CN108502097A - 一种可开闭月池挡板装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可开闭月池挡板装置，在月池内两端部对称设置有截面呈C字型的U型滑轮导轨，在月池两侧对称设置有若干个挡板，各挡板轴向两端通过圆轴连接有滑轮，两端滑轮置于端部对于的U型滑轮导轨内，且相邻两圆轴之间还连接有连杆；在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有若干个与挡板配合的方形开口，在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有电磁卡槽安装座，各电磁卡槽安装座上自上而下设置有若干个与方形开口配合且与U型滑轮导轨内壁接触的电磁卡槽，且电磁卡槽由设置在月池两端的电机驱动装置驱动。本发明的优点在于：本发明挡板装置结构简单巧妙，减小波浪对月池内部结构影响，缓解海水对平台冲击，保证平台在各种工况下正常稳定工作的装置。

Description

一种可开闭月池挡板装置

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程技术领域，涉及一种减小钻井船或钻井平台月池中液体晃荡的装置，特别涉及一种可开闭月池挡板装置。

背景技术

随着人类对石油天然气能源的需求增加，陆地资源的开发已经不能满足现有的石油供应，海上石油勘探和开发刻不容缓，各式新型的海洋装备在此新形势下不断涌现。海洋资源成为人类获取能源的一大宝地，尤以海洋石油为重点开采对象，且逐渐由浅海转向深海。钻井船和各类钻井平台凭借其钻探水域深，灵活性好等优势脱颖而出。目前进行深海钻探的海洋结构物主要为各类钻井船和各类钻井平台。在钻井船和各类钻井平台上，为了放置钻井设备，保证钻井时的稳定，都会布置有月池这一结构。月池一般位于平台中部，自上甲板直通底部。各种钻井设备和管道从月池通过进行开采工作。由于月池和海水直接接触，海水接触到月池池壁后会产生漩涡和波浪的爬升。在风、波、流的共同作用下，海水也会形成垂直的“活塞”运动和水平方向的“晃荡”运动。久而久之，对海洋工程结构造成冲击破坏；同时加剧海洋工程结构各自由度的摇荡运动，使得工作以及休息环境变得恶劣，对海洋作业和平日生活带来巨大的影响。

对于月池结构，当结构物航行时，来流首先和月池的前沿相遇，形成漩涡，漩涡沿水流方向不断扩大，在达到月池后沿处，和池壁碰撞，造成波浪的爬升，月池中的液面由于风波的作用，也会产生剧烈的振荡作用，因此，设计一种能有效减小波浪爬升和波浪振荡的装置是十分重要的。

为了应对月池的这些不利影响，目前主要采用的措施有：在月池结构上添加附加物、改变月池形状和在月池底部加设可开闭式的活动挡板，目前国内外在月池减阻的研究主要集中在加设阻尼板这一方面，阻尼板一般放置于月池壁面和月池底部，主要用于抑制波浪的爬升，避免甲板溢流、遏止海水对海洋工程结构的冲击。进而减小海洋工程结构物的摇荡的减小船舶或海洋工程结构物的月池中液体晃荡。然而，由于月池空间有限，添加阻尼板势必会减小月池的有效作业空间，附加物的存在对钻井设备的布置也会有一定的影响，妨碍了正常的钻井作业。现有的月池减晃措施在月池形式也有所做改变，如将矩形月池角部倒成三角形或圆角，这样的结构能提高月池的强度，但是不会抑制月池内的波浪的爬升，也不会阻止月池内流体的前后相遇造成共振，同时浪费了很多的月池空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可开闭月池挡板装置，通过电机驱动装置、并采用波浪能控制挡板的开闭，当挡板开启时，钻井船或钻井平台进行正常的钻井作业，挡板不会对钻井设备造成影响；当挡板闭合时，阻止海水进入月池内部，从而避免波浪爬升冲击月池壁面，减小对月池的影响，保障钻井作业的正常进行。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种可开闭月池挡板装置，其创新点在于：在月池内两端部对称设置有截面呈C字型的U型滑轮导轨，在所述月池两侧对称设置有若干个挡板，所述各挡板轴向两端通过圆轴连接有滑轮，所述两端滑轮置于端部对于的U型滑轮导轨内，使滑轮可沿着U型滑轮导轨滑动；所述相邻两圆轴之间连接有连杆，使相邻两挡板相连；

在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有若干个与挡板配合的方形开口，在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有电磁卡槽安装座，所述各电磁卡槽安装座上自上而下设置有若干个与方形开口配合且与U型滑轮导轨内壁接触的电磁卡槽；

所述可开闭月池挡板装置还包括设置在月池两端的电机驱动装置，所述电机驱动装置包括固定在月池两侧的舱室内的电机以及对称设置在月池两侧，且位于U型滑轮导轨和电机上部的定滑轮组，所述电机驱动装置还包括缆绳，所述缆绳绕过定滑轮组连接电机和挡板。

进一步步地，所述挡板呈长方形壳体结构，所述壳体内设有支撑挡板，且相互交错的水平筋板和垂直筋板。

进一步地，所述挡板的长边尺寸记为a，短边尺寸记为b，且长边与短边的比值为a：b=3.5～5。

进一步地，所述挡板两侧的长边上还设有防撞垫。

进一步地，所述电磁卡槽包括由内至外依次设置的直角三角形卡槽、弹簧和电磁控制装置，且直角三角形卡槽的直角边通过方形开口与U型滑轮导轨内壁接触。

本发明的优点在于：

（1）本发明通过电机驱动装置、并采用波浪能控制挡板的开闭，当挡板开启时，钻井船或钻井平台进行正常的钻井作业，挡板不会对钻井设备造成影响；当挡板闭合时，阻止海水进入月池内部，从而避免波浪爬升冲击月池壁面，减小对月池的影响，保障钻井作业的正常进行；因而，本发明挡板装置结构简单巧妙，减小波浪对月池内部结构的影响，缓解海水对平台冲击，保证平台在各种工况下正常稳定工作的装置；

（2）本发明可开闭月池挡板装置，可开闭月池挡板布置在月池侧壁，占用体积较小，对正常的钻井作业不会产生较大的影响；同时，卡槽依靠电磁驱动，可巧妙采用波浪能使挡板上移，降低能耗，节约成本；

（3）本发明可开闭月池挡板装置，其中，挡板采用壳体结构，结构轻便，内部布置有纵向与横向骨材，在保证结构强度可靠性的同时也保证其灵活性；

（4）本发明可开闭月池挡板装置，其中，挡板侧壁布置有耐腐蚀防撞垫，使挡板有较好的密封性，防止波浪冲击月池，减少钻井设备损伤；

（5）本发明可开闭月池挡板装置，其中，当挡板闭合下滑时，电磁铁通电，直角三角形卡槽进入导轨内部，使挡板较为容易向下滑动，进而使挡板闭合；当挡板上滑时，电磁铁断电，直角三角形卡槽在弹簧的作用下，伸出导轨，当挡板在波浪和电机驱动装置的共同作用下向上滑动时，滑轮沿着卡槽斜面上滑，三角卡槽受到挤压压入导轨，使滑轮能顺利上滑；当滑轮滑过卡槽时，卡槽不受压力并在弹簧的作用下弹出导轨，将滑轮卡住，使其不能下降；此结构可巧妙利用波浪能将挡板上移，减轻了电机驱动装置的压力。

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为本发明可开闭月池挡板装置开启时的结构示意图。

图2为本发明可开闭月池挡板装置关闭时的结构示意图。

图3为本发明可开闭月池挡板装置中挡板的结构示意图。

图4为本发明可开闭月池挡板装置中相邻两挡板的侧视图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例

本实施例可开闭月池挡板装置，如图1所示，在月池内两端部对称设置有截面呈C字型的U型滑轮导轨4，在月池两侧对称设置有四个挡板1，如图4所示，各挡板1轴向两端通过圆轴1-4连接有滑轮12，且两端滑轮12置于端部对于的U型滑轮导轨4内，使滑轮1可沿着U型滑轮导轨4滑动；相邻两圆轴1-4之间连接有连杆13，使相邻两挡板1相连。

本实施例中，挡板1的具体结构，如图3所示，挡板1呈长方形壳体结构，挡板1的长边尺寸记为a，短边尺寸记为b，且长边与短边的比值为a：b=3.5～5。当月池长度小于15米时，挡板1厚度取20mm,当长度大于15米时，挡板1厚度取30mm，材料取Q235高强度钢材。为降低电机的驱动功耗，挡板设计时需要控制其质量，避免挡板过重而增加电机的能耗，故将挡板1设计为空心壳体结构。同时为保证结构物强度，在壳体内设有支撑挡板1，且相互交错的水平筋板1-3和垂直筋板1-2，防止挡板1在波浪冲击作用的导致破坏。此外，挡板1两侧的长边上还设有防撞垫1-1，使挡板有较好的密封性，防止波浪冲击月池，减少钻井设备损伤。

实施例中，防撞垫1-1由橡胶材料制成，防撞垫1-1可承受较大冲击力，为了降低橡胶垫1-1的滑动摩擦阻力，在与橡胶垫1-1相接触的挡板表面要进行一定的光滑处理，如采用渗透密封性处理、涂抹特殊的能降低外表面摩擦系数的涂料等。同时在橡胶垫外表面还可安装具有低摩擦系数、耐低温、耐磨的材料，如聚四氟乙烯材料等。

如图1所示，在各侧部U型滑轮导轨4的两侧对称设有四个与挡板配合的方形开口，在各侧部U型滑轮导轨4的两侧对称设有电磁卡槽安装座，各电磁卡槽安装座上自上而下设置有四个与方形开口配合且与U型滑轮导轨4内壁接触的电磁卡槽5；电磁卡槽5包括由内至外依次设置的直角三角形卡槽51、弹簧52和电磁控制装置53，且直角三角形卡槽51的直角边通过方形开口与U型滑轮导轨4内壁接触；直角三角形卡槽51和弹簧52由钢材制成，可依靠电磁控制装置53控制其进出。

可开闭月池挡板装置还包括设置在月池两端的电机驱动装置，电机驱动装置包括固定在月池两侧的舱室内的电机2以及对称设置在月池两侧，且位于U型滑轮导轨4和电机2上部的定滑轮组3，电机驱动装置还包括缆绳，缆绳绕过定滑轮组3连接电机2和挡板1，电机2可实现正反旋转，进而带动挡板的开闭。每组滑轮组3有2个定滑轮组成，分别布置在挡板1上部和电机2上部，用以改变缆绳拉力的方向，将电机2向下的拉力转变为给挡板1向上的拉力。当需闭合挡,1时，缆绳放松，放置在月池壁面两侧的挡板1依靠重力沿着U型滑轮导轨4闭合；当需打开挡板1时，缆绳拉紧，带动挡板沿着U型滑轮导轨4向两侧移动。

当船舶停止作业或处于航行状态时，如图2所示，需要挡板1闭合时，电磁控制装置53通电产生磁性，并将弹簧52和直角三角形卡槽51吸入方形开口，电机2正转，将缆绳放松，两侧挡板1在重力作用下沿着U型滑轮导轨4下滑，最终闭合关紧，挡板1闭合时能弥补月池大开口结构突变的不足，有效减弱月池内漩涡和波浪的爬升，从而起到减阻的作用；如图1所示，当钻井船处于钻井作业状态时，需要将挡板1开启，此时电机2翻转，将缆绳收起，缆绳带动挡板1上移，同时电磁控制装置53断电，直角三角形卡槽51受弹簧52作用弹出，由于月池结构的特殊性，海水在月池中主要做升沉运动，当海水上涌时，会带动挡板1上移，挡板1两侧的滑轮12沿着U型滑轮导轨4上滑，当接触到直角三角形卡槽51斜面时会挤压直角三角形卡槽51并继续上移，当滑轮12经过电磁卡槽5后，直角三角形卡槽51在弹,52的作用下弹出并将滑轮12卡住避免其下滑。电磁卡槽4结构巧妙地运用了波浪能控制挡板的运动，降低了电机的功耗，节省了成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种可开闭月池挡板装置，其特征在于：在月池内两端部对称设置有截面呈C字型的U型滑轮导轨，在所述月池两侧对称设置有若干个挡板，所述各挡板轴向两端通过圆轴连接有滑轮，所述两端滑轮置于端部对于的U型滑轮导轨内，使滑轮可沿着U型滑轮导轨滑动；所述相邻两圆轴之间连接有连杆，使相邻两挡板相连；

在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有若干个与挡板配合的方形开口，在各侧部U型滑轮导轨的两侧对称设有电磁卡槽安装座，所述各电磁卡槽安装座上自上而下设置有若干个与方形开口配合且与U型滑轮导轨内壁接触的电磁卡槽；

所述可开闭月池挡板装置还包括设置在月池两端的电机驱动装置，所述电机驱动装置包括固定在月池两侧的舱室内的电机以及对称设置在月池两侧，且位于U型滑轮导轨和电机上部的定滑轮组，所述电机驱动装置还包括缆绳，所述缆绳绕过定滑轮组连接电机和挡板。

2.根据权利要求1所述的可开闭月池挡板装置，其特征在于：所述挡板呈长方形壳体结构，所述壳体内设有支撑挡板，且相互交错的水平筋板和垂直筋板。

3.根据权利要求1或2所述的可开闭月池挡板装置，其特征在于：所述挡板的长边尺寸记为a，短边尺寸记为b，且长边与短边的比值为a：b=3.5～5。

4.根据权利要求1或2所述的可开闭月池挡板装置，其特征在于：所述挡板两侧的长边上还设有防撞垫。

5.根据权利要求1所述的可开闭月池挡板装置，其特征在于：所述电磁卡槽包括由内至外依次设置的直角三角形卡槽、弹簧和电磁控制装置，且直角三角形卡槽的直角边通过方形开口与U型滑轮导轨内壁接触。