CN105416511A - 半潜插桩式海上平台定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结构形式的半潜插桩式海上平台定位系统，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的海上平台（或其他海上漂浮物）需要在布满暗沙（或远海）环境下定位时所存在的问题，设计出一种依靠浮力和自重驱动、且能够牢固地“抓”在海底岩层或礁石上的特殊结构，由于它不需要配置驱动内套筒运动的驱动系统，因此可以节省大量的成本，同时其内套筒底部的锥台形的桩靴的底面为锯齿面，这种结构能够提供较大的横向剪应力，进而提高定位的稳定性。可以说这种定位系统具有多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，尤其适合于在外海、远洋地区构建海上平台，对于远洋资源开发、国土防卫等具有重大意义。

Description

半潜插桩式海上平台定位系统

技术领域

本发明涉及一种海上平台配套设备，特别是一种半潜插桩式海上平台定位系统。

背景技术

目前船舶（包括海洋平台、人工浮岛、潜艇等一切浮体）的定位主要有四种方式：一是靠码头，由码头上的系缆柱和船舶上的系缆柱用缆绳连接；二是浅海抛锚定位；三是近海单点系泊，船舶与系泊点刚性连接，船可绕系泊点360度旋转，随风向漂移；四是半潜式钻井平台在远海无法抛锚而采用的动力定位。

世界上有无数大大小小的珊瑚礁，当退潮时仍不露出海面的称为暗沙。如中国南海的中沙群岛，除黄岩岛外全部是在水下20～60米的暗沙，而上述的前三种定位方式都无法在布满暗沙的水域中使用，而动力定位的方式虽然可以实现，但其所使用的设备成本高昂，并且其运营、维持费用也较高，耗油量大，不低碳、不环保。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，成本低廉，操作方便，定位效果好，不会在洋流作用下发生水平位移的半潜插桩式海上平台定位系统。

本发明的技术解决方案是：一种半潜插桩式海上平台定位系统，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台1，其特征在于：在海上平台1上阵列式的分布有多个定位结构2，所述的定位结构2包括与海上平台1固定连接且垂向设置的外套筒3，沿外套筒3的轴向均匀分布有多组导轮组4，每组导轮组4都包括多个在圆周上均匀分布的导轮结构5，多组导轮组4共同与内套筒6的外壁接触，内套筒6与外套筒3同轴，在外套筒3的底端设置有梯形槽7，内套筒6的底端设置有与梯形槽7相配的桩靴8，在桩靴8内还设置有压舱物，在内套筒6外壁的上部设置有固桩环9，在外套筒3上均匀分布有至少两个插销座10，插销座10内滑动连接有固桩插销11，固桩插销11与设置在固桩环9上的长孔12相配，且所述的长孔12的轴线与外套筒3的轴线相平行，在固桩插销11与插销座10之间还连接有止退螺钉13。

所述的导轮结构5包括与外套筒3内壁固定连接的固定底座14，在固定底座14内滑动连接有移动底座15，在移动底座15内轴承支撑有导轮16，并且在固定底座14和移动底座15之间还设置有碟形弹簧17。

所述内套筒6的顶端设置有可封闭的入口18，且内套筒6内还设置有升降电梯19，内套筒6的外壁上还设有沿内套筒6轴向分布的直立爬梯。

所述的桩靴8的底面为锯齿面。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的半潜插桩式海上平台定位系统，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统的海上平台（或其他海上漂浮物）需要在布满暗沙（或远海）环境下定位时所存在的问题，设计出一种依靠浮力和自重驱动、且能够牢固地“抓”在海底岩层或礁石上的特殊结构，由于它不需要配置驱动内套筒运动的驱动系统，因此可以节省大量的成本，同时其内套筒底部的锥台形的桩靴的底面为锯齿面，这种结构能够提供较大的横向剪应力，进而提高定位的稳定性。可以说这种定位系统具有多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，尤其适合于在外海、远洋地区构建海上平台，对于远洋资源开发、国土防卫等具有重大意义。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例导轮结构部分的结构示意图。

图3为本发明实施例固桩插销部分的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图3所示：一种半潜插桩式海上平台定位系统，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台1，在海上平台1上阵列式的分布有多个定位结构2，定位结构2包括一个横断面为圆形的、与海上平台1固定连接且垂向设置的外套筒3，沿着这个外套筒3的轴向均匀地分布有多组导轮组4，并且每一组导轮组4都包括多个在圆周上均匀分布的导轮结构5，并且上述的每一组导轮组4都共同与内套筒6的外壁相接触，同时内套筒6与外套筒3同轴，这样相当于内套筒6通过多组导轮组4活动套接在外套筒3内；在外套筒3的底端设置有梯形槽7，而内套筒5的底端则设置有与梯形槽7相匹配的桩靴8（桩靴8的形状与梯形槽7吻合，且能够嵌入梯形槽7中），并且在桩靴8内还设置有压舱物，同时桩靴8的底面为锯齿面；

在内套筒6外壁的上部设置有固桩环9，在外套筒3上则圆周均匀分布有至少两个插销座10，在插销座10内滑动连接有固桩插销11，这个固桩插销11与设置在固桩环9上的插孔12相配，即固桩插销11能够插入插孔12中（或从插孔12中拔出），并且所述的长孔12的轴线与外套筒3的轴线相平行，在上述的固桩插销11与插销座10之间还连接有止退螺钉13；

由于本装置的整体体积十分庞大，其内套筒6和外套筒3只能通过焊接的方式组装起来，因此其加工精度难以保证，这样在内套筒6相对于外套筒3垂向运动的过程中就很容易出现径向的晃动，为此导轮结构5为以下特殊结构：导轮结构5包括与外套筒3的内壁固定连接的固定底座14，在固定底座14内滑动连接有移动底座15，这个移动底座15内轴承支承有导轮16，并且在所述的固定底座14和移动底座15之间还设置有碟形弹簧17；这样即便内套筒6存在较大的加工误差，碟形弹簧17也能够保证在内套筒6垂向运动的过程中，导轮16始终与内套筒6的外壁紧密接触，防止内套筒6出现大幅度的晃动；

在内套筒6的顶端设置有可封闭的入口18，为了便于人员、部件的输送，在内套筒6内还设置有升降电梯19，为了便于检修，在内套筒6的外壁上还设有沿内套筒6轴向分布的直立爬梯。

本发明实施例的半潜插桩式海上平台定位系统的工作过程如下：首先将需要进行定位的海上漂浮物（如海上平台、船舶、人工浮岛等）利用驳船拖拽至指定位置，在初始状态下，由于内套筒6所受到的浮力大于其本身的自重，因此内套筒6处于相对靠上的极限位置，此时固桩插销11位于插孔12的中间位置；内套筒6运动到位后，开始向内套筒6的内腔中灌注海水，其目的是增加内套筒6的整体质量，待内套筒6的整体质量大于本身所承受的浮力时，内套筒6便会逐渐下沉，直至插孔12的下边沿与固桩插销11脱离接触，此时将固桩插销11从插孔12中抽出，在自重的作用下内套筒6底端的桩靴8与海底的礁石接触，并压紧在礁石的上表面上，由于桩靴8的底面为锯齿面，因此能够很好地抓牢在礁石上；

海上漂浮物上的多个内套筒6都与礁石接触后，在这些内套筒6的作用下，海上漂浮物就实现了在海上的定位与固定；即便海底存在洋流，也无法克服桩靴8底面的锯齿面与礁石之间的剪式应力，进而可以保证海上漂浮物稳定地固定在海面上。

需要移泊时，只要抽出压舱水，桩筒在浮力大于重力的情况下自动浮起，平台就可托走移泊。

Claims (4)

1.一种半潜插桩式海上平台定位系统，包括由组合式海洋平台标准模块组建的海上平台（1），其特征在于：在海上平台（1）上阵列式的分布有多个定位结构（2），所述的定位结构（2）包括与海上平台（1）固定连接且垂向设置的外套筒（3），沿外套筒（3）的轴向均匀分布有多组导轮组（4），每组导轮组（4）都包括多个在圆周上均匀分布的导轮结构（5），多组导轮组（4）共同与内套筒（6）的外壁接触，内套筒（6）与外套筒（3）同轴，在外套筒（3）的底端设置有梯形槽（7），内套筒（6）的底端设置有与梯形槽（7）相配的桩靴（8），在桩靴（8）内还设置有压舱物，在内套筒（6）外壁的上部设置有固桩环（9），在外套筒（3）上均匀分布有至少两个插销座（10），插销座（10）内滑动连接有固桩插销（11），固桩插销（11）与设置在固桩环（9）上的长孔（12）相配，且所述的长孔（12）的轴线与外套筒（3）的轴线相平行，在固桩插销（11）与插销座（10）之间还连接有止退螺钉（13）。

2.根据权利要求1所述的半潜插桩式海上平台定位系统，其特征在于：所述的导轮结构（5）包括与外套筒（3）内壁固定连接的固定底座（14），在固定底座（14）内滑动连接有移动底座（15），在移动底座（15）内轴承支撑有导轮（16），并且在固定底座（14）和移动底座（15）之间还设置有碟形弹簧（17）。

3.根据权利要求1所述的半潜插桩式海上平台定位系统，其特征在于：所述内套筒（6）的顶端设置有可封闭的入口（18），且内套筒（6）内还设置有升降电梯（19），内套筒（6）的外壁上还设有沿内套筒（6）轴向分布的直立爬梯。

4.根据权利要求1所述的半潜插桩式海上平台定位系统，其特征在于：所述的桩靴（8）的底面为锯齿面。