CN111572713A - 一种限位式抗扭转单点系泊装置 - Google Patents
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Abstract
一种限位式抗扭转单点系泊装置，沉于海底的重力锚通过若干根连接管，和设置于相邻连接管之间、浮塔与连接管之间、重力锚与连接管之间的短锚链连接浮塔，且连接管为刚性并具有较大的长度，而短锚链的长度则较小。该限位式抗扭转单点系泊装置结构简单、施工方便，可以避免浮塔在大范围内漂移，有效地减小了浮塔占用的海域面积，同时不会产生过大的缆索张力，也可以保护脐带缆或其它柔性缆的使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及海洋设备，特别是涉及一种用于海上浮塔系泊的限位式抗扭转单点系泊装置。
背景技术
海上浮塔（又称：浮台），是一种漂浮于海面上的海上设备。现有的浮塔均为排水型浮体，其通过重力和浮力的平衡漂浮在水面，再通过锚固在海底的系泊缆限定其水平运动范围。浮台的系泊方式有悬链式单点系泊、悬链式多点系泊和张力腿式系泊。悬链式单点系泊如图1所示，其通过单根自由悬挂的锚链锚泊到海底，系泊后，浮塔会以海底的锚固点为中心随风浪流在水面自由漂浮运动，且其水平运动范围和占用的海域都很大，难以实现位置相对于大地坐标系的固定，不利于自身及过往船只的安全；悬链式多点系泊如图2所示，该种浮塔的底部连接有多根自由悬挂的锚链，通过多根锚链提高对浮塔水平位移的限制，但其占用的海域面积较大，水下的多根锚链容易与附近通航的船舶与捕鱼作业产生干扰，且浮塔本身也会产生扭转运动，严重影响脐带缆的安全；张力腿式系泊如图3所示，该种浮塔的底部连接有多根张紧的系泊缆，通过系泊缆的张紧极大地限制浮塔的移动，但该种系泊方式成本较高，制作和维护都较为困难，同时，系泊缆依然无法解决占用海域面积大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种限位强度高且占用海域面积小的限位式抗扭转单点系泊装置，以减小浮塔移动幅度，同时减少对海域通行能力的不良影响。
本发明所述的限位式抗扭转单点系泊装置，包括沉于海底并用于系泊浮塔的的重力锚，浮塔底部与重力锚顶部之间设置有若干根刚性的连接管，且所有连接管沿浮塔与重力锚之间的连线方向依次首尾相对，浮塔底部与相邻的连接管端部之间、相邻连接管的端部之间、重力锚与相邻的连接管端部之间分别通过短锚链连接，且短锚链的长度小于连接管。
本发明所述的限位式抗扭转单点系泊装置，漂浮于海上的浮塔通过依次交错连接的连接管和短锚链连接沉于海底上的重力锚，由重力锚提供系泊的定位，并由连接管和短锚链实现对浮塔的牵引；其中，连接管为刚性长管，且长度较大，远大于短锚链的长度，在牵引过程中不会产生形变，随风浪而移动的范围也极小；短锚链近似于现有的锚链，但其长度较短，远小于连接管的长度，其向浮塔提供稳定拉力的同时，在牵引过程中能够实现一定的形变，并对浮塔和连接管的移动提供足够的缓冲。该限位式抗扭转单点系泊装置通过刚性的连接管作为主要系泊零部件，可以极大地降低浮塔在海上的移动幅度，其限位强度和定位精度都极高；除此之外，刚性连接管具有抗扭转特性，可以对浮塔提供有效的抗扭转性能，极大地降低其与脐带缆相互缠绕的风险；使用连接管的同时配以长度较短的短锚链进行系泊，既可便于连接管的装拆和运输，也可以利用短锚链的形变保证缓冲能力，还可以最大程度上地减小浮塔的移动，从而有效减少对海域通行能力的不良影响。由此，该限位式抗扭转单点系泊装置不仅结构简单、施工方便，还可以避免浮塔在大范围内漂移，有效地减小了浮塔占用的海域面积，同时不会产生过大的缆索张力，也可以保护脐带缆或其它柔性缆的使用安全。
附图说明
图1是现有悬链式单点系泊的结构示意图。
图2是现有悬链式多点系泊的结构示意图。
图3是现有张力腿式系泊的结构示意图。
图4是本发明所述限位式抗扭转单点系泊装置的结构示意图。
图5、7是图4所示限位式抗扭转单点系泊装置的工作状态示意图。
图6、8分别是图5、7所示工作状态的受力分析示意图。
图9是短锚链的结构示意图。
具体实施方式
一种限位式抗扭转单点系泊装置，包括沉于海底并用于系泊浮塔1的的重力锚2，浮塔底部与重力锚顶部之间设置有若干根刚性的连接管3，且所有连接管沿浮塔与重力锚之间的连线方向依次首尾相对，浮塔底部与相邻的连接管端部之间、相邻连接管的端部之间、重力锚与相邻的连接管端部之间分别通过短锚链4连接，且短锚链的长度小于连接管。
如图4所示，漂浮于海上的浮塔通过依次交错连接的连接管和短锚链连接沉于海底上的重力锚，由重力锚提供系泊的定位，并由连接管和短锚链实现对浮塔的牵引；其中，连接管为刚性长管，且长度较大，远大于短锚链的长度，在牵引过程中不会产生形变，随风浪而移动的范围也极小；短锚链近似于现有的锚链，但其长度较短，远小于连接管的长度，其向浮塔提供稳定拉力的同时，在牵引过程中能够实现一定的形变，并对浮塔和连接管的移动提供足够的缓冲，从而有效减少对海域通行能力的不良影响。
如图5所示，当浮塔处于正常系泊状态，海上无风浪或者风浪较小时，连接管和短锚链均处于垂直悬浮的状态，浮塔漂浮于重力锚的正上方，浮塔受到的水体浮力和系泊拉力如图6所示，使得浮塔处于受力平衡的状态。如图7所示，当海上风浪较大导致浮塔处于风浪流扰动状态时，浮塔受风浪影响而偏离了重力锚的正上方，连接管和短锚链倾斜并持续对浮塔提供系泊拉力，此时的拉力如图8所示，浮力和系泊拉力的合力方向与浮塔的偏移方向相反，并形成使浮塔复位的复原力；随着浮塔的不断漂浮和偏移，该复原力也不断变化，并始终与浮塔偏移方向相反，使浮塔复位。
所述的限位式抗扭转单点系泊装置，浮台1内安装有压载块5，该压载块可以是铁块，也可以是封装的铁矿砂，其装载在浮塔的底部以降低浮塔的重心高度，从而增加浮塔的稳定性。
浮塔1为圆柱状，以减小其体积的同时提高浮力。另外，浮塔1上安装有水密舱口盖（未图示），以方便浮塔的维护检修。浮塔1上还安装有信号桅杆6，该桅杆可以用于搭载信号传输系统，或安装太阳能供电系统，或者其它相应设备。
连接管3为钢制水密管，长度约20-100m，直径尺寸约600-800mm，并可根据水深和受力状况确定具体的规格。
短锚链4包括分别固定安装于相邻连接管3端部的端部环41，设置于相邻端部环之间的环链42，以及可装拆地连接端部环和环链的卸扣43；所述环链42包括有若干个相互连接的扣环。如图9所示，端部环焊接在连接管、浮塔和重力锚的端部，并通过卸扣与短锚链上的环链连接，卸扣可拆卸以提高装配施工的方便性。该种短锚链结构简单但工作极为稳定，可有效提供系泊所需的拉力，同时提供一定的系泊形变能力。
Claims (8)
1.一种限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：包括沉于海底并用于系泊浮塔（1）的的重力锚（2），浮塔底部与重力锚顶部之间设置有若干根刚性的连接管（3），且所有连接管沿浮塔与重力锚之间的连线方向依次首尾相对，浮塔底部与相邻的连接管端部之间、相邻连接管的端部之间、重力锚与相邻的连接管端部之间分别通过短锚链（4）连接，且短锚链的长度小于连接管。
2.根据权利要求1所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：浮台（1）内安装有压载块（5）。
3.根据权利要求1所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：浮塔（1）为圆柱状。
4.根据权利要求1所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：浮塔（1）上安装有水密舱口盖。
5.根据权利要求1所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：浮塔（1）上安装有信号桅杆（6）。
6.根据权利要求1所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：连接管（3）为钢制水密管。
7.根据权利要求1或6所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：短锚链（4）包括分别固定安装于相邻连接管（3）端部的端部环（41），设置于相邻端部环之间的环链（42），以及可装拆地连接端部环和环链的卸扣（43）。
8.根据权利要求7所述的限位式抗扭转单点系泊装置，其特征在于：环链（42）包括有若干个相互连接的扣环。
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Publications (1)
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2020
- 2020-05-18 CN CN202010418500.2A patent/CN111572713A/zh not_active Withdrawn
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