是垂蕩運(yùn)動(dòng)。在海洋油氣開采活動(dòng)中，經(jīng)常會(huì)有各種類型的立管(如鉆井立管、生產(chǎn)立管、注水 立管等)從海底連接到浮式平臺(tái)上。為了保證各類浮式平臺(tái)能夠在不同的海洋環(huán)境中開展相應(yīng)作業(yè)，浮式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特性是關(guān)系到浮式平臺(tái)實(shí)用性的重要指標(biāo)。對(duì)有立管連接其上 的浮式平臺(tái)而言，一個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)是其垂蕩性能。因?yàn)槿绻脚_(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)幅度 過(guò)大，將會(huì)嚴(yán)重影響連接其上立管的正常作業(yè)和立管的強(qiáng)度、疲勞壽命。如果在設(shè)計(jì)海況下 平臺(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)幅度過(guò)大，連接其上的立管系統(tǒng)無(wú)法滿足工作和強(qiáng)度要求，則該浮式平臺(tái) 設(shè)計(jì)方案將毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力，只能改換其他運(yùn)動(dòng)性能能夠滿足立管設(shè)計(jì)要求的浮式平臺(tái)。因此， 開發(fā)出一種低垂蕩響應(yīng)的浮式平臺(tái)具有重大意義，在滿足其他性能要求的前提下，平臺(tái)的 垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)越低，平臺(tái)能夠適應(yīng)的海況條件就越寬，這樣的浮式平臺(tái)在海上作業(yè)中將極 具競(jìng)爭(zhēng)力。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有低垂蕩響應(yīng)的半潛式浮式平臺(tái)船 體。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種低垂蕩半潛式平臺(tái) 船體，包括兩個(gè)下體、多根立柱和橫梁，所述下體在水平面內(nèi)的投影輪廓為啞鈴形，每個(gè)下 體沿長(zhǎng)度方向分為兩個(gè)首尾節(jié)段、兩個(gè)過(guò)渡段和一個(gè)中間段，兩個(gè)過(guò)渡段分別連接在兩個(gè) 首尾節(jié)段與中間段之間，中間段的寬度小于首尾節(jié)段的寬度。優(yōu)選地，所述過(guò)渡段的寬度是逐漸變化的。進(jìn)一步地，所述過(guò)渡段在水平面內(nèi)的投影輪廓為梯形，梯形的上底與中間段連接 并與中間段等寬，梯形的下底與首尾節(jié)段連接并與首尾節(jié)段等寬。優(yōu)選地，所述立柱的下端固定在首尾節(jié)段上。優(yōu)選地，所述橫梁連接在不同下體上的立柱之間。優(yōu)選地，所述下體的橫截面為矩形或近似矩形。優(yōu)選地，所述橫梁的橫截面尺寸小于下體中間段的橫截面尺寸。優(yōu)選地，所述首尾節(jié)段的外端面角部設(shè)有圓角或倒角。優(yōu)選地，所述船體為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述首尾節(jié)段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線位于中間段沿長(zhǎng)度方向中心軸線的 外側(cè)。本實(shí)用新型的有益效果是保留了傳統(tǒng)半潛式平臺(tái)在其它自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小的 優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用了啞鈴形下體結(jié)構(gòu)，經(jīng)分析計(jì)算和實(shí)驗(yàn)證明，可以大幅度降低半潛式平臺(tái)的 垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，可以擴(kuò)展半潛式平臺(tái)適應(yīng)惡劣海況的能力，確保平臺(tái)在更加惡劣的海況下 仍然能夠保證連接在其上的各類結(jié)構(gòu)物(如立管、控制纜等)的安全和疲勞壽命。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型低垂蕩半潛式平臺(tái)船體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是下體的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型低垂蕩半潛式平臺(tái)船體的俯視圖。圖中1、下體 2、立柱 3、橫梁4、首尾節(jié)段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線[0028]5、中間段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線10、倒角11、首尾節(jié)段 12、過(guò)渡段13、中間段 14、圓角
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，本實(shí)用新型一種低垂蕩半潛式平臺(tái)船體可分為左右對(duì)稱的兩部分， 每部分包括一個(gè)下體1和固定在下體1上的立柱2，兩個(gè)下體1的形狀是相同的，左、右兩部 分之間通過(guò)多根橫梁3相連接，形成一個(gè)整體并傳遞載荷。立柱2的上端用于支撐平臺(tái)甲 板(圖中未示出)，立柱2的數(shù)量可以根據(jù)需要而有所增減，在本實(shí)施例中，立柱2有四根， 每個(gè)下體1上設(shè)有兩根立柱。如圖2所示，每個(gè)下體在水平面內(nèi)的投影輪廓(即俯視圖)均為啞鈴形，其沿長(zhǎng)度 方向可分為兩個(gè)首尾節(jié)段11、兩個(gè)過(guò)渡段12和一個(gè)中間段13。首尾節(jié)段11和中間段13 在水平面內(nèi)的投影輪廓均為矩形，但中間段13的寬度明顯地小于首尾節(jié)段11的寬度，兩個(gè) 首尾節(jié)段11與中間段12之間通過(guò)寬度逐漸變化的過(guò)渡段12相連接。在本實(shí)施例中，過(guò)渡 段12在水平面內(nèi)的投影輪廓為梯形，梯形的上底與中間段13連接并與中間段13等寬，梯 形的下底與首尾節(jié)段11連接并與首尾節(jié)段11等寬，這樣，過(guò)渡段12從首尾節(jié)段11的寬度 逐漸過(guò)渡到中間段13的寬度。同樣，為了減少拖曳力，首尾節(jié)段11的外端面角部可以設(shè)置 圓角14或倒角10。結(jié)合圖3所示，首尾節(jié)段11沿長(zhǎng)度方向的中心軸線4與中間段13沿長(zhǎng)度方向的中 心軸線5可以在同一條直線或同一個(gè)平面內(nèi)，也可以不在同一條直線或同一個(gè)平面內(nèi)。但 較優(yōu)的是，首尾節(jié)段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線4與中間段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線5不在同一 條直線上，且首尾節(jié)段的中心軸線4位于中間段的中心軸線5的外側(cè)。雖然下體各段(首尾節(jié)段11、過(guò)渡段12和中間段13)的寬度是不同的，但下體的 橫截面(垂直于長(zhǎng)度方向的截面)均呈矩形或近似矩形。在本實(shí)施例設(shè)置四根立柱2的情況下，正好將四根立柱2設(shè)置在具有較大寬度的 首尾節(jié)段11上，四個(gè)立柱2的下端固定在首尾節(jié)段11上。立柱2的重量與受到的載荷可 通過(guò)首尾節(jié)段11傳遞到下體1。結(jié)合
圖1，在本實(shí)施例中，橫梁3連接在不同下體上的兩根立柱2之間。當(dāng)然在有 些情況下，橫梁3也可以直接連接在兩個(gè)下體1之間。橫梁3的橫截面尺寸(面積)小于 下體中間段13的橫截面尺寸(面積)。
權(quán)利要求1.一種低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，包括兩個(gè)下體(1)、多根立柱(2)和橫梁(3)，其特征 是所述下體(1)在水平面內(nèi)的投影輪廓為 鈴形，每個(gè)下體(1)沿長(zhǎng)度方向分為兩個(gè)首尾 節(jié)段(11)、兩個(gè)過(guò)渡段(12)和一個(gè)中間段(13)，兩個(gè)過(guò)渡段(12)分別連接在兩個(gè)首尾節(jié) 段(11)與中間段(13)之間，中間段(13)的寬度小于首尾節(jié)段(11)的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述過(guò)渡段(12)的寬度 是逐漸變化的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述過(guò)渡段(12)在水平 面內(nèi)的投影輪廓為梯形，梯形的上底與中間段(13)連接并與中間段(13)等寬，梯形的下底 與首尾節(jié)段(11)連接并與首尾節(jié)段(11)等寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述立柱(2)的下端固 定在首尾節(jié)段(11)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述橫梁(3)連接在不 同下體上的立柱(2)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述下體(1)的橫截面 為矩形或近似矩形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述橫梁(3)的橫截面 尺寸小于下體中間段(13)的橫截面尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述首尾節(jié)段(11)的外 端面角部設(shè)有圓角(14)或倒角(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述船體為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，其特征是所述首尾節(jié)段沿長(zhǎng)度方 向的中心軸線(4)位于中間段沿長(zhǎng)度方向的中心軸線(5)的外側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低垂蕩半潛式平臺(tái)船體，包括兩個(gè)下體、多根立柱和橫梁，所述下體在水平面內(nèi)的投影輪廓為啞鈴形，每個(gè)下體沿長(zhǎng)度方向分為兩個(gè)首尾節(jié)段、兩個(gè)過(guò)渡段和一個(gè)中間段，兩個(gè)過(guò)渡段分別連接在兩個(gè)首尾節(jié)段與中間段之間，中間段的寬度小于首尾節(jié)段的寬度。本實(shí)用新型保留了傳統(tǒng)半潛式平臺(tái)在其它自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)較小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用了啞鈴形下體結(jié)構(gòu)，大幅度降低了半潛式平臺(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，可以擴(kuò)展半潛式平臺(tái)適應(yīng)惡劣海況的能力，確保平臺(tái)在更加惡劣的海況下仍然能夠保證連接在其上的各類結(jié)構(gòu)物的安全和疲勞壽命。
文檔編號(hào)B63B38/00GK201816730SQ20102052675
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者戚濤, 范會(huì)渠 申請(qǐng)人:上海利策科技有限公司