CN109537555A - 一种自升式海洋平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自升式海洋平台，属于海洋工程技术领域。包括桩腿、船体、以及升降装置，升降装置包括固桩架，桩腿安装在固桩架的第一通孔中，船体的边缘设有与桩腿的尺寸相匹配的缺口，桩腿安装在缺口中，自升式海洋平台还包括信号采集装置、控制装置和动力装置；固桩架上设有多个安装接口，船体上设有用于插装在多个安装接口中的多个安装接头，信号采集装置用于采集船体的倾角以及桩腿的受力，控制装置用于根据信号采集装置采集到的信息控制多个安装接头朝向靠近安装接口或远离安装接口的方向移动，动力装置用于为多个安装接头提供驱动力。该自升式海洋平台可以在具有倾覆风险时，使船体迅速脱离升降装置和桩腿，保证船体上的人员安全。

Description

一种自升式海洋平台

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种自升式海洋平台。

背景技术

自升式海洋平台是一种配备多种功能的海洋工程设备，具有强大的海上油气生产开发和支持能力，同时也可以兼顾近海施工、海上风电安装、桥梁架设、水工作业、岛礁建设等工程应用。

现有的自升式海洋平台主要包括桩腿、桩靴、船体、以及升降装置，升降装置与船体固定连接，通过升降装置可以带动船体沿着桩腿上升或下降。其中，升降装置主要包括固桩架和提升机构。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有解决方案至少存在以下问题：

由于桩腿的长度较长，会导致整个自升式海洋平台的重心较高，重心越高，自升式平台的稳定性就越差。当自升式海洋平台站桩时，如遇到恶劣海况或桩腿刺穿事故(即桩腿施加的压载超过地基承载力时，桩靴穿过地基的硬土层进入软土层，造成桩腿迅速下沉的现象)，自升式海洋平台极易发生倾覆，导致船体上的人员发生危险。

发明内容

本发明实施例提供了一种自升式海洋平台，可以在具有倾覆风险时，使船体迅速脱离升降装置和桩腿，保证船体上的人员安全。所述技术方案如下：

本发明提供了一种自升式海洋平台，所述自升式海洋平台包括桩腿、船体、以及升降装置，所述升降装置包括固桩架，所述固桩架上设有与所述桩腿的尺寸相匹配的第一通孔，所述桩腿安装在所述第一通孔中，所述船体的边缘设有与所述桩腿的尺寸相匹配的缺口，所述桩腿安装在所述缺口中，所述自升式海洋平台还包括信号采集装置、控制装置和动力装置；

所述固桩架上设有多个安装接口，所述船体上设有用于插装在所述多个安装接口中的多个安装接头，所述信号采集装置用于采集所述船体的倾角以及所述桩腿的受力，所述控制装置用于根据所述信号采集装置采集到的信息控制所述多个安装接头朝向靠近所述安装接口或远离所述安装接口的方向移动，所述动力装置用于为所述多个安装接头提供驱动力。

进一步地，所述多个安装接口沿所述第一通孔的径向设置，所述多个安装接口为锥销孔，所述多个安装接头为锥销。

进一步地，所述固桩架上设有多组沿所述固桩架的轴向设置的安装接口，每组安装接口均包括多个安装接口。

进一步地，所述固桩架上设有两组安装接口，所述两组安装接口沿所述固桩架的周向间隔90°设置。

进一步地，所述自升式海洋平台包括四个桩腿，所述船体的四角设有四个所述缺口，所述四个桩腿分别安装在四个所述缺口中。

进一步地，四个所述缺口的形状与所述固桩架的形状相匹配。

进一步地，所述控制装置用于：

当所述信号采集装置采集到的所述船体的倾角超过设定值或者所述信号采集装置采集到的所述桩腿的受力超过设定值时，控制所述多个安装接头朝向远离所述安装接口的方向移动。

进一步地，所述自升式海洋平台还包括报警装置，所述报警装置用于：

当所述信号采集装置采集到的所述船体的倾角超过设定值或者所述信号采集装置采集到的所述桩腿的受力超过设定值时，所述报警装置报警。

进一步地，所述信号采集装置包括电子倾斜仪，所述电子倾斜仪设置在所述船体上，用于检测所述船体的倾角。

进一步地，所述信号采集装置包括应变片，所述应变片设置在所述桩腿底部，用于检测所述桩腿的受力。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在固桩架上设置多个安装接口，在船体上设置用于插装在多个安装接口中的多个安装接头，同时还设有信号采集装置、控制装置和动力装置，信号采集装置用于采集船体的倾角以及桩腿的受力，根据信号采集装置采集到的信息可以判断自升式海洋平台是否具有倾覆风险。控制装置用于根据信号采集装置采集到的信息控制多个安装接头朝向靠近安装接口或远离安装接口的方向移动，动力装置用于为多个安装接头提供驱动力。初始状态下，多个安装接头插装在多个安装接口中，使得船体与升降装置和桩腿连接。当根据信号采集装置采集到的信息判断自升式海洋平台具有倾覆风险时，控制装置可以控制多个安装接头朝向远离安装接口的方向移动，使船体迅速脱离升降装置和桩腿，漂浮在海面上，从而保证船体上的人员安全。且在运输自升式海洋平台时，可以控制船体脱离升降装置和桩腿，并将桩腿和升降装置放置在船体上进行运输，可以降低整个自升式海洋平台的平台的重心，提高自升式海洋平台的稳定性，同样地，在自升式海洋平台远距离自航的情况下，也可以控制船体脱离升降装置和桩腿，并将桩腿和升降装置放置在船体上，使自升式海洋平台继续航行，以降低整个自升式海洋平台的平台的重心，从而提高自升式海洋平台的稳定性，保证了船体上的人员安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种自升式海洋平台的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种自升式平台的部分结构剖视图；

图3是本发明实施例提供的一种自升式平台的部分电路框图；

图4是本发明实施例提供的另一种自升式平台的部分结构剖视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供了一种自升式海洋平台，图1是本发明实施例提供的一种自升式海洋平台的结构示意图，如图1所示，自升式海洋平台包括桩腿1、船体2、以及升降装置3。船体2的边缘设有与桩腿1的尺寸相匹配的缺口2a，桩腿安装在缺口2a中。

图2是本发明实施例提供的一种自升式平台的部分结构剖视图，图2中的升降装置为液压插销升降装置，如图2所示，结合图1，升降装置3包括固桩架31，固桩架31上设有与桩腿1的尺寸相匹配的第一通孔31a，桩腿1安装在第一通孔31a中。固桩架31上设有多个安装接口31b，船体2上设有用于插装在多个安装接口31b中的多个安装接头2b。

图3是本发明实施例提供的一种自升式平台的部分电路框图，如图3所示，自升式海洋平台还包括信号采集装置4、控制装置5和动力装置6。

信号采集装置4用于采集船体2的倾角以及桩腿1的受力，控制装置5用于根据信号采集装置4采集到的信息控制多个安装接头2b朝向靠近安装接口31b或远离安装接口31b的方向移动，动力装置6用于为多个安装接头2b提供驱动力。

本发明实施例通过在固桩架上设置多个安装接口，在船体上设置用于插装在多个安装接口中的多个安装接头，同时还设有信号采集装置、控制装置和动力装置，信号采集装置用于采集船体的倾角以及桩腿的受力，根据信号采集装置采集到的信息可以判断自升式海洋平台是否具有倾覆风险。控制装置用于根据信号采集装置采集到的信息控制多个安装接头朝向靠近安装接口或远离安装接口的方向移动，动力装置用于为多个安装接头提供驱动力。初始状态下，多个安装接头插装在多个安装接口中，使得船体与升降装置和桩腿连接。当根据信号采集装置采集到的信息判断自升式海洋平台具有倾覆风险时，控制装置可以控制多个安装接头朝向远离安装接口的方向移动，使船体迅速脱离升降装置和桩腿，漂浮在海面上，从而保证船体上的人员安全。且在运输自升式海洋平台时，可以控制船体脱离升降装置和桩腿，并将桩腿和升降装置放置在船体上进行运输，可以降低整个自升式海洋平台的平台的重心，提高自升式海洋平台的稳定性，同样地，在自升式海洋平台远距离自航的情况下，也可以控制船体脱离升降装置和桩腿，并将桩腿和升降装置放置在船体上，使自升式海洋平台继续航行，以降低整个自升式海洋平台的平台的重心，从而提高自升式海洋平台的稳定性，保证了船体上的人员安全。

需要说明的是，在本实施例中，多个安装接口31b与多个安装接头2b一一对应设置。第一通孔的31a与固桩架31同轴设置。

进一步地，多个安装接口31b沿第一通孔31a的径向设置，多个安装接口31b为锥销孔，多个安装接头2b为锥销。

具体地，如图2所示，从固桩架31的外壁向靠近固桩架31的轴线方向上，锥销孔31b的直径逐渐减小，锥销的直径逐渐减小。当锥销插入锥销孔中时，锥销的直径较小的一端先进入锥销孔的直径较大的一端，可以起到对中调节的作用，便于实现锥销的快速插装。

进一步地，固桩架31上设有多组沿固桩架31的轴向设置安装接口31b，每组安装接口均包括多个安装接口31b。通过设置多种安装接口，可以使得船体与升降装置和桩腿之间的连接更稳定。

优选地，固桩架31上设有两组安装接口，两组安装接口沿固桩架31的周向间隔90°设置。相应地，船体2上也设有两组安装接头2b。

具体地，在本实施例中，缺口2a的横截面为长方形，缺口2a由船体2上相互垂直的两个平面构成，两组安装接头2b分别设置在构成缺口2a的两个平面上。该设置方式可以保证安装接头2b插装在安装接口31b中时，不会由于某个桩腿1倾斜而使该桩腿1及桩腿1上的升降装置3与船体2分离。

进一步地，每组安装接口均包括至少四个安装接口31b，至少四个安装接口31b等距间隔设置，以保证船体2与固桩架31连接的稳定性。

如图2所示，在本实施例中，每组安装接口均包括四个安装接口31b。

可选地，每个安装接口31b对应设置有一个动力装置6，以便于单独控制每个安装接口31b，提高控制的准确度。

在本发明的另一种实现方式中，每组安装接口均对应设置有一个动力装置6，可以减少动力装置6的个数，节省成本。

进一步地，动力装置6可以为伸缩油缸，以推动多个安装接头2b伸缩。动力装置6还可以采用齿轮齿条传动方式带动多个安装接头2b移动。

在具体安装过程中，动力装置6可以焊接在船体2上，或者，可以通过螺栓等其它联接方式与船体2固定。

图4是本发明实施例提供的另一种自升式平台的部分结构剖视图，图4中的升降装置为齿轮齿条升降装置，如图4所示，桩腿1上设有齿条11，升降装置3包括固桩架31、电机32和小齿轮33。小齿轮33与齿条11啮合，电机32驱动小齿轮33转动，从而带动桩腿1或船体2上下移动，固桩架31上设有多个安装接口31b

进一步地，自升式海洋平台包括四个桩腿1，船体2的四角设有四个缺口2a，四个桩腿1分别安装在四个缺口2a中。当桩腿1需要更换时，无需从顶部将桩腿吊出，只需将桩腿从缺口2a的开口处移出即可。同时该设置方式可以消除桩腿1向缺口2a的开口方向倾斜时，对船体2的影响。

进一步地，四个缺口2a的形状与固桩架31的形状相匹配。则固桩架31可以设置在缺口2a中，使得整个自升式海洋平台的结构更加紧凑。

如图1所示，在本实施例中，缺口2a的形状为方形，固桩架31的形状也为方形。在本实施例的另一种实现方式中，缺口2a和固桩架31还可以为圆形。

需要说明的是，桩腿3也可以为其他结构和形状，如桩腿3可以为桁架式桩腿，桩腿3的形状可以为圆柱形、三角形、矩形及其他多边形等。

进一步地，控制装置5用于当信号采集装置4采集到的船体2的倾角超过设定值或者信号采集装置4采集到的桩腿1的受力超过设定值时，控制多个安装接头2b朝向远离安装接口31b的方向移动。

其中，控制装置5可以为自动控制模式或者手动控制模式。当控制装置5为自动控制模式时，若信号采集装置4采集到的船体2的倾角超过设定值或者信号采集装置4采集到的桩腿1的受力超过设定值，控制装置5自动控制多个安装接头2b朝向远离安装接口31b的方向移动。当控制装置5为手动控制模式时，若信号采集装置4采集到的船体2的倾角超过设定值或者信号采集装置4采集到的桩腿1的受力超过设定值，由操作人员人为操作控制装置5控制多个安装接头2b朝向远离安装接口31b的方向移动。

其中，信号采集装置4可以包括电子倾斜仪和应变片(图中未示出)，电子倾斜仪设置在船体2上，用于检测船体的倾角。应变片可以设置在桩腿底部，用于检测桩腿的受力。

具体地，船体倾角的设定值以及桩腿受力的设定值是由技术人员根据实际需要人为设定的，船体倾角的设定值以及桩腿受力的设定值可以预先存储在控制装置5中。

进一步地，如图3所示，自升式海洋平台还包括报警装置7，报警装置7用于当信号采集装置采集到的船体的倾角超过设定值或者信号采集装置采集到的桩腿的受力超过设定值时，报警装置报警。

在本实施例中，由控制装置5控制报警装置7报警。

例如，当发生桩腿刺穿事故时，信号采集装置4检测出桩腿的受力超过设定值，控制装置5判断自升式平台具有倾覆风险，控制装置5则控制报警装置7报警。

在具体实现时，报警装置7可以为蜂鸣器或闪光灯等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自升式海洋平台，所述自升式海洋平台包括桩腿、船体、以及升降装置，所述升降装置包括固桩架，所述固桩架上设有与所述桩腿的尺寸相匹配的第一通孔，所述桩腿安装在所述第一通孔中，其特征在于，所述船体的边缘设有与所述桩腿的尺寸相匹配的缺口，所述桩腿安装在所述缺口中，所述自升式海洋平台还包括信号采集装置、控制装置和动力装置；

所述固桩架上设有多个安装接口，所述船体上设有用于插装在所述多个安装接口中的多个安装接头，所述信号采集装置用于采集所述船体的倾角以及所述桩腿的受力，所述控制装置用于根据所述信号采集装置采集到的信息控制所述多个安装接头朝向靠近所述安装接口或远离所述安装接口的方向移动，所述动力装置用于为所述多个安装接头提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述多个安装接口沿所述第一通孔的径向设置，所述多个安装接口为锥销孔，所述多个安装接头为锥销。

3.根据权利要求2所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述固桩架上设有多组沿所述固桩架的轴向设置的安装接口，每组安装接口均包括多个安装接口。

4.根据权利要求3所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述固桩架上设有两组安装接口，所述两组安装接口沿所述固桩架的周向间隔90°设置。

5.根据权利要求1所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述自升式海洋平台包括四个桩腿，所述船体的四角设有四个所述缺口，所述四个桩腿分别安装在四个所述缺口中。

6.根据权利要求5所述的自升式海洋平台，其特征在于，四个所述缺口的形状与所述固桩架的形状相匹配。

7.根据权利要求1～6任一项所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述控制装置用于：

当所述信号采集装置采集到的所述船体的倾角超过设定值或者所述信号采集装置采集到的所述桩腿的受力超过设定值时，控制所述多个安装接头朝向远离所述安装接口的方向移动。

8.根据权利要求1～6任一项所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述自升式海洋平台还包括报警装置，所述报警装置用于：

当所述信号采集装置采集到的所述船体的倾角超过设定值或者所述信号采集装置采集到的所述桩腿的受力超过设定值时，所述报警装置报警。

9.根据权利要求1～6任一项所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述信号采集装置包括电子倾斜仪，所述电子倾斜仪设置在所述船体上，用于检测所述船体的倾角。

10.根据权利要求1～6任一项所述的自升式海洋平台，其特征在于，所述信号采集装置包括应变片，所述应变片设置在所述桩腿底部，用于检测所述桩腿的受力。