箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，包括下浮體，所述下浮體上部通過(guò)多根立柱連接上平臺(tái)，所述下浮體與上平臺(tái)平行，所述上平臺(tái)的下表面平行于水面，所述上平臺(tái)的上表面布置有上層建筑，位于上平臺(tái)的甲板上設(shè)置有直升機(jī)起降區(qū)，平臺(tái)上還配備有錨泊系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，制作與安裝方便，通過(guò)采用下浮體箱式貫通、多立柱型半潛浮式平臺(tái)，下浮體為箱型體，通過(guò)多根立柱與上平臺(tái)連接，適應(yīng)深遠(yuǎn)海環(huán)境，并適用于尺寸較大的平臺(tái)。
【專利說(shuō)明】箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種適應(yīng)深遠(yuǎn)海、離島海港、離島空港、海上可重構(gòu)的超大型箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的半潛式平臺(tái)，均采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(gè)圓周上，每一根立柱下方設(shè)一個(gè)下體；下體式是兩根魚(yú)雷形的下體分列左右，每根下體上的立柱數(shù)可以有2?4根。半潛式平臺(tái)由于下浮體浸沒(méi)在水中，其橫搖與縱搖的幅值都很小，但是垂蕩運(yùn)動(dòng)比較大。
[0003]現(xiàn)有半潛式平臺(tái)有向深海發(fā)展和功能多樣化的趨勢(shì)，要滿足豐富的功能擴(kuò)展并抵抗深遠(yuǎn)海惡劣的風(fēng)浪條件勢(shì)必要增大尺寸，一旦平臺(tái)的主尺度過(guò)大，達(dá)到數(shù)百米時(shí)，增加立柱之間的距離會(huì)嚴(yán)重削弱整個(gè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)承載能力，如果增加立柱的截面尺寸或者立柱的數(shù)量來(lái)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，除了會(huì)耗費(fèi)更多的材料和資金，不僅增大的立柱面積會(huì)遭受更嚴(yán)重的波浪載荷，而且增大的水線面會(huì)降低其波浪中的耐波性，最終影響平臺(tái)的使用性能。另夕卜，由于海洋中風(fēng)向的隨機(jī)性和波浪的不確定性，立柱面受波浪力不均勻，一旦某個(gè)立柱因疲勞失效、或者偶然事件失穩(wěn)受損，將造成不可估量的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本 申請(qǐng)人:針對(duì)上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，從而增大了整個(gè)平臺(tái)的浮力，提高使用穩(wěn)定性，可靠性。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，包括下浮體，所述下浮體上部通過(guò)多根立柱連接上平臺(tái)，所述下浮體與上平臺(tái)平行，所述上平臺(tái)的下表面平行于水面，所述上平臺(tái)的上表面布置有上層建筑，位于上平臺(tái)的甲板上設(shè)置有直升機(jī)起降區(qū)，平臺(tái)上還配備有錨泊系統(tǒng)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
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(jié)構(gòu)，從平臺(tái)中心向外，立柱的截面面積逐漸增大；
所述立柱采用矩形陣列或者環(huán)形陣列形式布置；
位于上平臺(tái)的左舷或右舷處設(shè)置有吊機(jī)；
所述錨泊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:所述上平臺(tái)甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機(jī)，每組錨機(jī)配備有兩根錨鏈；
所述下浮體為箱型水密結(jié)構(gòu)，所述下浮體的長(zhǎng)度與上平臺(tái)的長(zhǎng)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(jié)構(gòu)，所述下浮體的艏艉面設(shè)置有坡度；
所述下浮體內(nèi)設(shè)置有大量艙室；
所述上平臺(tái)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)； 所述上平臺(tái)為生產(chǎn)生活區(qū)、餐飲區(qū)、物資儲(chǔ)存區(qū)和機(jī)械設(shè)備區(qū)。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，制作與安裝方便，通過(guò)采用下浮體箱式貫通、多立柱型半潛浮式平臺(tái)，下浮體為箱型體，通過(guò)多根立柱與上平臺(tái)連接，適應(yīng)深遠(yuǎn)海環(huán)境，并適用于尺寸較大的平臺(tái)。
[0008](2)本發(fā)明具有較大的浮力。根據(jù)浮力理論可知，浮體的浮力與排水體積成正比。相對(duì)于傳統(tǒng)的半潛式平臺(tái)，本發(fā)明的下浮體結(jié)構(gòu)為大尺度箱型體，顯著增加排水體積，從而增大了整個(gè)平臺(tái)的浮力。
[0009](3)本發(fā)明具有較好的穩(wěn)性。本發(fā)明在平臺(tái)浮態(tài)調(diào)整時(shí)，下浮體能提供較大的恢復(fù)力矩。依據(jù)浮體的穩(wěn)性理論，在同樣主尺度的情況下，本平臺(tái)相對(duì)于傳統(tǒng)半潛平臺(tái)有著更大的橫(縱)穩(wěn)心半徑，因此本發(fā)明的平臺(tái)具有良好的穩(wěn)性，能夠在深水惡劣環(huán)境條件下作業(yè)。
[0010](4)本發(fā)明具有較小的運(yùn)動(dòng)。基于浮體在波浪上運(yùn)動(dòng)的受力分析可知，浮體垂蕩方向的恢復(fù)力剛度與下浮體水平截面面積成正比。相對(duì)于傳統(tǒng)半潛平臺(tái)的下浮體，本發(fā)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(tái)在波浪中的垂向升沉運(yùn)動(dòng)較小，因此能夠較好的抑制平臺(tái)的垂蕩運(yùn)動(dòng)。另外，整個(gè)平臺(tái)的水線面面積小，只有立柱在水線面處，并且波浪方向隨機(jī)性產(chǎn)生的作用于立柱上的波浪載荷分布均勻，整個(gè)平臺(tái)在波浪中運(yùn)動(dòng)較小。
[0011](5)本發(fā)明具有較好的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。本發(fā)明的立柱將及下浮體上平臺(tái)結(jié)構(gòu)組成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，可以有效傳遞由于波浪和平臺(tái)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(qiáng)度與剛度。立柱在水線以上一定高度可設(shè)仰角線型，以阻止波浪爬升；根據(jù)平臺(tái)穩(wěn)性和可變載荷需要，當(dāng)立柱水平截面積太大時(shí)，可以通過(guò)增加立柱數(shù)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(tái)的水線面積小，在波浪中運(yùn)動(dòng)較小，有效抵抗作用于平臺(tái)的環(huán)境載荷，不存在如傳統(tǒng)半潛式平臺(tái)管狀橫撐的薄弱結(jié)構(gòu)，提高了平臺(tái)適應(yīng)惡劣海洋環(huán)境的能力。
[0012](6)本發(fā)明具有較好的可重構(gòu)性。本發(fā)明的上平臺(tái)，艏艉設(shè)有連接器接頭，便于多個(gè)平臺(tái)在海上艏艉相連拼裝成可重構(gòu)的超大型半潛式平臺(tái)，發(fā)揮海空港的作用。
[0013](7)本發(fā)明平臺(tái)運(yùn)動(dòng)性能優(yōu)良，具有無(wú)條件穩(wěn)定性，適應(yīng)作業(yè)水深范圍廣，整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，可應(yīng)用于深遠(yuǎn)海、離島海港、離島空港、海上浮動(dòng)基地。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明水線以下的俯視圖。
[0017]其中:1、上層建筑；2、上平臺(tái)；3、立柱；4、下浮體；5、錨機(jī)；6、錨鏈；7、吊機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0019]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，包括下浮體4，下浮體4上部通過(guò)多根立柱3連接上平臺(tái)2，下浮體4與上平臺(tái)2平行，上平臺(tái)2的下表面平行于水面，上平臺(tái)2的上表面布置有上層建筑1，位于上平臺(tái)2的甲板上設(shè)置有直升機(jī)起降區(qū)，平臺(tái)上還配備有錨泊系統(tǒng)。
[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(jié)構(gòu)，從平臺(tái)中心向外，立柱3的截面面積逐漸增大?？梢蕴岣哒麄€(gè)平臺(tái)的各向剛度，在平臺(tái)縱向和橫向?qū)ΨQ軸上的立柱適當(dāng)增大截面面積，提高整個(gè)平臺(tái)的抗彎強(qiáng)度。
[0021]根據(jù)下浮體4的截面型式立柱3采用矩形陣列或者環(huán)形陣列形式布置。燃料、淡水、電力管線、輸送泵等可以通過(guò)立柱3傳輸至下浮體4。
[0022]位于上平臺(tái)2的左舷或右舷處設(shè)置有吊機(jī)7。
[0023]錨泊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:上平臺(tái)2甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機(jī)5，每組錨機(jī)5配備有兩根錨鏈6。系泊纜采用傳統(tǒng)八點(diǎn)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(jié)構(gòu)，具有較大浮力和儲(chǔ)備空間，設(shè)置多道水密隔板滿足抗沉性要求；下浮體4的長(zhǎng)度與上平臺(tái)2的長(zhǎng)度一致。增加平臺(tái)縱向強(qiáng)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(jié)構(gòu)，下浮體4的艏艉面設(shè)置有坡度，以減小在拖航時(shí)的阻力和使用中的波浪激勵(lì)力。
[0026]下浮體4內(nèi)設(shè)置有大量艙室?？梢詢?chǔ)存燃料、淡水等物資。
[0027]上平臺(tái)2為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
[0028]上平臺(tái)2為生產(chǎn)生活區(qū)、餐飲區(qū)、物資儲(chǔ)存區(qū)和機(jī)械設(shè)備區(qū)。
[0029]本發(fā)明所述的平臺(tái)可以采用多個(gè)平臺(tái)模塊艏艉相連，在海上拼裝成超大型浮動(dòng)機(jī)場(chǎng)、空港等，各平臺(tái)模塊尺寸主尺度一樣，功能不同，可分別布置生產(chǎn)生活區(qū)、活動(dòng)區(qū)，布置飛機(jī)停放區(qū)等。
[0030]本發(fā)明所述的下浮體4為水、燃料、物資等儲(chǔ)備區(qū)及調(diào)整平衡姿態(tài)壓載區(qū)，立柱3為通道及過(guò)渡區(qū)，上平臺(tái)2為生產(chǎn)生活區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)。
[0031]當(dāng)平臺(tái)長(zhǎng)度大于300米時(shí)，等間隔陣列布置20-30個(gè)立柱3。采用等間隔陣列布置方式保證了平臺(tái)在波浪中受力均勻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定?？紤]減小波浪阻力和方便施工工藝，立柱3根據(jù)下浮體4的截面型式可以采用矩形陣列或環(huán)形陣列布置，陣列分布的多根立柱3分?jǐn)偝惺苌掀脚_(tái)2與下浮體4之間結(jié)構(gòu)載荷，可以提高整個(gè)平臺(tái)的強(qiáng)度，減小平臺(tái)結(jié)構(gòu)變形。
[0032]當(dāng)平臺(tái)長(zhǎng)度為100米~300米時(shí)，等間隔陣列布置12~20個(gè)立柱3。
[0033]當(dāng)平臺(tái)長(zhǎng)度小于100米時(shí)，等間隔陣列布置6~12個(gè)立柱3。
[0034]以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，可以作任何形式的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:包括下浮體(4)，所述下浮體(4)上部通過(guò)多根立柱(3)連接上平臺(tái)(2)，所述下浮體(4)與上平臺(tái)(2)平行，所述上平臺(tái)(2)的下表面平行于水面，所述上平臺(tái)(2)的上表面布置有上層建筑(1)，位于上平臺(tái)(2)的甲板上設(shè)置有直升機(jī)起降區(qū)，平臺(tái)上還配備有錨泊系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于: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(jié)構(gòu)，從平臺(tái)中心向外，立柱(3)的截面面積逐漸增大。
3.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述立柱(3)采用矩形陣列或者環(huán)形陣列形式布置。
4.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:位于上平臺(tái)(2)的左舷或右舷處設(shè)置有吊機(jī)(7 )。
5.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述錨泊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為:所述上平臺(tái)(2)甲板左舷艏部、左舷艉部、右舷艏部、右舷艉部的四組錨機(jī)(5)，每組錨機(jī)(5 )配備有兩根錨鏈(6 )。
6.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述下浮體(4)為箱型水密結(jié)構(gòu)，所述下浮體(4)的長(zhǎng)度與上平臺(tái)(2)的長(zhǎng)度一致。
7.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于: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(jié)構(gòu)，所述下浮體(4)的艏艉面設(shè)置有坡度。
8.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述下浮體(4)內(nèi)設(shè)置有大量艙室。
9.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述上平臺(tái)(2)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的箱式下浮體多立柱型半潛式平臺(tái)，其特征在于:所述上平臺(tái)(2)為生產(chǎn)生活區(qū)、餐飲區(qū)、物資儲(chǔ)存區(qū)和機(jī)械設(shè)備區(qū)。
【文檔編號(hào)】B63B35/44GK104029799SQ201410232158
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】陸曄, 葉永林, 顧學(xué)康, 田超 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所