群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)，是一種專門為解決養(yǎng)殖網(wǎng)箱系泊缺陷的新技術(shù)新裝 備，同時(shí)可廣泛應(yīng)用于海上浮體，如浮式平臺(tái)等的系泊，屬海洋工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 網(wǎng)箱養(yǎng)殖是海洋經(jīng)濟(jì)的重要部分，目前由挪威引進(jìn)的高密度聚乙烯管材制作的重 力式網(wǎng)箱（簡稱HDPE)迅速發(fā)展，在黃渤海，東海，南海，都有大量養(yǎng)殖戶使用，這種網(wǎng)箱從 引進(jìn)至今近二十年間，系泊系統(tǒng)都沒得到根本解決。海南省海洋與漁業(yè)廳2011年12月1 日簽發(fā)的瓊海漁辦〔2011〕198號(hào)文指出：
[0003] 受2011年第17號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)"納沙"和第19號(hào)臺(tái)風(fēng)"尼格"的襲擊，我省深水網(wǎng)箱養(yǎng) 殖業(yè)遭到毀滅性打擊，損失慘重，全省2601 口深水網(wǎng)箱中損壞2050 口，其中約70%的受災(zāi) 深水網(wǎng)箱因被臺(tái)風(fēng)破壞固定系統(tǒng)而被吹走，約30%的受災(zāi)深水網(wǎng)箱被風(fēng)浪損毀或擊沉，損 失產(chǎn)量2. 1萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失7. 63億元。臨高和澄邁的深水網(wǎng)箱幾乎全軍覆沒，臨高損 失的深水網(wǎng)箱占全省總量的78. 8%海南省海洋與漁業(yè)廳在2011年12月1日的瓊海漁辦〔 2011〕198號(hào)文指出，這是工程設(shè)計(jì)技術(shù)欠缺的后果。
[0004]海南省海洋與漁業(yè)廳發(fā)文指出HDPE網(wǎng)箱在12級(jí)臺(tái)風(fēng)、5m浪高、lm/s流速、15m水 深的海況條件下，單口網(wǎng)箱的總阻力約為8.31噸，單組（4 口）網(wǎng)箱的總阻力為33. 25噸， 單根錨繩力為8. 13噸。錨繩垂直受力為2. 44噸，也就是說在上述條件下產(chǎn)生的"拔粧力" 為2. 44噸。根據(jù)網(wǎng)箱總阻力對錨繩力的基本要求，分別推導(dǎo)出鐵錨、水泥墩錨、粧錨三種固 定系統(tǒng)12級(jí)臺(tái)風(fēng)時(shí)的安全規(guī)格參數(shù)：
[0005] 表1深水網(wǎng)箱不同錨固方式的安全要求
[0006]
[0007] 實(shí)現(xiàn)上表要求并不容易，鋤頭錨800kg加上足夠長度的鐵鏈才起作用，一是價(jià)格 不菲，二是投放困難。水泥墩錨體積1.5m 3重量3. 75噸，在淤泥中拖曳力?。▔褐爻四Σ?系數(shù)），加之由陸上預(yù)制場到海上投放都不易，涉及吊船，安裝費(fèi)就高，粧錨長4. 5m，粧直徑 40cm，垂直楔入，但這長度，直徑的粧如何打？能上打粧船嗎？顯然用不起。因此，存在著如 何實(shí)現(xiàn)上述要求的技術(shù)問題。
[0008] 海洋石油在系泊浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪（簡稱FPS0)，即集貯油，加工，外輸為一體的海 上巨無霸（船噸位小則幾千噸，大則十幾萬噸）時(shí)，采用了另一類系泊技術(shù)，其中兩點(diǎn)或多 點(diǎn)系泊最具參考價(jià)值，這是一種本質(zhì)上古人"以柔克剛"哲理的技術(shù)，避免"硬碰硬"強(qiáng)勁有 效彈性緩沖作用既減小了基礎(chǔ)受力，也減緩了對浮體的沖擊。中海油曾恒一吳思等最早在 "二點(diǎn)式系泊裝置"專利號(hào)ZL95205025.0,介紹了應(yīng)用于浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪的浮筒式系泊系 統(tǒng)，只是很可惜網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)一直沒人研究這個(gè)技術(shù)。
[0009] 該系泊系統(tǒng)原理是：巨大浮力的浮筒由纜索固定在有足夠抗拔力的基礎(chǔ)上，浮體 如船舶，浮式平臺(tái)等的系泊在浮筒上，假定風(fēng)，浪，流共同作用下產(chǎn)生的系纜力，使浮體產(chǎn)生 偏離，相應(yīng)的傾復(fù)力矩為順時(shí)針方向，浮力則產(chǎn)生逆時(shí)針方向的恢復(fù)力矩，二者正好反向， 即浮力會(huì)反向作用使它回到平衡點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，這就是順應(yīng)式平衡的原理。海洋石 油開發(fā)中己廣泛成功地將此原理應(yīng)用于工程實(shí)踐，典型的如單點(diǎn)系泊，張力腿式平臺(tái)等，參 考專利文獻(xiàn)中所列幾個(gè)發(fā)明，同樣應(yīng)用了這個(gè)原理。
[0010] 本專利發(fā)明人依據(jù)長期在中海油主持海洋工程開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，以浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪 (簡稱FPS0)的兩點(diǎn)或多點(diǎn)系泊理論為基礎(chǔ)，對裝備本身進(jìn)行改造，使其走出海洋石油高技 術(shù)，高投入的框框，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，民營化，普及化，用我們技術(shù)實(shí)現(xiàn)同樣的系泊功能，同樣的 安全可靠，成本僅為海洋石油建造的1/10,本專利發(fā)明人已授權(quán)專利"樹狀單點(diǎn)系泊系統(tǒng)" 專利號(hào)ZL 201420521171. 4就是實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，民營化，普及化的一種努力，本專利將在此基 礎(chǔ)上作進(jìn)一步改進(jìn)，無疑，我們的技術(shù)對當(dāng)前網(wǎng)箱養(yǎng)殖是極具意義的。
[0011] 參考專利文獻(xiàn)
[0012] [1] "二點(diǎn)式系泊裝置"專利號(hào)ZL95205025. 0發(fā)明人：曾恒一吳思張玉雙張爾茹 負(fù)彩芬專利權(quán)人：中海石油工程設(shè)計(jì)公司
[0013] [2] "深水系泊柱"專利號(hào)：ZL2013 2 0616701. 9發(fā)明人：古國維專利權(quán)人：古國維
[0014] [3] "樹狀單點(diǎn)系泊系統(tǒng)"專利號(hào)ZL 201420521171. 4發(fā)明人：古國維專利權(quán)人： 古國維

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 為了尋求一種安全，可靠，適用各類網(wǎng)箱系泊錨定的系泊系統(tǒng)，使網(wǎng)箱增加抗臺(tái)風(fēng) 能力，本實(shí)用新型以海洋石油單點(diǎn)系泊（英文名為SPM)中的預(yù)張垂直式結(jié)構(gòu)形式，通過整 合原有的專利成果，并融合進(jìn)一些新的設(shè)計(jì)，使其具有低成本，高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，為達(dá)到上 述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：
[0016] 1.系統(tǒng)采用海洋石油單點(diǎn)系泊（英文名為SPM)中的預(yù)張垂直式結(jié)構(gòu)，即有巨大 富余浮力的浮筒，通過纜索錨固在海床基礎(chǔ)，我們發(fā)明方法是通過懸鏈錨群錨方式，錨固有 巨大富余浮力的浮筒，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)換桿2型總成，再通過連接鏈 連接到轉(zhuǎn)換桿1型總成上，由轉(zhuǎn)換桿1型總成系結(jié)懸鏈錨群錨及中心基礎(chǔ)，網(wǎng)箱或其他形 式浮體的系泊纜系結(jié)在連接盤的孔眼上。轉(zhuǎn)換桿2型總成首尾的轉(zhuǎn)環(huán)，消除了浮筒及系泊 纜產(chǎn)生對連接鏈的扭矩，連接盤位于浮筒下方，這樣浮筒功能僅提供浮力，與浮體的系泊纜 系結(jié)在浮筒上相比，浮筒可簡化處理，同浮力的浮筒，我們用鋼量僅為中海油使用的浮筒的 1/10。需要說明一點(diǎn)是：常規(guī)單點(diǎn)系泊是系船用的，要有裝與卸的作業(yè)，它也只能在浮筒頂 系泊，而本方案僅適用于網(wǎng)箱及不需裝與卸的作業(yè)的浮體，如浮平臺(tái)，波浪發(fā)電裝置等。
[0017] 2.為了獲得最大浮力，浮筒頂須在最低天文潮水面下，為防碰撞，浮筒頂應(yīng)設(shè)置標(biāo) 志性浮球，浮球應(yīng)能在夜間發(fā)光。
[0018] 3.為了降低成本懸鏈錨群錨之錨體可用粧或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃 圾，使用建筑垃圾不但節(jié)約成本，也有利于養(yǎng)殖水域的環(huán)保。
[0019] 4.為了降低網(wǎng)箱系泊成本，一套本實(shí)用新型系泊系統(tǒng)可系泊多個(gè)網(wǎng)箱，由于各網(wǎng) 箱同一時(shí)刻處于不同的波浪相位，不會(huì)發(fā)生疊加現(xiàn)象。
[0020] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是吸收了的海洋石油預(yù)張垂直式單點(diǎn)系泊系泊能力強(qiáng)，有強(qiáng)勁 有效的彈性緩沖作用的優(yōu)點(diǎn)，又整合了本發(fā)明人原有的多項(xiàng)專利成果，并融合進(jìn)了新的設(shè) 計(jì)，使本實(shí)用新型更完善，結(jié)構(gòu)更合理，安全性更好，可操作性更強(qiáng)，本實(shí)用新型將成為進(jìn)軍 深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖，造福漁民的可靠裝備。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0022] 圖2是豎向結(jié)構(gòu)示意圖，表述了結(jié)構(gòu)構(gòu)件豎向布置示意圖；
[0023] 圖3是A放大圖，表示轉(zhuǎn)換桿1型總成結(jié)構(gòu)示意圖，特別表述了眼板的加強(qiáng)措施， 及分布的吊耳結(jié)構(gòu)，注意桿體及上下眼板構(gòu)造與轉(zhuǎn)換桿2型總成結(jié)構(gòu)類似；
[0024] 圖4是1-1剖視圖，表述了轉(zhuǎn)換桿1型總成上的吊耳布置圖，每個(gè)吊耳連接一根 懸鏈錨總成；
[0025] 圖5是B放大圖，表示轉(zhuǎn)換桿2型總成結(jié)構(gòu)示意圖，特別表述了眼板的加強(qiáng)措施， 及系纜盤構(gòu)造；
[0026] 圖6是2-2剖視圖，表述了轉(zhuǎn)換桿2型總成的系纜盤構(gòu)造，特別是系纜盤的孔眼 布置示意圖；
[0027] 圖7是本實(shí)用新型用于養(yǎng)殖網(wǎng)箱6口一組布置示意圖；
[0028] 圖8是本實(shí)用新型用于養(yǎng)殖網(wǎng)箱連接豎向布置示意圖
[0029] 其中：1.中心基礎(chǔ)，1001.中心基礎(chǔ)預(yù)埋吊鈎，2.懸鏈錨總成，2001.纖維纜，2002. 摩擦鏈，2003.錨，3.轉(zhuǎn)環(huán)，4.轉(zhuǎn)換桿1型總成，4001.轉(zhuǎn)換桿1型桿體，4002.吊耳板，4003. 吊耳，5.轉(zhuǎn)換桿2型總成，5001.轉(zhuǎn)換桿2型桿體，5002.下端眼板，5003.水平加強(qiáng)板，5004. 豎向加強(qiáng)板，5005.眼板加強(qiáng)環(huán)，5006.下端板眼，5007.上端眼板，5008.上端板板眼，5009. 系纜盤，5010.系纜盤板眼，5011.系纜盤加強(qiáng)環(huán)，5012.系纜盤豎向加強(qiáng)板，6.連接鏈，7.浮 體系泊纜，8.浮筒，9.標(biāo)志浮球系繩，10.標(biāo)志浮球，11.網(wǎng)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在陸上完成群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)三大部件建造，一是基礎(chǔ)及懸鏈錨總成，二 是浮筒，三是轉(zhuǎn)換桿，基礎(chǔ)及浮筒不限于形式，所以不再討論，但不管何種形式，都應(yīng)満足設(shè) 計(jì)對基礎(chǔ)及浮筒的要求，即基礎(chǔ)有足夠的抗拔力，浮筒有足夠的浮力，并滿足安裝要求。
[0031]本實(shí)用新型涉及的鋼結(jié)構(gòu)加工量不多，但在海詳工程鋼結(jié)構(gòu)中卻均屬特類構(gòu)件， 其重要性高于結(jié)構(gòu)的梁，柱等構(gòu)件，因此，制作中應(yīng)嚴(yán)格遵守建造程序，材料選擇上應(yīng)選擇 可焊性好的鋼材，在焊接環(huán)節(jié)上應(yīng)有完善的焊接程序，焊縫檢測程序，焊接人員應(yīng)持合格的 焊工證書，嚴(yán)禁無證或等級(jí)不夠人員施焊，焊縫原則上100%磁粉探傷檢查。
[0032]本實(shí)用新型提供了實(shí)現(xiàn)高抗拔力的基礎(chǔ)處理方法，但懸鏈錨總成數(shù)量及位置，應(yīng) 以其重要性及業(yè)主要求來定，每一條錨鏈或纜索放置的錨、重塊、或粧放置型式，材質(zhì)，數(shù) 量及位置也是這樣考慮，例如懸鏈錨總成可多于或少于8根，多于8根時(shí)二根合用一吊眼， 但不論多寡均要對稱放置。
[0033] 海上安裝與港口的系船水鼓類似，幾十年沿襲至今，方法與技術(shù)都已十分成熟，無 須再作詳細(xì)說明。需要說明是浮體系泊點(diǎn)與系纜板眼連線要平穩(wěn)，即水平夾角要小，這從二 方面實(shí)現(xiàn)，一是系纜盤眼標(biāo)高盡量接近浮體系泊點(diǎn)，二是系泊纜有足夠長度，這樣就充分發(fā) 揮浮筒浮力作用，同時(shí)避免過高的上拔力出現(xiàn)，因此，系纜盤5009潛入水中深度及距離，應(yīng) 以此原則因地制宜確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)采用海洋石油單點(diǎn)系泊中的預(yù)張垂直式結(jié) 構(gòu)，浮筒通過懸鏈錨群錨方式錨固，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)換桿2型總成，再 通過連接鏈連接到轉(zhuǎn)換桿1型總成上，由轉(zhuǎn)換桿1型總成系結(jié)懸鏈錨群錨及中心基礎(chǔ)，網(wǎng)箱 或其他形式浮體的系泊纜系結(jié)在轉(zhuǎn)換桿2型總成的連接盤上，浮筒頂須在最低天文潮水面 下，浮筒頂用繩系結(jié)夜間發(fā)光的標(biāo)志性浮球。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)，其特征是懸鏈錨群錨之錨體可用 粧或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃圾。
【專利摘要】群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)，采用海洋石油單點(diǎn)系泊中的預(yù)張垂直式結(jié)構(gòu)，浮筒通過懸鏈錨群錨方式錨固，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)換桿2型總成，再通過連接鏈連接到轉(zhuǎn)換桿1型總成上，由轉(zhuǎn)換桿1型總成系結(jié)懸鏈錨群錨及中心基礎(chǔ)，網(wǎng)箱或其他形式浮體的系泊纜系結(jié)在轉(zhuǎn)換桿2型總成的連接盤上，浮筒頂須在最低天文潮水面下，浮筒頂用繩系結(jié)夜間發(fā)光的標(biāo)志性浮球，懸鏈錨群錨之錨體可用樁或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃圾，本實(shí)用新型具有系泊能力強(qiáng)，有強(qiáng)勁有效的彈性緩沖作用，結(jié)構(gòu)合理，安全性好，可操作性強(qiáng)，是進(jìn)軍深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖，造福漁民的可靠裝備。
【IPC分類】A01K61/00
【公開號(hào)】CN204968941
【申請?zhí)枴緾N201520596726
【發(fā)明人】古國維
【申請人】古國維
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月4日