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CN106516029A - 一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台 - Google Patents

一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台 Download PDF

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CN106516029A
CN106516029A CN201611066734.5A CN201611066734A CN106516029A CN 106516029 A CN106516029 A CN 106516029A CN 201611066734 A CN201611066734 A CN 201611066734A CN 106516029 A CN106516029 A CN 106516029A
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tension
buoyancy
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CN201611066734.5A
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马庆位
郑兴
廖康平
马刚
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Harbin Engineering University
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Harbin Engineering University
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    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B63B21/502—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers by means of tension legs

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

本发明提供一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台，由上至下依次设置储备浮力舱、潮差适应舱、浮力舱和压载舱，储备浮力舱的中心位置设置有一号连通孔，一号连通孔的上端与大气相通、下端与潮差适应舱相通，浮力舱和压载舱的中心位置贯穿有二号连通孔，二号连通孔的上端与潮差适应舱相通、下端与海水相通，所述压载舱的下端与海底之间对称设置有张力腿。当潮差变化时，潮差适应舱内外的液面始终保持一致，使平台具有较小的水线面面积，本发明降低了对张力腿强度的要求，可以相应地有效降低工程造价，也为在浅海使用张紧式系泊提供了一种有效方案。

Description

一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台
技术领域
本发明涉及一种海上浮式结构物，尤其涉及一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台，属于船舶与海洋工程领域。
背景技术
海洋浮式平台在波浪的作用下会发生六自由度运动，影响结构物的正常工作，选用合适的系泊方式可以减小浮式平台的运动响应，提高平台的工作效率。采用张紧式系泊的平台，平台和海底的相对位移很小，平台具有很好的运动性能。但是，由于潮差的影响，高潮和低潮时，平台的浮力变化很大，导致张紧式系泊的张力腿的受力变化和结构变形也很大，对张力腿的强度要求很高，其工程造价也相应较高。张紧式系泊都应用在较深海域，在浅海，采用张紧式系泊对张力腿强度的要求更高，目前还没有在浅海使用张紧式系泊的工程实例。
本发明提供一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台，通过设计一个潮差适应舱和连通孔，潮差适应舱通过连通孔与外部的海水和空气连通，当潮差变化时，潮差适应舱内外的液面始终保持一致，结构拥有较小的水线面面积，平台外部水面变化时，平台所受的浮力变化很小，从而张力腿的受力变化和结构变形也很小，有效降低了对张力腿强度的要求，可以相应降低工程造价，同时也为在浅海使用张紧式系泊提供了一种有效方案。
发明内容
本发明的目的是为了可以适应潮差，降低张紧式系泊时对张力腿强度的要求，可在浅海使用张紧式系泊而提供一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台。
本发明的目的是这样实现的：由上至下依次同轴心设置储备浮力舱、潮差适应舱、浮力舱和压载舱，储备浮力舱的中心位置设置有一号连通孔，一号连通孔的上端与大气相通、下端与潮差适应舱相通，浮力舱和压载舱的中心位置贯穿有二号连通孔，二号连通孔的上端与潮差适应舱相通、下端与海水相通，所述压载舱的下端与海底之间对称设置有张力腿。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述浮力舱的上端面位于低潮时水线之下，潮差适应舱的下端面位于低潮时水线之下、上端面位于高潮时水线之上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设计一个潮差适应舱和连通孔，降低平台的水线面面积，减小潮差变化引起的平台浮力变化，以及张力腿的受力变化和结构变形。本发明在对结构不做大的改动的前提下，通过设置一个潮差适应舱和连通孔结构，有效降低了由潮差变化引起的张力腿的受力变化和结构变形，也即本发明在潮差变化时，平台始终具有较小的水线面面积，使平台的浮力在外部液面变化时变化很小，张力腿的受力变化和结构变形也很小，降低了张紧式系泊时对张力腿的强度要求，相应地降低张紧式系泊的工程造价，并且为在浅海使用张紧式系泊提供了一种有效方案。
附图说明
图1是本发明的中剖面图；
图2是本发明张紧式系泊在海底的示意图；
图3是本发明张紧式系泊在海底的正视图。
各图中编号表示内容如下：①压载舱；②浮力舱；③潮差适应舱；④二号连通孔(通水端)；⑤一号连通孔(通气端)；⑥储备浮力舱；⑦张力腿；⑧海底；⑨低潮时水线；⑩高潮时水线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1-3，本发明包括压载舱①、浮力舱②、潮差适应舱③、一号连通孔⑤、二号连通孔④、储备浮力舱⑥、张力腿⑦。压载舱①位于平台最底端，主要用来添加压载，降低平台重心，增加稳性，同时，也为平台提供系泊点；浮力舱②在压载舱之上，顶部位于低潮时水线⑨以下，主要为系统提供浮力；潮差适应舱③在浮力舱之上，且其底部在低潮时水线⑨以下、顶部位于高潮时水线⑩以上，主要用于适应潮差变化，使结构的浮力不随外部液面变化发生大的改变；二号连通孔④的通水段在低潮时水线以下，穿过压载舱和浮力舱，使潮差适应舱与外部海水连通，主要用于连通潮差适应舱内部和外部的海水；一号连通孔⑤的通气端在高潮时水线以上，穿过储备浮力舱⑥，使潮差适应舱与外部空气连通，主要用于连通潮差适应舱内外的空气；储备浮力舱⑥在潮差适应舱之上，其上可布置生产生活等结构设施，主要用于为系统提供浮力储备，避免平台破舱时发生倾覆；张力腿⑧主要用于系泊平台，增加平台的稳定性。本发明的潮差适应舱通过设置的连通孔连通外部海水和空气，当潮差变化时，潮差适应舱内外的液面始终保持一致。
如图2和图3所示，静水时，张力腿一端固定在海底，一端固定在平台的压载舱上，竖直张紧地系泊平台正浮在水中。
本发明的工作过程如下：
涨潮时，平台外部液面上升，导致潮差适应舱内外液面存在高度差，压差力使外部海水通过连通孔的通水段进入潮差适应舱，挤压潮差适应舱内部的气体通过连通孔的通气端进入外部大气，使潮差适应舱内外的液面一致；同理，退潮时，平台外部液面下降，导致潮差适应舱内外液面存在高度差，压差力使潮差适应舱内部的海水通过连通孔的通水段进入外部，潮差适应舱内部气压降低，把外部气体通过连通孔的通气端吸入潮差适应舱，使潮差适应舱内外的液面一致。在涨潮和退潮过程中，由于潮差适应舱内外海水连通，潮差适应舱内外液面始终保持一致，使结构具有较小的水线面面积，因此，水线位置改变时，平台(结构物)的浮力变化很小，从而，张紧式系泊的张力腿的受力变化和结构变形也很小。因此，张紧式系泊时对张力腿的强度要求也下降，从而，张紧式系泊的工程造价也相应随之降低。
连通孔的典型布置是贯通平台，其具体结构形式以及布置方式也可以根据实际工程应用的需要进行调整和优化。本发明的潮差适应舱的形状是不固定的，可以根据实际工程需要做改变形状、分舱处理等；且本发明也可以使用其他系泊方式。

Claims (2)

1.一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台，其特征在于：由上至下依次同轴心设置储备浮力舱、潮差适应舱、浮力舱和压载舱，储备浮力舱的中心位置设置有一号连通孔，一号连通孔的上端与大气相通、下端与潮差适应舱相通，浮力舱和压载舱的中心位置贯穿有二号连通孔，二号连通孔的上端与潮差适应舱相通、下端与海水相通，所述压载舱的下端与海底之间对称设置有张力腿。
2.根据权利要求1所述的一种通过连通孔适应潮差的张力腿平台，其特征在于：所述浮力舱的上端面位于低潮时水线之下，潮差适应舱的下端面位于低潮时水线之下、上端面位于高潮时水线之上。
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