CN102145736B - 半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开发海洋资源使用的海工平台，尤其是：半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合；一种半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合：是由三层段构成：上层为多功能舱段、中间层为主基本功能舱段、底层为浮箱浮力舱段；其特征在于：在上层的多功能舱段和中间层为主基本功能舱段上设计有平台接榫结构件、在底层浮箱浮力舱段设计有浮箱和推进发电浆叶；其中：中间层的主基本功能舱段设计有：多功能舱段与基本功能舱段连接构件、纵向防撞击液压器、横向防撞击液压器、等纵向限位轮；本发明采用的是平台与浮筒柔性联接方式，为防止巨浪对平台的损坏，设计了防撞击液压器：由防撞击液压器的液压限位结构实现大波幅巨浪对平台的影响。

Description

半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合
技术领域
本发明涉及开发海洋资源使用的海工平台，尤其是：半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合。
背景技术
近些年来随着人类对石油资源的巨大需求，在海洋石油开发方面发展较快，其中半潜式钻井平台是由大部分浮体没于水面下的一种小水线面的移动式钻井平台，由于下体浸没在水中，对船舶产生影响的横摇、纵摇与垂荡三大要素中，横摇与纵摇的幅值都很小，具有耐波抗风的优点，广泛用于海上石油开采，但是对其有较大影响的垂荡运动依然存在。
发明内容
本发明的发明目的是：提供了一种半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，该半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合通过设计平台结构使之利用垂荡运动发电，同时发电过程中产生阻尼作用还提高了平台的稳定性，使平台趋利避害实现由只提供浮力的单一功能变为又可以利用海洋能发电进而开发海洋资源的多功能平台，并利用平台可模块化设计施工建造的特点，采用由多种各具功能的模块协同组合成浮岛产生超级功能，更好地开发海洋资源。为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合：是由三层段构成：上层为多功能舱段、中间层为主基本功能舱段、底层为浮箱浮力舱段；其特征在于：在上层的多功能舱段和中间层为主基本功能舱段上设计有平台接榫结构件、在底层浮箱浮力舱段设计有浮箱和推进发电浆叶；其中：中间层的主基本功能舱段设计有：多功能舱段与主基本功能舱段连接构件、纵向防撞击液压器、横向防撞击液压器、纵向结构延伸舱、柔性连接活动支柱、横向防撞击压器固定装置、定位活塞动力轮、纵向限位轮。-半潜自航式多功能海工平台总体上分两部分，一部分由多功能舱段和主基本功能舱段及连接构件构建为一体的水上平台部分，另一部分为底层浮箱浮力舱段部分设计的浮箱和推进发电浆叶及与之相连的活动支柱构成的浮箱浮力舱段。其中：在柔性连接活动支柱上设计有横向防撞击液压器限位齿板、纵向防撞击液压器活塞连杆链结构件和柔性连接活动支柱软连接与多功能舱段相连；通过上、下、横、纵横纵向防撞击液压器使柔性连接活动支柱实现平台的水上水下两部分的柔性联接。其中：所述发电单元舱包括：多功能舱段与主基本功能舱段连接构件，多功能舱段向下延伸与主基本功能舱段连接；主基本功能舱段再向下延伸构成的纵向结构延伸舱；其中：纵向防撞击液压器和横向防撞击液压器设计在发电单元舱内；其中：横向防撞击液压器上设计有：横向防撞击液压器液压桶、活塞连杆、横向防撞击液压器活塞、液压油出口阀、液压油进口阀，横向防撞击液压器液压桶通过横向防撞击液压器横向固定组件和横向防撞击液压器纵向固定组件固定与舱体相连；纵向防撞击液压器上设计有：纵向防撞击液压器液压桶，纵向防撞击液压器活塞及活塞杆；在纵向防撞击液压器液压桶设计有：纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀；在纵向防撞击液压器液压桶上设计上、下两套纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀，在纵向防撞击液压器液压桶和纵向防撞击液压器活塞及活塞杆之间必须安装密封套件；纵向防撞击液压器液压桶上的纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀的设计位置距离纵向防撞击液压器液压桶底部留有一定行程，防止纵向防撞击液压器活塞及活塞杆撞击触底其中：为实现定位活塞动力轮、纵向限位轮和横向防撞击液压器限位齿板之间柔性连接，定位活塞动力轮和纵向限位轮轴由弹性构件固定；。
本发明在保障船舶安全条件下实现单体平台相互联结组合方法和结构设计；在半潜浮箱之上立柱与平台的连接部位，设计采用柔性联接方式：采用液压器上下横纵向的合理布局，使柔性连接部位的结构强度、耐用性及运行的可靠性达到实际应用水平的方法和结构设计；本发明采用的是平台与浮筒柔性联接方式，为防止巨浪对平台的损坏，设计了防撞击液压器：由防撞击液压器的液压限位结构实现大波幅巨浪对平台的影响。本发明在能源利用方面，单体半潜自航式多功能平台模块结构实现对在海浪、洋流及海上风能的利用，估算单体发电能力达到5MW；另一方面，每个单体平台能提供约2000～3000吨的净浮力，平台合理结构解决了对船舶影响严重的横摇、纵摇、垂荡，提高了平台的稳定性，并利用其可标准化模块化设计建造的特点，发挥模块组合优势开发出利用海洋能源的能源岛、开发海洋资源的海上工厂等。
附图说明
图1为半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合中单体平台三层段式结构简单示意图
图2为半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合的单体平台组合方式简单示意图
图3为半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合的浮箱与平台柔性联接及液压器布局结构示意图
图4为半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合的横向防撞击液压器结构示意图
图5为半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合的纵向防撞击液压器结构示意图
多功能舱段1、中间层为主基本功能舱段2、底层为浮箱浮力舱段3、接榫结构件4、浮箱5、发电浆叶6、功能舱段连接构件7、纵向防撞击液压器8、横向防撞击液压器9、纵向结构延伸舱10、柔性连接活动支柱11、横向防撞击压器固定装置12、活塞动力轮13、纵向限位轮14、活塞连杆15、横向防撞击液压器活塞16、横向防撞击液压器液压桶17、液压油出口阀18、液压油进口阀19、横向防撞击液压器横向固定组件20、横向防撞击液压器纵向固定组件21、柔性连接活动支柱软连接22、发电单元舱23、纵向防撞击液压器液压桶24、纵向防撞击液压器活塞及活塞杆25、纵向防撞击液压器液压油出口阀26、纵向防撞击液压器液压油入口阀27、密封套件28、纵向防撞击液压器活塞连杆链结构件29、横向防撞击液压器限位齿板30、弹性构件31。
具体实施方式
下面根据附图(如图1、图2、图3、图4、图5所示)对本发明做进一步的说明：半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合由三层段构成(图1所示)：上层为多功能舱段1、中间层为主基本功能舱段2、底层为浮箱浮力舱段3；其中：在上层的多功能舱段1和主基本功能舱段2平台模块上设计有平台相互组合的接榫结构件4、这样一来保障船舶安全条件下实现单体平台相互联结组合方法和结构设计；在底层浮箱浮力舱段3设计有浮箱5和推进发电浆叶6(图2所示)。在中间的主基本功能舱段设计有(图3、图5所示)：多功能舱段与主基本功能舱段连接构件7、纵向防撞击液压器8、横向防撞击液压器9、纵向结构延伸舱10、柔性连接活动支柱11、横向防撞击压器固定装置12，其中：柔性连接活动支柱11上设计固定其上的横向防撞击液压器限位齿板30，使横向防撞击液压器上的定位活塞动力轮13、纵向限位轮14和横向防撞击液压器限位齿板30之间柔性连接，定位活塞动力轮13和纵向限位轮14轴的固定方式为弹性构件31固定；设计纵向防撞击液压器活塞连杆链结构件29通过柔性连接活动支柱软连接22固定在柔性连接活动支柱11上；在纵向结构延伸舱10内设计有发电单元舱23；在发电单元舱23内设计有纵向防撞击液压器8和横向防撞击液压器9，纵向防撞击液压器8设计包括：纵向防撞击液压器液压桶24，纵向防撞击液压器液压油出口阀26和纵向防撞击液压器液压油入口阀27，纵向防撞击液压器活塞及活塞杆25；根据实际需要，还可以在纵向防撞击液压器液压桶24上设计上、下两套纵向防撞击液压器液压油出口阀26和纵向防撞击液压器液压油入口阀27，密封套件28；横向防撞击液压器9设计包括(图4所示)：定位活塞动力轮13联结在活塞连杆15上再与横向防撞击液压器活塞16相连，横向防撞击液压器液压桶17上设计有：液压油出口阀18、液压油进口阀19；横向防撞击液压器9通过横向防撞击液压器横向固定组件20和横向防撞击液压器纵向固定组件21连接组合。在发电单元舱23内的上、下、横、纵向布局的防撞击液压器9、8，在波浪的作用下，当波浪上升时，浮箱5在水浮力作用下随波浪带动柔性连接活动支柱11向上运动，而此时由多功能舱段与基本功能舱段连接构件7将多功能舱段1和主基本功能舱段2构建为一体的平台在惯性的作用下保持相对静止，这样就产生了柔性连接活动支柱11与保持相对静止平台之间的相对运动，柔性连接活动支柱11同时驱动横纵向防撞击液压器9、8工作，横向防撞击液压器限位齿板30带动定位活塞动力轮13转动，定位活塞动力轮13带动活塞连杆15，进而活塞连杆15推动横向防撞击液压器活塞16，将液压油推压出来形成高压液压油驱动液压马达，而后驱动发电机发电；纵向防撞击液压器活塞连杆链结构件29带动纵向防撞击液压器活塞及活塞杆25，纵向防撞击液压器活塞及活塞杆25将纵向防撞击液压器液压桶24中的液压油推压出来形成高压液压油驱动液压马达，进而驱动发电机发电；反之随着波浪产生活塞的往复运动被抽回液压器的液压油为低压液压油。这样众多上、下、横、纵向布局的横纵向防撞击液压器9、8中的液压油，随波浪运动液压油此进(低压液压油)彼出(高压液压油)连续循环驱动发电机发电。在浮箱5上设计推进发电浆叶6，当平台需要移动时，推进发电浆叶6在储存电力的驱动下行进，当平台系泊时，洋流驱动推进发电浆叶6发电。

Claims (8)

1.一种半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合：是由三层段构成：上层为多功能舱段、中间层为主基本功能舱段、底层为浮箱浮力舱段；其特征在于：在上层的多功能舱段和中间层的主基本功能舱段上设计有平台接榫结构件、在底层浮箱浮力舱段设计有浮箱和推进发电浆叶；中间层的主基本功能舱段设计有：多功能舱段与主基本功能舱段连接构件、纵向防撞击液压器、横向防撞击液压器、纵向结构延伸舱、柔性连接活动支柱，其中：柔性连接活动支柱上设计固定其上的横向防撞击液压器限位齿板，使横向防撞击液压器上的定位活塞动力轮、纵向限位轮和横向防撞击液压器限位齿板之间柔性连接，定位活塞动力轮和纵向限位轮轴的固定方式为弹性构件固定；设计纵向防撞击液压器活塞连杆链结构件通过柔性连接活动支柱软连接固定在柔性连接活动支柱上；在纵向结构延伸舱内设计有发电单元舱。
2.根据权利要求1所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：所述半潜自航式多功能海工平台总体上分两部分，一部分由多功能舱段和主基本功能舱段及连接构件构建为一体的水上平台部分，另一部分为底层浮箱浮力舱段部分设计的浮箱和推进发电浆叶及与之相连的活动支柱构成的浮箱浮力舱段。
3.根据权利要求1所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：所述发电单元舱包括：多功能舱段与主基本功能舱段连接构件，多功能舱段向下延伸与主基本功能舱段连接；主基本功能舱段再向下延伸构成的纵向结构延伸舱；其中：纵向防撞击液压器和横向防撞击液压器设计在发电单元舱内。
4.根据权利要求1所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：横向防撞击液压器上设计有：横向防撞击液压器液压桶、活塞连杆、横向防撞击液压器活塞、液压油出口阀、液压油进口阀，横向防撞击液压器液压桶通过横向防撞击液压器横向固定组件和横向防撞击液压器纵向固定组件固定与舱体相连。
5.根据权利要求1所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：纵向防撞击液压器上设计有：纵向防撞击液压器液压桶，纵向防撞击液压器活塞及活塞杆；在纵向防撞击液压器液压桶设计有：纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀。
6.根据权利要求4所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：在纵向防撞击液压器液压桶上设计上、下两套纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀，在纵向防撞击液压器液压桶和纵向防撞击液压器活塞及活塞杆之间安装密封套件。
7.根据权利要求4所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：纵向防撞击液压器液压桶上的纵向防撞击液压器液压油出口阀和纵向防撞击液压器液压油入口阀的设计位置距离纵向防撞击液压器液压桶底部留有一定行程，防止纵向防撞击液压器活塞及活塞杆撞击触底。
8.根据权利要求1所述的半潜自航式多功能海工平台及其模块的组合，其特征在于：为实现定位活塞动力轮、纵向限位轮和横向防撞击液压器限位齿板之间柔性连接，定位活塞动力轮和纵向限位轮轴由弹性构件固定。
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