CN110341903A - 一种导柱式系泊定位海上平台 - Google Patents
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Abstract
一种导柱式系泊定位海上平台，包括至少三个空心的、横断面为正方形的导柱，所有所述的导柱外都套接有一对导套，所述导套的横断面也为正方形，所有的导套共同连接在海上平台上，每个导套内都设置有至少两层弹性支撑机构组，每个弹性支撑机构组都由多个均匀分布的弹性支撑机构组成，所述的弹性支撑机构包括固定连接在导套上的壳体，所述壳体上螺纹连接有调节杆，所述调节杆位于壳体之外的部分通过锁紧螺母紧固，调节杆位于壳体内部的部分滑动套接有滑块，并且在调节杆外还套接有位于滑块和壳体内壁之间的弹簧，所述滑块的端部转动支撑有高强度球墨铸铁球，所述高强度球墨铸铁球与导柱的外壁接触。
Description
技术领域
本发明涉及海上大型人工浮岛和平台领域，特别是一种导柱式系泊定位海上平台。
背景技术
能否成功构建出海上城市群，组成城市群的海上平台如何系泊是一个关键问题。所有的海上平台都面临着一个问题：即在涨潮、落潮的时候，海平面的高度是有所变化的，如果不能适应这种变化，海上平台则面临着被淹没的风险。因此传统的海上平台（如海上钻井平台）采用自升式设计，利用一套庞大而复杂的机构驱动海上平台主动做升降运动，以适应于海平面高度的变化。但是这种自升式海上平台的结构复杂，造价极其昂贵，如果用这种平台构建海上城市群，其成本几乎是不可能承担的。因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，造价可控，成本低廉，能够被动地随着海面的升降而升降的导柱式系泊定位海上平台。
本发明的技术解决方案是：一种导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述的海上平台包括至少三个空心的、横断面为正方形的导柱1，所有所述的导柱1外都套接有一对导套2，所述导套的横断面也为正方形，所有的导套2共同连接在海上平台3上，每个导套2内都设置有至少两层弹性支撑机构组，每个弹性支撑机构组都由多个均匀分布的弹性支撑机构组成，
所述的弹性支撑机构包括固定连接在导套2上的壳体4，所述壳体4上螺纹连接有调节杆5，所述调节杆5位于壳体4之外的部分通过锁紧螺母6紧固，调节杆5位于壳体4内部的部分滑动套接有滑块7，并且在调节杆5外还套接有位于滑块7和壳体4内壁之间的弹簧8，所述滑块7的端部转动支撑有高强度球墨铸铁球9，所述高强度球墨铸铁球9与导柱1的外壁接触，
所述导柱1的四个侧壁上，均设置有多个支撑板10，且这些支撑板10在纵向上均匀分布，在所述导套2的顶端面上设置有与所述支撑板相匹配的翻板机构，所述的翻板机构包括一个固定连接在导套2上的底座11，所述底座11上设置有电机，电机通过齿轮齿条传动副与滑动连接在底座11上的滑架12相连，所述滑架12上转动连接有翻板13，所述翻板13能够与支撑板10的运动轨迹发生干涉。
所述导柱1的底端面上设置有多个阵列式分布的紧固钉14。
所述导柱1的底端面上设置有台锥15。
所述导柱1的底端面设置有入泥板16，且所述入泥板16与导柱1的底端面相互垂直。
所述入泥板16的横断面呈十字形。
所述入泥板16的横断面呈米字形。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
本种结构形式的导柱式系泊定位海上平台，与传统的能够实现主动升降的海上平台相比，创造性地采用被动浮沉式的设计，让支撑海上平台的导柱和直接与海上平台连接的导套之间能够相对运动，同时在导柱和导套之间还设置了多个特殊结构的弹性支撑机构，这些弹性支撑机构一方面能够让导柱和导套之间保持相对稳定，同时可以让二者之间的运动更加平稳，而且还能够让导套相对于导柱在水平方向上实现位移，即让它们形成一种柔性连接。这种海上平台，移动方便，可实现快速、方便的定位，与传统方案相比成本大大降低，它的出现，让构建大规模的海上城市群成为了可能。因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例中导柱与导套部分的剖视图（纵向剖）。
图3是本发明实施例中导柱与导套部分的剖视图（水平剖）。
图4是本发明实施例中弹性支撑机构的结构示意图。
图5是本发明实施例中翻板机构部分的结构示意图。
图6是图5中的局部放大图。
图7为本发明实施例中导柱底端多种不同结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图7所示：一种导柱式系泊定位海上平台，它包括至少三个空心的、横断面为正方形的导柱1，所有所述的导柱1外都套接有一对导套2，所述导套的横断面也为正方形，所有的导套2共同连接在海上平台3上，每个导套2内都设置有至少两层弹性支撑机构组，每个弹性支撑机构组都由多个均匀分布的弹性支撑机构组成，
所述的弹性支撑机构包括固定连接在导套2上的壳体4，所述壳体4上螺纹连接有调节杆5，所述调节杆5位于壳体4之外的部分通过锁紧螺母6紧固，调节杆5位于壳体4内部的部分滑动套接有滑块7，并且在调节杆5外还套接有位于滑块7和壳体4内壁之间的弹簧8，所述滑块7的端部转动支撑有高强度球墨铸铁球9，所述高强度球墨铸铁球9与导柱1的外壁接触，
所述导柱1的四个侧壁上，均设置有多个支撑板10，且这些支撑板10在纵向上均匀分布，在所述导套2的顶端面上设置有与所述支撑板相匹配的翻板机构，所述的翻板机构包括一个固定连接在导套2上的底座11，所述底座11上设置有电机，电机通过齿轮齿条传动副与滑动连接在底座11上的滑架12相连，所述滑架12上转动连接有翻板13，所述翻板13能够与支撑板10的运动轨迹发生干涉。
针对不同的底质，导柱1底端面的固定件也有所不同，可以是阵列式分布在导柱1底端面上的紧固钉14，也可以是台锥15；如果是泥质的底质，还可以在导柱1的底端面上设置与其相垂直的入泥板16，这里的入泥板16的横断面可以是十字形，也可以是米字形。
本发明实施例的导柱式系泊定位海上平台的工作过程如下：首先在陆地或船坞中构建海上平台3，这个海上平台3上均匀分布有多个导套2，同时构建导柱1，使用时，将海上平台3拉拽到海洋中，并将导柱1纵向穿接在导套2中，此时导柱1外壁上的支撑板10通过其下方的、处于水平状态的翻板13进行支撑，此时导柱1无法相对于导套2向下运动，因此整个海上平台3都漂浮在水面上，利用驳船将海上平台3拖拽至指定地点后，控制所有的翻板机构回收，翻板朝着外侧运动，并从支撑板10的下方抽离（由于导柱1是空心的，在水中承受浮力，因此支撑板10与翻板13之间的正向压力并不大，完全可以实现二者之间的抽离）；抽离后，导柱1失去支撑；在导柱1的底部设置有能够远程控制的阀，控制这个阀开启后，海水灌入导柱1，导柱1相对于导套2下沉，直至导柱1的底端与海底接触；所有的导柱1都紧固在海底后，海上平台3在水平方向上实现定位；
工作状态下，所有翻板机构中的翻板13都处于回收状态，即导柱1在导套2内纵向运动时，翻板13不会与支撑板10之间发生干涉；由于导套2与导柱1之间能够相对运动，因此当海面高度发生变化时，整个海上平台3（包括导套2）都会随着海面的变化而变化，即被动的做升降动作；
在弹性支撑机构中，由于弹簧8始终为滑块7提供推力，因此滑块7端部的高强度球墨铸铁球9会始终与导柱1的外壁接触，这样当导柱1与导套2之间相对运动时，高强度球墨铸铁球9便会在导柱1的表面滚动；正是由于弹性支撑机构的存在，导柱1与导套2之间在水平方向上实现相对的定位，可以实现平稳的纵向的相对运动；
同时，由于弹簧8具有一定的伸缩能力，因此当导套2因海浪而受到来自于某个方向上的水平推力时，与该方向对应的弹簧8会在外力的作用下自动压缩（或伸展），也就是说导套2相对于导柱1具有一定的水平方向上的位移并恢复初始状态的能力，二者之间在水平方向上属于柔性连接，这种设计可以吸收一部分海浪冲击在导套2上所产生的力量；
如果需要让整个海上平台3再次移动时，只需要从上方向导柱1的内腔中灌注高压气体，同时开启导柱1底端的阀再次开启，在气压的作用下将海水从导柱1的内腔中排出，导柱1所承受的浮力越来越大，直至浮力大于其重力后，导柱1相对于导套2上升；
在此之前，控制翻板机构中的翻板13向靠近导柱1的方向伸出，此时翻板13与支撑板10的运动轨迹之间能够干涉，但由于翻板13能够向上翻转，因此当支撑板10从下方接触翻板13时，能够驱动它向上反转，也就是说此时的翻板机构并不会阻碍导柱1的上升动作；而当导柱1的底端与海底完全脱离接触后，停止向其内部灌注高压空气，导柱1又会下落，而由于翻板13无法向下翻转，因此翻板13又会支撑着导柱1使其与导套2之间相对固定（即导套2支撑着导柱1）；
再次利用驳船将海上平台3整体拖拽至船坞进行维护，或拖拽至其它海域，重新下放导柱1，形成新的海上平台3。
Claims (6)
1.一种导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述的海上平台包括至少三个空心的、横断面为正方形的导柱（1），所有所述的导柱（1）外都套接有一对导套（2），所述导套的横断面也为正方形，所有的导套（2）共同连接在海上平台（3）上，每个导套（2）内都设置有至少两层弹性支撑机构组，每个弹性支撑机构组都由多个均匀分布的弹性支撑机构组成，
所述的弹性支撑机构包括固定连接在导套（2）上的壳体（4），所述壳体（4）上螺纹连接有调节杆（5），所述调节杆（5）位于壳体（4）之外的部分通过锁紧螺母（6）紧固，调节杆（5）位于壳体（4）内部的部分滑动套接有滑块（7），并且在调节杆（5）外还套接有位于滑块（7）和壳体（4）内壁之间的弹簧（8），所述滑块（7）的端部转动支撑有高强度球墨铸铁球（9），所述高强度球墨铸铁球（9）与导柱（1）的外壁接触，
所述导柱（1）的四个侧壁上，均设置有多个支撑板（10），且这些支撑板(10）在纵向上均匀分布，在所述导套（2）的顶端面上设置有与所述支撑板相匹配的翻板机构，所述的翻板机构包括一个固定连接在导套（2）上的底座（11），所述底座（11）上设置有电机，电机通过齿轮齿条传动副与滑动连接在底座（11）上的滑架（12）相连，所述滑架（12）上转动连接有翻板（13），所述翻板（13）能够与支撑板（10）的运动轨迹发生干涉。
2.根据权利要求1所述的导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述导柱（1）的底端面上设置有多个阵列式分布的紧固钉（14）。
3.根据权利要求1所述的导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述导柱（1）的底端面上设置有台锥（15）。
4.根据权利要求1所述的导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述导柱（1）的底端面设置有入泥板（16），且所述入泥板（16）与导柱（1）的底端面相互垂直。
5.根据权利要求1所述的导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述入泥板（16）的横断面呈十字形。
6.根据权利要求1所述的导柱式系泊定位海上平台，其特征在于：所述入泥板（16）的横断面呈米字形。
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