笼式浮力舱的单锚腿式围海柱的制作方法

文档序号:15794050发布日期:2018-11-02 20:41阅读:208来源:国知局

笼式浮力舱的单锚腿式围海柱,是一种专门为解决围海养殖的新技术新装备,同时也是解决围海立体养殖大网箱的新技术新装备,在海中用它围成一圈就是立体养殖大网箱了,本发明属海洋工程领域。



背景技术:

围海养殖是海水养殖大型化的一种形式,由于围养水体庞大,可以实现低密度的生态环保养殖方式,由于养殖鱼有足够的活动空间,鱼品质近似野生,为高端商品鱼。由于低密度养殖符合″生存容量″的客观规律,因而彻底杜绝了养殖污染的发生。

大容积、低密度网箱养殖已成共识,武船为挪威建造的造价4.2亿人民币,110m直径大网箱,东海水产研究所在国际铜协会支持下建造的125m直径大网箱,说明了这种趋势。北欧网箱养殖评论(FAO)也谈到了这种发展趋勢:文中指出使用较大单元的发展示例,周长和深度分别从40m和4m增加157m和30m,体积分别为510m3和59000m3

但目前围海养殖工程技术落后,采用桩柱式围海,投资大工期长,还有采用原始落后筑垻方式围海,不但工程浩大,还破坏环境。这说明目前围海养殖工程技术,远远适应不了围海养殖发展的需要。海洋石油的″单锚腿式″浮力柱,免去打桩繁杂及昂贵作业费,相关的概念参见参考专利文献[1]″深水系泊柱”专利号:ZL2013 2 0616701.9。

本实用新型依照海洋石油的″单锚腿式″浮力柱及参考专利文献[1]″深水系泊柱”专利号:ZL2013 2 0616701.9所阐述原理,创造性地利用于围海养殖,特别是其建造成本及安全性上作大的创新,将大幅度降低成本及简化海上安装工程,该技术的应用对围海养殖将有重大意义。

顺便要指出:在海中用围海柱围成一圈,就是立体养殖大网箱了,因此,本技术也是打造安全、经济、适用的大型,或超大型立体养殖大网箱的新技术新装备。

在使用″单锚腿式″结构方面,海洋石油有长足的理论及经验,在系泊浮式生产储油轮(简称FPSO),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,就采用了这种技术,其中两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统,列举了大量工程应用实例,及室内水池试验数据,为这技术的应用作出了杰出的贡献。

该技术原理是: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针方向,浮力则产生逆时针方向的恢复力矩,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(参见图11)。海洋石油开发中已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。

若以海洋工程开发的经验,以浮式生产储油轮(简称FPSO)的两点系泊理论为基础,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、普及化的目标,其中采用我们浮力件与受力件分离的专利技术,而不是常规的隔舱做法,大幅度地降低了对成本起决定作用的浮力舱造价,无疑这些改进是极具意义的。

参考专利文献

[1]“深水系泊柱”专利号:ZL2013 2 0616701.9 发明人:古国维

[2]“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 贠彩芬 专利权人:中海石油工程设计公司

[3]“树状单点系泊系统”专利号ZL 201420521171.4 发明人:古国维

[4]“单泵实现空腔浮体沉浮的装置”专利号ZL 201520716639.X发明人:古国维



技术实现要素:

为了寻求一种解决围海养殖的新技术新装备,同时也是解决围海立体养殖大网箱的新技术新装备,特别对该系统成本起决定作用的浮舱结构做大的改进,使新的设计具有低成本,高可靠性的优点,本实用新型的技术方案是:

1.笼式浮力舱的单锚腿式围海柱,特征是有巨大浮力的浮筒,通过锚链锚固在海床基础上,海床基础重为系统浮力的1.10-1.15倍,靠养殖区内侧及外侧系结系泊缆,系泊缆连接到锚或桩上,浮筒为塑料或复合材料密闭筒体,用笼状钢结构套装成浮力舱,浮力舱底部为转盘,将笼状钢结构四角钢柱上下延伸,做成方框状桁架,四角钢柱侧焊上一排挂环,同时靠养殖区内侧及外侧铺上养殖用铜网,方框顶部设置夜间发光体标志,浮力舱顶浸没在最低天文潮水面下。

2.塑料或复合材料浮筒空腔,填充重介质的永久压载区处于底部,另设永久浮力舱,及可变浮力舱,可变浮力舱顶开二孔,孔口有密闭盖。

3.笼式浮力舱的单锚腿式围海柱准确定位,连接上系泊缆,网衣通过力纲挂接在四角钢柱挂环上,在海中围成一圈即成立体养殖大网箱。

4.为了海上安装方便,塑料或复合材料浮筒空腔的1/5为填充重介质的永久压载区,永久压载区处于底部,浮筒空腔的2/5是填充塑料泡沫做成为永久浮力舱,2/5空腔为可变浮力舱,可变浮力舱顶开二孔,孔口有密闭盖,海上安装时注水下沉连接上基础上的锚链即张力腿,然后用参考专利文献[4]办法注入小浮体,(详参考专利文献[4]),使浮力舱上浮,从而使锚链即张力腿产生更大张力。

5.笼式浮力舱的单锚腿式围海柱通过GPS准确定位,连接上系泊缆,网衣通过力纲挂接在四角钢柱上下延伸做成方框的挂环上,至此,可实现围海目的,在海中用围海柱围成一圈也就是立体养殖大网箱了。

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,本技术的应用对围海养殖.及打造安全、经济、适用大型,或超大型立体养殖大网箱将有重大意义。

附图说明

图1是本实用新型结构竖向布置示意图;

图2是笼状钢结构总成竖向布置示意图;

图3是A放大图,表示转轴连接盘总成构造示意图;

图4是笼状钢结构总成平面布置示意图;

图5是B放大图,表述系泊缆吊耳总成构造轴测示意图;同时表述了这角区各构件连接相互关系;

图6是笼状钢结构总成构件布置轴测示意图;

图7是1-1剖视图,表示笼状钢结构总成底部构件布置示意图;

图8是C放大图,表示方框状桁架总成之四角钢柱,与笼状钢结构总成之四角钢柱剖口焊接示意图;

图9是塑料或复合材料浮筒示意图,特别表述了各舱式布置示意图;

图10是2-2剖视图,表示基础平面布置示意图;

图11是预张力浮体顺应式平衡原理示意图;

图12是是海流力随深度变化图,说明将浮力舱置于波流力较小的区域合理性。

其中:1.塑料或复合材料浮筒总成,1001.筒体,1002.带盖进水管,1003. 带盖排水管,1004.铜过滤网,1005.塑料泡沫,2.笼状钢结构总成, 2001.四角立柱,2002.顶部封压框,2003,上下底封压框,2004.封压框间连接短接,2005.封压框间连接杆,2006.周向连系环,2007.框底纵横连系梁,2008.框底斜拉杆,2009.网衣力纲挂环,3.方框状桁架总成, 3001.四角主杆,3002.横向连杆,3003.斜拉筋,3004.焊接用辅助套管,3005.剖口焊,4.系泊缆吊耳总成,4001.系泊缆吊耳底座, 4002.吊耳板,4003.吊耳加强板,4004.吊眼加强环,4005.吊眼,5.转轴连接盘总成,5001.转轴连接盘底座,5002.转轴,5003.承压轴承,5004. 转轴吊耳,5005.转轴连接盘短管,5006.转轴连接盘基板,5007.加强板, 6.链式张力腿,7.系泊缆 8.钢筋混凝土基础总成,8001.基础主体,8002. 主吊钩 8003.安装吊钩,8004.备用吊钩,9.塑料网衣总成,9001.塑料网衣,9002.塑料网衣力纲,10.拖地网,11.铜网,12.信号灯及灯柱。

具体实施方式

在陆上完成系统四大部件建造,一是基础总成8,二是塑料或复合材料浮筒总成1,三,笼状钢结构总成2,四是转轴支座总成5,基础总成8及塑料或复合材料浮筒总成1,不管何种形式,都应满足设计对基础系泊的要求,及浮筒对浮力的要求。

本实用新型涉及的钢结构加工量不多,但属海洋工程钢结构,所以,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。

连接盘总成5属海洋工程钢结构中的特类构件,应由优秀焊工施焊,并作100%超声波检查。该部分全部零构件均作热浸锌防腐处理。

基础总成之吊钩8002、8003、8004,则主要要保证有足够的锚固长度,土建工程中有明确规定,这里要求再增长20%。

本实用新型考虑了海上安装的可操作性,首先将系泊缆7端部锚或锚桩在设定位置就位,系泊缆7头部挂上标志浮球,海上安装时把浮筒把基础装驳,同时方框状桁架总成顶绑孔辅助浮块,保证绑孔辅助浮块后,总浮力与基础自重平衡,准确移位到到放置点后解开绑孔辅助浮块,旋开进/排水管盖1002及1003充水,由于浮筒充水,基础加速下沉定位,然后用参考专利文献[4]办法注入小浮体,使浮力舱上浮,从而使链式张力腿产生张力,最后旋紧进/排水管盖,最后挂上系泊缆7,全系统围海柱定位后,在潜水员协助下挂上网衣。需指出是钢筋混凝土基础总成8,四侧面预埋备用吊钩8004,可视地基情况加挂一段重型锚链,这就是参考专利文献[3]“树状单点系泊系统”所阐明的做法。

本实用新型海上安装的可操作性及便捷性是本发明一个不可替代的优点。

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