CN102417014A - 可解脱fpso系泊浮子与船体的连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，包括船体和浮子，所述浮子包括锥体部和底座，锥体部的下底面固定在所述底座上，所述船体上设有用于锁紧所述浮子的锁紧装置，所述船体上设有可以容纳所述浮子锥体部的锥形通孔，所述锁紧装置位于所述锥形通孔内，所述浮子的锥体部由一个基体圆台构成，多个与基体圆台的轴线相平行的平面切割的基体圆台的底部，使锥体部的下底面呈正多边形，所述锥形通孔的底部也呈正多边形，与锥体部的底部形成不可转动配合。本发明充分利用结构自身“天圆地方”的特点，易于实现初定位，避免了浮子与船体的相对转动，易于实现快速连接与解脱，操作简单。

Description

可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构

技术领域

本发明涉及海洋油气设备领域，具体涉及一种FPSO船体与定位浮子的连接与解脱的结构。

背景技术

FPSO(Floating production，storage，offloading unit)浮式生产储油卸油船具备生产、储油和卸油功能，是海洋石油开发的主要模式之一。目前随着我国油气资源消费的大幅增加，国家对油气资源需求也越来越大，有效、经济、快速的开发我国南海资源已迫在眉睫。由于南海环境相对比较恶力，传统的永久系泊方式已经不能适应南海的自然环境，新型的可解脱的系泊方式是发展的趋势，由被动承受转为主动防范。传统的可解脱FPSO，均采用转塔的形式，RTM(Riser Turrent Mooring)和BTM(Buoycant Turrent Mooring)，此转塔的缺点是：尺度比较小，系统比较复杂，制造成本高，价格极其昂贵，而且立管的数量和形式都受到限制。

中国发明专利申请200910305584.2公开了一种可解脱多点系泊圆环形浮式海洋平台，它包括船体、浮子、系泊索和立管，其中，浮子套接于船体内部，系泊索的两端分别与浮子的底部以及海底锚泊点相连，若干根立管的下端与海底水下油气生产设施相连，立管的上端经浮子的底部贯通至浮子顶部，并连接于浮子顶部接口处，所述的船体为圆环形结构，该船体的中心设有空心环形腔以固定浮子，空心环形腔为圆柱体结构的通道，该空心环形腔的内壁竖直均布若干卡板槽，卡板槽内设有可活动的楔形卡板，浮子上部为圆锥形结构，下部为圆盘形底座，该圆盘形底座的直径大于圆锥形结构的直径，所述浮子的外壁和楔形卡板上分别设有齿纹槽和锁紧齿纹，当楔形卡板与浮子外壁上的齿纹相咬合时，浮子与船体被锁定。该专利申请公开的技术方案在船体与浮子之间的连接与解脱结构上作出了有益探索，但是，在浮子与船体连接的过程中，如何实现浮子与船体的定位，避免浮子与船体之间的相对转动，以便于锁紧操作，仍然有待于进一步完善。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种节约成本、结构简单、能够快速实现浮子与船体之间连接和解脱的结构。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，包括船体和浮子，所述浮子包括锥体部和底座，锥体部的下底面固定在所述底座上，所述船体上设有用于锁紧所述浮子的锁紧装置，所述船体上设有可以容纳所述浮子锥体部的锥形通孔，所述锁紧装置位于所述锥形通孔内，所述浮子的锥体部由一个基体圆台构成，多个与基体圆台的轴线相平行的平面切割的基体圆台的底部，使锥体部的下底面呈正多边形，所述锥形通孔的底部也呈正多边形，与锥体部的底部形成不可转动配合。

优选地，所述锥体部下底面的正多边形为所述基体圆台底圆的内接正多边形。

优选地，所述锥形通孔的锥度小于锥体部的锥度，锥形通孔的内锥面与锥体部的外锥面之间存在间隙。

优选地，所述锁紧装置为多个可以滑动的齿板，所述浮子的表面设有可与所述齿板相咬合的齿槽。

进一步地，所述齿槽的数量等于锥体部下底面正多边形的边数，所述齿板的数量为齿槽数量的一半，均沿圆周均布。

进一步地，所述齿板由液压装置驱动。

优选地，所述船体为圆形，所述锥形通孔位于船体的中心。

进一步地，所述浮子的底座为圆柱形。

进一步地，所述船体底面与浮子底座相接触的部位设有环形防撞圈。

优选地，所述船体上设有绞车，通过缆绳与所述浮子的顶部相连接。

优选地，所述锥体部表面沿母线方向设有多条防撞条。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

1.大尺度浮子设计，降低系统复杂度。

2.浮子上下位置通过调整压载水易于实现快速连接与解脱，操作简单。

3.充分利用结构自身“天圆地方”的特点，易于实现初定位，避免了浮子与船体的相对转动。

4.结构简单，大大降低制造和安装成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明浮子与船体的连接结构的主视图。

图2为本发明浮子与船体的连接结构的俯视图。

图3-图6为浮子与船体连接过程的示意图。

图7为一种浮子的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1、图7所示，本发明FPS0系泊浮子与船体的连接结构包括船体10和一个浮子20，其中浮子20的形状如图7所示，它包括一个锥体部21和一个底座22，锥体部21的下底面固定在底座22上。浮子的底座22为圆柱形，内设密封舱，可以注水压载实现下沉，也可以排水充气实现上浮。浮子的锥体部21由一个基体圆台(截头圆锥)构成，但锥体部21的底部并不是圆形截面，基体圆台的底部相当于被多个与其轴线相平行的平面所切割，从而使锥体部21的底部形成多相平面25，而锥体部21的下底面呈正多边形，形成“天圆地方”(或“上圆下方”)的形状。如图2所示，在本实施例中，锥体部21的下底面呈正六边形，且该正六边形为所述基体圆台底圆的内接正六边形。

继续参照图1，与浮子的形状相适应，船体10上设有可以容纳浮子锥体部21的锥形通孔11，且锥形通孔11的底部也呈正多边形，与锥体部21底部的正多边形相适配，并形成不可转动的配合关系。但锥形通孔11的锥度略小于浮子锥体部21的锥度，从而锥形通孔11的内锥面与锥体部21的外锥面之间存在一定的间隙，这样可使浮子在上升过程中，浮子与船体之间具有足够的碰撞接触面，同时保证船体锥形通孔11有足够的空间使浮子顺利上浮。

虽然锥形通孔11的内锥面与锥体部21的外锥面之间存在间隙，但该锥形通孔11内还设有锁紧装置，可以将浮子锁紧。在本实施例中，锁紧装置为沿圆周均布的多个可以滑动的齿板13，在浮子锥体部21的表面相对应地设有可与齿板13相咬合的齿槽23。齿槽23的数量可以等于锥体部21下底面正多边形的边数，在一般情况下，该正多边形的边数为偶数，为了使结构简单，将齿板的数量设置为齿槽数量的一半。如图2所示，齿槽23的数量为六个，齿板13为三个，均沿圆周均布。从俯视图上看，齿槽23的投影正好位于底面正多边形各边的中垂线上。齿槽23可以每间隔一个与齿板13相咬合，以便锥体部21与锥形通孔11“天圆地方”相匹配时，错位对准后齿板13也可以进行锁紧操作。

锁紧装置的作用是在浮子与船体连接时，将浮子与船体锁紧，避免浮子与船体之间的转动和上下运动。在解脱时，锁紧装置又能将浮子放松。在本实施例中，齿板13由液压装置驱动，可以推进和缩回，可以理解，齿板13也可以由其它驱动装置驱动。同样，锁紧装置也可以采用现有技术中的其它结构，比如采用现有技术中的三爪卡盘类似结构等。当采用不同的锁紧装置时，锥体部21的表面也可设置不同的对应结构，而不限于齿槽23。

如图2所示，本实施例中船体10为圆形结构，而锥形通孔正好位于船体10的中心。

如图1所示，船体10的底面与浮子底座22相接触的部位设有环形防撞圈12。船体10的上甲板上设有绞车14，绞车14通过缆绳15与浮子的顶部相连接。而锥体部21的表面沿母线方向设有多条突出于表面的橡胶防撞条24。在图2所示的实施例中，防撞条24也有六条，与锥体部21表面的齿槽23间隔排列。

为了更清楚地理解本发明，下面对本发明的连接与解脱过程进行说明。

如图3所示，当浮子20欲与船体10连接时，浮子舱内充气排出压载水，依靠浮力上升，此时锥形通孔内的锁紧装置处于放松状态，也就是齿板缩回船体内，可以避免浮子与齿板碰撞。

如图4所示，当浮子顶部上升过程中，可使用绞车14带动缆绳15提拉浮子，避免浮子与船体相撞，并起到辅助定位的作用。

如图5所示，利用天圆地方结构，当浮子顶部与船体上甲板平齐时，浮子底部的多边形结构与锥形通孔的多边形结构形成配合，实现了初步定位，这样可以很简单地控制浮子与船体之间的相对转动。

如图6所示，初步定位后，由于浮子与船体之间不会发生相对转动，就可以很容易地利用锁紧装置进行锁紧。齿轮13在液压装置的推动下伸出，正好与锥体部表面的齿槽咬合，完成锁紧操作。可以理解，如果象现有技术那样，没有底部的多边形定位，在浮子与船体之间存在相对转动的情况下，要完成锁紧操作就困难得多。

当遇恶劣天气，浮子欲与船体解脱时，则与上述过程相反。首先，锁紧装置放松，然后打开浮子底部的注水孔，浮子加压载水，依靠重力下沉至水下，与船体脱离，再用拖船将船体拖至安全海域。

Claims (11)

1.一种可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，包括船体和浮子，所述浮子包括锥体部和底座，锥体部的下底面固定在所述底座上，所述船体上设有用于锁紧所述浮子的锁紧装置，其特征是，所述船体上设有可以容纳所述浮子锥体部的锥形通孔，所述锁紧装置位于所述锥形通孔内，所述浮子的锥体部由一个基体圆台构成，多个与基体圆台的轴线相平行的平面切割的基体圆台的底部，使锥体部的下底面呈正多边形，所述锥形通孔的底部也呈正多边形，与锥体部的底部形成不可转动配合。

2.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述锥体部下底面的正多边形为所述基体圆台底圆的内接正多边形。

3.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述锥形通孔的锥度小于锥体部的锥度，锥形通孔的内锥面与锥体部的外锥面之间存在间隙。

4.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述锁紧装置为多个可以滑动的齿板，所述浮子的表面设有可与所述齿板相咬合的齿槽。

5.根据权利要求4所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述齿槽的数量等于锥体部下底面正多边形的边数，所述齿板的数量为齿槽数量的一半，均沿圆周均布。

6.根据权利要求4所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述齿板由液压装置驱动。

7.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述船体为圆形，所述锥形通孔位于船体的中心。

8.根据权利要求7所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述浮子的底座为圆柱形。

9.根据权利要求8所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述船体底面与浮子底座相接触的部位设有环形的防撞圈。

10.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述船体上设有绞车，通过缆绳与所述浮子的顶部相连接。

11.根据权利要求1所述的可解脱FPSO系泊浮子与船体的连接结构，其特征是，所述锥体部表面沿母线方向设有多条防撞条。

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