群锚基础浮筒式系泊系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 群锚基础浮筒式系泊系统，是一种专门为解决养殖网箱系泊缺陷的新技术新装 备，同时可广泛应用于海上浮体，如浮式平台等的系泊，属海洋工程领域。
【背景技术】
[0002] 网箱养殖是海洋经济的重要部分，目前由挪威引进的高密度聚乙烯管材制作的重 力式网箱（简称HDPE)迅速发展，在黄渤海，东海，南海，都有大量养殖户使用，这种网箱从 引进至今近二十年间，系泊系统都没得到根本解决。海南省海洋与渔业厅2011年12月1 日签发的琼海渔办〔2011〕198号文指出：
[0003] 受2011年第17号强台风"纳沙"和第19号台风"尼格"的袭击，我省深水网箱养 殖业遭到毁灭性打击，损失惨重，全省2601 口深水网箱中损坏2050 口，其中约70%的受灾 深水网箱因被台风破坏固定系统而被吹走，约30%的受灾深水网箱被风浪损毁或击沉，损 失产量2. 1万吨，直接经济损失7. 63亿元。临高和澄迈的深水网箱几乎全军覆没，临高损 失的深水网箱占全省总量的78. 8%海南省海洋与渔业厅在2011年12月1日的琼海渔办〔 2011〕198号文指出，这是工程设计技术欠缺的后果。
[0004]海南省海洋与渔业厅发文指出HDPE网箱在12级台风、5m浪高、lm/s流速、15m水 深的海况条件下，单口网箱的总阻力约为8.31吨，单组（4 口）网箱的总阻力为33. 25吨， 单根锚绳力为8. 13吨。锚绳垂直受力为2. 44吨，也就是说在上述条件下产生的"拔粧力" 为2. 44吨。根据网箱总阻力对锚绳力的基本要求，分别推导出铁锚、水泥墩锚、粧锚三种固 定系统12级台风时的安全规格参数：
[0005] 表1深水网箱不同锚固方式的安全要求
[0006]
[0007] 实现上表要求并不容易，锄头锚800kg加上足够长度的铁链才起作用，一是价格 不菲，二是投放困难。水泥墩锚体积1.5m 3重量3. 75吨，在淤泥中拖曳力小（压重乘摩擦 系数），加之由陆上预制场到海上投放都不易，涉及吊船，安装费就高，粧锚长4. 5m，粧直径 40cm，垂直楔入，但这长度，直径的粧如何打？能上打粧船吗？显然用不起。因此，存在着如 何实现上述要求的技术问题。
[0008] 海洋石油在系泊浮式生产储油轮（简称FPS0)，即集贮油，加工，外输为一体的海 上巨无霸（船吨位小则几千吨，大则十几万吨）时，采用了另一类系泊技术，其中两点或多 点系泊最具参考价值，这是一种本质上古人"以柔克刚"哲理的技术，避免"硬碰硬"强劲有 效弹性缓冲作用既减小了基础受力，也减缓了对浮体的冲击。中海油曾恒一吴思等最早在 "二点式系泊装置"专利号ZL95205025.0,介绍了应用于浮式生产储油轮的浮筒式系泊系 統，只是很可惜网箱养殖业一直没人研究这个技术。
[0009] 该系泊系统原理是：巨大浮力的浮筒由缆索固定在有足够抗拔力的基础上，浮体 如船舶，浮式平台等的系泊在浮筒上，假定风，浪，流共同作用下产生的系缆力，使浮体产生 偏离，相应的倾复力矩为顺时針方向，浮力则产生逆时針方向的恢复力矩，二者正好反向， 即浮力会反向作用使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式平衡的原理。海洋石 油开发中己广泛成功地将此原理应用于工程实践，典型的如单点系泊，张力腿式平台等，参 考专利文献中所列几个发明，同样应用了这个原理。
[0010] 本专利发明人依据长期在中海油主持海洋工程开发的经验，以浮式生产储油轮 (简称FPS0)的两点或多点系泊理论为基础，对装备本身进行改造，使其走出海洋石油高技 术，高投入的框框，实现实用化，民营化，普及化，用我们技术实现同样的系泊功能，同样的 安全可靠，成本仅为海洋石油建造的1/10,本专利发明人已授权专利"树状单点系泊系统" 专利号ZL 201420521171. 4就是实现实用化，民营化，普及化的一种努力，本专利将在此基 础上作进一步改进，无疑，我们的技术对当前网箱养殖是极具意义的。
[0011] 参考专利文献
[0012] [1] "二点式系泊装置"专利号ZL95205025. 0发明人：曾恒一吴思张玉双张尔茹 负彩芬专利权人：中海石油工程设计公司
[0013] [2] "深水系泊柱"专利号：ZL2013 2 0616701. 9发明人：古国维专利权人：古国维
[0014] [3] "树状单点系泊系统"专利号ZL 201420521171. 4发明人：古国维专利权人： 古国维
【发明内容】
[0015] 为了寻求一种安全，可靠，适用各类网箱系泊锚定的系泊系统，使网箱增加抗台风 能力，本实用新型以海洋石油单点系泊（英文名为SPM)中的预张垂直式结构形式，通过整 合原有的专利成果，并融合进一些新的设计，使其具有低成本，高可靠性的优点，为达到上 述目的，本实用新型的技术方案是：
[0016] 1.系统采用海洋石油单点系泊（英文名为SPM)中的预张垂直式结构，即有巨大 富余浮力的浮筒，通过缆索锚固在海床基础，我们发明方法是通过悬链锚群锚方式，锚固有 巨大富余浮力的浮筒，浮筒通过连接链连接首尾有转环的转换杆2型总成，再通过连接链 连接到转换杆1型总成上，由转换杆1型总成系结悬链锚群锚及中心基础，网箱或其他形 式浮体的系泊缆系结在连接盘的孔眼上。转换杆2型总成首尾的转环，消除了浮筒及系泊 缆产生对连接链的扭矩，连接盘位于浮筒下方，这样浮筒功能仅提供浮力，与浮体的系泊缆 系结在浮筒上相比，浮筒可简化处理，同浮力的浮筒，我们用钢量仅为中海油使用的浮筒的 1/10。需要说明一点是：常规单点系泊是系船用的，要有装与卸的作业，它也只能在浮筒顶 系泊，而本方案仅适用于网箱及不需装与卸的作业的浮体，如浮平台，波浪发电装置等。
[0017] 2.为了获得最大浮力，浮筒顶须在最低天文潮水面下，为防碰撞，浮筒顶应设置标 志性浮球，浮球应能在夜间发光。
[0018] 3.为了降低成本悬链锚群锚之锚体可用粧或重块代替，其中重块可使用建筑垃 圾，使用建筑垃圾不但节约成本，也有利于养殖水域的环保。
[0019] 4.为了降低网箱系泊成本，一套本实用新型系泊系统可系泊多个网箱，由于各网 箱同一时刻处于不同的波浪相位，不会发生叠加现象。
[0020] 本实用新型的优点是吸收了的海洋石油预张垂直式单点系泊系泊能力强，有强劲 有效的弹性缓冲作用的优点，又整合了本发明人原有的多项专利成果，并融合进了新的设 计，使本实用新型更完善，结构更合理，安全性更好，可操作性更强，本实用新型将成为进军 深海网箱养殖，造福渔民的可靠装备。
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型结构原理示意图；
[0022] 图2是竖向结构示意图，表述了结构构件竖向布置示意图；
[0023] 图3是A放大图，表示转换杆1型总成结构示意图，特别表述了眼板的加强措施， 及分布的吊耳结构，注意杆体及上下眼板构造与转换杆2型总成结构类似；
[0024] 图4是1-1剖视图，表述了转换杆1型总成上的吊耳布置图，每个吊耳连接一根 悬链锚总成；
[0025] 图5是B放大图，表示转换杆2型总成结构示意图，特别表述了眼板的加强措施， 及系缆盘构造；
[0026] 图6是2-2剖视图，表述了转换杆2型总成的系缆盘构造，特别是系缆盘的孔眼 布置示意图；
[0027] 图7是本实用新型用于养殖网箱6口一组布置示意图；
[0028] 图8是本实用新型用于养殖网箱连接竖向布置示意图
[0029] 其中：1.中心基础，1001.中心基础预埋吊鈎，2.悬链锚总成，2001.纤维缆，2002. 摩擦链，2003.锚，3.转环，4.转换杆1型总成，4001.转换杆1型杆体，4002.吊耳板，4003. 吊耳，5.转换杆2型总成，5001.转换杆2型杆体，5002.下端眼板，5003.水平加强板，5004. 竖向加强板，5005.眼板加强环，5006.下端板眼，5007.上端眼板，5008.上端板板眼，5009. 系缆盘，5010.系缆盘板眼，5011.系缆盘加强环，5012.系缆盘竖向加强板，6.连接链，7.浮 体系泊缆，8.浮筒，9.标志浮球系绳，10.标志浮球，11.网箱。
【具体实施方式】
[0030]在陆上完成群锚基础浮筒式系泊系统三大部件建造，一是基础及悬链锚总成，二 是浮筒，三是转换杆，基础及浮筒不限于形式，所以不再讨论，但不管何种形式，都应満足设 计对基础及浮筒的要求，即基础有足够的抗拔力，浮筒有足够的浮力，并满足安装要求。
[0031]本实用新型涉及的钢结构加工量不多，但在海详工程钢结构中却均属特类构件， 其重要性高于结构的梁，柱等构件，因此，制作中应严格遵守建造程序，材料选择上应选择 可焊性好的钢材，在焊接环节上应有完善的焊接程序，焊缝检测程序，焊接人员应持合格的 焊工证书，严禁无证或等级不够人员施焊，焊缝原则上100%磁粉探伤检查。
[0032]本实用新型提供了实现高抗拔力的基础处理方法，但悬链锚总成数量及位置，应 以其重要性及业主要求来定，每一条锚链或缆索放置的锚、重块、或粧放置型式，材质，数 量及位置也是这样考虑，例如悬链锚总成可多于或少于8根，多于8根时二根合用一吊眼， 但不论多寡均要对称放置。
[0033] 海上安装与港口的系船水鼓类似，几十年沿袭至今，方法与技术都已十分成熟，无 须再作详细说明。需要说明是浮体系泊点与系缆板眼连线要平稳，即水平夾角要小，这从二 方面实现，一是系缆盘眼标高尽量接近浮体系泊点，二是系泊缆有足够长度，这样就充分发 挥浮筒浮力作用，同时避免过高的上拔力出现，因此，系缆盘5009潜入水中深度及距离，应 以此原则因地制宜确定。
【主权项】
1. 群锚基础浮筒式系泊系统，其特征是系统采用海洋石油单点系泊中的预张垂直式结 构，浮筒通过悬链锚群锚方式锚固，浮筒通过连接链连接首尾有转环的转换杆2型总成，再 通过连接链连接到转换杆1型总成上，由转换杆1型总成系结悬链锚群锚及中心基础，网箱 或其他形式浮体的系泊缆系结在转换杆2型总成的连接盘上，浮筒顶须在最低天文潮水面 下，浮筒顶用绳系结夜间发光的标志性浮球。2. 根据权利要求1所述的群锚基础浮筒式系泊系统，其特征是悬链锚群锚之锚体可用 粧或重块代替，其中重块可使用建筑垃圾。
【专利摘要】群锚基础浮筒式系泊系统，采用海洋石油单点系泊中的预张垂直式结构，浮筒通过悬链锚群锚方式锚固，浮筒通过连接链连接首尾有转环的转换杆2型总成，再通过连接链连接到转换杆1型总成上，由转换杆1型总成系结悬链锚群锚及中心基础，网箱或其他形式浮体的系泊缆系结在转换杆2型总成的连接盘上，浮筒顶须在最低天文潮水面下，浮筒顶用绳系结夜间发光的标志性浮球，悬链锚群锚之锚体可用桩或重块代替，其中重块可使用建筑垃圾，本实用新型具有系泊能力强，有强劲有效的弹性缓冲作用，结构合理，安全性好，可操作性强，是进军深海网箱养殖，造福渔民的可靠装备。
【IPC分类】A01K61/00
【公开号】CN204968941
【申请号】CN201520596726
【发明人】古国维
【申请人】古国维
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年8月4日