桩定位半潜式海上疏浚工程船的制作方法
【专利摘要】一种桩定位半潜式海上疏浚工程船，其包括：半潜式平台、疏浚设备、定位桩、定位桩起升系统和移船系统；其中，疏浚设备安装在半潜式平台上，定位桩起升系统固定在半潜式平台上，定位桩设置在定位桩起升系统中，移船系统与半潜式平台相连接。本发明在施工时能够有效地对船舶进行定位，不施工时能够自行移位，半潜式平台有效地减小了水线面面积，从而减小了波浪载荷，因此适用于风浪条件较恶劣的海域，尤其适用于外海深水区域。
【专利说明】粧定位半潜式海上疏浚工程船
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋工程【技术领域】，涉及远海疏浚技术，具体涉及一种桩定位半潜式海上疏浚工程船。
【背景技术】
[0002]近年来，水域疏浚和填筑工程的规模越来越大，对疏浚设备，尤其是对设备的效率、成本和节能的要求越来越高，疏浚企业对大型疏浚设备的需求也越来越迫切。随着对海洋资源利用的发展，疏浚船正在迅速向大型化、高效化、自动化、智能化和环保方向快速发展，世界各国为了占领疏浚市场，都在致力于研制开发新一代的大型挖泥船，并在这些挖泥船上竟先采用新材料、新技术、新工艺、新设备。例如，采用高度集成化、智能化的挖泥控制技术；采用变频驱动技术，更有效和灵活地利用船舶动力和节能；更注意环保和船员生活设施；航区由近海拓展到无限航区等先后应用在疏浚船上。国内外疏浚吹填市场迫切需要大功率、大挖深、远排距、具备挖掘岩石、硬土的高端疏浚船。目前大型疏浚船的研发、设计、建造的核心技术基本掌握在欧洲几大疏浚公司和船厂手中，国内挖泥船队在大型化、施工效率、技术性能、挖泥自动化等方面与国外相比都存在差距，大型和关键的疏浚设备和技术还依赖进口。
[0003]南中国海，作为世界第三大陆缘海，幅员辽阔，拥有三百多万平方公里的浩瀚海域，其间更是点缀着数以千计的岛、礁、滩、沙等。南中国海地处低纬度热带、亚热带地区，拥有着异常丰富的渔业资源、深海动植物资源和石油天然气资源。如果进行远海施工，恶劣的海况将对工程船舶以及专用设备的性能提出更高的要求。现有的技术和装备远不能满足发展海洋经济的要求，相关企业还必须在提高船舶等装备的水平方面不断实现重大突破。
[0004]经对现有技术的文献检索发现，株式会社小岛组公司拥有世界上最先进的挖泥船“东祥”号和“五祥”号，每抓斗重达370吨、470吨，抓斗体积可以达到200立方，一直保持着世界吉尼斯纪录。该船船体总长100m，型宽36m，型深6m，为非自航抓斗式挖泥船，作业时最大风速为20m/s以下,起吊时船体最大倾斜角度为2°。该船只适合在风浪条件小的情况下工作，并不适合进行远海施工，因此迫切需要开发一种适用于风浪条件较恶劣的海域施工的新型疏浚工程船。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有疏浚工程船只适应近海作业的不足和缺陷，提供一种适用于风浪条件较恶劣的海域施工的新型疏浚工程船，具体是一种桩定位半潜式海上疏浚工程船，尤其适用于远海深水区域。
[0006]本发明解决其技术问题的技术方案是:
[0007]—种桩定位半潜式海上疏浚工程船,其包括:半潜式平台、疏浚设备、定位桩、定位桩起升系统和移船系统；其中，疏浚设备安装在半潜式平台上，定位桩起升系统固定在半潜式平台上，定位桩设置在定位桩起升系统中，移船系统与半潜式平台相连接。[0008]进一步地，所述的半潜式平台为多立柱式浮式平台，包括上层的主甲板、下层的下浮体和连接该主甲板和下浮体的若干立柱，所述立柱沿该主甲板的周边布置且立柱的中心设有开孔。
[0009]进一步地，所述的立柱、主甲板和下浮体内设置有压载舱、空舱、动力舱、推进舱、燃油舱、淡水舱和生活舱。
[0010]进一步地，所述的疏浚设备包括安装在半潜式平台的主甲板上的A型疏浚吊机和B型疏浚吊机；该A型疏浚吊机上连接有抓斗，该B型疏浚吊机上连接有振动锤。
[0011]进一步地，所述的定位桩起升系统包括固定在所述立柱上方的主甲板上的定位桩桩架，该定位桩桩架内部固定有中心设有开孔的上环梁和下环梁，该上环梁与下环梁由其之间的若干油缸连接起来。
[0012]进一步地，所述的定位桩包含桩头、桩体和能够扎入海底的桩尖，并且依次插置于所述上环梁、立柱和下环梁的开孔中；所述的定位桩的桩体的侧面设有插销孔，所述上环梁和下环梁的开孔的内测设有供锁紧该定位桩用的液压插销。
[0013]进一步地，所述的移船系统包括钢丝绳、固定在半潜式平台的主甲板上的定位绞车和锚固于海底的大抓力锚，该钢丝绳一端连接在大抓力锚上，另一端连接在定位绞车上。
[0014]进一步地，所述的疏浚设备为抓斗式疏浚设备、反铲式疏浚设备或岩石破碎设备。
[0015]进一步地，所述的定位桩起升系统为液压油缸起升式、绞车起升式或齿轮齿条式。
[0016]进一步地，所述的移船系统为绞车、钢丝绳和定位锚式或动力定位式。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0018]I)采用了海洋工程中应用比较广泛的半潜式平台做为船体，有效地减小了水线面面积，从而减小了波浪载荷，因此适用于风浪条件较恶劣的海域，如远海海域施工；
[0019]2)设置有定位桩，在施工时能够有效地对船舶进行定位，必要时可以采用预压钢桩方式限制船体运动；
[0020]3)设置有移船系统，能够自行移位，不需其他工程船舶协助移位。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明的主视图。
[0022]图2是本发明的俯视图。
[0023]图3是图2的A-A剖视图。
[0024]其中:1一半潜式平台，2—A型疏浚吊机，3—大抓力锚，4一B型疏浚吊机，5—抓斗，6—振动银，7—定位粧，8—定位粧粧架，9一定位绞车，10一钢丝绳，11一上环梁，12—油缸，13—下环梁。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本发明的实施例作进一步描述，本实施例在本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0026]如图1和图2所示，本实施例所述桩定位半潜式海上疏浚工程船包括:半潜式平台
1、疏浚设备、定位桩7、定位桩起升系统和移船系统。所述的疏浚设备安装在半潜式平台I上，该疏浚设备可以为抓斗式疏浚设备、反铲式疏浚设备或岩石破碎设备。所述的定位桩起升系统固定在半潜式平台I上，该定位桩起升系统可以为液压油缸起升式、绞车起升式或齿轮齿条式。所述定位桩7设置在定位桩起升系统中。所述的移船系统与半潜式平台I相连接，该移船系统为绞车、钢丝绳和定位锚式或动力定位式。
[0027]请参阅图1，所述的半潜式平台I为多立柱式浮式平台，包括上层的主甲板、下层的下浮体和连接该主甲板和下浮体的4组立柱，该立柱、主甲板和下浮体内设置有压载舱、空舱、动力舱、推进舱、燃油舱、淡水舱和生活舱等。所述半潜式平台I总长90m，型宽60m，型深24m，吃水12m，满载排水体积约24000m3 ;请参阅图2，4组所述立柱沿该主甲板的周边布置，立柱前后间距为50m，左右间距30m，所述立柱的截面为正方形，边长15m，立柱的中心区域设有正方形开孔，边长4.5m。
[0028]请参阅图1，所述的疏浚设备包括A型疏浚吊机2和B型疏浚吊机4 ;所述A型疏浚吊机2和B型疏浚吊机4安装在半潜式平台I主甲板上的基座上；该A型疏浚吊机2上连接有抓斗5，该B型疏浚吊机4上连接有振动锤6。
[0029]所述的A型疏浚吊机2为全回转式起重吊机，额定提升力为700t，工作半径为35m,满载起升速度0-40m/min,轻载起升速度0-60m/min ;所述的B型疏浚吊机4为全回转式起重吊机，额定提升力为700t，工作半径为35m，满载起升速度0-40m/min，轻载起升速度0-60m/min ;所述的抓斗5为200m3主动式液压抓斗，自重约370ton ;所述的振动锤6为主动式液压振动锤，自重约lOOton。
[0030]请参阅图3，所述的定位桩起升系统包括四组定位桩桩架8，用以拖航时支撑定位桩7，该定位桩桩架8高25m，固定在所述立柱上方的主甲板上；该定位桩桩架8内部固定有中心设有开孔的上环梁11和下环梁13，该上环梁11与下环梁13由其之间的若干油缸10连接起来，该油缸12的缸体下端与下环梁13相连，缸杆与上环梁11相连。
[0031]所述的上环梁11和下环梁13各四组，该上环梁11和下环梁12的开孔的内测设有供锁紧所述定位桩7用的液压插销。所述的油缸10共16组，每一定位桩桩架8配四组，该油缸10为液压驱动，额定推力250ton,额定拉力200ton,额定速度0-5m/min。
[0032]所述的定位桩共四组，包含桩头、桩体和能够扎入海底的岩石型桩尖，并且依次插置于所述上环梁11、立柱和下环梁12的开孔中。所述的定位桩7的截面可为方形，总桩长为70m，边长4m，桩自重约为350ton，桩体的材料为DH36高强度钢，桩体的侧面设有供插入液压插销以便锁紧定位桩7用的插销孔。
[0033]所述的移船系统包括钢丝绳10、固定在半潜式平台I的主甲板上的定位绞车9和锚固于海底的大抓力锚3，该钢丝绳10 —端连接在大抓力锚3上，另一端连接在定位绞车9的卷筒上。
[0034]所述的定位绞车9共四组，采用液压驱动，额定拉力800kN，额定速度0_20m/min ；所述的大抓力锚3共四组，锚重为12ton。
[0035]本实施例的工作过程如下:
[0036]I)当所述桩定位半潜式海上疏浚工程船到达预定施工海域后，利用工程辅助船将4组大抓力锚3抛至预定海床，再利用定位绞车9和钢丝绳10进行准确定位；
[0037]2)利用油缸10和上环梁11下放四组定位桩7扎入海底；
[0038]3)驱动B型疏浚吊机4，利用振动锤6将水下疏浚物振碎；[0039]4)驱动A型疏浚吊机2，利用抓斗5将水下振碎的疏浚物抓起；
[0040]5)旋转A型疏浚吊机2继续进行疏浚；
[0041]6)利用油缸10和上环梁11升起四组定位桩7 ；
[0042]7)利用定位绞车9和钢丝绳10移动桩定位半潜式海上疏浚工程船进入下一个工位。
[0043]本实施例所提供的桩定位半潜式海上疏浚工程船与株式会社小岛组公司所拥有世界上最先进的挖泥船“东祥”号和“五祥”号相比，由于采用了海洋工程中应用比较广泛的半潜式平台做为船体，水线面MSL面积减小约2700m2，从而有效地减小了波浪载荷，因此适用于风浪条件较恶劣的海域施工；在船体首部和尾部布置两套基本相同的疏浚吊机，必要的时候可以互换，增加了设备的冗余度；配备了四组定位钢桩，在施工时可以有效地对船舶进行定位，不仅提高了疏浚精度而且能有效地减小船体移动；设置了移船系统，可以自行移位，不需其他工程船舶协助移位。
【权利要求】
1.一种桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述工程船包括:半潜式平台、疏浚设备、定位桩、定位桩起升系统和移船系统；其中，疏浚设备安装在半潜式平台上，定位桩起升系统固定在半潜式平台上，定位桩设置在定位桩起升系统中，移船系统与半潜式平台相连接。
2.根据权利要求1所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的半潜式平台为多立柱式浮式平台，包括上层的主甲板、下层的下浮体和连接该主甲板和下浮体的若干立柱，所述立柱沿该主甲板的周边布置且立柱的中心设有开孔。
3.根据权利要求2所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的立柱、主甲板和下浮体内设置有压载舱、空舱、动力舱、推进舱、燃油舱、淡水舱和生活舱。
4.根据权利要求2所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的疏浚设备包括安装在半潜式平台的主甲板上的A型疏浚吊机和B型疏浚吊机；该A型疏浚吊机上连接有抓斗，该B型疏浚吊机上连接有振动锤。
5.根据权利要求4所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的定位桩起升系统包括固定在所述立柱上方的主甲板上的定位桩桩架，该定位桩桩架内部固定有中心设有开孔的上环梁和下环梁，该上环梁与下环梁由其之间的若干油缸连接起来。
6.根据权利要求5所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的定位桩包含桩头、桩体和能够扎入海底的桩尖，并且依次插置于所述上环梁、立柱和下环梁的开孔中；所述的定位桩的桩体的侧面设有插销孔，所述上环梁和下环梁的开孔的内测设有供锁紧该定位桩用的液压插销。
7.根据权利要求6所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的移船系统包括钢丝绳、固定在半潜式平台的主甲板上的定位绞车和锚固于海底的大抓力锚，该钢丝绳一端连接在大抓力锚上，另一端连接在定位绞车上。
8.根据权利要求1所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的疏浚设备为抓斗式疏浚设备、反铲式疏浚设备或岩石破碎设备。
9.根据权利要求1所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的定位桩起升系统为液压油缸起升式、绞车起升式或齿轮齿条式。
10.根据权利要求1所述的桩定位半潜式海上疏浚工程船，其特征是，所述的移船系统为绞车、钢丝绳和定位锚式或动力定位式。
【文档编号】E02B17/00GK103981846SQ201410205804
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】赵永生, 何炎平, 顾敏童, 谭家华 申请人:上海交通大学