潛標滑輪系泊系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】潛標滑輪系泊系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種系泊系統(tǒng)，主要包括潛標、滑輪、錨基、繩索、繩結(jié)，錨基上系有一索鏈，索鏈的另一端系在一定滑輪的支架上，該滑輪上繞一繩索，繩索的一端系在潛標上，繩索的另一端系在需系泊浮體上，在滑輪與系泊浮體之間靠近滑輪的繩索上系有繩結(jié)，多個分布在外圍的潛標滑輪錨定單元的組合，共同拉緊中央的需系泊浮體，該系統(tǒng)可避免系泊約束力猛增導致的錨鏈斷裂或錨基滑移等問題，從而能夠提供抗風暴能力，并降低系泊成本。
【專利說明】
潛標滑輪系泊系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種系泊系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的系泊系統(tǒng)，一般都是直接用繩索將作業(yè)浮體和錨基連接起來，主要分為兩種，懸鏈式、張緊式，這兩種方式都存在著浮體兩側(cè)拉力抵消以及在大浪偏移下繩索拉力猛增問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種系泊系統(tǒng)，它能使得需系泊體出現(xiàn)小偏移時，系泊系統(tǒng)產(chǎn)生的復位力迅速跳變到額定工作狀態(tài)，而在大浪大偏移狀態(tài)下，系泊力依然能夠可控，不會猛增。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的有兩種系泊系統(tǒng)，潛標滑輪系泊系統(tǒng)和配重滑輪系泊系統(tǒng)，都具有滑輪、繩結(jié)，都是利用大自然的重力或浮力通過繞過滑輪對需系泊體施加恒定的復位力，當需系泊體向一側(cè)偏移時，在該側(cè)潛標或配重的拉力作用下，該側(cè)繩索上的繩結(jié)前進到某一點時，繩結(jié)被阻擋件或攔阻索阻攔，不能繼續(xù)前進，于是該側(cè)繩結(jié)與需系泊體間的系泊繩索松弛，拉力消失，而另一側(cè)則拉力一直存在且穩(wěn)定，這樣需系泊體只受到與偏移方向相反的力，從而驅(qū)使其復位。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種潛標滑輪系泊系統(tǒng)，包括潛標、滑輪、錨基、繩索，一根繩索一端系在比重小于水的潛標上，另一端繞過滑輪后系在需系泊體上，滑輪架與錨基連接；
[0007]在繩索上系有繩結(jié)，繩結(jié)為繩索上的凸起點，可以是繩索上系的固體，也可以是繩索自身打的結(jié)；另外沿著繩索在繩結(jié)與潛標之間還設有阻擋件，該阻擋件為一固體，其不占據(jù)繩索的運動路徑空間，但占據(jù)繩結(jié)的運動路徑空間；
[0008]阻擋件可以為滑輪架，或是滑輪架的一部分；
[0009]或阻擋件也可以是另外固體，固定在在滑輪架或錨基上；
[0010]或者作為阻擋件的另外固體也可先與連接元件固結(jié)，連接元件再與滑輪架或錨基固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接；
[0011]或者阻擋件也可以是回轉(zhuǎn)體，其旋轉(zhuǎn)軸支架即為滑輪架；或者作為阻擋件的回轉(zhuǎn)體，其支架也可以是先與連接元件固結(jié)，然后連接元件再與滑輪架或錨基固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接；
[0012]或者，也可不用阻擋件，而用攔阻索或折疊連桿，其一端與處于滑輪與潛標之間的繩索上的某點或與潛標連接，另一端連接在錨基或滑輪架上；
[0013]另外阻擋機構(gòu)也可以是:不用阻擋件而是用中介固件占據(jù)繩結(jié)前進路徑空間，而阻擋件占據(jù)中介固件的隨繩結(jié)聯(lián)動的運動前進路徑空間；或阻擋件由攔阻索代替，攔阻索一端系在錨基或滑輪架上，另一端系在中介固件上；
[0014]以上組成一個潛標滑輪錨定單元；被系泊體被多組周圍的潛標滑輪錨定單元的繩索向外拉著。
[0015]一種配重滑輪系泊系統(tǒng)，包括配重、滑輪、錨基、繩索，滑輪架連接在需系泊體上，一根繩索一端系在海底的錨基上，另一端繞過滑輪后系一比重大于水的配重；
[0016]在繩索上系有繩結(jié)，繩結(jié)為繩索上的凸起點，可以是繩索上系的固體，也可以繩索自身打的結(jié)；另外沿著繩索在繩結(jié)與配重之間還設有阻擋件，該阻擋件為一固體，其不占據(jù)繩索的運動路徑空間，但占據(jù)繩結(jié)的運動路徑空間；
[0017]阻擋件為滑輪架，或是滑輪架的一部分；
[0018]或阻擋件也可以是另外固體，固定在在滑輪架或需系泊體上；
[0019]或作為阻擋件的另外固體也可先與連接元件固定連接，連接元件再與滑輪架或需系泊體固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接；
[0020]或阻擋件也可以是回轉(zhuǎn)體，其旋轉(zhuǎn)軸支架即為滑輪架；或者是作為阻擋件的回轉(zhuǎn)體，其支架也可以先與連接元件固定連接，然后連接元件再與滑輪架或需系泊體固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接；
[0021]或者，也可不用阻擋件，而用攔阻索或折疊連桿，其一端與處于滑輪與配重之間的繩索上的某點或與配重連接，另一端連接在需系泊體或滑輪架上；
[0022]另外阻擋機構(gòu)也可以是:不用阻擋件而是中介固件占據(jù)繩結(jié)前進路徑空間，而阻擋件占據(jù)中介固件的隨繩結(jié)聯(lián)動的運動前進路徑空間；或阻擋件由攔阻索代替，攔阻索一端系在需系泊體或滑輪架上，另一端系在中介固件上；
[0023]以上組成一個配重滑輪錨定單元；被系泊體被多組周圍的配重滑輪錨定單元的繩索向外拉著。
[0024]下述具體技術(shù)方案除非特別說明，一般在潛標或配重滑輪系泊系統(tǒng)均可應用。
[0025]阻擋件也可以是多個互相活動連接的零件，但其相對運動有行程/角度限制，比如機械爪，阻擋件也可以是互相連接的柔性元件，比如網(wǎng)兜、竹墊等，它們所共同的是:在將繩結(jié)制動時的那一刻，它們的形狀是固定的，也就是說占據(jù)的空間固定下來，此時它們可視為固體。
[0026]繩索也可以繞過安裝在同一個滑輪架上的多個滑輪。
[0027]滑輪架與錨基/需系泊體的連接方式可以是固定連接或活動連接；如果是固定連接，則需將滑輪的繞繩方向與實際入繩方向吻合，或者是在入繩處設導繩輥，導繩輥支架固定在錨基/需系泊體上；如果是活動連接，則可以是通過掛環(huán)/繩索/鎖鏈/球鉸/萬向節(jié)/旋轉(zhuǎn)吊環(huán)連接。
[0028]上述兩種系泊系統(tǒng)，滑輪也可為鏈輪?；嗇S承為無油自潤滑軸承或塑料軸承/陶瓷軸承/磁力軸承；也可以是軸承嵌在軸承座的密封罩內(nèi)，軸承外側(cè)設有軸密封圈，滑輪軸依次穿過密封圈、軸承；也可以是:滑輪中心為孔，孔內(nèi)嵌有軸承，軸承套在心軸上，心軸固定在滑輪架上，軸承兩側(cè)設有密封圈。
[0029]為了減小繩結(jié)對阻擋件的沖擊力，可選的:在阻擋件與繩結(jié)間設有彈簧，阻擋件占據(jù)彈簧的前進空間；也可在彈簧與阻擋件間加入穿孔球，其可在其孔內(nèi)的繩索上滑動，阻擋件占據(jù)穿孔球的前進路徑空間；繩結(jié)、彈簧、穿孔球可以是彼此分離的元件，也可連接在一起。穿孔球可以是任意形狀，不限于球體。
[0030]可選的:為了能夠調(diào)整繩結(jié)在繩索上的位置，繩結(jié)為穿孔球，繩索為索鏈，可從繩結(jié)的通孔中自由穿過，繩結(jié)上還有與該通孔相交叉的橫向通孔，需固定繩結(jié)位置時，銷從橫向通孔、鏈環(huán)中穿過；或者是穿孔球外固結(jié)一掛環(huán)，銷從掛環(huán)與鏈環(huán)穿過。
[0031]可選的:為了適應海上風電的應用，需系泊體為風機塔筒，系泊方式有兩種，一種是:風機塔筒底部通過萬向節(jié)或球鉸連接海底錨基，塔筒中部伸出橫臂，橫臂外端被潛標/配重滑輪系泊單元錨定；
[0032]第二種是:風機塔筒固定在張力腿平臺TLP上，TLP的橫臂外端被潛標/配重滑輪單元錨定；可以選擇的是:TLP下垂的張力筋由潛標/配重滑輪錨定單元替代，可選的方案是:TLP平臺下垂的繩索在繞過正下方的第一個滑輪后水平方向前進，然后繞過第二個滑輪后向上連接潛標；兩個滑輪的滑輪架均通過繩索連接到海底錨基上，繩結(jié)的位置可以在第一個滑輪上方的繩索上，也可以在第二個滑輪與第一個滑輪之間。
[0033]可選的:需系泊浮體下端固定有底柱，需系泊浮體上端、底柱底端均被多個周圍的潛標滑/配重滑輪錨定單元錨定，底柱底端也可不用潛標/配重滑輪錨定單元錨定，而是用錨鏈直接連在海底錨基上，底柱也可不采用任何錨定，而是連接重物。
[0034]可選的:為了優(yōu)化系泊復位性能，潛標或配重呈水滴型，或套有錐面板，或套有一圓環(huán)，圓環(huán)上設有單開門。
[0035]可選的:為了使得繩結(jié)被阻擋后的位置能夠穩(wěn)定，阻擋件為裂縫凹槽，裂縫凹槽為凹槽狀固體，中間有一長條縫隙，或凹槽直接分開為兩半，繩索從縫隙中穿過；
[0036]裂縫凹槽固定在滑輪架上；在裂縫凹槽的裂縫處安裝有兩根導繩輥，繩索從導繩輥之間穿過；滑輪架上設有多個陣列孔。
[0037]可選的:為了增強系泊力，并且加限位作用，增加一副錨繩，對于潛標滑輪系泊系統(tǒng)是，副錨繩連接潛標與需系泊體；對于配重滑輪系泊系統(tǒng)，副錨繩連接配重與錨基。
[0038]可選的:對于配重滑輪系泊系統(tǒng)，配重在一滑筒內(nèi)上下滑動，滑筒固定在需系泊體上；或者配重上帶有孔，導軌從孔中穿過，導軌固定在需系泊體上，或配重被固定在需系泊體上的多個導軌夾住，配重安裝滑輪沿導軌運動。
[0039]可選的:對于潛標滑輪系泊系統(tǒng)，潛標為圓柱殼體結(jié)構(gòu)，兩端面為鋼端蓋，被一根鋼柱連接起來，圓柱側(cè)壁用超強纖維或鋼絲纏繞加強，或為玻璃鋼，鋼端蓋上安裝有氣門嘴或開關(guān)閥，側(cè)壁與端蓋可固結(jié)為一整體，也可以是分離的，在交界處安裝密封圈或填密封膠；潛標也可以是底端開口的空殼結(jié)構(gòu)，底端開口處安裝彈簧平開門(可雙向開啟的平開門，帶驅(qū)使其閉合的復位彈簧)，彈簧平開門也可以替換為活塞，其可在底端開口的管道內(nèi)滑動，活塞桿沿固定在殼體上的導軌可上下滑動，一復位彈簧一端連接活塞另一端固定在潛標殼體上，潛標殼上安裝有氣門嘴或開關(guān)閥，其接一空壓機的輸氣管，空壓機帶電開關(guān)。
[0040]可選的:為了解決兩組潛標滑輪錨定單元靠近導致的繩索纏繞問題，兩潛標滑輪錨定單元共用一個潛標，即兩個挨得近的滑輪上的繩索向上繞在同一個動滑輪上，動滑輪的支架連接一潛標。
[0041]可選的，對于采用攔阻索的潛標滑輪系泊系統(tǒng)，為了防止攔阻索與系泊繩索互相纏繞，設有側(cè)拉繩，對于潛標滑輪系泊系統(tǒng)，其一端系在比重小于水的小潛標上，另一端繞過小滑輪后系在攔阻索上或潛標上，小滑輪的支架連接在錨基上；對于配重滑輪系泊系統(tǒng)，其一端系在比重大于水的小配重上，另一端繞過小滑輪后系在攔阻索上或配重上，小滑輪的支架連接在需系泊浮體上。
[0042]可選的，本系統(tǒng)可應用于定深平臺:多個呈膠囊狀浮子，下端系有繩索，繩索下端吊一水中的阻尼板，阻尼板為一大面積板，在邊緣處帶有圍筒；另外可以在浮子上安裝絞車，通過絞車收放繩索來調(diào)整阻尼板的深度，膠囊狀浮子與外圍的潛標滑輪錨定單元的繩索連接。
[0043]可選的，本發(fā)明可應用于深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖，具體為:浮式網(wǎng)箱頂端浮體、底端被周圍的潛標滑輪系泊單元的繩索錨定，浮式網(wǎng)箱底部連接有比重大于水的重塊。
[0044]關(guān)于阻擋件的具體結(jié)構(gòu)，有以下幾種方案可選:
[0045]I)阻擋件可以是滑輪和滑輪架的組合；
[0046]2)阻擋件也可以是與滑輪及與其緊挨的壓輥，繩索從滑輪與壓輥間的間隙穿過；繩結(jié)輪廓大小超過間隙。
[0047]3)阻擋件也可以是兩根安裝在滑輪架上的導繩輥，繩索從兩個導繩輥之間穿過，繩結(jié)輪廓大小大于導繩輥之間間隙；
[0048]4)阻擋件為滑輪架，繩結(jié)為一圓餅狀，滑輪架的外緣比滑輪的外緣大，且滑輪與滑輪架間的間隙很小，滑輪架。
[0049]5)阻擋件為另外固體或回轉(zhuǎn)體，固體或回轉(zhuǎn)體的支架固定在連接元件旋臂上，旋臂可在滑輪架上旋轉(zhuǎn)，以其旋轉(zhuǎn)軸為圓心在滑輪架上分布圓周陣列孔，旋臂上也有孔，插入銷可以鎖定旋臂與滑輪架的角度。
[0050]阻擋件占據(jù)空間的形狀可以是孔型、缺口型、兩壁夾縫型，這幾種阻擋件可以固定在滑輪架上，或直接為滑輪架的局部形狀。孔型屬于四面包圍，缺口型屬于三面，兩壁是兩面，但其實單面也可以做阻擋件，但要做成鉤狀，繩結(jié)要做有凹槽，因為繩索是柔性元件，繩索上的繩結(jié)在空間中的位置不穩(wěn)定，所以做成鉤狀與繩結(jié)的凹槽扣合，這樣就不會滑脫了。
[0051]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0052]I)本發(fā)明中的繩結(jié)，對繩索的拉力進行了突變控制，在需系泊浮體發(fā)生偏移的時候能夠立即消除與復位方向相反的繩索拉力，反應迅速，而大浪時繩索受力可控，可以避免系泊約束力猛增導致的錨鏈斷裂或錨基滑移的問題。
[0053]2)本發(fā)明中的軸承密封方案，可以讓軸承免受海水腐蝕。
[0054]3)本發(fā)明中使用了緩沖彈簧，進一步減少了沖擊載荷，提供了安全系數(shù)。
[0055]4)本發(fā)明中的穿孔球繩結(jié)，可以使得繩結(jié)可以在繩索上的位置能夠調(diào)整，方便生產(chǎn)。
[0056]5)本發(fā)明中的萬向節(jié)樁基風機，使用的橫臂可以使得系泊作用點與萬向節(jié)距離增大，從而增大力矩，同時還使得風機能夠抵抗塔筒的軸向扭矩載荷。
[0057]6)本發(fā)明在TLP浮式風機平臺應用，可以使TLP平臺水平方向的偏移大大減小，且不會出現(xiàn)傳統(tǒng)錨鏈的力變化太大現(xiàn)象，同時如果TLP的下垂張力筋也替換為潛標滑輪錨定單元，借助潛標滑輪錨定單元的繩索載荷控制在一定范圍內(nèi)的特性，可以規(guī)避傳統(tǒng)張力筋的疲勞以及隨使用時間延長張力筋的蠕變問題。
[0058]7)本發(fā)明中的海洋平臺及其底柱被錨定或加重塊方案，可以提高平臺的抗傾覆力矩，增強抗搖能力，同時具備安全性。
[0059]8)本發(fā)明中的配重滑筒/導軌，可以避免配重的搖擺，從而增加安全性。
[0060]9)本發(fā)明中的圓柱殼體潛標，方便生產(chǎn)降低成本，且強度重量比高，無壓差半封閉殼體潛標，可以實現(xiàn)潛標內(nèi)外無壓差，從而殼體可以更薄，成本更低，可靠性也高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0061]圖1:單浮體潛標滑輪系泊原理圖(錐形潛標、錐面板)
[0062]圖2:多浮體潛標滑輪系統(tǒng)(浮體間帶配重)
[0063]圖3:潛標滑輪系泊系統(tǒng)緩沖結(jié)構(gòu)圖(單開門的潛標、壓輥、緩沖彈簧)
[0064]圖4:穿孔繩結(jié)固定于繩索示意圖
[0065]圖5:錨基上的阻擋件示例圖(繩結(jié)在滑輪與潛標之間)
[0066]圖6:阻擋件連接在滑輪架上示意圖
[0067]圖7:幾種阻擋件結(jié)構(gòu)示意圖
[0068]圖8:中介固件對繩結(jié)進行阻擋示意圖
[0069]圖9:凹缺口滑輪架作為阻擋件示意圖
[0070]圖10:帶凹槽阻擋件的定滑輪(導繩輥+陣列孔)結(jié)構(gòu)示意圖
[0071]圖11:圓餅形繩結(jié)與滑輪架/導繩輥作為阻擋件示意圖(掛環(huán))
[0072]圖12:配重滑輪系泊系統(tǒng)示意圖(繩結(jié)、攔阻索、側(cè)拉繩)
[0073]圖13:配重滑輪系泊示意圖(滑筒、導軌)
[0074]圖14:相鄰潛標滑輪錨定單元共用潛標示意圖
[0075]圖15:風機萬向節(jié)(或球鉸)錨基系泊示意圖
[0076]圖16 =TLP張力腿平臺+潛標滑輪系泊風機示意圖
[0077]圖17:完全潛標滑輪TLP系泊風機示意圖
[0078]圖18:浮式風機Y型潛標滑輪系泊示意圖(底柱+配重)
[0079]圖19:潛標滑輪+底柱錨鏈聯(lián)合系泊海洋平臺示意圖
[0080]圖20:上4+底柱4點潛標滑輪系泊海洋平臺示意圖
[0081]圖21:深水網(wǎng)箱的潛標滑輪系泊示意圖
[0082]圖22:定深平臺的潛標滑輪系泊示意圖
[0083]圖23:纖維側(cè)面加強柱形潛標結(jié)構(gòu)示意圖
[0084]圖24:無壓差半封閉潛標布放示意圖
[0085]1-潛標:工作在水下的浮體，比重小于水，提供浮力。
[0086]2-滑輪:也可用鏈輪代替。
[0087]3-繩索:繩纜或鎖鏈，在與滑輪接觸的那一段應該用鎖鏈，并加粗。
[0088]4-錨基:可以是普通的抓地錨、吸力樁、摩擦樁、法向承力錨、重力錨等。
[0089]5-掛環(huán)；6_浮子；7_需系泊浮體；8_重塊；9_密封圈；10-海底；12-阻擋件
[0090]13-橫臂:塔筒/平臺上水平方向伸出的構(gòu)件，可為Y型或十字架或更多數(shù)的長條形臂，也可以直接為一圓盤形結(jié)構(gòu)。
[0091]14-斜筋:連接橫臂與塔筒之間，用于提高抗彎能力。
[0092]15-海面
[0093]16-錨基索鏈
[0094]17-圍筒:圍在阻尼板外緣的筒狀物體，提高水的阻力
[0095]18-軸承
[0096]19-密封罩:柱形外殼，內(nèi)嵌入密封圈、軸承，密封圈在外，本身作為軸承架
[0097]20-心軸:固定在滑輪架上，滑輪套在其上旋轉(zhuǎn)，只傳遞彎矩不傳遞扭矩
[0098]21-風機塔筒
[0099]22-浮力艙:提供浮力的大體積浮體
[0100]25-繩結(jié):繩索上某點的凸起點，可以是繩索打的結(jié)或者是系的固體
[0101]26-滑輪架:滑輪的支架
[0102]27-絞車
[0103]28-單開門:類似于平開門，門只能向一側(cè)開，在水流正向沖擊時門被水流沖擊開，在水流反向沖擊時門被水流沖擊而閉合，可在樞軸加扭彈簧提供關(guān)閉力。
[0104]29-錐面板:像圓錐側(cè)面一樣形狀的板
[0105]30-水滴潛標:像水滴一樣的潛標，一端尖另一端端面面積大
[0106]31-壓輥:與滑輪緊挨在一起的圓柱狀物體，將繩索夾在滑輪凹槽的縫隙里，以防止繩索脫離滑輪凹槽。
[0107]32-穿孔球:球形物體，帶有通孔，供繩索在其中自由滑動穿過
[0108]33-緩沖彈簧
[0109]34-計算機
[0110]36-底柱:安裝在海洋平臺或其他需系泊浮體的下端的柱形物體，用于提供力臂作用，通過錨定底柱底端可以提供很好的穩(wěn)定性。
[0111]37-浮球
[0112]38-網(wǎng)箱
[0113]39-海洋平臺
[0114]40-支撐柱:連接海洋平臺上高出水面的部分與水面以下的潛浮體的多根柱子，用于降低波浪沖擊面積
[0115]41-動滑輪
[0116]42-球鉸
[0117]43-配重
[0118]44-旋臂:連接阻擋件與滑輪架的構(gòu)件，可在滑輪架上旋轉(zhuǎn)
[0119]45-攔阻索:柔性細長形元件，提供阻攔作用，阻止?jié)摌死瓌永K索繼續(xù)上升。
[0120]46-副錨繩:連接需系泊浮體與潛標之間或配重與錨基之間的繩纜或索鏈，以增加系泊力。
[0121]47-行程截止繩結(jié):為避免潛標或配重與滑輪架相撞，在繩索上增加一個繩結(jié)，讓它與阻擋件相撞。
[0122]48-萬向節(jié)
[0123]49-錨楔:錨基底部固定的楔子，其插入海底泥土，用于防止錨基滑移
[0124]50-阻尼板:浸在水中的大面積板，用于利用水的阻力來穩(wěn)定平臺
[0125]51-旋轉(zhuǎn)吊環(huán)
[0126]52-小潛標:比較小的懸浮在水下的浮體
[0127]53-小配重:比較小的重物
[0128]54-導繩輥:兩個比較靠近的圓柱體將繩索夾在中間，用于將不同角度入繩的繩索限制在一個平面內(nèi)。
[0129]55-裂縫凹槽:凹形的槽狀物體，中間有一長條縫隙，或凹槽直接分開為兩塊，繩索從之間縫隙中穿過
[0130]56-陣列孔:滑輪架上設置的多個用于系繩索的孔或用于插銷的孔，用于適應入繩角度。
[0131]57-側(cè)拉繩:一繩索,其從一旁側(cè)著拉緊系泊繩索或者是潛標或配重,從而防止出現(xiàn)系泊繩索與攔阻索互相纏繞
[0132]59-小滑輪:與側(cè)拉繩配套的滑輪。
[0133]60-銷
[0134]61-防脫環(huán):插在銷的末端孔里的金屬絲，用以防止銷滑脫。
[0135]62-凹形缺口:滑輪架上相對于入繩方向的凹形缺口，以穩(wěn)定繩結(jié)的停止位置。
[0136]63-連接元件:連接阻擋件與錨基/滑輪架/需系泊體的傳力元件。
[0137]64-張力筋:TLP張力腿平臺上下垂的用于提供繃緊張力的繩索。
[0138]65-中介固件:繩結(jié)與阻擋件之間，將繩結(jié)對它的力傳遞給阻擋件，其占據(jù)繩結(jié)前進空間，阻擋件占據(jù)它的前進空間。
[0139]66-超強抗拉纖維，可以是玻璃絲、鋼絲、超高分子聚乙烯纖維，通常與樹脂等復合
[0140]67-鋼端蓋:可以是圓餅型，最好在表面設肋增強(如圖三角形)，也可以是凸球型。
[0141]68-氣門嘴或開關(guān)閥
[0142]69-連接鋼柱:連接圓柱體兩個端面的鋼軸
[0143]71-導軌:限定活塞桿運動方向
[0144]72-空氣壓縮機
[0145]73-通信電纜:用虛線表示，傳輸傳感器的信號數(shù)據(jù)或是單片機、計算機發(fā)出的控制指令
[0146]74-水浸傳感器:安裝在潛標入口處，監(jiān)測潛標進水的傳感器
[0147]75-進氣管
[0148]76-外沿
[0149]77-氣管/電纜對接接頭:將來自空壓機的氣管端口與潛標的氣管端口對接、以及空壓機側(cè)與潛標側(cè)的對應信號線對接的接頭，這對接頭先是通過電磁鐵或電插鎖等裝置扣合在一起，后在計算機發(fā)出的控制信號下分離(電磁鐵產(chǎn)生斥力或電插鎖鎖舌開鎖)。
[0150]78-位移傳感器:檢測活塞移動位置的傳感器
[0151]79-復位彈簧:安裝在活塞，驅(qū)使活塞復位，以封閉潛標內(nèi)腔
[0152]80-活塞:在潛標底端入口管道內(nèi)滑動，以將潛標內(nèi)腔封閉
[0153]81-電控封水門:安裝在潛標底端入口，類似生活中的電動平開門受單片機控制，可將潛標內(nèi)腔封閉起來
[0154]82-密封圈
[0155]83-凸緣
[0156]84-滑筒-筒狀，兩端開口，配重在其內(nèi)上下滑動，從而防止配重搖擺。
【具體實施方式】
[0157]下面結(jié)合附圖做進一步說明。
[0158]圖1為單浮體潛標滑輪系泊原理圖:包括潛標1、滑輪2、錨基4、繩索3，一根繩索3 一端系在比重小于水的潛標I或30上，另一端繞過定滑輪2后系在需系泊浮體7上，在定滑輪2與需系泊浮體7之間靠近定滑輪2的地方系有繩結(jié)25，繩結(jié)25輪廓大于滑輪架26與滑輪2的間隙而無法通過，這里的繩結(jié)25是繩索上的凸出點，可以是繩子上系的固體，也可以是繩子自身打的結(jié)；定滑輪的支架26通過繩索16系在錨基4上(或通過球鉸42，見圖3與錨基4連接)；以上組成一個潛標滑輪錨定單元；多組外圍的潛標滑輪錨定單元的繩索共同拉著處于中央的需系泊浮體7。
[0159]當需系泊浮體7向右移動時，它與左邊錨定單元的距離拉大，左邊繩結(jié)25被拉動遠離左滑輪2，左潛標30的浮力通過繞過左滑輪2的繩索3 —直施加在需系泊浮體7上；
[0160]另一面，需系泊浮體7與右邊錨定單元距離縮短，于是右繩結(jié)25在右潛標I的拉動下靠近右滑輪2，因為右繩結(jié)25通不過右滑輪2與滑輪架26的間隙，所以卡在此處，于是需系泊浮體7與右滑輪2之間的繩索因為之間距離的縮短變得松弛，繩索對需系泊浮體7向右的拉力消失，右潛標I的浮力順著繩索完全施加在右繩結(jié)25上。這樣需系泊浮體7只受到向左向下的拉力，該力驅(qū)使需系泊浮體7向左移動復位，這就是潛標滑輪系泊系統(tǒng)原理。該圖只畫了左右方向，前后方向未畫出。
[0161]為增強系泊力，增加了副錨繩46，連接潛標I或30與需系泊浮體7(也可以一端連接在潛標I下方的繩索上，另一端固定在需系泊浮體上)，當需系泊浮體7向右移動時，需系泊浮體7與左邊錐形潛標30距離增大，通過副錨繩46拉動左錐形潛標30，導致左錐形潛標30發(fā)生橫向偏移，其下面的繩索發(fā)生偏斜，根據(jù)力的分解與合成可以得出，左錐形潛標30的受到的浮力對副錨繩46產(chǎn)生拉力，同時需系泊浮體7對該左錐形潛標30的斜向上拉力也會通過左錐形潛標30下面的繩索3經(jīng)滑輪2傳導回需系泊浮體，從而在原來基礎上增加了兩份左下方向的系泊拉力。副錨繩46和繩索3上增加的這部分系泊拉力，不是一個恒力，根據(jù)力的矢量分析可知，需系泊浮體7越向右移動，該增加部分力越大，起到一個安全作用，因為有時我們不希望需系泊體7無限制的偏移下去，必須在某種程度上加以遏制。
[0162]同時副錨繩46還可以避免潛標30與滑輪2相撞，因為如果沒有副錨繩46，則需系泊浮體7在偏移到一定程度可能會把潛標30拉到滑輪2附近，導致二者相撞，為了防止這種情況發(fā)生，在沒有副錨繩46的情況下，也可在潛標30或I底下的繩索上系有行程截止繩結(jié)47，該繩結(jié)的阻擋機理與繩結(jié)25 —樣，為了減少沖擊力，可以在行程截止繩結(jié)47的下方的繩索上套有緩沖彈簧33、穿孔球32，其緩沖機理參看下面圖3說明。
[0163]圖2是多浮體被潛標滑輪系統(tǒng)系泊示意圖(浮體間帶配重)，被系泊的浮體為多個浮子出、7)，浮體與浮體之間的連接繩索中央系有重塊8。這樣浮子與浮子之間的連接，便把左邊和右邊錨定單元的系泊力連接在一起了，當整個浮子陣列向左移動，左邊錨定單元的拉力消失，只剩右邊錨定單元的拉力，從而形成復位力。重塊8可以防止間隔一定距離的浮子在海浪的作用下突然拉開距離導致繩索拉力徒增而被拉斷。
[0164]圖3是潛標滑輪系泊系統(tǒng)緩沖結(jié)構(gòu)圖(單開門的潛標、壓輥、緩沖彈簧)，定滑輪2為凹槽型定滑輪，在繩索3與滑輪2的切合點處設有與滑輪2軸線互相平行的壓輥31，壓輥31與定滑輪輪緣緊挨，這樣就避免繩索3從滑輪2里脫離出去，在這種有壓輥這種情況下，繩結(jié)25先碰到的障礙物是滑輪2和壓輥31，所以繩結(jié)25輪廓大小超過壓輥與滑輪間隙即可。
[0165]另外為了減少潛標I上浮對繩結(jié)25的沖擊，加入緩沖裝置，即在繩結(jié)25與滑輪2之間繩索上套有彈簧33，也可在彈簧33與滑輪2之間加入穿孔球32，穿孔球32可在繩索3上滑動，繩結(jié)25、彈簧32、穿孔球32可以是彼此分離的元件，也可以是連接在一起；該穿孔球32不限于幾何外形為球狀物的穿孔固體，也包括其他形狀的固體，只要穿孔球32大小超過壓輥31與滑輪2間隙而無法通過即可。
[0166]當潛標I拉動繩索3，繩結(jié)25向滑輪2靠近，前面的穿孔球32先碰到滑輪2，由于穿孔球32比滑輪2與壓輥31之間的間隙大而無法通過，穿孔球32停住并卡在哪里，但因為穿孔球32可以在繩索3上滑動，所以繩索3繼續(xù)拉動繩結(jié)25前進，這樣繩結(jié)25和穿孔球32之間的距離便縮短，開始擠壓之間的彈簧33，彈簧提供了緩沖，這樣就大大減少了潛標I對繩結(jié)25的沖擊力。另外彈簧也可以串接在潛標與繩索之間，但此時是拉簧，提供緩沖。
[0167]潛標I在被需系泊浮體拉著往下運動時，我們希望借助水對它的阻力來提高比較強的系泊力，而在需系泊浮體向該單元靠近時，由于需系泊浮體占據(jù)主動性，先行運動，所以為了讓潛標I能夠跟上速度，從而持續(xù)的提供系泊力，我們就要盡量減少水對潛標I的運動阻力，基于此，潛標1(或配重43，見圖11)可以設計成水滴型，(或套有錐面板29，見圖1右潛標的剖面圖)，或套有一圓環(huán)，圓環(huán)上設有單開門28。這三種結(jié)構(gòu)都有水阻正反運動不一的特性，水滴型就是潛艇上經(jīng)常的形狀，而錐面板是圓錐體側(cè)面形狀的板，在前進方向為尖頭方向時，水阻力小，而反方向則水的阻力大。對于單開門，其實就是把類似于家里的門的結(jié)構(gòu)搬到了潛標I上，當潛標I受拉向下運動時，在水的沖擊力作用下，門28閉合，從而增大水的作用面積，當潛標I向上運動時，門在水的作用力下又打開，從而減少了水的作用面積。
[0168]另外，潮流可能引起潛標偏斜，使得潛標下面的繩索有可能滑脫滑輪，為避免這個，可在入繩處安裝導繩器或壓輥。
[0169]圖4是穿孔繩結(jié)固定于繩索示意圖，上面是帶掛環(huán)的穿孔繩結(jié)，結(jié)構(gòu)是:穿孔球繩結(jié)25，索鏈3可在通孔中自由穿過，繩結(jié)下面固結(jié)一掛環(huán)5，用銷60將掛環(huán)、鏈環(huán)穿在一起。下面三個是帶橫向通孔的穿孔繩結(jié)，結(jié)構(gòu)是:繩結(jié)25上有與通孔相交叉的橫向通孔，當索鏈3的鏈環(huán)與橫向通孔貫通時，銷60從橫向通孔、鏈環(huán)穿過，從而將繩結(jié)25、鏈環(huán)穿在一起，這樣繩結(jié)25就不能在索鏈3上自由滑動了，繩結(jié)25的位置也就固定下來了。為了防止銷60脫離，銷末端穿有防脫環(huán)61 (也可不用防脫環(huán)，而用開口銷或螺栓+螺母)。該設計目的是為了方便調(diào)節(jié)繩結(jié)25的位置，當需要改變繩結(jié)位置時只需把銷拔掉，重新找位置插銷即可。
[0170]銷60也可以替換成可被遙控的電插鎖，即在系泊系統(tǒng)布放的時候，滑輪架、繩結(jié)均處很深的水下，當需要改變繩結(jié)位置時，可通過船上的聲控設備發(fā)出控制信號，電插鎖附帶的聲波接受器收到信號，驅(qū)動電插鎖鎖舌插入橫向通孔或縮回，從而實現(xiàn)插銷或拔銷的目的，必要時候，電插鎖完成動作后可通過發(fā)聲裝置發(fā)出信號通知船上。
[0171]圖5為安裝在錨基上的阻擋件示例圖，該圖中，繩結(jié)25在滑輪2與潛標I之間的繩索3上，阻擋件12在繩結(jié)25與潛標I之間，緩沖彈簧33在阻擋件12與繩結(jié)25之間，阻擋件12連接在錨基4上，由于阻擋件的連接元件63承受的是拉力，穩(wěn)定性較好，所以可以采用活動連接方式，這里是采用鉸接42方式(當然也可以采用固定連接方式)。當被系泊浮體靠近時，在潛標I的浮力作用下、繩結(jié)25向上運動，先碰到緩沖彈簧33，由于彈簧33被阻擋件12擋住前進方向，所以彈簧33被壓縮，繩結(jié)25被攔阻下來，隨著被系泊浮體的進一步靠近，由于繩結(jié)25不能繼續(xù)上升，而被系泊浮體7繼續(xù)靠近，則繩索3將變得松弛，對被系泊浮體7的向左向下的拉力消失。
[0172]圖6為阻擋件12依靠連接元件一旋臂44連接在滑輪架26上示意圖，旋臂44可在滑輪架26上旋轉(zhuǎn)，以其旋轉(zhuǎn)軸為圓心在滑輪架上分布圓周陣列孔56，旋臂44上也有孔，當根據(jù)繩索3的切入方向找好角度時，旋臂44上的孔恰好與圓周陣列孔56的某個對應，插入銷60可以將旋臂44與滑輪架穿在一起，從而鎖定旋臂44與滑輪架26的角度。在阻擋件12與繩結(jié)25之間，有緩沖彈簧33，當在潛標I的作用力下，繩結(jié)23向滑輪方向靠近時，繩結(jié)23與阻擋件12壓縮緩沖彈簧33，最終繩結(jié)23停在了阻擋件12處，潛標I的拉力在繩結(jié)23中斷，不能繼續(xù)沿繩索3傳遞。
[0173]圖7為幾種阻擋件示意圖，左邊三個分別是孔型、缺口型、兩壁夾縫型，這幾種阻擋件可以固定在滑輪架上，或直接為滑輪架的局部形狀，或為回轉(zhuǎn)體，右上圖是導繩輥54夾縫型，其旋轉(zhuǎn)軸支架固定在滑輪架上或錨基上(對于配重滑輪系泊系統(tǒng)，是固定在滑輪架上或需系泊體上)，繩結(jié)25的輪廓超過兩個導繩輥54的間隙而無法通過；右下兩圖是滑輪與滑輪架26作為阻擋件，繩結(jié)25輪廓超過其中間隙而無法通過，繩結(jié)25為圓柱狀。
[0174]需要補充的是，對于滑輪、壓輥等回轉(zhuǎn)體，其在海水環(huán)境中必須考慮防腐，如果是尼龍等高分子材料做的，則自身可以防腐，但如果是鋼鐵，其表面應覆蓋防腐材料，比如高分子材料，一方面也起到了減少繩索磨損的作用。另外滑輪靠軸承減少滾動摩擦，軸承可以是滑動軸承或滾動軸承，如果是滑動的，用銅/四氟乙烯等材料等無油自潤滑軸承，可以潤滑的同時防腐。如果是滾動軸承，則可以是塑料軸承/陶瓷軸承/磁力軸承等，也可以是普通軸承，但要密封，如右上圖所示，導繩輥54的軸承18嵌在作為軸承座的密封罩19內(nèi)，軸承18的外側(cè)設有軸密封圈9，壓輥的軸與密封圈唇9緊貼，密封罩19內(nèi)可以填潤滑脂(或充入高壓空氣)等，以阻止海水進入軸承18內(nèi)。密封圈9的外側(cè)設有孔用擋圈，避免脫位。右下圖的滑輪2中心為孔，其轂孔內(nèi)的軸承18套在與滑輪架固結(jié)在一起的心軸20上，軸承18兩側(cè)各有密封圈9，密封圈的外側(cè)為孔用擋圈。兩個密封圈9間可以填潤滑脂(或高壓空氣)，避免海水侵入。本文滑輪和導繩輥、壓輥等回轉(zhuǎn)體的軸承密封方式可以選取以上任意一種。
[0175]圖8是中介固件對繩結(jié)進行阻擋示意圖，左邊兩個是不同視角的同一機構(gòu)，中介固件65占據(jù)繩結(jié)25下行的運動空間，阻擋件12占據(jù)中介固件65的下行空間，繩索3從中介固件65的長條孔中穿過，繩結(jié)25下行先碰到中介固件65，中介固件65在推力下隨之順時針轉(zhuǎn)動，當碰到阻擋件12就被停止了，中介固件的旋轉(zhuǎn)軸支承、阻擋件12固定在滑輪架/錨基上，這樣繩結(jié)25的下行推力就作用在了滑輪架/錨基上，從而實現(xiàn)阻擋功能。最右邊是中介固件65連接攔阻索45，為一穿孔圓柱體，繩索從中穿過，當繩結(jié)25上升時推動中介固件65上升到一定程度，中介固件65受到來自錨基的攔阻索45的攔阻作用而停止前進，因為中介固件65占據(jù)繩結(jié)25的上行路徑空間，所以，中介固件65阻礙了繩結(jié)25的上行，達到攔阻目的。其實圖3中的緩沖彈簧33、穿孔球32，以及滑輪2、導繩輥54都可視為中介固件。
[0176]圖9是凹缺口滑輪架作為阻擋件示意圖，屬于雙壁夾縫型，滑輪架26的外緣比滑輪2的外緣大，而且滑輪2側(cè)端面與滑輪架26內(nèi)側(cè)的間隙很小，這樣就避免繩索3嵌入滑輪2與滑輪架縫隙中，另外在入繩方向上呈現(xiàn)一個凹形缺口 62，繩結(jié)25在沖向滑輪架時，與凹形缺口 62相撞，由于呈凹形，根據(jù)最小勢能原理，繩結(jié)25會落入其最低處，從而使得繩結(jié)25的停止位置相對穩(wěn)定，避免落到別的地方去。滑輪架26通過旋轉(zhuǎn)吊環(huán)51與錨基4的連接。
[0177]圖10為用凹槽作為阻擋件的定滑輪(壓輥+陣列孔)結(jié)構(gòu)示意圖，裂縫凹槽55為凹槽狀，中間有一長條縫隙，或凹槽分開為兩塊，繩索3從之間縫隙中穿過，在繩結(jié)25沖向凹槽時，根據(jù)最小勢能原理，可以掉入裂縫凹槽內(nèi)而不會跑到別的地方去，從而防止繩結(jié)25落到別的地方去，導致撞壞滑輪架或滑輪。凹槽可為球面凹槽也可為柱面凹槽，柱軸與滑輪軸平行。
[0178]在裂縫凹槽的裂縫處安裝有兩根導繩輥54，繩索從導繩輥54之間穿過，這樣可以避免系泊繩索3與滑輪架26或裂縫凹槽55縫隙的摩擦。滑輪架上設有多個陣列孔56，用于連接來自來自錨基或需系泊體的鎖鏈，可以根據(jù)實際應用情況，通過系在不同的陣列孔56上,來適應系泊角度的不同。
[0179]圖11為圓餅形繩結(jié)與滑輪架作為阻擋件示意圖，其中的繩結(jié)25為一圓餅狀，滑輪架26的外緣比滑輪2的外緣大。左圖是滑輪架26通過掛環(huán)5與錨基4連接。
[0180]右圖是滑輪架26固定在錨基4上，因為實際應用中入繩角度不穩(wěn)定，與滑輪架26的繞繩方向很可能不在同一個平面上，所以需在入繩方向處，安裝導繩輥54，導繩輥54的軸支架固定在錨基上，因為繩結(jié)25比兩導繩輥之間間隙大，所以導繩輥54成了阻擋件。在需系泊體位置變化不大，而且滑輪架與其距離很遠時，盡管滑輪架26固定在錨基上角度無法改變，但因為入繩角度變化很小，所以也可不用導繩輥54。
[0181]圖12是配重滑輪系泊系統(tǒng)圖，這里面顯示了兩種阻擋方式，一種是繩結(jié)+阻擋件方式，在左側(cè)；另一種是攔阻索方式，在右側(cè)。
[0182]對于左側(cè)，一根繩索3 —端系在海底的錨基上，另一端繞過滑輪2后系一比重大于水的配重43，在錨基4與滑輪2之間靠近滑輪2處的一段繩索上系有繩結(jié)25。
[0183]對于右側(cè)，滑輪2支架通過繩索連接在需系泊浮體7上，一根繩索3 —端系在海底的錨基4上，另一端繞過滑輪后系一比重大于水的配重43上；攔阻索45，其一端與配重43連接，另一端連接在被系泊浮體7上。
[0184]當需系泊浮體7向右偏移時，右邊定滑輪2與右邊錨基4的距離縮短，右邊配重43下降，到一定程度攔阻索45被拉緊，隨著需系泊浮體7的進一步右移，右邊配重滑輪系泊單元的繩索3完全松弛，配重43的重力完全由攔阻索45承擔，這時右邊配重滑輪系泊單元的系泊拉力消失，而對于左邊的配重滑輪系泊單元，由于需系泊浮體7與左邊錨基4的距離增大，左邊配重43上升，繩結(jié)25遠離滑輪架，系泊拉力依然等于配重43的濕重，所以左邊配重滑輪系泊單元的拉力就作為復位力促使需系泊浮體7復位。
[0185]在該過程中，由于需系泊浮體7向右移動，右配重43與右錨基4的距離縮短，所以右副錨繩46松弛，所以沒有拉力產(chǎn)生。而對于左邊，由于左配重43與左錨基4的距離增大，所以產(chǎn)生拉力，該使得左配重43上的繩索3產(chǎn)生偏斜，左副錨繩46的左下拉力會增強左邊繩索3上的拉力，從而增加了系泊力。
[0186]如果需系泊浮體7向左偏移，則左配重43下降，繩結(jié)25卡在滑輪2處，左系泊力消失，而右配重43上升，攔阻索45松弛，配重濕重產(chǎn)生拉力一直存在，且由于配重43跟隨需系泊浮體7左移導致配重43與右錨基4距離增大，從而右副錨繩46被拉緊，增強了右邊繩索3的系泊拉力。
[0187]值得一提的是，本圖將繩結(jié)方式與攔阻索方式放在同一個圖中說明，只為說明各自的原理，實際應用中可以隨意選取某種方式。
[0188]另外為了防止攔阻索45與繩索3互相纏繞，在該圖中設有側(cè)拉繩57，其一端系在比重小于水的小配重53上,另一端繞過小滑輪59后系在攔阻索45上或配重43上,小滑輪59的支架通過繩索系在錨基上，或通過球鉸與錨基連接。
[0189]圖13為配重滑輪系泊示意圖(滑筒、導軌)，由于海上浮體搖擺不定，配重不穩(wěn)定所以需要約束，圖中分別顯示了三種方式，一是:配重43上帶有孔，導軌83從孔中穿過，導軌83固定在需系泊體7上，第二種是見右下小圖，配重43被導軌71夾住，配重上安裝滑輪以便沿導軌71運動，第三種是:配重43在一滑筒84內(nèi)上下滑動，滑筒84固定在需系泊體上，為減少摩擦也可在配重側(cè)面加滑輪。為了增強系泊力，在滑筒84底端安裝單開門28，當配重被拉向上運動時，配重要推動上面的水上升(滑筒頂端最好低于水平面，如做不到則可在滑筒上端開側(cè)孔)，而在配重下面形成負壓，水從滑筒底端涌入導致單開門閉合，這時外面水補充配重上升形成的負壓只能通過配重與滑筒內(nèi)壁間隙，而間隙因為小，所以負壓很大，所以繩索3拉動配重需要更大力，從而增強系泊效果，當需系泊體7復位時，配重下降，這時水壓沖開單開門，配重下面的水可以自由流出滑筒，而不影響配重復位。為了防止配重撞擊頂部滑輪，在配重上面的繩索上套一緩沖彈簧33。
[0190]圖14為共用潛標、錨基結(jié)構(gòu)示意圖，在兩組錨基潛標滑輪錨定單元靠的很近時，為了避免繩索3互相纏繞，兩組潛標滑輪錨定單元可共用一個錨基4、潛標1，即一個錨基4上同時連接兩個滑輪2，兩個滑輪上的繩索3向上繞在同一個動滑輪41上，動滑輪支架連接一潛標I。動滑輪41將潛標I的拉力平均分攤到左右兩邊的繩索上，左右兩邊繞過各自的定滑輪。
[0191]圖15:為風機萬向節(jié)錨基系泊示意圖，風機塔筒21底部通過萬向節(jié)48連接錨基4(萬向節(jié)也可用球鉸代替)，塔筒中部伸出橫臂13，橫臂外端與周圍的潛標滑輪系泊單元的繩索連接；橫臂數(shù)量是3個以上，最好均布，為了增加強度，用斜筋14連接橫臂與塔筒。為了防止錨基4滑移，錨基4底部固定有錨楔49，插入海底。
[0192]圖16為TLP張力腿+潛標滑輪系泊風機示意圖，本質(zhì)上就是在TLP張緊式平臺的基礎上依靠潛標滑輪系泊系統(tǒng)穩(wěn)定水平方向上的偏移，風機的塔筒21與浮力艙22固結(jié)，塔筒21底端固定在十字架中心，水對平臺整體產(chǎn)生的浮力要大于整體的重力，即存在凈浮力。橫臂13的端部被向外向下的潛標滑輪錨定單元和垂直向下的張緊式錨鏈錨定，本例中是十字架，實際也可以是Y型，橫臂數(shù)量只要大于3即可，最好均勻圓周分布。為增強強度，在塔筒底部與橫臂連接處增加斜筋14。
[0193]需要補充的是，TLP下垂的張力筋64也可以用潛標滑輪錨定單元代替，這樣借助于潛標滑輪錨定的恒張力特性，可以減少繩索的疲勞。
[0194]見圖17，因為TLP平臺的張力筋64是豎直方向上的，所以替代為潛標滑輪錨定單元后，潛標要隔開一定距離以避免與TLP張力腿平臺下垂的繩索3互相纏繞，該圖中，TLP平臺下垂的繩索3繞過正下方的第一個滑輪2后水平方向前進，然后繞過第二個滑輪2后向上連接潛標I。兩個滑輪2的滑輪架均通過繩索連接到海底錨基上，繩結(jié)25的位置可以在第一個滑輪2上方的繩索3上(見圖中右側(cè))，也可以在第二個滑輪2與第一個滑輪2之間(見圖左側(cè))。
[0195]圖18為浮式風機Y型系泊示意圖，即三個橫臂13，浮力艙22為一圓柱形與塔筒同軸，另外還設有阻尼板50，用于通過水的阻力來提高穩(wěn)定性。平臺底部固定有底柱36，底柱36的底端連接一重塊8 (底柱底端也可以連接一錨鏈連接正下方的錨基)，其作用主要是降低平臺的重心，在平臺發(fā)生傾斜時，能夠提供復位力矩。
[0196]圖19為潛標滑輪+底柱錨鏈聯(lián)合系泊海洋平臺示意圖，海洋平臺39的下面連接有底柱36，而海洋平臺39的浮力艙22上豎立連接著平臺支撐柱40，支撐著上層建筑，平臺支撐柱40處于水線附近，這樣由于平臺支撐柱相對于平臺受波面積小多了，可以最大程度的減少海浪對平臺的沖擊力。平臺的4個角分別受到4個錨定單元的向外向下拉力，平臺的底柱36被一根豎直的錨鏈錨定，單根錨鏈對平臺水平方向約束力小，允許一定的偏移，但垂直方向上則受到限制。底柱36的底端也可連接多根不同角度的張力筋64(圖中虛線部分)，這樣底柱的位置就完全固定了，穩(wěn)定性好。但張力筋64要承受巨大的載荷，所以也可以替換成潛標滑輪錨定單元，見圖18。
[0197]圖20是上4+底柱4點潛標滑輪系泊海洋平臺示意圖。海洋平臺39下面固定有底柱36，底柱36被4個潛標I滑輪2錨定單元錨定，海洋平臺四角也被4個潛標滑輪錨定單元錨定。
[0198]另外，在海洋工程領(lǐng)域的許多場合，傳統(tǒng)的錨定方式一一懸鏈式或張緊式，均可以取代為潛標/配重滑輪錨定方式，比如spar系泊、FPSO、TLP等的錨定。
[0199]圖21是深水網(wǎng)箱的系泊示意圖，深水網(wǎng)箱38的上面系有浮球37，網(wǎng)箱的底下吊著重塊8。深水網(wǎng)箱頂端底端均被潛標滑輪單元錨定。浮球37向上不可能向上離開水面，向下又受到水的浮力，向左向右向前向后都受到系泊的復位力，所以它是相對穩(wěn)定的，網(wǎng)箱依靠重塊8的下垂依然不變形。借助于潛標I的長距離持續(xù)復位拉力，可以使得網(wǎng)箱具備對抗風暴的能力。在潛標I與浮球37之間連接有副錨繩46，以增強系泊復位力。
[0200]圖22是定深平臺系泊系統(tǒng)，處于中央需系泊浮體7通過繩索連接膠囊狀浮子6，膠囊狀浮子6與外圍的潛標滑輪錨定單元的繩索連接，這些膠囊狀浮子6下端系有繩索，繩索下端吊一水中的阻尼板50，阻尼板為一大面積板，在邊緣處帶有圍筒17，這種結(jié)構(gòu)在潮汐上升時，阻尼板50在浮子6的作用下也上升，所以阻尼板50與海面15的距離總是不變的。膠囊狀的浮子6可以減少浮力變化，從而減少波浪對阻尼板50的擾動，同時因為阻尼板50周圍有圍筒17，當阻尼板50上升時，會帶動圍筒內(nèi)的水體向上運動，對于阻尼板下面的圍筒包圍的水體，當阻尼板上升時，如果不跟著向上運動，會形成真空，所以也被帶著往上運動，這就相當于增加了阻尼板的附加質(zhì)量，提高了穩(wěn)定性。另外可以在膠囊狀浮子6上安裝絞車27，通過絞車收放繩索來調(diào)整阻尼板50的深度。對于需系泊浮體7，其相對于阻尼板50的深度是不變的，所以叫定深平臺。
[0201]因為潛標工作在水下，對于較淺的深度一般普通浮標(例如聚氨酯泡沫浮子、空殼浮標)就可以勝任。也可以通過在高壓環(huán)境中向一空心潛標內(nèi)腔注入高壓空氣的聚氨酯泡沫(也可以是其他有機高分子泡沫材料)，例如0.5MPa高壓環(huán)境，待泡沫凝固后泡沫移到大氣壓環(huán)境下則本身內(nèi)部就具備了 0.5Mpa的高壓，這樣的潛標安裝在水下50米深處，正好達到內(nèi)外壓強平衡。也可以是采用類似液化氣罐的方式，在空心鋼瓶內(nèi)通過氣門嘴注入高壓空氣，氣門嘴也可以替換為球閥或電磁閥，或用螺栓和潛標殼體上的螺紋內(nèi)孔代替，注入高壓空氣后，擰緊涂有密封膠的螺栓，這樣也可實現(xiàn)密封效果。但在幾百米、上千米水深還需要特殊結(jié)構(gòu)的潛標，例如可以是裝了汽油或木材等比重小于水的物質(zhì)的容器，也可以是:一個開口的空殼浮體，其內(nèi)部裝滿了空心球，利用空心球的抗壓作用提供浮力，但這幾種都成本太高。
[0202]圖23是纖維側(cè)面加強柱形潛標結(jié)構(gòu)示意圖，圓柱殼體的側(cè)壁由超強纖維66(鋼絲、碳纖維等)纏繞加強，可以采取玻璃鋼(卷起來的多層玻璃纖維布浸樹脂固化)構(gòu)成側(cè)壁，圓柱殼體兩端面為鋼端蓋67，一根連接鋼柱69將兩鋼端蓋67連接，形成一個封閉的圓柱腔。鋼端面上安裝有氣門嘴68，側(cè)面依靠超強抗拉纖維的拉力，端面則依靠中間的連接鋼柱69提供對抗壓差的拉力。一般鋼端蓋與側(cè)壁可固結(jié)為一個整體，但也可是單獨零件的組合，為防止高壓空氣從鋼端蓋67與側(cè)壁交界處泄漏，要加密封圈或填密封膠，如圖23右面4個小圖所示剖面圖，左上是在鋼端蓋上開O型圈82槽嵌入密封圈，左下是三棱柱型密封圈82，密封圈一側(cè)面粘接在側(cè)壁66上另一側(cè)面粘結(jié)在鋼端蓋67上。為了夾住側(cè)壁66，在鋼端蓋外側(cè)加了更大直徑的外沿76。右上是在鋼端蓋67上開O型圈82槽，右下是三棱柱密封圈82，密封圈沿交界線將鋼端蓋與側(cè)壁粘結(jié)起來，為使鋼端蓋的與側(cè)壁同心對中，在鋼端蓋內(nèi)表面有一圈與側(cè)壁66內(nèi)表面配合的凸緣83。在使用前先在陸地上先通過氣門嘴68注入高壓空氣，然后再將潛標放在一定水深處，使得潛標內(nèi)氣壓略大于周圍水壓。這種潛標優(yōu)點是強度重量比大、成本相對低。另外也可在潛標殼內(nèi)壁加龍骨來加強殼體。
[0203]圖24是無壓差潛標布放示意圖，左圖是:潛標為下端開口的空殼結(jié)構(gòu)，一活塞80可在開口管道內(nèi)上下滑動，活塞的活塞桿被限制在安裝在潛標殼上的導軌71上下滑動，一復位彈簧79 —端連接活塞68另一端固定在導軌71上，另外潛標殼體上安裝有氣門嘴68 (也可以是單向閥、電磁閥)。具體布放時，可先將潛標內(nèi)部灌滿水，這樣潛標就沒有浮力，通過絞車27慢慢的釋放潛標頂部的繩索，當?shù)竭_預定深度連接完畢后，打開空壓機72電力開關(guān)，空壓機72開動通過輸氣管75向潛標腔內(nèi)注入高壓空氣，潛標內(nèi)壓力增大推開活塞80，水被慢慢排出，當水完全排出后就開始向外排空氣，這時海面工作人員會看到并斷開空壓機電力，然后通過計算機34遠程控制氣管分離接頭77分離。也可以不灌水，絞車通過繩索將充滿空氣的潛標慢慢釋放，在錨基重力的拉力下，潛標被拉著下沉，因為潛標下端的掛環(huán)5受到繩索的向下拉力，潛標浮心在中央，所以潛標開口一直朝下，隨著下沉水壓增大，水壓向上推動活塞80，活塞桿向上移動被位移傳感器78監(jiān)測到，位移傳感器會將信號發(fā)送給單片機(或PLC)，到一定程度時單片機發(fā)出控制信號，給固態(tài)繼電器SSR，固態(tài)繼電器接通空壓機72的電力，空壓機開始工作通過進氣管75、氣門嘴68向潛標腔內(nèi)注入高壓空氣。隨著潛標腔內(nèi)氣壓不斷升高，活塞80被內(nèi)壓推動下移，監(jiān)測活塞桿運動的位移傳感器78發(fā)出信號給單片機MCU，單片機在活塞下移到一定量時，發(fā)出控制信號給固態(tài)繼電器SSR，固態(tài)繼電器切斷空壓機的電力，空壓機停止充氣。就這樣隨著潛標不斷下沉，通過空壓機的受控工作可使?jié)摌藘?nèi)外壓差幾乎一致。當潛標到達預定水深后，計算機34發(fā)出控制指令，使得進氣管、電纜對接接頭77分離，一半留在潛標上，另一半被船收回。為提高布放的精度和安全性，可通過在船上的絞車27慢慢的釋放系在潛標頂部的鎖鏈，這樣潛標可慢慢受控下沉。為了提高潛標的抗拉能力，用一連接鋼柱69將頂面與底端連接起來。
[0204]圖24右圖與左圖的區(qū)別是，活塞替換成了電動封水門81，其功能類似于電動門，通過電力控制門打開還是關(guān)閉。位移傳感器78替換成了水浸傳感器74。
[0205]本發(fā)明中滑輪、滑輪架、鎖鏈、潛標外殼等都可以用碳鋼制作，但應表面涂防腐、防生物附著材料。
【權(quán)利要求】
1.一種潛標滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:包括潛標、滑輪、錨基、繩索，一根繩索一端系在比重小于水的潛標上，另一端繞過滑輪后系在需系泊體上，滑輪架與錨基連接； 在繩索上系有繩結(jié)，繩結(jié)為繩索上的凸起點，可以是繩索上系的固體，也可以是繩索自身打的結(jié)；另外沿著繩索在繩結(jié)與潛標之間還設有阻擋件，該阻擋件為一固體，其不占據(jù)繩索的運動路徑空間，但占據(jù)繩結(jié)的運動路徑空間； 阻擋件可以為滑輪架，或是滑輪架的一部分；或阻擋件也可以是另外固體，固定在在滑輪架或錨基上；或者作為阻擋件的另外固體也可先與連接元件固結(jié)，連接元件再與滑輪架或錨基固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接； 或者阻擋件也可以是回轉(zhuǎn)體，其旋轉(zhuǎn)軸支架即為滑輪架；或者作為阻擋件的回轉(zhuǎn)體，其支架也可以是先與連接元件固結(jié)，然后連接元件再與滑輪架或錨基固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接； 或者，也可不用阻擋件，而用攔阻索或折疊連桿，其一端與處于滑輪與潛標之間的繩索上的某點或與潛標連接，另一端連接在錨基或滑輪架上； 另外阻擋機構(gòu)也可以是:不用阻擋件而是用中介固件占據(jù)繩結(jié)前進路徑空間，而阻擋件占據(jù)中介固件的隨繩結(jié)聯(lián)動的運動前進路徑空間；或阻擋件由攔阻索代替，攔阻索一端系在錨基或滑輪架上，另一端系在中介固件上； 以上組成一個潛標滑輪錨定單元；被系泊體被多組周圍的潛標滑輪錨定單元的繩索向外拉著。
2.一種配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:包括配重、滑輪、錨基、繩索，滑輪架連接在需系泊體上，一根繩索一端系在海底的錨基上，另一端繞過滑輪后系一比重大于水的配重；在繩索上系有繩結(jié)，繩結(jié)為繩索上的凸起點，可以是繩索上系的固體，也可以繩索自身打的結(jié)；另外沿著繩索在繩結(jié)與配重之間還設有阻擋件，該阻擋件為一固體，其不占據(jù)繩索的運動路徑空間，但占據(jù)繩結(jié)的運動路徑空間； 阻擋件為滑輪架，或是滑輪架的一部分；或阻擋件也可以是另外固體，固定在在滑輪架或需系泊體上；或作為阻擋件的另外固體也可先與連接元件固定連接，連接元件再與滑輪架或需系泊體固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接； 或阻擋件也可以是回轉(zhuǎn)體，其旋轉(zhuǎn)軸支架即為滑輪架；或者是作為阻擋件的回轉(zhuǎn)體，其支架也可以先與連接元件固定連接，然后連接元件再與滑輪架或需系泊體固定連接，當連接元件工作時承受的是拉力時，也可采用活動連接； 或者，也可不用阻擋件，而用攔阻索或折疊連桿，其一端與處于滑輪與配重之間的繩索上的某點或與配重連接，另一端連接在需系泊體或滑輪架上； 另外阻擋機構(gòu)也可以是:不用阻擋件而是中介固件占據(jù)繩結(jié)前進路徑空間，而阻擋件占據(jù)中介固件的隨繩結(jié)聯(lián)動的運動前進路徑空間；或阻擋件由攔阻索代替，攔阻索一端系在需系泊體或滑輪架上，另一端系在中介固件上； 以上組成一個配重滑輪錨定單元；被系泊體被多組周圍的該錨定單元的繩索向外拉著。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:增加一副錨繩，對于潛標滑輪系泊系統(tǒng)是，副錨繩連接潛標與需系泊體；對于配重滑輪系泊系統(tǒng)，副錨繩連接配重與錨基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:滑輪架與錨基/需系泊體的連接方式可以是固定連接或活動連接；如是固定連接，則需將滑輪的繞繩方向與實際作業(yè)中入繩方向吻合，或者在入繩處設導繩輥，導繩輥支架固定在錨基/需系泊體上；如果是活動連接，則可以是通過掛環(huán)/繩索/鎖鏈/球鉸/萬向節(jié)/旋轉(zhuǎn)吊環(huán)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:滑輪的軸承為無油自潤滑軸承或塑料軸承/陶瓷軸承/磁力軸承；也可以是軸承嵌在軸承座的密封罩內(nèi)，軸承外側(cè)設有軸密封圈，滑輪軸依次穿過軸密封圈、軸承；也可以是:滑輪中心為孔，孔內(nèi)嵌有軸承，軸承套在心軸上，心軸固定在滑輪架上，軸承兩側(cè)設有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:在阻擋件與繩結(jié)間設有彈簧，阻擋件占據(jù)彈簧的前進空間；也可在彈簧與阻擋件間加入穿孔球，其可在其孔內(nèi)的繩索上滑動，阻擋件占據(jù)穿孔球的前進路徑空間，繩結(jié)、彈簧、穿孔球可以是彼此分離的元件，也可連接在一起，穿孔球可以是任意形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:繩結(jié)為穿孔球，繩索為索鏈，可從繩結(jié)的通孔中自由穿過，繩結(jié)上還有與該通孔相交叉的橫向通孔，需固定繩結(jié)位置時，銷從橫向通孔、鏈環(huán)中穿過；或者是穿孔球外固結(jié)一掛環(huán)，銷從掛環(huán)與鏈環(huán)穿過，銷也可替換為可聲控的電插鎖，鎖舌可插入橫向通孔和鏈環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:需系泊體為風機塔筒，系泊方式有兩種，一種是:風機塔筒底部通過萬向節(jié)或球鉸連接海底錨基，塔筒中部伸出橫臂，橫臂外端被潛標/配重滑輪系泊單元錨定；第二種是:風機塔筒固定在張力腿平臺TLP上，TLP的橫臂外端被潛標/配重滑輪單元錨定；可以選擇的是=TLP下垂的張力筋由潛標/配重滑輪錨定單元替代，可選的方案是:TLP平臺下垂的繩索在繞過正下方的第一個滑輪后水平方向前進，然后繞過第二個滑輪后向上連接潛標；兩個滑輪的滑輪架均通過繩索連接到海底錨基上，繩結(jié)的位置可以在第一個滑輪上方的繩索上，也可以在第二個滑輪與第一個滑輪之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)或權(quán)利要求2所述的配重滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:需系泊浮體下端固定有底柱，需系泊浮體上端、底柱底端均被多個周圍的潛標/配重滑輪錨定單元錨定，底柱底端也可不用潛標/配重滑輪錨定單元錨定，而是用錨鏈直接連在海底錨基上，底柱也可不采用任何錨定，而是連接重物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛標滑輪系泊系統(tǒng)，其特征在于:潛標為圓柱殼體結(jié)構(gòu)，兩端面為鋼端蓋，被一根鋼柱連接起來，圓柱側(cè)壁用超強纖維或鋼絲纏繞加強，或為玻璃鋼，鋼端蓋上安裝有氣門嘴或開關(guān)閥，側(cè)壁與端蓋可固結(jié)為一整體，也可以是分離的，在交界處安裝密封圈或填密封膠；潛標也可以是底端開口的空殼結(jié)構(gòu)，底端開口處安裝彈簧平開門，彈簧平開門也可以替換為活塞，其可在底端開口的管道內(nèi)滑動，活塞桿沿固定在殼體上的導軌可上下滑動，一復位彈簧一端連接活塞另一端固定在潛標殼體上。
【文檔編號】B63B21/50GK104443276SQ201410487465
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】曲言明 申請人:曲言明