一種spar平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，具有這樣的特征，包括：上部支撐導(dǎo)向框；下部支撐導(dǎo)向框，所述上部支撐導(dǎo)向框正對于所述下部支撐導(dǎo)向框；若干支撐裝置，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁分別設(shè)有若干所述支撐裝置，且所述支撐裝置的體積可變；浮力罐，所述浮力罐設(shè)于所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)，并且若干所述支撐裝置與所述浮力罐的外壁之間留有間隙。使用本發(fā)明的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，能夠根據(jù)浮力罐安裝檢修和平臺正常作業(yè)的不同工況有效調(diào)整浮力罐的工作間隙，進(jìn)而增加浮力罐安裝檢修的便利性同時(shí)延長浮力罐的使用壽命。
【專利說明】
一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]SPAR平臺的立管系統(tǒng)位于中央井內(nèi)，向上與上部模塊的生產(chǎn)設(shè)備相連，向下則深入海底。浮力罐是常用的一種SPAR平臺的立管張緊裝置。浮力罐位于中央井內(nèi)，其中充滿了空氣，以自身的浮力提供立管張力，使垂直立管始終保持張緊狀態(tài)。由于SPAR平臺主體與浮力罐立管系統(tǒng)解耦，且浮力罐支撐導(dǎo)向框與浮力罐之間存在間隙，浮力罐在與平臺主體相對運(yùn)動過程中會與導(dǎo)向框之間發(fā)生碰撞。碰撞載荷的長期反復(fù)作用會造成浮力罐和導(dǎo)向框的疲勞破壞，繼而導(dǎo)致立管系統(tǒng)的失效和支撐結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。
[0003]研究表明，浮力罐與導(dǎo)向框之間的碰撞力隨兩者間的間隙增大而增大，當(dāng)間隙為零時(shí)，甚至沒有碰撞效應(yīng)。因此，從減小碰撞力及碰撞疲勞損傷的角度出發(fā)，希望浮力罐與導(dǎo)向框之間的間隙越小越好。
[0004]但浮力罐與導(dǎo)向框之間的間隙越小，浮力罐的安裝就越困難。SPAR平臺的浮力罐直徑通常3?5m左右，長度近100m，由薄鋼板卷壓而成，重量達(dá)幾百噸。浮力罐的吊裝只能借助其它船的起重機(jī)進(jìn)行，而海上安裝不可避免受到環(huán)境載荷的影響，如果浮力罐與導(dǎo)向框之間的間隙過小，安裝將相當(dāng)困難。
[0005]今年來陸續(xù)出現(xiàn)了異型橡膠緩沖墊、彈簧緩沖墊、順應(yīng)式導(dǎo)向架等裝置。這些裝置能減小相互碰撞對浮力罐、導(dǎo)向框和中央井圍壁的破壞，但對降低浮力罐安裝難度沒有幫助，甚至裝置本身也要占用一定的空間，反而減小了浮力罐的安裝間隙，增加了浮力罐的安裝難度。
[0006]在氣囊的研制上，我國處于國際領(lǐng)先?，F(xiàn)有的氣囊產(chǎn)品爆破壓力可達(dá)1.5MPa以上，已在船舶、海洋平臺的下水工藝中成功使用。
[0007]故現(xiàn)亟需一種利用氣囊的新型浮力罐支撐裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，現(xiàn)提供一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，旨在能夠根據(jù)浮力罐安裝檢修和平臺正常作業(yè)的不同工況有效調(diào)整浮力罐的工作間隙，進(jìn)而增加浮力罐安裝檢修的便利性同時(shí)延長浮力罐的使用壽命。
[0009]具體技術(shù)方案如下:
[0010]—種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，具有這樣的特征，包括:
[0011]上部支撐導(dǎo)向框；
[0012]下部支撐導(dǎo)向框，所述上部支撐導(dǎo)向框正對于所述下部支撐導(dǎo)向框；
[0013]若干支撐裝置，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁分別設(shè)有若干所述支撐裝置，且所述支撐裝置的體積可變；
[0014]浮力罐，所述浮力罐設(shè)于所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)，并且若干所述支撐裝置與所述浮力罐的外壁之間留有間隙。
[0015]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，部分所述支撐裝置圍繞所述上部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁設(shè)置；
[0016]其余所述支撐裝置圍繞所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁設(shè)置。
[0017]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述支撐裝置為氣囊。
[0018]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述氣囊呈長條狀，且所述上部支撐導(dǎo)向框內(nèi)的所述氣囊的上下端面分別與所述上部支撐導(dǎo)向框的上下端面平齊。
[0019]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)的所述氣囊的上下端面分別與所述下部支撐導(dǎo)向框的上下端面平齊。
[0020]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)分別設(shè)有至少四個(gè)所述支撐裝置。
[0021]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述浮力罐的外壁與所述支撐裝置之間的間隙為8mm-20_。
[0022]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述氣囊與一空壓機(jī)通過氣管連接，所述空壓機(jī)用于提供高壓氣體。
[0023]上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其中，所述浮力罐的下端設(shè)有立管。
[0024]—種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的使用方法，包括上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，具有這樣的特征，
[0025]當(dāng)安裝或檢修所述浮力罐時(shí)，所述氣囊放氣，從而所述氣囊的體積減小，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間增大，直至所述浮力罐外壁與所述支撐裝置之間的間隙為20_，便于所述浮力罐安裝或檢修；
[0026]當(dāng)完成安裝或檢修后，所述氣囊充氣，從而所述氣囊的體積增大，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間減小，直至所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙為8mm，SPAR平臺進(jìn)行正常作業(yè)。
[0027]上述技術(shù)方案的積極效果是:
[0028]SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置通過于支撐導(dǎo)向框內(nèi)設(shè)置體積可變的支撐裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)浮力罐與支撐裝置之間的間隙可調(diào)，靈活適應(yīng)浮力罐安裝和平臺正常作業(yè)的不同工況。當(dāng)浮力罐安裝時(shí)，氣囊內(nèi)無高壓氣體而不發(fā)生膨脹，浮力罐與支撐裝置間的間隙相對較大，可降低浮力罐的吊裝難度。當(dāng)平臺作業(yè)狀態(tài)時(shí)，充入高壓氣體使氣囊膨脹，以減小支撐裝置與浮力罐之間的間隙，且氣囊在內(nèi)部高壓氣體作用下，具有一定的承壓能力，能夠減小浮力罐碰撞引起的結(jié)構(gòu)疲勞損傷。當(dāng)浮力罐檢修時(shí)，排出氣囊內(nèi)的高壓氣體，增大浮力罐的工作間隙，從而降低浮力罐的吊裝難度。從而能夠根據(jù)浮力罐安裝檢修和平臺正常作業(yè)的不同工況有效調(diào)整浮力罐的工作間隙，進(jìn)而增加浮力罐安裝檢修的便利性同時(shí)延長浮力罐的使用壽命。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖1至圖2對本發(fā)明提供的技術(shù)方案作具體闡述。
[0032]圖1為本發(fā)明的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖1至圖2所示，示出了一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，具有這樣的特征，包括:上部支撐導(dǎo)向框1、下部支撐導(dǎo)向框2、浮力罐3以及若干支撐裝置4。
[0033]具體的，所述下部支撐導(dǎo)向框2設(shè)于所述上部支撐導(dǎo)向框I下方。所述上部支撐導(dǎo)向框I與所述下部支撐導(dǎo)向框2均沿豎直方向貫通，且所述上部支撐導(dǎo)向框I與所述下部支撐導(dǎo)向框2的貫通方向正對。所述浮力罐3留有間隙地設(shè)于所述上部支撐導(dǎo)向框I與所述下部支撐導(dǎo)向框2內(nèi)。所述上部支撐導(dǎo)向框I與所述下部支撐導(dǎo)向框2的內(nèi)壁分別設(shè)有若干所述支撐裝置4，且所述支撐裝置4的體積可變。若干所述支撐裝置4與所述浮力罐3的外壁之間留有間隙。
[0034]通過上述設(shè)置，能夠通過所述支撐裝置體積的變化，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同工況，調(diào)整所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙。當(dāng)所述浮力罐安裝時(shí)，所述支撐裝置體積減小，從而所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙相對較大，可降低所述浮力罐的吊裝難度。當(dāng)平臺作業(yè)狀態(tài)時(shí)，所述支撐裝置的體積增大，以減小所述支撐裝置與所述浮力罐之間的間隙，從而減小所述浮力罐碰撞引起的結(jié)構(gòu)疲勞損傷。當(dāng)所述浮力罐檢修時(shí)，所述支撐裝置體積減小，所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙增大，從而降低浮力罐的吊裝難度。
[0035]進(jìn)一步的，作為較佳的實(shí)施例中，所述支撐裝置4環(huán)繞所述浮力罐3的周向均勻設(shè)置。
[0036]通過上述設(shè)置，能夠使所述浮力罐的四周均勻受到支撐，從而能夠防止所述浮力罐局部碰撞引起結(jié)構(gòu)疲勞損傷。
[0037]另外，作為較佳的實(shí)施例中，所述支撐裝置4為具有高爆破強(qiáng)度的氣囊。
[0038]作為一種優(yōu)選方案，所述氣囊的爆破壓力1.5MPa，安全因子取1.5，平臺正常作業(yè)狀態(tài)時(shí)氣囊內(nèi)充滿1.0MPa的高壓氣體。氣囊在內(nèi)部高壓氣體作用下，具有一定的承壓能力，相比其他材料，能夠更加有效減小浮力罐碰撞引起的結(jié)構(gòu)疲勞損傷。
[0039]同時(shí)，作為較佳的實(shí)施例中，所述氣囊呈長條狀，且所述氣囊的上端面與下端面分別超出所述上部支撐導(dǎo)向框I或所述下部支撐導(dǎo)向框2的上端面與下端面。
[0040]通過上述設(shè)置，從而能夠增加高度方向上所述浮力罐與所述氣囊的接觸面積，從而使所述浮力罐在與所述氣囊接觸時(shí)，均勻受力，避免所述浮力罐發(fā)生形變。
[0041 ]作為一種優(yōu)選方案，氣囊與浮力罐3有效接觸面均為高3.0m，寬0.5m的矩形，單層氣囊可提供最小150t的支撐力。
[0042]同時(shí)，作為較佳的實(shí)施例中，所述上部支撐導(dǎo)向框I與所述下部支撐導(dǎo)向框2內(nèi)分別設(shè)有至少四個(gè)所述支撐裝置4。
[0043]作為一種優(yōu)選方案，所述氣囊可設(shè)置于支撐導(dǎo)向框的相鄰每兩個(gè)側(cè)壁的交界處。
[0044]另外，作為較佳的實(shí)施例中，所述浮力罐3的外壁與所述支撐裝置4之間的間隙為8mm-20mmo
[0045]通過上述實(shí)施例的設(shè)置，SPAR平臺正常作業(yè)狀態(tài)時(shí)，所述支撐裝置與所述浮力罐間隙8mm，對減輕所述浮力罐的碰撞力有利。SPAR平臺安裝或檢修所述浮力罐狀態(tài)時(shí)，所述支撐裝置收縮后與所述浮力罐間隙20mm，能降低所述浮力罐的吊裝難度。
[0046]同時(shí)，作為較佳的實(shí)施例中，所述氣囊與一空壓機(jī)(圖中未示出)通過氣管連接，所述空壓機(jī)用于提供高壓氣體。
[0047]作為一種優(yōu)選方案，上述實(shí)施例中的高壓氣體可由專用空壓機(jī)提供，也可由SPAR平臺的其它空壓機(jī)兼職提供。
[0048]另外，作為較佳的實(shí)施例中，所述浮力罐3的下端設(shè)有立管5。
[0049]通過上述設(shè)置，所述浮力罐通過自身的福利為所述立管提供張力。
[0050]此外，本發(fā)明還包括一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的使用方法，包括上述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，具體如下:
[0051]當(dāng)安裝或檢修所述浮力罐時(shí)，所述氣囊放氣，從而所述氣囊的體積減小，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間增大，直至所述浮力罐外壁與所述支撐裝置之間的間隙為20_，便于所述浮力罐安裝或檢修；
[0052]當(dāng)完成安裝或檢修后，所述氣囊充氣，從而所述氣囊的體積增大，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間減小，直至所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙為8mm，SPAR平臺進(jìn)行正常作業(yè)。
[0053]本實(shí)施例提供的SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，通過于支撐導(dǎo)向框內(nèi)設(shè)置體積可變的支撐裝置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)浮力罐與支撐裝置之間的間隙可調(diào)，靈活適應(yīng)浮力罐安裝和平臺正常作業(yè)的不同工況。當(dāng)浮力罐安裝時(shí)，氣囊內(nèi)無高壓氣體而不發(fā)生膨脹，浮力罐與支撐裝置間的間隙相對較大，可降低浮力罐的吊裝難度。當(dāng)平臺作業(yè)狀態(tài)時(shí)，充入高壓氣體使氣囊膨脹，以減小支撐裝置與浮力罐之間的間隙，且氣囊在內(nèi)部高壓氣體作用下，具有一定的承壓能力，能夠減小浮力罐碰撞引起的結(jié)構(gòu)疲勞損傷。當(dāng)浮力罐檢修時(shí)，排出氣囊內(nèi)的高壓氣體，增大浮力罐的工作間隙，從而降低浮力罐的吊裝難度。從而能夠根據(jù)浮力罐安裝檢修和平臺正常作業(yè)的不同工況有效調(diào)整浮力罐的工作間隙，進(jìn)而增加浮力罐安裝檢修的便利性同時(shí)延長浮力罐的使用壽命。
[0054]以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，包括: 上部支撐導(dǎo)向框； 下部支撐導(dǎo)向框，所述上部支撐導(dǎo)向框正對于所述下部支撐導(dǎo)向框； 若干支撐裝置，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁分別設(shè)有若干所述支撐裝置，且所述支撐裝置的體積可變； 浮力罐，所述浮力罐設(shè)于所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)，并且若干所述支撐裝置與所述浮力罐的外壁之間留有間隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，部分所述支撐裝置圍繞所述上部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁設(shè)置； 其余所述支撐裝置圍繞所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)壁設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述支撐裝置為氣囊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述氣囊呈長條狀，且所述上部支撐導(dǎo)向框內(nèi)的所述氣囊的上下端面分別與所述上部支撐導(dǎo)向框的上下端面平齊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)的所述氣囊的上下端面分別與所述下部支撐導(dǎo)向框的上下端面平齊。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框內(nèi)分別設(shè)有至少四個(gè)所述支撐裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述浮力罐的外壁與所述支撐裝置之間的間隙為8mm-20mm。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述氣囊與一空壓機(jī)通過氣管連接，所述空壓機(jī)用于提供高壓氣體。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于，所述浮力罐的下端設(shè)有立管。10.—種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置的使用方法，包括權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的一種SPAR平臺的氣囊式浮力罐支撐裝置，其特征在于， 當(dāng)安裝或檢修所述浮力罐時(shí)，所述氣囊放氣，從而所述氣囊的體積減小，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間增大，直至所述浮力罐外壁與所述支撐裝置之間的間隙為20mm，便于所述浮力罐安裝或檢修； 當(dāng)完成安裝或檢修后，所述氣囊充氣，從而所述氣囊的體積增大，所述上部支撐導(dǎo)向框與所述下部支撐導(dǎo)向框的內(nèi)部空間減小，直至所述浮力罐與所述支撐裝置之間的間隙為8mm，SPAR平臺進(jìn)行正常作業(yè)。
【文檔編號】B63B21/50GK106080976SQ201610424928
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】馬網(wǎng)扣, 羊衛(wèi), 張海彬, 任鐵
【申請人】中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七○八研究所