CN106542050A - 一种张力腿平台模型系泊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种张力腿平台模型系泊装置，其包括：基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内部设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接。本发明不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，每个张力腿单体的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。

Description

一种张力腿平台模型系泊装置
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程技术领域，尤其涉及一种张力腿平台模型系泊装置。
背景技术
张力腿平台是一种重要的海洋油气开发工程设施与设备。张力腿平台的建造以及优化对于海洋油气资源等的开发，对于国家经济建设和能源利用有着至关重要的作用。
在张力腿平台的建造过程中，需要考虑张力腿系统的材料选择、张力腿系统与海底系泊装置的连接方式等问题。张力腿平台的特点是自身产生的浮力远大于重力，剩余浮力需要与预张力进行平衡。预张力对于张力腿的作用使得在张力腿的构建中，需要对材料以及连接方式进行深入考虑。
实际中的风、浪、流相对平台的方向是任意的，而张力腿平台需要承受以上任意形式荷载，同时满足张力腿平台的强度需求以及海上作业效率。为了综合考虑海洋不同方向的载荷，在试验模拟时就需要考虑如下问题：张力腿平台在外载荷作用下，由于受到不同方向的海流作用，其张力腿结构会承受不同方向的载荷，传统的与系泊缆连接方式可能会对张力腿的偏向产生限制，进而影响试验的精确度。
同时，在大张力条件下，目前的市场上并没有可多自由度任意旋转的底座，以前使用万向节替代，但是万向节在大张力作用下转动时的摩擦力很大，严重影响试验质量。并且，现有的轴承大多在大压力下转动摩擦力比较大，没有一种能解决大拉力下保证转动摩擦力小的技术问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、偏转角度大和试验模拟的准确性高的张力腿平台模型系泊装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明提供一种张力腿平台模型系泊装置，其包括：
基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内部设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；
张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接。
进一步地，所述张力腿单体包括管状本体和多个配重块，多个所述配重块间隔地设置在所述管状本体内部，且所述配重块的直径与所述管状本体的内径相适配。
进一步地，多个所述配重块沿所述管状本体的长度方向上等间隔分布。
进一步地，相邻两个所述配重块之间还设有缓冲支撑块，所述缓冲支撑块的截面积小于所述配重块的截面积。
进一步地，所述缓冲支撑块采用泡沫材料制作而成。
进一步地，所述开口空腔的内壁上还设有多个滚动轴承，所述滚动轴承的外表面与所述轴承钢球的外表面滚动接触。
进一步地，所述基座的形状为圆台形或圆柱形，所述开口空腔的开口方向向上。
本发明的有益效果在于：通过将转动球体和基座的开口空腔之间设置轴承钢球进行平滑连接，其偏转角度更大，偏转更加平滑，从而在进行风浪模拟实验时，不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，张力腿采用多个张力腿单体和弹性连接件进行分段式连接，使每个张力腿单体的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的张力腿平台模型系泊装置的结构示意图；
图2是本发明的张力腿平台模型系泊装置的基座的结构示意图；
图3是本发明的张力腿平台模型系泊装置的内部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1-3所示，本发明的张力腿平台模型系泊装置，其包括：
基座1，固定在海底，基座1的内部设有一开口空腔2，开口空腔2的内部设有一转动球体3，转动球体3的外表面与开口空腔2的内壁之间通过多个轴承钢球4相互连接；本发明中的转动球体3为转动钢球，其能保证足够的刚度，提升使用的可靠性和稳定性，而开口空腔2的形状优选为球形，这样能使所有的轴承钢球4都能与转动球体3和空腔2内壁相接触。
张力腿5，包括多个张力腿单体51，相邻的两个张力腿单体51的端部通过弹性连接件52相互连接，最下方的张力腿单体51的较低端与转动球体3相连接，最上方的张力腿单体51的较高端与外部的平台模型主体相连接。本实施例中的弹性连接件52为弹簧，当然，还可以为其他具有弹性的零件。
本发明中，可将转动球体3制作的尽可能直径大且质量大。
直径大(如直径大于0.5M)，可以增加轴承钢球4的数量，从而让张力腿5产生的比较大的拉力能均匀分摊在更多的轴承钢球4上，有效减少单个轴承钢球4受力，从而使整个装置的转动摩擦力减小。
质量大(如大于100KG)，可以抵消一部分张力腿5产生的拉力，减少每个轴承钢球4的受力。
而为了进一步增加转动球体3和轴承钢球4的使用寿命，转动球体3和轴承钢球4应采用硬度大，耐磨性好的材料加工制作。
本发明通过将转动球体3和基座1的开口空腔2之间设置轴承钢球4进行平滑连接，其偏转角度更大，偏转更加平滑，从而在进行风浪模拟实验时，不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，张力腿5采用多个张力腿单体51和弹性连接件52进行分段式连接，使每个张力腿单体51的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。
具体地，为了保证张力腿5的质量属性能满足试验要求，实现与传统张力腿结构的几何形状相似以及承载成比例，张力腿单体51包括管状本体53和多个配重块54，多个配重块54间隔地设置在管状本体53内部，且配重块54的直径与管状本体53的内径相适配。而每段管状本体53的具体长度可根据具体外载荷及材料参数来确定。
而为了使重量分配更加均匀，多个配重块54沿管状本体53的长度方向上等间隔分布。其中，相邻两个配重块54之间还设有缓冲支撑块55，这样可以提升整体结构的稳定性，而缓冲支撑块55的截面积小于配重块54的截面积，其避免了配重块54在安装过程中，缓冲支撑块55与管状本体53的内壁产生干涉。本发明中，为了降低成本，缓冲支撑块55采用泡沫材料制作而成。当然，也可以采用其他合适的材料进行制作。
本发明中，为了进一步降低张力腿结构的偏转阻力，减少偏转限制。开口空腔2的内壁上还设有多个滚动轴承，滚动轴承的外表面与轴承钢球4的外表面滚动接触。较佳的，基座1的形状为圆台形或圆柱形，开口空腔2的开口方向向上。
综上所述，本发明优点在于：
利用转动球体3和轴承钢球4的平滑连接使张力腿的偏转角度更大，更加平滑。弹性连接件52的设置优化了张力腿的强度需求，提高了张力腿在同样材料下的抗风浪能力，并且提升了试验模拟的准确性以及平台模型主体自由能力。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，包括：
基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内部设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；
张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接。
2.如权利要求1所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，所述张力腿单体包括管状本体和多个配重块，多个所述配重块间隔地设置在所述管状本体内部，且所述配重块的直径与所述管状本体的内径相适配。
3.如权利要求2所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，多个所述配重块沿所述管状本体的长度方向上等间隔分布。
4.如权利要求3所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，相邻两个所述配重块之间还设有缓冲支撑块，所述缓冲支撑块的截面积小于所述配重块的截面积。
5.如权利要求4所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，所述缓冲支撑块采用泡沫材料制作而成。
6.如权利要求1-5任一项所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，所述开口空腔的内壁上还设有多个滚动轴承，所述滚动轴承的外表面与所述轴承钢球的外表面滚动接触。
7.如权利要求1所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，所述基座的形状为圆台形或圆柱形，所述开口空腔的开口方向向上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110341903A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 大连壹海科技有限公司 一种导柱式系泊定位海上平台

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059708A (zh) * 2009-11-11 2011-05-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 球铰
CN103231781A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 武汉武船海洋工程船舶设计有限公司 一种张力腿平台
CN204099396U (zh) * 2014-05-06 2015-01-14 襄阳汽车轴承股份有限公司 变速箱球头杆端关节轴承
CN104819857A (zh) * 2015-03-12 2015-08-05 上海交通大学 海洋深水浮式平台涡激运动模型实验装置
US20160075410A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Arcandra Tahar Tension-Leg Platform Anchoring System
CN105547630A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 上海交通大学 流速转向点可变的双向剪切流下张力腿涡激振动测试装置
CN106015325A (zh) * 2016-07-04 2016-10-12 浙江大学 滚动关节轴承

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059708A (zh) * 2009-11-11 2011-05-18 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 球铰
CN103231781A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 武汉武船海洋工程船舶设计有限公司 一种张力腿平台
CN204099396U (zh) * 2014-05-06 2015-01-14 襄阳汽车轴承股份有限公司 变速箱球头杆端关节轴承
US20160075410A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Arcandra Tahar Tension-Leg Platform Anchoring System
CN104819857A (zh) * 2015-03-12 2015-08-05 上海交通大学 海洋深水浮式平台涡激运动模型实验装置
CN105547630A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 上海交通大学 流速转向点可变的双向剪切流下张力腿涡激振动测试装置
CN106015325A (zh) * 2016-07-04 2016-10-12 浙江大学 滚动关节轴承

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110341903A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 大连壹海科技有限公司 一种导柱式系泊定位海上平台

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