深水系泊柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型依照活节单锚腿式系泊结构原理，构造出一款小型化，简易化的深水系泊柱。其技术方案是系泊柱身封闭形成柱状浮力件，再缚挷一组浮力管，管及管与管之间空隙均填充聚氨酯澎涨剂，外面包裹浸润已调配好固化剂的环氧树酯的玻璃纤维，并用浸润已调配好固化剂的环氧树酯的芳纶布加固，让缚挷成一组的浮力管与系泊柱身一起构成浮力舱，系泊柱底悬掛一组混凝土压载块，构造成压载平衡舱，柱身用方向成正交的缆绳约束，缆绳一端固定在基础上，缆绳另一端通过可调阻尼器固定在系泊柱吊耳上。本实用新型的优越性是受力清晰，结构合理简单，安全性好，造低阶，可操作性强，特别是海上安装简便，不必动用浮吊打柱船等工程船舶。
【专利说明】深水系泊柱
[0001]技术项域
[0002]本实用新型涉及一种深水系泊柱，属海洋工程领域。
【背景技术】
[0003]海洋工程中系泊系统是海洋石油的开发重要部份，现已开发了多种系泊形式，但主要是下三大类型，即塔柱式，悬链浮筒式(称作单点系泊)，活节单锚腿式。这些系泊系统结构复杂，造价高昂，这是和海洋石油高风险，高投资相适应的，並不实用于民间海洋开发项目，但借鉴其基本原理，有助于开发新的用途。在淺水区，塔柱式系泊结构简单明瞭易操作，但在深水区采用活节单锚腿式有更多优点。若依照活节单锚腿式系泊结构原理为基础，使其小型化，简易化构造出一款深水系泊柱，这无疑对深水网箱养殖，小型船舶系泊，海域测绘及远程信号传输基点设置，航行灯标等是很有价值的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目地是在深水区，依照活节单锚腿式系泊结构原理为基础，使其小型化，简易化构造出一款深水系泊柱，该技术方案原理是:如图1所示，H为风，浪，流共同作用下产生的水平力，它使浮体产生偏离，设水平力H产生的倾复力矩-Mh柱体结构自重P，产生的倾复力矩-Mp浮力F产生恢复力矩为+Mf，与-Mh及-Mp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，这就是顺应式锚固的原理。当水位有变化时，浮力产生变化，浮体连同压载块支承框架上下升沉。
[0005]因此，本实用新型的技术方案是:首先系泊柱身封闭形成柱状浮力件，再缚梆一组浮力管，管及管与管之间空隙均填充聚氨酯澎涨剂，外面包裹浸润已调配好固化剂的环氧树酯的玻璃纤维，固化后即形成蒙皮，并用浸润已调配好固化剂的环氧树酯的芳纶布加固，让缚梆成一组的浮力管与系泊柱身一起构成浮力舱，系泊柱底悬掛一组混凝土压载块，构造成压载平衡舱，为了使系泊柱在大风浪中不会有大的偏离，柱身用方向成正交的缆绳约束，缆绳一端固定在基础上，基础可以是桩或锚，缆绳另一端通过可调阻尼器固定在系泊柱吊耳上，系泊柱可依用途设置一些吊掛设备供系船系网箱等用。
[0006]本实用新型的深水系泊柱，把具有纤细截面的柱体置于受波流力最大的水面及靠水面上层，而截面积较大，缚梆一组浮力管的部分及压载平衡舱，设置在靠近海床处的底部，这样受波流力就小，有利于规避災难性海况，由于结构重心低于浮心，使系泊柱毕直立于海中，而且十分稳定，而在浮力管及管与管之间空隙填充聚氨酯澎涨剂，外加玻璃纤维蒙皮办法保证浮力安全，与钢质浮力舱靠复杂的分隔舱保证浮力安全相比，更简单可靠。
[0007]本实用新型的优越性是受力清晰，结构合理简单，安全性好，造低阶，以获取单位浮力成本计算比较，本实用新型与常规钢质浮力舱比，性价比是极高的，此外可操作性强，特别是海上安装简便，不必动用浮吊打柱船等工程船舶，这是传统桩基式系泊柱无法比似的。此外，除基础(锚不在此列)外，均可搬迁使用。本实用新型深水系泊柱可应用于广义的需深水系泊的项目，这无疑对深水网箱养殖，小型船舶系泊，海域测绘及远程信号传输基点设置，航行灯标等是很有价值的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是顺应式平衡原理图；
[0009]图2是本实用新型结构示意图；
[0010]图3是II剖面结构示意图，表示柱体缚梆一组浮力管的构造；
[0011]图4是柱体缚梆一组浮力管剖面结构示意图；
[0012]图5是22剖面结构示意图，表示结构系泊系统:
[0013]图6是柱身吊耳构造示意图，由于要承担巨大拉力，吊耳构造设加強板，同时通过吊耳底座与柱身焊接，防止柱身撕裂；
[0014]图7是柱身吊耳与系泊缆通过阻尼器连接结构示意图；
[0015]图8是缚梆组合浮力管上封板结构示意图，下封板与上封板仅对称关系；
[0016]图9是悬掛式压载平衡舱结构示意图，它由压载体托架支承一块块混凝土预制压重块构成；
[0017]图10是混凝土预制压重块结构示意图。
[0018]其中:1柱体，2柱体分隔板，3顶面封闭板，4底面封闭板，5柱身吊耳，6柱身吊耳加強板，7柱身吊耳底座，8可调式阻尼器，9系泊缆，10缚梆组合浮力管，11支承缚梆组合浮力管的底托板，12稳定缚梆组合浮力管的上托板，13玻璃纤维蒙皮，14聚氨酯澎涨剂形成的发泡体，15芳纶加强带，16柱体底面吊耳，17压载体托架，18压载体托架连桿，19压载体托架连桿上端卸扣，20混凝土预制压重块，21桩基，22桩基吊耳。
【具体实施方式】
[0019]深水系泊柱由二大部份组成:柱体及桩或锚，对于桩系泊方案，通常应在就位区先施工桩，桩顶系上水鼓标示，下锚则与深水系泊柱安装同步进行。
[0020]在机加工车间先预制好吊耳组件，吊耳5焊接在吊耳底座7上，同时焊上吊耳加強板6，按图8放样加工支承缚梆组合浮力管的底托板11，稳定缚梆组合浮力管的上托板12，以及结构完全类似的压载体托架17，压载体托架再焊上压载体托架连桿18，上端口焊上卸扣，上述加工并无特别之处，只是吊耳各部件悍接质量十分重要，应有可靠措施保证:如由合格焊工施焊，有专门试騐验证的焊接工艺程序可循，作磁粉探伤等。
[0021]可调式阻尼器8市场购入备用。
[0022]混凝土预制压重块20，圆形或方形中间开孔，孔径应穿过压载体托架连桿上端卸扣19，单体的体积重量视搬运方式而定，混凝土预制压重块应掺加钢丝网为好，因防散落是主要的并不需要防裂。
[0023]深水系泊柱身I采用无缝钢管，但需用分隔板2作适当分隔，要合理组合管段长，尽量做到管端焊分隔板2后再接长。
[0024]缚梆一组浮力管实现结构的浮力提升是本专利特点，应依下程序进行:
[0025]1，加工浮力管，浮力管不一定用钢管，可用塑料管，玻璃钢管，甚至镀锌铁皮管，内填充泡沬发泡体，再注入聚氨酯澎涨剂使其形成一体，最后二端封闭；
[0026]2.取深水系泊柱底部长于浮力管一段柱体，按图4焊好底面封闭板4及柱体底面吊耳16，然后套入支承缚梆组合浮力管的底托板11，并以柱身I焊牢；
[0027]3在缚梆组合浮力管的底托板11面上铺一层环氧胶泥，按图三摆好浮力管；
[0028]4.顶上套上稳定缚梆组合浮力管的上托板12，可通过上托板12打入自攻螺丝固定浮力管；
[0029]5.通过3，4浮力管已基本定位，此时可在管与管之间空隙均填充聚氨酯澎涨剂；
[0030]6，然后外面包裹浸润已调配好固化剂的环氧树酯的玻璃纤维，固化后即形成蒙皮，并用浸润已调配好固化剂的环氧树酯的芳纶布加固，让缚梆成一组的浮力管与系泊柱身一起构成浮力舱。
[0031]上述完成后与组焊好柱身吊耳5，分隔板2的管段焊接，同时混凝土预制压重块20，按设计数量，套入压载体托架连桿19内备用。
[0032]海上安装简易快捷:深水系泊柱可浮拖至现场，将压载体托架连桿上端卸扣通过缆绳与柱体底面吊耳16连接，压载体下水后深水系泊柱即直立，移动到设定点，由潜水员系上系泊缆9即可。
【权利要求】
1.深水系泊柱，其特怔是系泊柱身封闭形成柱状浮力件，再缚梆一组浮力管，管及管与管之间空隙均填充聚氨酯澎涨剂，外面包裹浸润已调配好固化剂的环氧树酯的玻璃纤维，并用浸润已调配好固化剂的环氧树酯的芳纶布加固，让缚梆成一组的浮力管与系泊柱身一起构成浮力舱，系泊柱底悬掛一组混凝土压载块，构造成压载平衡舱，柱身用方向成正交的缆绳约束，缆绳一端固定在基础上，缆绳另一端通过可调阻尼器固定在系泊柱吊耳上。
2.按照权利要求1所述的深水系泊柱，其特怔是浮力管为填充聚氨酯澎涨剂的钢管，塑料管，玻璃钢管，或镀锌铁皮管，以及不填充聚氨酯澎涨剂的封闭钢管。
3.按照权利要求1所述的深水系泊柱，其特怔是系泊基础为桩基或锚。
【文档编号】B63B21/00GK203511983SQ201320616701
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】古国维 申请人:古国维