專利名稱:半潛式鉆井船立柱與錨系的設(shè)置的制作方法
(一)所屬技術(shù)領(lǐng)域：
。
屬海洋工程關(guān)于現(xiàn)代鉆井船技術(shù)。
(二)有參考作用的現(xiàn)有技術(shù)及反映該項技術(shù)的有關(guān)文獻(xiàn)。
(1)ABS《近海鉆井船建造和入級規(guī)范1973》。
(2)ABS《近海鉆井船建造和入級規(guī)范1980》。
(3)《波浪、錨系與鉆井船穩(wěn)定》梁叔禹1984。
(三)發(fā)明的目的由于人類在設(shè)計和建造半潛式鉆井船時，未有充分地研究和解決在劇烈的海況條件下，在波浪和錨系的共同影響下，可以使處于浮態(tài)作業(yè)狀態(tài)的半潛式鉆井船喪失動穩(wěn)性，而被傾覆沉沒。因此，在劇烈的海況條件下，浮態(tài)作業(yè)的半潛式鉆井船，存在著被傾覆沉沒的危險性，是不符合航海安全性的要求的。
為了解決這一問題，必須改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)和錨系的設(shè)計，即改變半潛式鉆井船的立柱設(shè)置，同時改變半潛式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)置，以避免因喪失動穩(wěn)性而傾覆沉沒。
(四)發(fā)明的內(nèi)容。
由于半潛式鉆井船處于浮態(tài)作業(yè)狀態(tài)時，由于受到錨泊定位系統(tǒng)的約束(見附圖-1)，失去了一定的自由，特別是鉆井船在劇烈的海況條件下，對波浪引起的鉆井船升沉運動，受到的約束最大。
由于半潛式鉆井船處于浮態(tài)作業(yè)狀態(tài)時，鉆井船水下部分的排水量，可以達(dá)到和超過40000噸。此時，在劇烈的海況條件下，由波浪引起的升沉力也是巨大的。由波浪引起鉆井船的上升力，與錨泊定位系統(tǒng)約束鉆井船上升運動力之間，產(chǎn)生一個很大的沖量，根據(jù)估算這沖量大大地超過了錨系的破斷力。此時，將首先使半潛式鉆井船受力舷(或受力方向)的錨鏈破斷。在這時由波浪和錨系另一舷錨鏈拉力的共同作用下，使半潛式鉆井船向受力舷(或受力方向)的反方向產(chǎn)生一個大傾角，可使半潛式鉆井船喪失動穩(wěn)性而傾覆沉沒，見附圖-2，半潛式鉆井船在波浪和錨系共同作用下，產(chǎn)生大傾角情況示意圖。附圖-3半潛式鉆井船動穩(wěn)性曲線。
半潛式鉆井船正浮時面積(A+B)≥1.3面積(B+C)面積(A)＞面積(C)當(dāng)在劇烈海況條件下，波浪與錨系使鉆井船發(fā)生大傾角時面積(A)＜面積(C)鉆井船喪失動穩(wěn)性，發(fā)生傾覆沉沒。
又由于原半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)呈方形，半潛式鉆井船的長、寬比，接近和等于1。
即 (L)/(B) ＝1
所以半潛式鉆井船的傾覆沉沒，可以是舷側(cè)方向的傾覆沉沒，也可以是首尾方向的傾覆沉沒。
為了解決半潛式鉆井船在劇烈海況條件下，在波浪和錨系的共同作用下，發(fā)生傾覆沉沒的問題，本人已在《水面式鉆井船錨泊定位系統(tǒng)設(shè)置》的書中，提出“必須改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)和錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)置。
一、改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)。
改變半潛式鉆井船的船型結(jié)構(gòu)，它的目的是改變半潛式鉆井船的長、寬比(即L/B)。我們是采用改變原半潛式鉆井船的型寬，同時改變原半潛式鉆井船的立柱設(shè)置，來達(dá)到這一目的的。
(1)改變半潛式鉆井船的型寬。
將原半潛式鉆井船的型寬90米左右，改變?yōu)榈扔诨虼笥?0米(B≥40米)。
(2)改變半潛式鉆井船的立柱設(shè)置。
原半潛式鉆井船的立柱設(shè)置，是在左、右舷的水下船體上，各設(shè)三根立柱，利用水下船體和立柱的浮力，把鉆井平臺支持在水面上。
七十年代，由法國的發(fā)明家提出這樣的半潛式鉆井船的浮力不夠，提出在鉆井船的左、右舷，各增加一根立柱，以增加鉆井船的浮力，并取得發(fā)明專利權(quán)。以后設(shè)計建造的半潛式鉆井船，都是左、右舷各設(shè)置四根立柱。這一專利并沒有改變半潛式鉆井船的長、寬比。
為了解決半潛式鉆井船在劇烈海況條件下，安全浮態(tài)作業(yè)的問題，我們在改變鉆井船的型寬以后，把新增加的兩根立柱，不是設(shè)置在左、右舷水下船體上面，而是設(shè)置在半潛式鉆井船的首尾線的船首和船尾位置上，以改變鉆井船的型長。見附圖-4，改變型寬和立柱設(shè)置后的鉆井船示意圖。符號說明1-船首立柱;2、3、4-左舷立柱;
5、6、7-右舷立柱;8-船尾立柱;
9-船首沉墊 10-船尾沉墊 11、12-左右舷水下船體(3)改變船型結(jié)構(gòu)后所達(dá)到的目的。
A 使半潛式鉆井船的長寬比(L/B)接近或等于4。
即 (L)/(B) →4在改變了半潛式鉆井船的長、寬比(L/B)后，將使半潛式鉆井船處于浮態(tài)作業(yè)和遷航狀態(tài)時增大橫搖的程度將增加浮態(tài)作業(yè)的困難。為此，需要在左、右舷水下船體的底側(cè)面，增設(shè)橫向防浪翼面(這一翼面可以是固定的，也可以是活動的)，以減輕半潛式鉆井船的橫搖程度。
B、改善了半潛式鉆井船遷航狀態(tài)時的操縱性能。
C、由于在船首和船尾增設(shè)了兩個立柱沉墊，使鉆井船增加近5000噸浮力。
D 有利于調(diào)節(jié)鉆井船的縱向傾側(cè)，維持鉆井船的平衡。
二、改變半潛式鉆井船的錨泊定位系統(tǒng)的設(shè)置。
1.原半潛式鉆井船的錨系設(shè)置。
原半潛式鉆井船的錨系設(shè)置，是在左、右舷第一根和第四根立柱的下方，各設(shè)置兩個錨，如圖-5原半潛式鉆井船錨系設(shè)置。符號說明
左1、左2、左3、左4-左舷立柱;
右1、右2、右3、右4-右舷立柱;
1、2-左、右前錨;7、8-左、右后錨;
3、4-左、右舷第二錨;5、6-左、右舷第三錨。
2 新的半潛式鉆井船的錨系設(shè)置。
新的錨系設(shè)置把原半潛式鉆井船設(shè)置八門錨，增加至十四門。如圖-6所示。其符號說明如下左A1-左前首錨;左A4-左后尾錨;
右A1-右前首錨;右A4-右后尾錨;
左A2、A3-左舷二、三錨;右A2、A3-右舷二、三錨;
左B1、左B2、左B3-左舷1、2、3付錨;
右B1、B2、B3-右舷1、2、3付錨;
左C1、C2-左舷錨鏈孔及聯(lián)接卸扣;
右C1、C2-右舷錨鏈孔及聯(lián)接卸扣注1.左、右舷第二、三錨(左A2、左A3和右A2、A3)的錨鏈孔，和聯(lián)接卸扣的錨鏈孔的位置，應(yīng)設(shè)置在鉆井船遷航狀態(tài)吃水線之上，以便于操作。
2、左、右舷付錨左B1、左B2、左B3和右B1、右B2、右B3的錨鏈孔，應(yīng)設(shè)置在最大作業(yè)吃水線之上，即接近立柱的頂端位置上。
根據(jù)鉆井船不同的狀態(tài)，使用以上各錨組成錨系，分別說明如下
A 浮態(tài)作業(yè)的錨系組成。
當(dāng)半潛式浮態(tài)作業(yè)時，應(yīng)使用左A1、左A2、左A3、左A4和聯(lián)接卸扣左C1、左C2，右A1、右A2、右A3、右A4和聯(lián)接卸扣右C1、右C2組成錨系，其布設(shè)情況見附圖-7，浮態(tài)作業(yè)錨系布設(shè)示意圖，其符號同上。
當(dāng)劇烈海況即將出現(xiàn)前，應(yīng)解脫聯(lián)接卸扣C(或放松聯(lián)接卸扣C的錨鏈)，調(diào)整左舷A1、A2、A3、A4和右舷A1、A2、A3A4的錨鏈長度，使其形成四組八字錨，增大維持在原井位的爬駐力，便于劇烈海況過去以后，恢復(fù)到原井位作業(yè)。這樣，即使在劇烈海況條件下，出現(xiàn)受力的船首錨(或船尾錨)被折斷，產(chǎn)生一個較大的傾角，也難以出形面積C＞面積A的情況。
B 支撐在海底作業(yè)時的錨系組成。
當(dāng)半潛式鉆井船支撐在海底作業(yè)時，應(yīng)使用左B1、B2、B3和右B1、B2、B3六門付錨，組成錨系。
因為改變了半潛式鉆井船的長、寬比(L/B)后，鉆井船的型寬變小了，鉆井船支撐在海底作業(yè)時，鉆井船底部與海底的橫向接解面也減少了，這樣在劇烈的氣象海洋條件下，鉆井船的舷側(cè)方向受到劇烈的風(fēng)、浪襲擊，也可使支撐在海底作業(yè)的半潛式鉆井船傾側(cè)致沉。
為此，我們在左、右舷的立柱頂部，設(shè)置了六門付錨，專供鉆井船支撐在海底作業(yè)時使用，以保障在劇烈氣象海洋條件下安全作業(yè)。
半潛式鉆井船支撐在海底作業(yè)時的錨系布設(shè)如圖-8所示。其符號說明如下左B1、B2、B3和右B1、B2、B3-表示左、右舷付錨。
F-舷側(cè)翼面。
C 錨泊時的錨系組成。
當(dāng)半潛式鉆井船錨泊時，可使用兩門前首錨(左A1，右A1)或兩門后尾錨(左A4，右A4)組成八字錨進(jìn)行錨泊。這樣鉆井船的錨泊狀態(tài)將和普通船舶一樣，提高了錨泊的安全性能。
(五)發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點或者積極效果。
采用新技術(shù)后，將可避免在劇烈海況條件下，鉆井船在浮態(tài)作業(yè)時被傾覆沉沒。同時改善了半潛式鉆井船遷航狀態(tài)的操縱性能，改善了鉆井船錨泊時的安全性能，增加了五千噸以上的浮力。
因為沉沒一艘半潛式鉆井船，將損失二億五千萬美元的財富，喪失成百人的生命，其經(jīng)濟效果和社會效果都是明顯的。
權(quán)利要求
1.調(diào)整和改變立柱的設(shè)置，改變半潛式鉆井船的傳統(tǒng)方型結(jié)構(gòu)，并使半潛式鉆井船的長、寬比(L/B)的值，接近于4。
2.浮態(tài)作業(yè)時的錨泊定位系統(tǒng)，在劇烈海況到來時，應(yīng)能把舷側(cè)方向的錨系受力點，適時地轉(zhuǎn)移到船艏和船艉的位置上，以避免鉆井船的傾覆沉沒。
專利摘要
通過將原半潛式鉆井船的型寬從90米改變?yōu)榈扔诨虼笥?0米，并在原左、右舷設(shè)置的三根立柱的基礎(chǔ)上增加兩根立柱、設(shè)置在半潛式鉆井船的首尾線的船首和船尾位置上以改變鉆井船的型長和錨系的方法來增加半潛式鉆井船的穩(wěn)定性。
文檔編號B63B21/50GK86101681SQ86101681
公開日1987年9月23日 申請日期1986年3月11日
發(fā)明者梁叔禹 申請人:梁叔禹導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan