定位装置以及浮体系统的制作方法

1.本技术实施例涉及海洋工程设备技术领域，特别是涉及一种定位装置以及浮体系统。


背景技术：

2.海洋平台是为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，接支承情况可分为着底式和浮动式两类。半固定式海洋平台是近年来正在研究的，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。当海洋平台等海工设施在海上作业时，经常需要定位在一个地点，从而方便进行就地作业以及和其他设施连接，故海洋平台等海工设施通常配备有定位装置。
3.目前行业普遍采用的定位方式是单点系泊定位、锚泊定位和动力定位三种形式。但是，本技术的发明人在实施本技术的过程中，发现：锚泊定位在实施定位时需要人工操作，操作费力。


技术实现要素：

4.本技术实施例主要解决的技术问题是提供一种定位装置以及浮体系统，实施定位时无需人工操作，操作省力。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种定位装置，应用于对浮体装置进行定位，包括：第一连接件、第二连接件、磁性件以及电磁铁，所述第一连接件用于设于海面以下；所述第二连接件，用于设于所述浮体装置；所述磁性件，安装于所述第一连接件与所述第二连接件中的一个；所述电磁铁，安装于所述第一连接件与所述第二连接件中的另一个，所述电磁铁与所述磁性件用于共同配合以使所述第一连接件与所述第二连接件固定或分离。
6.可选地，所述第一连接件包括基座，所述基座可悬浮于海面以下；所述磁性件的一端固定于所述基座，另一端背离所述基座延伸；所述第二连接件具有相对所述第一连接件固定时朝向所述第一连接件设置的第一表面，所述第一表面设有与所述磁性件相适配的收容孔，所述磁性件用于伸入所述收容孔；所述电磁铁安装于所述收容孔，所述电磁铁用于在通电时吸附所述磁性件，以使所述第一连接件与所述第二连接件固定。
7.可选地，所述基座包括基体以及可转动地安装于所述基体的转动件；所述磁性件安装于所述转动件。
8.可选地，所述基座还包括安装于所述转动件的定位轴；所述第一表面设有与所述定位轴相适配的定位孔，所述定位轴与所述定位孔用于共同配合以实现所述第一连接件与所述第二连接件的定位。
9.可选地，所述基座还包括安装于所述转动件的导向轴；所述第一表面设有环绕所述定位孔延伸的导向槽，所述导向轴用于与所述导向槽共同配合，以在所述转动件与所述第二连接件相对转动的过程中，对所述磁性件和所述收容孔的安装进行导向。
10.可选地，所述定位装置包括复数个磁性件以及复数个电磁铁，各所述磁性件绕所述定位轴间隔设置；所述第一表面设有复数个收容孔，各所述收容孔环绕所述定位孔间隔分布，每一电磁铁安装于一所述收容孔，且每一所述收容孔对应一所述磁性件。
11.可选地，所述磁性件的一端固定于所述第二连接件，另一端背离所述第二连接件延伸；所述第一连接件具有相对所述第二连接件固定时朝向所述第二连接件设置的第二表面，所述第二表面设有与所述磁性件相适配的容置孔，所述磁性件用于伸入所述容置孔；所述电磁铁安装于所述收容孔，所述电磁铁用于在通电时吸附所述磁性件，以使所述第一连接件与所述第二连接件固定。
12.可选地，所述第一连接件还包括锚泊组件，所述锚泊组件与所述基座连接，并用于固定于海面以下。
13.可选地，所述定位装置还包括压载组件，所述压载组件包括：压载水仓，安装于所述基座；压载机构，与所述压载水仓连接，用于控制压载水仓通入水或将水向外排出，以使所述第一连接件进行升降。
14.根据本技术实施例的另一个方面，提供了一种浮体系统，包括浮体以及上述的定位装置。
15.本技术实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术实施例的浮体装置可通过控制电磁铁的通断电从而实现浮体装置在海面上的定位，无需人工操作，操作省力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例的浮体系统的立体示意图的断裂视图；
18.图2是本技术的定位装置的分解示意图；
19.图3是本技术的第一连接件的一角度的结构示意图；
20.图4是本技术的第二连接件的一角度的结构示意图；
21.图5是本技术的垫块的分布示意图；
22.图6是图5中沿a-a线的剖切示意图。
具体实施方式
23.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
24.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.请参阅图1和图2，图1示出了本技术实施例的浮体系统的立体示意图的断裂视图，图2示出了本技术的定位装置的分解示意图，该浮体系统1包括浮体装置10以及定位装置20，浮体上设有动力定位装置20(图未示)，动力定位装置20用于驱动浮体装置10运动。定位装置20包括：第一连接件100、第二连接件200、磁性件300以及电磁铁400。第一连接件100用于设于海面以下，第二连接件200用于设于浮体装置10。磁性件300安装于第一连接件100，电磁铁400安装于第二连接件200，电磁铁400与磁性件300用于共同配合以使第一连接件100与第二连接件200固定或分离。本定位装置20可用于浮式生产储卸装置或者船等设备在海上的定位，即浮体装置10可为浮式生产储卸装置或者船等。
26.对于上述第一连接件100，请具体参阅图3，图3示出了本技术的第一连接件的一角度的结构示意图，并结合图1和图2，第一连接件100包括基座110和锚泊组件120，基座110为矩形体状结构，基座110是第一连接件100的安装主体，锚泊组件120包括锚链122与锚链122，锚链122用于固定于海底，锚链122分别与基座110及锚链122连接，从而实现基座110在海洋区域内的固定设置。具体地，锚泊组件120包括四个锚链122以及四条锚链122，锚链122与锚链122一一对应并固定于基座110的四个矩形侧面，从而实现基座110的多点固定定位，即保证了锚泊组件120对基座110的拉力，以及保证基座110的受力平衡。需要说明的是，本技术不对基座110的具体形状作出限定，在本技术的其他实施例中基座110还可以是棱柱、圆柱、棱台等其他形状。还需要说明的是，本技术不对锚泊组件120的锚链122和锚链122的具体数量以及锚泊组件120在基座110上的固定位置做出限定，在本技术的其它实施例中，锚链122和锚链122的数量可以为一个、两个或者三个等，锚链122还可以固定在基座110的底面或者顶面等，实现基座110在海洋区域内的固定设置即可。
27.对于上述第二连接件200，请具体参阅图4，图4示出了本技术的第二连接件的一角度的结构示意图，并结合图1和图2，第二连接件200呈圆柱状并焊接于浮体装置10，第二连接件200用于与第一连接组件共同配合从而实现浮体装置10在海上的定位。需要说明的是，本技术不对第二连接件200的具体形状作出限定，在本技术的其他实施例中第二连接件200还可以是棱柱、棱台等其他形状。还需要说明的是，本技术不对第二连接件200在浮体装置10上的具体固定方式作出限定，在本技术的其它实施例中，第二连接件200还可以通过螺接或着卡接等方式固定到浮体装置10上，或者第二连接件200和浮体装置10一体成型，实现第二连接件200和浮体装置10之间的固定设置即可。
28.对于上述的磁性件300和电磁铁400，请具体参阅图3，并结合上述各图，磁性件300包括销，磁性件300的一端固定于基座110，另一端显露于基座110并朝背离基座110的方向延伸，第二连接件200具有相对第一连接件100固定时朝向第一连接件100设置的第一表面201，第一表面201设有与磁性件300相适配的收容孔201a，磁性件300用于伸入收容孔201a，电磁铁400安装于收容孔201a，电磁铁400用于在通电时吸附磁性件300，以使第一连接件100与第二连接件200固定。需要说明的是，在本技术其他实施例中，磁性件300和电磁铁400可以对调设置，即磁性件300设于第二连接件200，第一连接件100具有相对第二连接件200
固定时朝向第二连接件200设置的第二表面(图未示)，第二表面设有与磁性件300相适配的容置孔(图未示)，磁性件300用于伸入容置孔，实现第一连接件100与第二连接件200的固定即可。
29.较佳地，磁性件300、电磁铁400以及收容孔201a的数量均为五个，五个磁性件300以及五个收容孔201a沿第二连接件200的轴向圆周阵列设置，每一电磁铁400安装于一收容孔201a，且每一收容孔201a对应一磁性件300。多个磁性件300、电磁铁400以及收容孔201a的设置，可以增加第一连接件100与第二连接件200的受力点，从而增大磁力，保证第一连接件100与第二连接件200之间的固定。需要说明的是，在本技术其他实施例中，本技术不对磁性件300、电磁铁400以及收容孔201a的具体数量以及具体排布方式做出限定，在本技术的其它实施例中，磁性件300、电磁铁400以及收容孔201a的数量可以为一个、两个或者三个等，磁性件300和收容孔201a还可以以线性阵列、矩形阵列或者无规则排布的方式设置，实现磁性件300、电磁铁400以及收容孔201a之间的一一对应即可。
30.较佳地，基座110包括基体111和转动件112，请具体参阅图5和图6，图5示出了本技术的垫块的分布示意图，图6示出了图5中沿a-a线的剖切示意图，并结合上述各图。基体111和转动件112呈圆柱状，基体111的几何中心设有和转动件112相适配的收容腔111a，转动件112收容于收容腔111a并可以相对于基体111转动，磁性件300安装于转动件112。具体地，收容腔111a的侧壁向外延伸形成凸起111b并呈“凸”字状，转动件112的侧壁向内凹陷形成与凸起111b相适配的凹槽112a并呈“凹”字状，凸起111b收容于凹槽112a且可以在凹槽112a内滑动，从而对转动件112的转动起到导向的作用。转动件112的设置可以使浮体装置10通过本定位装置20进行定位时，浮体装置10在收到风或者海浪的作用下可以相应旋转，防止浮体装置10在定位时受到风或者海浪的作用下和定位装置20之间产生扭矩。需要说明的是，本技术不对基体111的具体形状做出限定，在本技术的其他实施例中，基体111还可以是棱柱、棱台等其它形状。还需要说明的是，在本技术其他实施例中，转动件112的侧壁向外延伸形成凸起并呈“凸”字状，收容腔111a的侧壁向内凹陷形成与凸起相适配的凹槽并呈“凹”字状，且本技术不对凸起111b和凹槽112a的具体形状做出限定，实现转动件112的转动导向即可。
31.较佳地，基座110还包括垫块113，垫块113呈圆柱状且垫块113的数量为多个，多个垫块113以圆周阵列的方式设于转动件112的外侧，垫块113在沿转动件112的高度方向上抵持设置于收容腔111a的侧壁以及转动件112的侧壁之间，垫块113用于在转动件112转动时起到减缓摩擦的作用。需要说明的是，本技术不对垫块113的具体形状以及数量作出限定，在本技术的其他实施例中垫块113还可以是球状、棱柱、棱台等其他形状，垫块113的数量可以是一个或者多个，一个或者多个的垫块113在沿转动件112的高度方向上抵持设置于收容腔111a的侧壁以及转动件112的侧壁之间，在其他实施例中，垫块113还可以呈圆环状，垫块113套设与转动件112的外侧设置，实现减缓转动件112和基体111之间的摩擦即可。
32.较佳地，基座110还包括安装于转动件112的定位轴500，定位轴500包括销，定位轴500在基座110上的突出高度高于磁性件300在基座110上的突出高度，第一表面201设有与定位轴500相适配的定位孔201b，定位孔201b设于转动件112的几何中心，定位轴500与定位孔201b用于共同配合以实现第一连接件100与第二连接件200的定位。需要说明的是，在本技术其他实施例中，定位轴500可以安装于第二连接件200，定位孔201b设于基座110，满足
定位轴500在第一表面201的突出高度高于磁性件300在基座110上的突出高度即可。
33.较佳地，基座110还包括安装于转动件112的导向轴600，导向轴600包括销，导向轴600在基座110上的突出高度高于磁性件300在基座110上的突出高度并小于定位轴500在基座110上的突出高度，第一表面201设有环绕定位孔201b延伸的导向槽201c，导向槽201c呈腰形且与导向轴600适配，导向轴600用于与导向槽201c共同配合，以在转动件112与第二连接件200相对转动的过程中，对磁性件300和收容孔201a的安装进行导向。需要说明的是，在本技术其他实施例中，导向轴600可以安装于第二连接件200，导向槽201c设于基座110，满足导向轴600在第一表面201的突出高度高于磁性件300在基座110上的突出高度并小于定位轴500在基座110上的突出高度即可。
34.较佳地，基座110包括五个导向轴600，第一表面201设有五个导向槽201c，五个导向轴600和五个导向槽201c环绕定位孔201b圆周设置，每一导向轴600和一导向槽201c对应配合，多个导向轴600以及导向槽201c的设置可以增加导向轴600和第二连接件200之间的接触点，以使第二连接件200安装到第一连接件100时，导向更加平稳。需要说明的是，在本技术其他实施例中，本技术不对导向轴600以及导向槽201c的具体数量以及排布方式作出限定，在本技术的其它实施例中，导向轴600以及导向槽201c的数量可以为一个、两个或者三个等，导向轴600以及导向槽201c还可以以线性阵列、矩形阵列或者无规则排布的方式设置，实现导向轴600以及导向槽201c之间的一一对应即可。
35.较佳地，定位装置20还包括压载组件700，压载组件700包括：压载水仓710和压载机构720，压载组件700安装于基座110。压载机构720与压载水仓710连接，用于控制压载水仓710通入水或将水向外排出，从而调节第一连接件100的重量，以使第一连接件100在海洋内升降。
36.以下结合各附图对本浮体系统1的操作过程进行简要说明。
37.预先设置：第一连接件100通过锚泊组件120固定到海底，压载机构720控制压载水仓710通入水，第一连接件100沉入海底。
38.实施定位：将浮体装置10驱动至第一连接件100所固定的海域附近，压载机构720控制压载水仓710将水向外排出,第一连接件100上浮至接近海面，动力定位系统控制浮体装置10运动至定位轴500与定位孔201b对齐，定位轴500伸入定位孔201b内，动力定位系统再控制浮体装置10旋转，使导向轴600与导向槽201c对齐，导向轴600伸入导向槽201c内，动力定位系统继续控制浮体装置10旋转，同时导向轴600在导向槽201c内滑动，直至磁性件300和容置孔对齐，磁性件300伸入容置孔，电磁铁400通电并磁吸磁性件300，实现第一连接件100和第二连接件200之间的固定。
39.解除定位：断开电磁铁400的通电，磁性件300从容置孔内滑落，压载机构720控制压载水仓710通入水，第一连接件100沉入海底，等待下一次的定位。
40.本技术实施例的浮体系统1可通过控制电磁铁400的通断电从而实现浮体系统1在海面上的定位，无需人工操作，操作省力。而现有的定位方式中，单点系泊的结构复杂，造价高；锚链122泊定位的操作步骤比较繁琐，施展时间较长；动力定位，造价和运行费用也都十分高昂，同时还伴随着碳排放，对环境有较大影响。本技术实施例提供的浮体系统1，兼具了目前行业普遍采用三种定位方式的优点，结构相对简单，操作步骤简单且无需人工操作，实施定位的过程不会消耗大量的能量，运行成本低，对环境友好。
41.基于同一发明构思，本技术还提供一种定位装置，包括定位装置1。由于包括了上述定位装置1，故该定位装置亦可以可通过控制电磁铁的通断电从而实现浮体装置在海面上的定位，无需人工操作，操作省力。
42.需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，但是，本技术可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本技术内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本技术说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。