CN106143827B - 一种海上撤离系统的水下稳定装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种海上撤离系统的水下稳定装置，包括撤离通道、水面漂浮平台、水下稳定装置，撤离通道安装在水面漂浮平台上，水面漂浮平台与水下稳定装置相连，所述水下稳定装置包括框架，框架包括防护栏、机架，机架固定在防护栏的中部，机架与其两侧的防护栏之间均安装水翼，机架的中部和尾部均安装尾翼，水面漂浮平台与框架之间通过绳索相连，绳索与水面漂浮平台以及框架的连接处均设置万向节式联轴器，框架上设置救生筏存放筒。本发明实现了利用海流能量稳定漂浮平台。

Description

一种海上撤离系统的水下稳定装置

技术领域

本发明涉及的是一种逃生装置，具体地说是海上逃生装置。

背景技术

较为成熟的石油平台的海上撤离系统，如图1所示，主要包括固定于平台2上的箱体1及内部的释放装置、垂至海面6的撤离通道3、充气式水面漂浮平台4、救生筏5以及水下稳定装置7等部分。为保持在复杂海况下撤离系统的整体稳定性，水下稳定装置起着至关重要的作用。目前主流的水下稳定装置均仅依靠装置自重作用实现撤离通道以及水面漂浮平台的稳定。

现存技术缺点：

在实际使用中，由于水下稳定装置自重为固定值，对不同的流速的稳定能力也不同，因此导致水面漂浮平台充气后仍不同程度的被海流推离原位；

由此衍生的技术问题包括：撤离通道倾斜随漂浮平台倾斜，撤离人员在通过通道过程中以及到达漂浮平台后，行动困难，耽误了宝贵的逃生时间。对撤离通道等其他部位的强度和可靠性产生不利影响。

目前尚无针对此问题的最优解决方案。发明专利201310217946.9，水下滑翔推进器，涉及一种动力部件，属于海洋观测领域，作为水面浮子(水上观测船)的推进器，未应用于室友平台撤离系统领域。

发明内容

本发明的目的在于提供无需外界能源动力装置的一种海上撤离系统的水下稳定装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种海上撤离系统的水下稳定装置，包括撤离通道、水面漂浮平台、水下稳定装置，撤离通道安装在水面漂浮平台上，水面漂浮平台与水下稳定装置相连，其特征是：所述水下稳定装置包括框架，框架包括防护栏、机架，机架固定在防护栏的中部，机架与其两侧的防护栏之间均安装水翼，机架的中部和尾部均安装尾翼，水面漂浮平台与框架之间通过绳索相连，绳索与水面漂浮平台以及框架的连接处均设置万向节式联轴器，框架上设置救生筏存放筒。

本发明还可以包括：

1、水翼上设置水翼转角锁定装置，水翼转动的双向均设置水翼限位装置。

2、水面漂浮平台遭遇来流的波谷而下降时，水下稳定装置在自重作用下下降，与此同时水下稳定装置始终朝迎流方向，与来流作用方向相反的力，并通过缆绳作用于水面漂浮平台，使得移位的漂浮平台向归位方向运动；当漂浮平台遭遇来流的波峰而上升时，通过缆绳提拉水下稳定装置，水下稳定装置产生与来流作用方向相反的力，进而通过缆绳拖拽水面漂浮平台向归位方向移动。

本发明的优势在于：本发明实现了利用海流能量稳定漂浮平台。

附图说明

图1为石油平台撤离系统组成部分示意图；

图2a为本发明的存放状态示意图(仰视)，图2b为本发明的存放状态示意图(正视)；

图3为本发明的工作状态图；

图4为本发明的动力部分结构示意图；

图5为水翼双向转角的极限位置示意图；

图6a为水翼工作原理示意图a，图6b为水翼工作原理示意图b；

图7a为本发明的典型工作状态示意图a，图7b为本发明的典型工作状态示意图b，图7c为本发明的典型工作状态示意图c。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-7，图2所示为该装置处于存放状态，该状态下水下稳定装置的框架71作为承载平台用于救生筏存放筒51、收起状态的水面漂浮平台4以及收起的撤离通道3，同时，水翼72也安装于该框架内。

图3所示为该装置处于工作状态，水下稳定装置整体呈负浮力且阻力较小，在撤离通道、水面漂浮平台、救生筏1与水面6接触并开始运作的同时，该装置在缆绳73的约束下继续下沉至水下一定深度。

为了传递双向的作用力，该缆绳应具有柔性，几乎无伸缩性、弹性。缆绳与漂浮平台、稳定装置框架通过两个万向节式联轴器74连接，使漂浮平台与该装置可产生相对运动，非工作状态时，该缆绳盘绕后置于图2中收起的漂浮平台与装置框架之间。

图4所示为动力部分的结构，水翼72对称的通过叶根部的轴安装于中部的机架711上，采用NACA翼型，水翼可绕轴转动。外部由框架构成的防护栏712围护。中部和尾部安装尾翼713，作用为使该装置在水下一直处于迎流状态。

图5所示为水翼双向的转角极限位置，其特征在于机架711中包括可实现所有水翼的同步转动的机械结构(结构为公知技术)。有锁定机构(机构为公知技术)，可将水翼转角锁定于任意位置。有水翼限位装置(机构为公知技术)，将水翼摆角限制在一定范围内。

该水下稳定装置的各部分具体尺寸参数需根据不同规格的逃生设备按需确定，以实现在不同外界环境条件下、不同规格的撤离系统中，产生合适的有效作用力。

图6所示为水翼的工作原理，当装置在自重作用下下降时，翼板受重力与水作用力，将发生绕轴摆动，且存在最大摆角，因此水翼摆角与流体速度方向是始终存在一定攻角，此时水翼所受向前的合力可驱动该装置向前运动。当装置被缆绳牵拉向上提升时，翼板受缆绳的拉力与水作用力并再次发生偏转，其合力同样产生一个分力使装置向同方向运动。

图7所示为该装置的典型工作状态，当海况平静时，装置与现存的水下稳定平台一样，通过重力保持稳定。如果海况恶劣，当漂浮平台遭遇来流的波谷而下降时，该装置将在自重作用下下降，与此同时装置始终朝迎流方向，因此在下降过程中产生与来流作用方向相反的力，通过缆绳作用于水面漂浮平台，使得移位的漂浮平台向归位方向运动。当漂浮平台遭遇来流的波峰而上升时，将通过缆绳提拉该装置，使其上升，因此同样产生图6中所描述的作用力，进而通过缆绳拖拽漂浮平台向归位方向移动。由于该装置的作用总是因海流的影响而与漂浮平台移位现象同时发生，且不存在海流时，水下稳定装置无明显效果或处于被锁定状态，因此不会发生水下稳定装置带动漂浮平台离开原位的现象。

作为优选，该装置由5对翼板组成的水翼结构，各个水翼轴采用简单的齿轮啮合，实现所有水翼均同步转动。在框架内的轴上安装限位销，实现水翼转角的限制，在框架内安装简单的连杆式锁紧开关，实现水翼转角的固定。装置中部、后部安装固定尾翼。翼板材料采用碳纤维，以增强抗冲击能力。

在正常存放以及释放中未接触水面时，该装置作为一种支架机构与安置于其上的漂浮平台、救生筏存放筒等部分均处于图2所示存放状态。在救生系统释放前，由操作人员观察海面风浪状况，根据具体情况决定是否解锁水翼，即是否需要启动水下稳定装置。当海况较为平稳时，可将水翼锁定于所需位置，作为优选，可锁定在水翼弦长方向与配重平台平行的位置，如图7a所示。当海流较大时，可将水翼转角解锁。

当该装置被解锁，且沉入水中时，盘绕收起在充气平台与装置框架间的缆绳(作为优选，采用扁平铠装缆绳，该缆绳具有一定柔性，刚性较大)开始展开，直至约束该装置悬垂于海面以下一定深度为止。此时，水下稳定装置开始进入图3所示工作状态。

当漂浮平台充气完成后，人员开始经由撤离通道撤离至该平台并释放救生筏，如图3所示。撤离过程中，设漂浮平台在无该装置作用的情况下，会因海流冲击发生向左侧的位移，导致撤离通道向左侧偏斜。

若此时水下稳定装置工作，则其情况将分别为图7b、c所示。即当漂浮平台随海浪下降时，铠装缆绳未受力，对装置无牵拉作用，该装置在自重作用下下降，过程中表现为向右下方滑行，进而通过拉直的缆绳对水面漂浮平台产生向右的拖拽作用，使平台向右侧归位。紧接着当漂浮平台随海浪上升时，缆绳牵拉水下稳定平台，使其向右上方滑行，进而拖拽漂浮平台向右侧归位。由此实现了稳定水面漂浮平台的作用。

Claims (1)

1.一种海上撤离系统的水下稳定装置，包括撤离通道、水面漂浮平台、水下稳定装置，撤离通道安装在水面漂浮平台上，水面漂浮平台与水下稳定装置相连，其特征是：所述水下稳定装置包括框架，框架包括防护栏、机架，机架固定在防护栏的中部，机架与其两侧的防护栏之间均安装水翼，机架的中部和尾部均安装尾翼，水面漂浮平台与框架之间通过绳索相连，绳索与水面漂浮平台以及框架的连接处均设置万向节式联轴器，框架上设置救生筏存放筒；

水翼上设置水翼转角锁定装置，水翼转动的双向均设置水翼限位装置；

水面漂浮平台遭遇来流的波谷而下降时，水下稳定装置在自重作用下下降，与此同时水下稳定装置始终朝迎流方向，与来流作用方向相反的力，并通过缆绳作用于水面漂浮平台，使得移位的漂浮平台向归位方向运动；当漂浮平台遭遇来流的波峰而上升时，通过缆绳提拉水下稳定装置，水下稳定装置产生与来流作用方向相反的力，进而通过缆绳拖拽水面漂浮平台向归位方向移动。