一種混合式Spar平臺的纜索布置結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種混合式Spar平臺的纜索布置結(jié)構(gòu)，屬于海洋平臺領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國海洋資源豐富，人們對海洋資源的開發(fā)越來越多，包括海上石油開采、海上風(fēng)力發(fā)電、海底資源的鉆探等。隨著能源需求的進(jìn)一步加大，未來海洋資源開發(fā)向深海甚至超深海范圍發(fā)展將成為必然的趨勢。海洋資源開發(fā)的深水化很大程度上依賴于海洋平臺的發(fā)展，傳統(tǒng)的海洋平臺已經(jīng)不能滿足要求。漂浮式海洋平臺成為發(fā)展的趨勢，Spar就是其中一種。
[0003]Spar平臺可以分為三個部分，即平臺上體，平臺主體和系泊系統(tǒng)。平臺主體為豎立圓筒狀結(jié)構(gòu)，提供整個平臺的浮力，采用半張緊的懸鏈線式系泊系統(tǒng)。
[0004]海上浮式平臺在保持自身穩(wěn)定性的同時，還需要承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，因此海上浮式平臺對穩(wěn)定性有著較高的要求。利用系泊系統(tǒng)對浮式平臺進(jìn)行定位，可以保證其位移和運(yùn)動響應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，維持平臺的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0005]目前，大型浮式結(jié)構(gòu)物的系泊系統(tǒng)主要有懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)。懸鏈線式系泊系統(tǒng)依靠自身的重力和慣性力提供浮體的回復(fù)力，纜索的質(zhì)量通常很大，不僅增加了制造成本，而且造成海洋平臺有效承載力降低。纜索呈拋物線形底部與海底相切，因此該系統(tǒng)對海底錨固裝置的抗拔要求較低。但纜索的長度一般很長，隨著水深的增加，其系泊半徑迅速增大，占用的海床面積隨之增大，同時增加了與附近其它水下設(shè)施相碰撞的危險。
[0006]張緊式系泊纜索采用的是聚合材料，質(zhì)量輕、軸向剛度大，在很大程度上限制了平臺的平均及低頻位移，同時還具有系泊半徑小、安裝方便及成本低等優(yōu)點。但張緊式系泊纜索端部與海底成一定的夾角，導(dǎo)致纜索的拉力顯著增大，對纜索的材料力學(xué)性能和錨固裝置的垂向抗拔力提出了很高的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決上述存在的問題，本實用新型公開了一種混合式Spar平臺的纜索布置結(jié)構(gòu)，其具體技術(shù)方案如下:
[0008]—種混合式Spar平臺的纜索布置結(jié)構(gòu)，該纜索布置結(jié)構(gòu)于海底工作，包括懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)，所述懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)公用同一個浮體和設(shè)置在浮體內(nèi)的控制模塊，
[0009]所述懸鏈線式系泊系統(tǒng)還包括若干根懸鏈線式纜索、若干個抓力錨、若干個絞車和若干個導(dǎo)纜器，所述懸鏈線式纜索、抓力錨、絞車和導(dǎo)纜器的數(shù)量一致，每根所述懸鏈線式纜索均有與其一體設(shè)置的第一拉力傳感器，所述懸鏈線式纜索的底端通過抓力錨與海底固定，每根所述懸鏈線式纜索的頂端通過一個絞車與控制模塊相連，控制模塊控制絞車實現(xiàn)懸鏈線式纜索的張緊與放松，
[0010]所述張緊式系泊系統(tǒng)還包括若干根張緊式纜索、若干個吸力錨、軟艙和若干個支座，所述張緊式纜索、吸力錨和支座的數(shù)量一致，每根所述張緊式纜索均有與其一體設(shè)置的第二拉力傳感器，若干個支座均勻分布在軟艙的下表面，所述張緊式纜索的頂部與支座固定，所述張緊式纜索的底端通過吸力錨與海底固定，第二拉力傳感器與控制模塊連接。
[0011]所述軟艙和浮體之間縱向設(shè)置有若干個垂蕩板，上下相鄰的垂蕩板之間、垂蕩板與浮體之間以及垂蕩板與軟艙之間分別通過若干個垂蕩板連接桿連接。
[0012]所述軟艙呈正方形形狀，所述支座固定在軟艙下表面的四個拐角。
[0013]所述垂蕩板呈正方形形狀，垂蕩板有兩個，上下相鄰的垂蕩板之間、垂蕩板與浮體之間以及垂蕩板與軟艙之間分別通過設(shè)置在垂蕩板四個拐角處的垂蕩板連接桿連接。
[0014]所述控制模塊設(shè)置在浮體的頂部中心，若干個所述絞車均勻分布在控制模塊四周，每根懸鏈線式纜索頂部與對應(yīng)的一個絞車連接。
[0015]若干個所述第一拉力傳感器和若干個導(dǎo)纜器均布置在浮體的側(cè)壁，第一拉力傳感器位于對應(yīng)的導(dǎo)纜器的垂直上方。
[0016]所述懸鏈線式纜索從導(dǎo)纜器到抓力錨段呈輻射狀，若干根懸鏈線式纜索均勻輻射狀分布在張緊式纜索四周，懸鏈線式纜索一共8根，相鄰的懸鏈線式纜索之間的夾角為45°。
[0017]所述導(dǎo)纜器內(nèi)設(shè)置有定滑輪，所述懸鏈線式纜索從定滑輪與導(dǎo)纜器之間穿過。
[0018]本實用新型的工作原理是:
[0019]本實用新型的工作環(huán)境為深海，對于某一海況下Spar平臺的運(yùn)動響應(yīng)，第一拉力傳感器檢測到懸鏈線式纜索的拉力為^，第二拉力傳感器檢測到張緊式纜索的拉力為F2，并將數(shù)據(jù)傳給控制模塊。對于預(yù)設(shè)的兩種纜索的最大拉力差C，若-(XF1-FXC,則保持懸鏈線式纜索的長度不變;SF1-FAC,則控制模塊控制絞車放松懸鏈線式纜索的長度;SF1-FX-C,則控制模塊控制絞車?yán)o懸鏈線式纜索的長度。
[0020]所述懸鏈線式纜索和張緊式纜索的下端與海底采用不同的錨固方式，懸鏈線式纜索下端采用垂向抗拔力較小的抓力錨，張緊式纜索下端采用垂向抗拔力較大的吸力錨。[0021 ]本實用新型的有益效果是:
[0022]1、懸鏈線式纜索與張緊式纜索相結(jié)合的系泊方式，以及懸鏈線纜索的分布輻射狀布置可以有效控制Spar平臺在波浪中的運(yùn)動響應(yīng)，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性；
[0023]2、在保持相同回復(fù)力的條件下，增加的張緊式纜索一定程度上可以減輕懸鏈線式纜索的重量，進(jìn)而提高平臺的有效承載力；
[0024]3、混合式的系泊方式使纜索的受力更為合理，降低了對纜索材料力學(xué)性能的要求和錨固裝置的抗拔設(shè)計要求，延長了系泊系統(tǒng)的使用壽命；
[0025]4、控制模塊可實現(xiàn)對各纜索的動態(tài)調(diào)節(jié)，平臺可適應(yīng)更為復(fù)雜的海況。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的整體結(jié)示意圖，
[0027I圖2是浮體局部放大示意圖，
[0028]圖3是導(dǎo)纜器的放大結(jié)構(gòu)示意圖，
[0029]圖4是懸鏈線式纜索的俯視分布圖，
[0030]圖5是張緊式纜索及支座的仰視分布圖，[0031 ]附圖標(biāo)記列表:I一絞車，2—導(dǎo)纜器，2_1—定滑輪，3—懸鏈線式纜索，4一支座，
5—張緊式纜索，6—第一拉力傳感器，7—第二拉力傳感器，8—控制模塊，9一抓力錨，10—吸力銷，11 —浮體，12—軟艙，13—垂蕩板，14—垂蕩板連接桿。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，進(jìn)一步闡明本實用新型。應(yīng)理解下述【具體實施方式】僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。
[0033]圖1是本實用新型的整體結(jié)示意圖，結(jié)合附圖可見，本混合式Spar平臺的纜索布置結(jié)構(gòu)，包括懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)，所述懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)公用同一個浮體11和設(shè)置在浮體11內(nèi)的控制模塊8，懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)相結(jié)合，能夠適用于更復(fù)雜的深海海洋環(huán)境，控制模塊8用于搜集懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)的受力情況，以及在控制模塊8中預(yù)設(shè)控制參數(shù)，根據(jù)搜集的參數(shù)與預(yù)設(shè)的控制參數(shù)比較，控制懸鏈線式系泊系統(tǒng)和張緊式系泊系統(tǒng)做出相對應(yīng)的動作。
[0034]圖2是浮體局部放大示意圖，由圖可見，所述懸鏈