CN207193932U - 一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及海洋工作平台技术领域，特别是一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，包括环向支撑结构、阻尼架板、弹簧组件、支撑架和破冰锥体，所述环向支撑机构上下两侧对称固定设置阻尼架板，且阻尼架板与平台中央立柱相互垂直设置；所述破冰锥体为正锥体和倒锥体的对称组合连体，且破冰锥体两端内侧固定设置支撑架，所述支撑架之间的距离大于阻尼架板之间的距离；所述支撑架与阻尼架板端部之间竖直圆周均布固定设置弹簧组件，本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，不占用平台甲板空间、能够吸收海冰弯曲破碎能量，而且能够避免海洋平台结构的强烈受迫冰激振动。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋工作平台技术领域，特别是一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置。
背景技术
近年来，渤海海洋油气资源开发在追求更大经济性效益的需求下，单立柱直立桩腿简易海洋平台结构作为一种经济性海洋平台结构，在渤海湾冰区得到了工程应用。然而，单立柱直立桩腿简易海洋平台结构属于典型的柔性平台结构，在海平面处，海冰与平台桩腿耦合作用过程中，极易发生强烈的冰激振动响应，致使平台结构存在多种失效模式。
单立柱直立桩腿简易海洋平台相比于多腿海洋平台，一旦在强力的冰激振动下发生安全事故，其平台结构损坏程度及经济损失将远高于多腿海洋平台。为了降低单立柱桩腿简易海洋平台的冰激振动响应，现有的减振技术主要有（1）端部隔振技术和动力吸振技术，将减振装置安装于平台结构的上部甲板，对于甲板空间有限的单立柱直立桩腿简易海洋平台来说，这种技术很难在工程实际中得到应用。（2）耗能减振技术，将减振装置安装于桩腿间的斜拉撑杆之间，这对于单立柱直立桩腿简易海洋平台结构来说，由于是单桩腿结构，不存在斜拉撑杆，这种技术在工程实际中无法得到应用。（3）固定锥体技术，将固定锥体安装于海平面的直立桩腿上，利用海冰弯曲破碎强度极限低于挤压破碎强度极限，达到的降低冰力幅值目的，从而在一定程度上降低了海洋平台结构的冰激振动响应。
目前，降低单立柱直立桩腿简易海洋平台结构的冰激振动响应技术以海平面处安装固定锥体为主。在海流拖曳力作用下，海冰与锥面接触后，沿锥面上爬，直至发生弯曲破碎。在此过程中，海冰弯曲破碎模式在海冰参数、海洋平台结构动力学性能参数以及锥体结构参数等因素影响下，其弯曲破碎频率呈现一个波动范围，在特定情况下，海冰弯曲破碎频率与平台结构基频相近时，单立柱直立桩腿简易海洋平台结构将发生强烈的受迫冰激振动响应，对平台结构及上部设施构成安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于克服背景技术中存在的缺陷，从而实现一种不占用平台甲板空间、能够吸收海冰弯曲破碎能量，而且能够避免海洋平台结构的强烈受迫冰激振动的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，包括环向支撑结构、阻尼架板、弹簧组件、支撑架和破冰锥体，所述环向支撑机构环绕固定设置于平台中央立柱外围，所述环向支撑机构上下两侧对称固定设置阻尼架板，且阻尼架板与平台中央立柱相互垂直设置，阻尼架板能吸收冰板破碎过程产生的能量，降低冰板破碎传递给海洋平台的能量，以降低海洋平台冰激振动响应；所述破冰锥体为正锥体和倒锥体的对称组合连体，且破冰锥体两端内侧固定设置支撑架，所述支撑架之间的距离大于阻尼架板之间的距离；所述支撑架与阻尼架板端部之间竖直圆周均布固定设置弹簧组件，弹簧组件能调整冰板上爬破碎时间，使海冰破碎频率远离海洋平台结构频率，防止海洋平台结构冰激共振响应。
作为本实用新型的优选技术方案，所述破冰锥体顶部一体向外翻折固定设置有挡冰钢板，使碎冰板在锥面外发生向外翻转跌落，防止进入破冰锥体内部，形成冰塞，影响破冰锥体正常位移响应。
作为本实用新型的优选技术方案，所述挡冰钢板的纵截面形状为直线形或者弧形。
作为本实用新型的优选技术方案，破冰锥体上的支撑架侧部对应的平台中央立柱侧壁上固定设置有限位橡胶块，防止较大冰力作用下，破冰锥体撞击平台中央立柱，起缓存减振作用。
作为本实用新型的优选技术方案，所述限位橡胶块关于环向支撑机构上下对称设置。
本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置的工作原理：
通过焊接方式将环向支撑结构安装于简易单立柱桶型基础海洋平台结构海平面处的中央立柱环向外侧。冰板在海流拖曳力作用下与破冰锥体外表面接触，并在海流拖曳力作用下沿破冰锥体锥面上爬。在达到冰板弯曲强度极限时，冰板发生破碎为碎冰板，并在后续冰板推力作用下继续沿破冰锥体锥面上爬至挡冰钢板位置时，在挡冰钢板作用下，碎冰板发生翻转跌落至海平面处，随海流拖曳力漂流而走，完成一次冰板上爬-弯曲破碎-碎冰清除的周期性过程。在此过程中，隔振锥体的动力响应过程如下：1、冰板上爬阶段：破冰锥体锥面通过支撑架与弹簧组件、阻尼架板相连接，从而冰板对破冰锥体锥面的作用力通过支撑架传递给弹簧组件和阻尼架板，引起弹簧组件和阻尼架板的水平向右运动位移响应。海冰在海流拖曳力作用下沿破冰锥体外锥面上爬，随着冰板弯曲效应不断增大，冰板对破冰锥体锥面的作用力也不断增加，弹簧组件和阻尼架板的水平位移响应也不断增加。2、冰板弯曲破碎阶段：当冰板沿破冰锥体外锥面上爬到一定高度，达到冰板弯曲强度极限时，破冰锥体、弹簧组件和阻尼架板在此极限冰板作用力作用下，向右运动至极限位置。此时，冰板发生突然破碎，冰板对破冰锥体外锥面的作用力突降为零，弹簧组件、阻尼架板在与平台中央立柱焊接在一起的环向支撑结构反作用力作用下，向左进行恢复初始平衡状态的运动，直至下一个冰板弯曲破碎周期作用到来，从此循环往复工作下去。
本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置的有益效果：
1.本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，所有零部件均设置在平台中央立柱和海平面交汇附近位置，因此不会占用海洋工作平台的甲板空间，这对于甲板空间有限的单立柱直立桩腿简易海洋平台来说，无疑是一个巨大的利好。
2. 本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，能与海冰发生耦合动力作用，能够使海冰弯曲破碎频率远离海洋平台结构基频，消除海洋平台结构冰激共振响应，并且海冰破碎过程中产生的振动能量将被减冰振装置吸收，可以有效的降低海洋平台结构冰激振动响应，大大提高了海洋平台的安全性。
附图说明
图1是本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置的结构示意图。
图中：
1-环向支撑结构，2-阻尼架板，3-弹簧组件， 4-支撑架，5-破冰锥体，6-平台中央立柱，7-挡冰钢板，8-冰板，9-限位橡胶块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施方式对本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置做更加详细的描述，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，包括环向支撑结构1、阻尼架板2、弹簧组件3、支撑架4和破冰锥体5，所述环向支撑机构1环绕固定设置于平台中央立柱6外围，所述环向支撑机构1上下两侧对称固定设置阻尼架板2，且阻尼架板2与平台中央立柱6相互垂直设置；所述破冰锥体5为正锥体和倒锥体的对称组合连体，且破冰锥体5两端内侧固定设置支撑架4，所述支撑架4之间的距离大于阻尼架板2之间的距离；所述支撑架3与阻尼架板2端部之间竖直圆周均布固定设置弹簧组件3，弹簧组3件能调整冰板上爬破碎时间，使海冰破碎频率远离海洋平台结构频率，防止海洋平台结构冰激共振响应。
所述破冰锥体5顶部一体向外翻折固定设置有纵截面为弧形的挡冰钢板7，使破碎的冰板8在锥面外发生向外翻转跌落，防止进入破冰锥体5内部，形成冰塞，影响破冰锥体5正常位移响应。
所述破冰锥体5上的支撑架4侧部对应的平台中央立柱6侧壁上固定设置有限位橡胶块9，防止较大冰力作用下，破冰锥体5撞击平台中央立柱6，起缓存减振作用，所述限位橡胶块9关于环向支撑机构1上下对称设置。
上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。
Claims (5)
1.一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，包括环向支撑结构、阻尼架板、弹簧组件、支撑架和破冰锥体，其特征在于：所述环向支撑机构环绕固定设置于平台中央立柱外围，所述环向支撑机构上下两侧对称固定设置阻尼架板，且阻尼架板与平台中央立柱相互垂直设置；所述破冰锥体为正锥体和倒锥体的对称组合连体，且破冰锥体两端内侧固定设置支撑架，所述支撑架之间的距离大于阻尼架板之间的距离；所述支撑架与阻尼架板端部之间竖直圆周均布固定设置弹簧组件。
2.根据权利要求1所述的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，其特征在于：所述破冰锥体顶部一体向外翻折固定设置有挡冰钢板。
3.根据权利要求2所述的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，其特征在于：所述挡冰钢板的纵截面形状为直线形或者弧形。
4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，其特征在于：破冰锥体上的支撑架侧部对应的平台中央立柱侧壁上固定设置有限位橡胶块。
5.根据权利要求4所述的单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置，其特征在于：所述限位橡胶块关于环向支撑机构上下对称设置。
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| CN201720803837.9U CN207193932U (zh) | 2017-07-05 | 2017-07-05 | 一种单立柱直立桩腿简易海洋平台的减冰振装置 |
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Publications (1)
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| CN110371267A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-25 | 江苏科技大学 | 一种自适应极地浮式平台冰载荷防护装置 |
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2017
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| CN110371267B (zh) * | 2019-08-20 | 2023-10-24 | 江苏科技大学 | 一种自适应极地浮式平台冰载荷防护装置 |
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