CN105818930A - 一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔、系泊臂和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架和系泊腿，系泊腿包括可相对滑动的上套管和下套管，上套管与下套管之间设有至少一个阻尼器，系泊腿和船艏支架上均设有阻尼盒，两个所述阻尼盒相对设置。本发明有效减小极限拉伸状态下系泊腿本身受到的拉力，减小各结构部件连接处所受到的作用力，上套管的外壁与下管段的外壁之间设有阻尼锁，可以根据实际工作海况选择阻尼器工作状态，通过阻尼盒的减压可减小船艏支架与系泊腿的相对速度，进而可减小船艏与压载水舱的相对速度，从而减小极限撞击时产生的巨大作用力。
Description
技术领域
本发明涉及海洋平台工程应用领域，具体来说是一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置。
背景技术
普通的软刚臂单点系泊系统主要有系泊塔、系泊臂和系泊构架三部分组成，多应用于浅水FPSO，其风标效应可以使系泊平台处于最佳受力状态。在实际工程应用和物理模型试验中均发现，系泊平台在波浪作用下会发生系泊腿的极限拉伸或船艏与压载水舱的撞击，这些极端现象会产生很大的瞬时系泊力，对系泊平台和系泊装置造成破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在普通的软刚臂单点系泊系统上添加阻尼装置，降低极端现象发生的概率，减小极端现象发生时的系泊力，防止因为极端现象造成的系泊装置的结构和材料破坏。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，在普通软刚臂单点系泊装置的基础上，将系泊腿改为双套管结构，并在其中安装阻尼器，同时在系泊腿和船艏支架铰接处安装阻尼盒。
本发明采用的技术手段如下：
一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔、系泊臂和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架和系泊腿，所述系泊腿包括可相对滑动的上套管和下套管，所述上套管与所述下套管之间设有至少一个阻尼器，所述系泊腿和所述船艏支架上均设有阻尼盒，两个所述阻尼盒相对设置。
所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的周向均匀设有与所述滑道相对应的通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段包括与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述导向柱穿过所述通孔与所述下套管的顶部连接，所述下套管的顶部的下端与所述隔板上端之间设有一个阻尼器。
所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的中心处设有通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述下套管的顶部的上端设有与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的上端设有挡板，所述挡板与所述隔板之间设有四个沿所述导向柱均匀分布的阻尼器，这样在其中一个阻尼器失灵的情况下，另外三个还可以继续工作。
所述上套管的外壁与所述下管段的外壁之间设有阻尼锁，阻尼锁闭合则上、下套管无法滑动，阻尼器不工作，系泊腿可视为一个完整的刚性构件与普通系泊腿无异。这样在良好工况下，关闭阻尼锁可以使阻尼器不必长期工作，使阻尼器工作寿命得以延长。
所述上套管上设有与所述滑道连通的灌油孔，方便添加润滑剂。
所述阻尼盒包括底座、接触板和位于所述底座内的多个阻尼器，所述底座为一侧侧面为弧面、顶端开口的类长方体空心结构，
所述接触板呈扇形柱体实心结构，所述接触板的弧面可沿所述底座呈弧面的侧面下滑，所述接触板的弧面和所述底座呈弧面的侧面上分别设有相匹配的滑动槽和滑动条，所述接触板远离所述接触板的弧面的一端与所述底座铰接，所述接触板的下表面设有与多个阻尼器相对应的半圆柱形凸起，方便在不同角度下与阻尼器接触。
在发生极限碰撞的时刻，先发生系泊腿与船艏支架之间的角度减小，相对设置的阻尼盒的接触板接触在一起，随着角度的进一步减小，接触板互相产生压力并传递给阻尼器，阻尼器通过自身结构减小了两个阻尼盒之间的相对速度，进而减小了与之连接的系泊腿和船艏支架的相对角速度，最终减小了系泊平台与压载水舱的撞击速度，从而达到减小撞击力的效果。
在发生极限拉伸时，上、下套管滑动，将拉力传递给阻尼器，阻尼器通过自身结构可减小受到的压力，进而减小系泊腿受到的拉力。
本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果：
1、安装了阻尼器的系泊腿，可以在发生极限拉伸时，通过阻尼器的减压效果有效减小系泊腿本身受到的拉力，进一步可以减小各结构部件连接处所受到的作用力。同时，上、下套管可在长度方向的滑动，确保阻尼器处于工作状态。
2、采用双套管形式的系泊腿，可以保证系泊腿在安装阻尼器后长度方向横截面的稳定，有效防止在极限拉伸状态下发生横向摇摆时发生扭转破坏。
3、上套管的外壁与下管段的外壁之间设有阻尼锁，可以根据实际工作海况选择阻尼器工作状态。在良好工况下关闭阻尼锁可以使阻尼器不必长期工作，使阻尼器工作寿命得以延长。
4、在系泊腿和船艏支架上安装成对的阻尼盒，在极限撞击发生前夕，系泊腿与船艏支架先行接触(两个接触板接触)，通过阻尼盒的减压可减小船艏支架与系泊腿的相对速度，进而可减小船艏与压载水舱的相对速度，从而减小撞击产生的巨大作用力。
5、本发明操作简洁，安全有效，成本较低。
基于上述理由本发明可在海洋平台工程应用等领域广泛推广。
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的说明。
图1是本发明的具体实施方式中一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置的装配示意图。
图2是本发明的实施例1中上套管的剖视图。
图3是本发明的实施例1中下套管的剖视图。
图4是本发明的实施例1中上套管与下套管装配示意图。
图5是图4中A-A截面图。
图6是图4中B-B截面图。
图7是本发明的实施例2中上套管的剖视图。
图8是本发明的实施例2中下套管的剖视图。
图9是本发明的实施例2中上套管与下套管装配示意图。
图10是图9中C-C截面图。
图11是图9中D-D截面图。
图12是本发明的具体实施方式中阻尼盒非压缩状态时的结构示意图。
图13是本发明的具体实施方式中阻尼盒压缩状态时的结构示意图。
图14是本发明的具体实施方式中接触板的主视图。
图15是本发明的具体实施方式中接触板的俯视图。
图16是本发明的具体实施方式中底座的主视图。
图17是本发明的具体实施方式中底座的俯视图。
具体实施方式
一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔、系泊臂和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架和系泊腿，所述系泊腿包括可相对滑动的上套管和下套管，所述上套管与所述下套管之间设有至少一个阻尼器，所述系泊腿和所述船艏支架上均设有阻尼盒，两个所述阻尼盒相对设置。
所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的周向均匀设有与所述滑道相对应的通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段包括与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述导向柱穿过所述通孔与所述下套管的顶部连接，所述下套管的顶部的下端与所述隔板上端之间设有一个阻尼器。
所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的中心处设有通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述下套管的顶部的上端设有与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的上端设有挡板，所述挡板与所述隔板之间设有四个沿所述导向柱均匀分布的阻尼器。
所述上套管的外壁与所述下管段的外壁之间设有阻尼锁。
所述上套管上设有与所述滑道连通的灌油孔。
所述阻尼盒包括底座、接触板和位于所述底座内的多个阻尼器，所述底座为一侧侧面为弧面、顶端开口的类长方体空心结构，
所述接触板呈扇形柱体实心结构，所述接触板的弧面可沿所述底座呈弧面的侧面下滑，所述接触板的弧面和所述底座呈弧面的侧面上分别设有相匹配的滑动槽和滑动条，所述接触板远离所述接触板的弧面的一端与所述底座铰接，所述接触板的下表面设有与多个阻尼器相对应的半圆柱形凸起。
实施例1
一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔1、系泊臂2和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架3和系泊腿4，所述系泊腿4包括可相对滑动的上套管41和下套管42，所述上套管41与所述下套管42之间设有至少一个阻尼器5，所述系泊腿4和所述船艏支架3上均设有阻尼盒6，两个所述阻尼盒6相对设置。
所述上套管41为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管41的内壁设有多条沿所述上套管41轴线延伸并以所述上套管41轴线为轴均匀分布的滑道411，所述上套管41内设有隔板412，所述隔板412的周向均匀设有与所述滑道411相对应的通孔413，
所述下套管42包括上管段421和下管段422，所述上管段421包括与所述通孔413相匹配的导向柱4211，所述导向柱4211的外壁设有与所述滑道411相匹配的滑条4212，所述滑条4212延伸至所述下管段422，所述导向柱4211穿过所述通孔413与所述下套管的顶部423连接，所述下套管的顶部423的下端与所述隔板412上端之间设有一个阻尼器5。
所述上套管41的外壁与所述下管段422的外壁之间设有阻尼锁7。
所述上套管41上设有与所述滑道411连通的灌油孔。
所述阻尼盒6包括底座61、接触板62和位于所述底座内的三个阻尼器5，所述底座61为一侧侧面为弧面、顶端开口的类长方体空心结构，所述底座61用于固定所述阻尼盒6，
所述接触板62呈扇形柱体实心结构，所述接触板的弧面621可沿所述底座呈弧面的侧面611下滑，所述接触板的弧面621和所述底座呈弧面的侧面611上分别设有相匹配的滑动槽6211和滑动条6111，所述接触板62远离所述接触板的弧面621的一端与所述底座61铰接，所述接触板的下表面622设有与三个阻尼器5相对应的三个半圆柱形凸起6221。
所述上套管41与所述船艏支架3以及所述下套管42与所述系泊臂2之间均通过万向铰连接，所述系泊臂2的另一端与所述系泊塔1连接。
所述下管段422的外径等于所述上管段的外径加上二倍的所述上套管41的壁厚之和，所述上套管41的外径等于是下管段422的外径。
实施例2
一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔1、系泊臂2和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架3和系泊腿4`，所述系泊腿4`包括可相对滑动的上套管41`和下套管42`，所述上套管41`与所述下套管42`之间设有至少一个阻尼器5，所述系泊腿4`和所述船艏支架3上均设有阻尼盒6，两个所述阻尼盒6相对设置。
所述上套管41`为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管41`的内壁设有多条沿所述上套管41`轴线延伸并以所述上套管41`轴线为轴均匀分布的滑道411`，所述上套管41`内设有隔板412`，所述隔板412`的中心处设有通孔413`，
所述下套管42`包括上管段421`和下管段422`，所述上管段421`的外壁设有与所述滑道411`相匹配的滑条4211`，所述下套管的顶部423`的上端设有与所述通孔413`相匹配的导向柱4212`，所述导向柱4212`的上端设有挡板424`，所述挡板424`与所述隔板412`之间设有四个沿所述导向柱4212`均匀分布的阻尼器5。
所述上套管41`的外壁与所述下管段422`的外壁之间设有阻尼锁7。
所述上套管41`上设有与所述滑道4211`连通的灌油孔。
所述阻尼盒6包括底座61、接触板62和位于所述底座内的三个阻尼器5，所述底座61为一侧侧面为弧面、顶端开口的类长方体空心结构，所述底座61用于固定所述阻尼盒6，
所述接触板62呈扇形柱体实心结构，所述接触板的弧面621可沿所述底座呈弧面的侧面611下滑，所述接触板的弧面621和所述底座呈弧面的侧面611上分别设有相匹配的滑动槽6211和滑动条6111，所述接触板62远离所述接触板的弧面621的一端与所述底座61铰接，所述接触板的下表面622设有与三个阻尼器5相对应的三个半圆柱形凸起6221。
所述上套管41`与所述船艏支架3以及所述下套管42`与所述系泊臂2之间均通过万向铰连接，所述系泊臂2的另一端与所述系泊塔1连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，包括：系泊塔、系泊臂和系泊构架，所述系泊构架包括安装在系泊平台上的船艏支架和系泊腿，其特征在于：所述系泊腿包括可相对滑动的上套管和下套管，所述上套管与所述下套管之间设有至少一个阻尼器，所述系泊腿和所述船艏支架上均设有阻尼盒，两个所述阻尼盒相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，其特征在于：所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的周向均匀设有与所述滑道相对应的通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段包括与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述导向柱穿过所述通孔与所述下套管的顶部连接，所述下套管的顶部的下端与所述隔板上端之间设有一个阻尼器。
3.根据权利要求1所述的一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，其特征在于：所述上套管为一端开口的半封闭管状结构，所述上套管的内壁设有多条沿所述上套管轴线延伸并以所述上套管轴线为轴均匀分布的滑道，所述上套管内设有隔板，所述隔板的中心处设有通孔，
所述下套管包括上管段和下管段，所述上管段的外壁设有与所述滑道相匹配的滑条，所述下套管的顶部的上端设有与所述通孔相匹配的导向柱，所述导向柱的上端设有挡板，所述挡板与所述隔板之间设有四个沿所述导向柱均匀分布的阻尼器。
4.根据权利要求2或3任一权利要求所述的一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，其特征在于：所述上套管的外壁与所述下管段的外壁之间设有阻尼锁。
5.根据权利要求2或3任一权利要求所述的一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，其特征在于：所述上套管上设有与所述滑道连通的灌油孔。
6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种改进的阻尼式软刚臂单点系泊装置，其特征在于：所述阻尼盒包括底座、接触板和位于所述底座内的多个阻尼器，所述底座为一侧侧面为弧面、顶端开口的类长方体空心结构，
所述接触板呈扇形柱体实心结构，所述接触板的弧面可沿所述底座呈弧面的侧面下滑，所述接触板的弧面和所述底座呈弧面的侧面上分别设有相匹配的滑动槽和滑动条，所述接触板远离所述接触板的弧面的一端与所述底座铰接，所述接触板的下表面设有与多个阻尼器相对应的半圆柱形凸起。
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