海洋平台定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种海洋平台定位系统，包括海洋平台、若干浮漂，若干用于连接海洋平台与浮漂的系缆，每一所述浮漂的上部具有一迎浪面，迎浪面上形成有呈内凹的一圆弧型的前置迎浪板和一圆弧型的后置迎浪板，前置迎浪板上设有若干消波孔；每一浮漂的下部包括若干前置消波板一、若干前置消波板二、若干后置消波板，前置消波板一、前置消波板二相连接位于浮漂下部的一侧，且均设有若干消波孔，后置消波板位于浮漂下部的另一侧，且后置消波板上设有若干消波块；前置消波板二与后置消波板之间设有若干支架；浮漂的迎浪面通过至少一张紧式系缆连接有一用来固定于海底的锚。本实用新型不仅重量轻、结构简单，而且成本较低、定位性好。
【专利说明】海洋平台定位系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种海洋平台定位系统，属于海洋工程领域。
【背景技术】
[0002]随着深水勘探技术的不断发展，深海石油开发步伐日益加快。最近十几年全球大型油气田的勘探实践表明，陆上油气资源已日渐枯竭，60%?70%的新增石油储量均源自于海洋，其中又有一半是在水深500米以上的深海区域。近年来，持续飙升的高油价更是加速各国向海洋寻找石油的探索进程。现在，全球石油界已形成了共识:海底油气特别是深海油气将是未来世界油气资源接替的重要区域，未来十几年内将大力扶持。
[0003]在深海的油气资源开发中遇到的挑战主要是:深海的海洋环境更恶劣，环境载荷更大。无论是对于钻井平台还是生产平台来说，在深海环境中，定位系统是保证海洋平台在海上进行正常的生产作业的重要设备。海洋平台常采用的定位系统有:动力定位系统和锚泊定位系统。随着向更深海域油气资源开采步伐的迈进，现有的装备和技术遇到如下瓶颈:
[0004]1、锚泊定位系统随着水深的不断增加，系缆长度不断加大，导致成本剧增、系泊效率降低、系统重量过大，降低了海洋平台甲板的可变载荷，对海洋平台的储备浮力提出挑战，而评价一个海洋平台的作业能力，其中一个非常重要的指标即是甲板的可变载荷。
[0005]2、动力定位系统能在任何水深下工作，定位方便快捷，但随之而来的是较高的建造成本(控制系统、推力器、传感器设备)，较高的风险(当设备故障时可能丧失定位能力)，较高的使用成本(燃料消耗及需要专门人员操作和维护设备)。
[0006]因此，目前急需开发出一种兼具低成本和高定位性能的海洋平台定位系统。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的重量大、成本高、技术复杂等缺点，提出一种系统重量轻、结构简单、成本较低、定位性能好的一种海洋平台定位系统。
[0008]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:。
[0009]一种海洋平台定位系统，其包括海洋平台、若干浮漂，若干用于连接海洋平台与浮漂的系缆，其特点在于，每一所述浮漂的上部具有一迎浪面，该迎浪面上形成有呈内凹的一圆弧型的前置迎浪板和一圆弧型的后置迎浪板，该前置迎浪板上设有若干消波孔；每一所述浮漂的下部包括若干前置消波板一、若干前置消波板二、若干后置消波板，所述前置消波板一、前置消波板二相连接位于浮漂下部的一侧，且均设有若干消波孔，所述后置消波板位于浮漂下部的另一侧，且所述后置消波板上设有若干消波块；所述前置消波板二与后置消波板之间设有若干支架；所述浮漂的迎浪面通过至少一张紧式系缆连接有一用来固定于海底的锚。
[0010]本方案中，通过把系泊系统的受力点从海洋平台转移到浮漂上，使系泊系统不对海洋平台施加向下的拉力，可使海洋平台的甲板可变载荷提高1.5?2倍，极大地提高了海洋平台的作业性能。本方案中，浮漂呈立方体状，且面对来浪方向呈内凹的凹弧型，利用此凹弧型能有效消减波浪传播速度，消浪效果明显；另外，用于横向支撑前置消波板一和后置消波板的支架，也会扰乱通过消波孔进入的入射波，进一步消耗波浪能量。
[0011]优选地，每一所述用于连接海洋平台与浮漂的系缆上均装有若干平衡浮筒和重力块。作为更优的，本方案中所述平衡浮筒所提供的浮力大于重力块湿重的二分之一。
[0012]优选地，该前置迎浪板和后置迎浪板的弧度相同且同心层叠设置。
[0013]优选地，所述前置消波板一与前置消波板二之间通过若干固定筋连接固定。
[0014]优选地，所述前置消波板一、前置消波板二及后置消波板均为塑料板。
[0015]优选地，所述张紧式系缆为聚酯系缆，每一所述聚酯系缆上布设若干平衡浮筒与重力块。本方案中采用的是张紧式的系泊方式的聚酯系缆。该聚酯系缆为市售可得。
[0016]优选地，若干所述浮漂串接形成一正方形的防波堤，该海洋平台位于该防波堤的中心，正方形的防波堤的每一边通过至少二系缆与该海洋平台固接。
[0017]优选地，每一所述消波孔正对一所述消波块。本方案中，消波孔与消波块形状、大小各异，且每一消波孔正对一消波块。这样，
[0018]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实施例。
[0019]本实用新型的积极进步效果在于:
[0020]1、本实用新型将原来系泊于海洋平台上的系缆转移到防波堤上，将系泊系统对海洋平台向下的拉力降为零，使海洋平台甲板的可变载荷提高到原来的1.5?2倍左右，大大提高了海洋平台的作业性能。
[0021]2、本实用新型在海洋平台与浮漂之间采用聚酯系缆相连，并在其上布置平衡浮筒与重力块，将浮漂常规小幅度运动响应转换为重力块的运动响应，即在风浪流等环境载荷作用下，浮漂将在六个自由度(纵荡、横荡、垂荡、首摇、横摇、纵摇)上产生运动响应，其中首摇、横摇、纵摇这三个角运动对海洋平台和重力块不产生任何影响，而常规海况下的纵荡、横荡、垂荡这三个线运动只是会伴有重力块的升沉运动及横向、纵向位移，海洋平台同样也不会受到影响，这大大减小了海洋平台运动响应幅值，提高了工作人员作业舒适度，也更有利于平台上设备的正常运行。
[0022]3、漂浮超过海平面一定高度，可以抵挡一部分风的作用，减少部分作用于海洋平台上的风载荷；前置消波板一、二和后置消波板在海面下的深度大于海洋平台，避免了作用于海洋平台上的流载荷；浮漂迎浪方向为内凹的圆弧形状，消浪效果明显，能抵消大部分作用于海洋平台上波浪载荷的作用。可见本实用新型能最大程度的减少外界环境风浪流载荷对海洋平台的影响，极大程度的减小了海洋平台的运动响应，提高了工作人员作业舒适度，也更有利于平台上设备的正常运行。
[0023]4、浮漂迎浪面包括前置迎浪板和后置迎浪板，前置迎浪板上有消波孔，削弱波浪对浮漂的冲击；波浪透过消波孔打在凹型后置迎浪板上，一部分波浪向上打在浮漂顶部，自动抬高了浮漂的高度，更好的抵御大风大浪的海况；另一部分浪往前置消波板一和前置消波板二之间向下流，分为两部分，其中一部分通过前置消波板一的消波孔往流的相反方向流动，抵御一部分流的作用，另一部分垂直往下流，与横向的流发生碰撞与摩擦，自动消耗海流的能量，从而减小对浮漂下三个消波板的冲击。[0024]5、前置消波板二与后置消波板通过支架固定连接，进一步破碎、摩擦来流，消耗海流的能量，从而减小对后置消波板的冲击。
[0025]6、系泊的对象由体积庞大、重量巨大的海洋平台换成轻质浮漂，大大减小了系缆张力。
[0026]7、相比与常规系泊系统，此定位系统结构简单、经济性好、且使用可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型一实施例的单个浮漂的连接结构侧视图。
[0028]图2为本实用新型位于海洋面时的俯视结构示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]海面1、海洋平台2、平衡浮筒3、系缆4、重力块5、浮漂6、
[0031]支架7、后置消波板8、消波块9、前置消波板一 10、消波孔11、
[0032]张紧式系缆12、锚14、海底15、系缆16、前置消波板二 17、
[0033]固定筋18、消波孔19、后置迎浪板20、前置迎浪板21
【具体实施方式】
[0034]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0035]实施例
[0036]请参阅图1至图4所示，本实用新型公开一种海洋平台定位系统，包括海洋平台2、浮漂6、连接海洋平台2与浮漂6的系缆4，此系缆上装有平衡浮筒3和重力块5 ;浮漂包括前置迎浪板21和后置迎浪板20，前置迎浪板上有很多消波孔19 ;浮漂6下端包括前置消波板一 10、前置消波板二 17、后置消波板8，其中前置消波板一 10、前置消波板二 17上有很多消波孔11，后置消波板8上有很多消波块9。前置消波板一 10与前置消波板二 17通过固定筋18固定；前置消波板二 17与后置消波板8通过支架7固定。浮漂6朝向海浪的一侧通过张紧式系缆12利用锚14固定在海底15上。
[0037]另外，浮漂6呈立方体状，且面对来浪方向呈内凹的凹弧型，利用此凹弧型能有效消减波浪传播速度，消浪效果明显。因此，如图1、2所示，在浮漂6的迎浪面一侧形成有同弧度且同心的凹弧型的前置迎浪板21和凹弧型的后置迎浪板20，前置迎浪板21上有消波孔19，削弱波浪对浮漂6的冲击。波浪透过消波孔19打在凹型的后置迎浪板20上，一部分波浪向上打在浮漂6顶部，自动抬高了浮漂的高度，更好地抵御大风大浪的海况；另一部分浪顺着前置消波板一 10和前置消波板二 17之间向下流，分为两部分，其中一部分通过前置消波板一 10的消波孔11往流的相反方向流动，抵御一部分流的作用，另一部分垂直往下流，与横向的海流发生碰撞与摩擦，自动消耗海流的能量，从而减小对浮漂下部的三个消波板的冲击。
[0038]系缆4上装有平衡浮筒3和重力块5，平衡浮筒3所提供的浮力大于重力块5湿重的二分之一，避免重力块5对海洋平台2有向下拉力情况的发生。
[0039]此外，浮漂6还用于提供浮力，浮漂6所提供的浮力与张紧式系缆12向下张力、重力块5 二分之一湿重、浮漂6自身重量及其下三个消波板重量之和相平衡。
[0040]如图2所示，浮漂6通过张紧式系缆12和锚14固定在海底15上，由于浮漂6的重量远远小于海洋平台2的重量，所以相同的海况下，张紧式系缆12的张力相比于系在海洋平台2上会更小。
[0041]如此以来，在风浪流等环境载荷作用下，浮漂6将在六个自由度(纵荡、横荡、垂荡、首摇、横摇、纵摇)上产生运动响应，其中首摇、横摇、纵摇这三个角运动对海洋平台2和重力块5不产生任何影响，而常规海况下的纵荡、横荡、垂荡这三个线运动只是会伴有重力块5的升沉运动及横向、纵向位移，海洋平台2同样也不会受到影响，这大大减小了海洋平台2运动响应幅值，提高了工作人员作业舒适度，以及更有利于设备的正常运行。
[0042]本实施例中，前置消波板一 10和前置消波板二 17上布置有很多消波孔11，消波孔11形状、大小各异；后置消波板8上布置很多消波块9，消波块9形状大小各异，且消波孔11正对消波块9。这样的设置首先有利于消波块9逐级化解来自消波孔11传来的波浪能量；其次，由于消波块9和消波孔11形状大小各异，形成了各种不同的入射波、反射波，它们之间以碰撞、反射、破碎、摩擦、漩涡等多种形式内部自动消耗波浪能量，从而减小对防波堤的冲击。
[0043]此外，用于支撑前置消波板一 10和后置消波板8的支架7，也会扰乱通过消波孔11进入的入射波，进一步消耗波浪能量。
[0044]如图2所示，漂浮6超过海面I 一定高度，可以抵挡一部分风的作用，减少部分作用于海洋平台2上的风载荷；前置消波板一 10、前置消波板二 17和后置消波板8在海面I下的深度大于海洋平台2，避免了作用于海洋平台2上的流载荷；浮漂6迎浪方向为内凹的圆弧形状，消浪效果明显，能抵消大部分作用于海洋平台2上波浪载荷的作用。所以本实用新型能抵御绝大部分的环境载荷，使海洋平台2在在平静海域安全作业。
[0045]此外需要指出的是，在本实施例中，只是简单以一个浮漂6、一根张紧式系缆12、一根系缆4来为本实用新型一种海洋平台定位系统做一个简要说明，实际的施工作业时，如图2所示，若干个浮漂经系缆16串接形成一个正方形的防波堤，并将海洋平台围在正方形的中心，如果设该正方形的边长为L，且防波堤的每一面与海洋平台连接时的系缆4数量为两根或两根以上。如图2所示，各浮漂之间通过系缆16相连。并且为了排除海洋平台2与漂浮6碰撞情况的发生，设置系缆4的长度为0.55L?0.65L。
[0046]本实用新型，通过把系泊系统从海洋平台2转移到浮漂6上，使系泊系统对海洋平台2没有向下的拉力，可将海洋平台2的甲板可变载荷提高1.5?2倍之间，极大地提高了海洋平台2的作业性能。
[0047]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
【权利要求】
1.一种海洋平台定位系统，其包括海洋平台、若干浮漂，若干用于连接海洋平台与浮漂的系缆，其特征在于，每一所述浮漂的上部具有一迎浪面，该迎浪面上形成有呈内凹的一圆弧型的前置迎浪板和一圆弧型的后置迎浪板，该前置迎浪板上设有若干消波孔；每一所述浮漂的下部包括若干前置消波板一、若干前置消波板二、若干后置消波板，所述前置消波板一、前置消波板二相连接位于浮漂下部的一侧，且均设有若干消波孔，所述后置消波板位于浮漂下部的另一侧，且所述后置消波板上设有若干消波块；所述前置消波板二与后置消波板之间设有若干支架；所述浮漂的迎浪面通过至少一张紧式系缆连接有一用来固定于海底的锚。
2.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，每一所述用于连接海洋平台与浮漂的系缆上均装有若干平衡浮筒和重力块。
3.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，该前置迎浪板和后置迎浪板的弧度相同且同心层叠设置。
4.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，所述前置消波板一与前置消波板二之间通过若干固定筋连接固定。
5.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，所述前置消波板一、前置消波板二及后置消波板均为塑料板。
6.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，所述张紧式系缆为聚酯系缆，每一所述聚酯系缆上布设若干平衡浮筒与重力块。
7.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，若干所述浮漂串接形成一正方形的防波堤，该海洋平台位于该防波堤的中心，正方形的防波堤的每一边通过至少二系缆与该海洋平台固接。
8.如权利要求1所述的海洋平台定位系统，其特征在于，每一所述消波孔正对一所述消波块。
【文档编号】B63B21/50GK203819467SQ201420138661
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】袁洪涛, 窦培林, 曾骥, 朱建 申请人:上海外高桥造船有限公司, 上海外高桥造船海洋工程设计有限公司