CN208996006U - 一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，涉及海洋工程结构领域，该装置包括套设于所述腿柱上的破冰结构与设于所述破冰结构和腿柱间的至少三个缓冲装置，所述破冰结构包括镜像设置的两锥环，两所述锥环较大一口径端密封固定，所述锥环较小一口径端的直径大于所述腿柱的直接，且两所述锥环上均设有多个消浪孔，所述缓冲装置连接所述破冰结构和腿柱，且三个所述缓冲装置位于同一平面内，本实用新型能够使该破冰消浪装置具有破冰和消浪的功能，且能够在进行破冰和消浪的过程中起到缓冲的作用，避免该锥体结构或导管架遭到破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋工程结构领域，具体涉及一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置。
背景技术
在海洋中约占其总面积10％的海域都不同程度地受到海冰的影响。人类在这些海域内的各项活动，其中包括海上运输、港口和桥梁建设、海水养殖、海上娱乐和旅游，尤其海洋油气资源的开发和利用，都不可避免地会遇到海冰问题。
在海洋油气资源的开发和利用中，导管架式海洋工程结构的强度及其稳定性决定油气生产的安全性与可靠性，将海洋工程结构建造在寒冷季节容易结冰的海域时，其中，结冰形成的海冰，其在风与流作用下移动形成流冰，在与海洋工程结构发生相互作用时会使海洋工程结构产生冰激振动，从而容易造成海洋工程结构的破坏。
因此，在冰区海洋工程的设计中，常需要考虑到海冰对海洋工程结构的影响，其中，对海冰的考虑主要有冰载荷评估和冰载荷控制两种方式。冰载荷评估指的是通过研究冰载荷及冰载荷作用下结构的响应机理，对结构设计进行指导；冰载荷控制指的是通过一些装置改变作用在结构上的流冰，从而减小冰载荷，保护结构，延长结构寿命。目前，为降低作用在海洋工程结构的冰载荷与波浪载荷，大多在结构物上设置破冰装置。
传统的破冰装置多为直接焊接在导管架上的锥体结构，与导管架成为一体，在流冰作用时，易引起导管架冰激振动，并且波浪与导管架的作用面也由导管腿外壁变成锥面，作用面积增大，波浪载荷增加，容易导致该锥体结构或导管架遭到破坏。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，具有破冰和消浪的功能，同时，在进行破冰和消浪的过程中起到缓冲的作用。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，所述破冰消浪装置设于导管架的腿柱上，包括：
套设于所述腿柱上的破冰结构，所述破冰结构包括镜像设置的两锥环，两所述锥环较大一口径端密封固定，所述锥环较小一口径端的直径大于所述腿柱的直接，且两所述锥环上均设有多个消浪孔；
设于所述破冰结构和腿柱间的至少三个缓冲装置，所述缓冲装置连接所述破冰结构和腿柱，且三个所述缓冲装置位于同一平面内。
在上述技术方案的基础上，所述破冰结构还包括一截面为三角形的棱环，所述棱环固定于两所述锥环连接处。
在上述技术方案的基础上，所述缓冲装置两端均连接一支撑管，两所述支撑管分别与所述破冰结构和腿柱固定。
在上述技术方案的基础上，所述缓冲装置与所述支撑管通过法兰连接。
在上述技术方案的基础上，其中一所述支撑管与所述腿柱通过一垫片固定。
在上述技术方案的基础上，所述破冰结构还包括一圆筒，所述圆筒的上下端口分别与两所述锥环连接，所述圆筒轴心与所述锥环轴心重合，且所述圆筒内壁与所述缓冲装置固定。
在上述技术方案的基础上，所述锥环的母线与所述腿柱的轴线夹角为30°～45°。
在上述技术方案的基础上，所述缓冲装置包括缓冲气囊和设于所述缓冲气囊内的压缩空气。
在上述技术方案的基础上，所述缓冲气囊为聚氨酯橡胶。
在上述技术方案的基础上，所述锥环为设有环氧树脂型的重防腐涂料。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型中的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，通过设置的破冰结构和消浪孔，能够使该破冰消浪装置具有破冰和消浪的功能，通过设置的缓冲装置，能够在进行破冰和消浪的过程中起到缓冲的作用，避免该锥体结构或导管架遭到破坏。
附图说明
图1为本实用新型实施例中设置有破冰消浪装置的导管架的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中设置有破冰消浪装置的俯视图；
图3为本实用新型实施例中设置有破冰消浪装置的部分示意图；
图4为本实用新型实施例中设置有破冰消浪装置的剖面图。
图中：1-破冰结构，11-锥环，12-消浪孔，2-缓冲装置，3-腿柱，4-棱环，5-支撑管，6-圆筒。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，破冰消浪装置设于导管架的腿柱3上，包括套设于腿柱3上的破冰结构1以及设于破冰结构1和腿柱3间的至少三个缓冲装置2，破冰结构1包括镜像设置的两锥环11，两锥环11较大一口径端密封固定，锥环11较小一口径端的直径大于腿柱3的直接，且两锥环11上均设有多个消浪孔12，缓冲装置2连接破冰结构1和腿柱3，且三个缓冲装置2位于同一平面内。
通过设置的破冰结构1和消浪孔12，能够使该破冰消浪装置具有破冰和消浪的功能，通过设置的缓冲装置2，能够在进行破冰和消浪的过程中起到缓冲的作用，避免该锥体结构或导管架遭到破坏，流冰向海洋工程结构方向漂移时，流冰首先与两锥环11连接处发生作用并产生裂纹，最终断裂；另一方面，锥环11上设置的消浪孔12会使得流冰与锥环11的摩擦力增大，最终使得破碎后的冰块落入水中，避免了与导管架的直接作用；波浪作用在导管架式海洋工程结构时，锥环11表面的消浪孔12会对波浪进行破碎，破碎后的波浪与导管架作用较小，从而减小了导管架的波浪载荷，提高了该装置的安全性能。
优选的，参见图2至图3所示，破冰结构1还包括一截面为三角形的棱环4，棱环4固定于两锥环11连接处，通过棱环4的设置，相对于两锥环11直接固定时，提高了固定的稳定性，同时，在该破冰消浪装置进行破冰操作时，首先由该棱环4与流冰进行作用，从而提高两锥环11的结构稳定性，从而提高该破冰消浪装置的使用寿命。
优选的，缓冲装置2两端均连接一支撑管5，两支撑管5分别与破冰结构1和腿柱3固定，通过支撑管5的设置，能够提高两锥环11与腿柱3的距离，在该破冰消浪装置进行破冰和消浪操作后，能够具有一定的缓冲空间，从而进一步的减小碎冰和波浪对导管架的作用，且设置的两支撑管5能够进一步的提高该破冰结构水平作用力，从而提高该破冰消浪装置的破冰和消浪能力。
优选的，缓冲装置2与支撑管5通过法兰连接，支撑管5和缓冲装置2通过法兰连接能够在需要对该破冰消浪装置进行拆卸维修时，通过拆卸法兰处的连接件即可完成对该破冰消浪装置的拆卸维修。
优选的，其中一支撑管5与腿柱3通过一垫片固定，能够防止在将支撑管5直接焊接在腿柱3时，焊接过程中导致的腿柱3遭到损坏，导致腿柱3在长期使用过程中容易受腐蚀而发生损坏，且设置的垫片能够进一步的增加连接处的整体强度，提高破冰消浪装置固定时的稳定性。
优选的，参见图1至图4所示，破冰结构1还包括一圆筒6，圆筒6的上下端口分别与两锥环11连接，圆筒6轴心与锥环11轴心重合，且圆筒6内壁与缓冲装置2固定，通过圆筒6的设置，能够在进行固定两锥环11时提供较大的作用面积，从而使两锥环11固定的更牢靠，且设置的圆筒6在破冰消浪装置进行破冰和消浪的操作时，该圆筒6能够起到一定的阻碍作用，减小破冰后产生的碎冰和消浪后产生的余波对导管架产生荷载，从而提高该导管架的整体结构稳定性；其中，锥环11的母线与腿柱3的轴线夹角为30°～45°，能够更好的起到破冰的作用。
进一步的，缓冲装置2包括缓冲气囊和设于缓冲气囊内的压缩空气，优选的，缓冲气囊为聚氨酯橡胶，能够通过缓冲气囊内的压缩空气做功消耗流冰冲击的能量，减小甚至消除振动现象，同时该缓冲气囊采用聚氨酯橡胶，能够提高该缓冲装置的耐腐蚀性，从而提高该缓冲结构的使用寿命；锥环11为设有环氧树脂型的重防腐涂料，能够提高两锥环11的防腐蚀能力，从而提高两锥环11的使用寿命。
本实用新型中的破冰消浪装置的原理为：在结冰季时，两锥环11连接处通常位于平均海平面，流冰向海洋工程结构方向漂移时，流冰首先与两锥环11连接处发生作用并产生裂纹后，流冰继续沿着锥环11爬升，裂纹开始扩展，并最终断裂；另一方面，锥环11上设置的消浪孔12会使得流冰与锥环11的摩擦力增大，最终使得破碎后的冰块不能继续爬升，落入水中，避免了与导管架的直接作用；在无冰季时，波浪作用在导管架式海洋工程结构时，锥环11表面的消浪孔12会对波浪进行破碎，破碎后的波浪与导管架作用较小，从而减小了导管架的波浪载荷，提高了该装置的安全性能，对应的提高了该装置的使用寿命。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，所述破冰消浪装置设于导管架的腿柱(3)上，其特征在于，包括：
套设于所述腿柱(3)上的破冰结构(1)，所述破冰结构(1)包括镜像设置的两锥环(11)，两所述锥环(11)较大一口径端密封固定，所述锥环(11)较小一口径端的直径大于所述腿柱(3)的直接，且两所述锥环(11)上均设有多个消浪孔(12)；
设于所述破冰结构(1)和腿柱(3)间的至少三个缓冲装置(2)，所述缓冲装置(2)连接所述破冰结构(1)和腿柱(3)，且三个所述缓冲装置(2)位于同一平面内。
2.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述破冰结构(1)还包括一截面为三角形的棱环(4)，所述棱环(4)固定于两所述锥环(11)连接处。
3.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述缓冲装置(2)两端均连接一支撑管(5)，两所述支撑管(5)分别与所述破冰结构(1)和腿柱(3)固定。
4.如权利要求3所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述缓冲装置(2)与所述支撑管(5)通过法兰连接。
5.如权利要求3所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：其中一所述支撑管(5)与所述腿柱(3)通过一垫片固定。
6.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述破冰结构(1)还包括一圆筒(6)，所述圆筒(6)的上下端口分别与两所述锥环(11)连接，所述圆筒(6)轴心与所述锥环(11)轴心重合，且所述圆筒(6)内壁与所述缓冲装置(2)固定。
7.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述锥环(11)的母线与所述腿柱(3)的轴线夹角为30°～45°。
8.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述缓冲装置(2)包括缓冲气囊和设于所述缓冲气囊内的压缩空气。
9.如权利要求8所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述缓冲气囊为聚氨酯橡胶。
10.如权利要求1所述的一种用于导管架式海洋工程结构的破冰消浪装置，其特征在于：所述锥环(11)为设有环氧树脂型的重防腐涂料。
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|---|---|---|---|---|
| CN113818418A (zh) * | 2021-11-09 | 2021-12-21 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | 一种能够有效缓解冰排撞击的装配式韧性消能结构 |
| CN113832932A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-24 | 江苏科技大学 | 一种近海岸式防浪疏冰装置 |
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