小型漂浮物下水方法与流程

本发明涉及船舶与海洋工程建造领域，特别涉及一种小型漂浮物下水方法。
背景技术：
：随着全球经济的持续低迷，石油价格也进入了长期低位徘徊的新常态。原来的以特种船舶与海洋工程为主业的船厂在石油钻井平台等大型平台或船舶暂时没有订单的情况下，不得不转做渔业平台、海洋牧场、游艇等小型漂浮物。传统以海洋工程为主业的船厂基本上都是采用浮船坞下水，而配套的码头也是直立的码头。浮船坞下水的方式具有下水平稳，安全可靠的优点；而缺点是浮船坞造价高，使用过程折算的均摊费用高，尤其是需要大量的压载水调节，以配合其下潜，进一步提高了下水成本。另外，由于潮水的变化，必须时时保持浮船坞甲板面与码头的平齐，对于下水过程中浮船坞的调节精度要求非常高。除此之外，浮船坞一般没有推进器，异地调度需要采用拖轮，费用也比较高。而渔业平台、海洋牧场、游艇等小型漂浮物特点是造价低，周期短，无论在费用上还是周期上都无法支撑利用浮船坞下水这种下水方式。传统漂浮物下水应用比较普遍的方式是采用气囊下水，这种下水方式具有成本低，准备时间短的优点。但这种传统的下水方式对船厂的码头有硬性的要求，必须具有一个延伸到海水中的斜坡。而以海洋工程为主业的船厂没有这个条件，只有直立的码头，并且码头距离海平面的高度在三米左右，甚至更高。如果把直立码头改一部分为带斜坡的码头，在费用上首先要有几千万元的基建投入，在周期上需要几个月的施工周期，在行政上改变码头用途需要政府审批，包括环评等非常复杂的程序。所以改造带斜坡的码头不具有可行性。还有一种横向下水方式是直接把漂浮物通过滑车或气囊移到水中，在水中反复横摇多次后再趋于平衡。这种下水方式优点是速度快，对水域的宽度要求低，没有长距离的惯性漂移，可以在长江两岸这种水域进行下水。缺点是对平台的完整稳性要求非常高，因为下水后会有一个非常大的横倾角，一般超过30°，如果稳性消失太小，会导致翻船。而这种小型的漂浮物受造价的限制，一般稳性消失角只有10°或者略多一点，稳性比较差，如反复横摇产生较大角度就会倾覆，产生安全问题，显然无法采用这种方式下水。申请号CN200810094125.X，名称为趸船采用气囊助浮在直立岸壁的出运下水工艺的专利公开了一种直立岸壁的下水工艺。该专利是把大气囊放置在下水漂浮物的下方，用以提供浮力，以防止跌落现象的发生，对于一些小型船厂比较适用。该专利缺点之一是把未充气的气囊放置在已经部分入水的漂浮物下方比较困难，缺点之二是在海上对气囊充气也存在一定的安全隐患，缺点之三对码头距离水面的高度差限制，以及气囊的直径限制，目前在市场上可以找得到的气囊直径基本上不超过2米。而这种以海洋工程为主业的码头的海水高低潮潮差就超过2.5米，基本上无法实现。因此，该专利对于以海洋工程为主业的船厂并不适用。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种小型漂浮物下水方法，以解决现有技术中小型漂浮物能够在以海洋工程为主业的船厂配套的码头下水等问题。针对上述技术问题，本发明提出一种小型漂浮物下水方法，以使小型漂浮物在直立式码头上的下水，包括步骤：在码头旁停靠驳船；将小型漂浮物从码头滑移至驳船上；将小型漂浮物从驳船滑移下水。在优选方案中，还包括步骤：预设多个气囊，并将气囊均匀布置于小型漂浮物的底部，给气囊充气以支撑起该小型漂浮物；小型漂浮物从码头滑移至驳船以及从驳船滑移下水的步骤中，逐个把小型漂浮物后方露出的气囊转移到小型漂浮物的前方，以提供持续的支撑力。在优选方案中，所述将小型漂浮物从码头滑移至驳船上的步骤中，小型漂浮物滑移的动力来自于牵引组件；所述牵引组件包括：卷扬机、滑轮组和钢丝绳；所述卷扬机固定于码头上，所述滑轮组固定于驳船上，小型漂浮物置于所述卷扬机和所述滑轮组之间；所述钢丝绳的一端与小型漂浮物相连，另一端经绕所述滑轮组后向其后方延伸与所述卷扬机相连；通过操作卷扬机，所述钢丝绳能够拉动小型漂浮物使其朝向驳船滑移，直至滑移并站稳于驳船上。在优选方案中，所述将小型漂浮物从驳船滑移下水的步骤中，小型漂浮物滑移的动力来自于拖船，通过拖船的牵拉能够将小型漂浮物滑移下水；该过程中，还包括步骤：利用拖拉组件向码头方向拉拽小型漂浮物，以控制小型漂浮物的下水速度；所述拖拉组件包括：卷扬机、滑轮组和钢丝绳；所述卷扬机和滑轮组均固定于码头上，所述滑轮组置于所述卷扬机和小型漂浮物之间；所述钢丝绳的一端与小型漂浮物相连，另一端经绕所述滑轮组后与所述卷扬机相连，通过操作卷扬机，所述钢丝绳能够朝码头方向拉拽小型漂浮物。在优选方案中，所述将小型漂浮物从驳船滑移下水的步骤中，还包括预先对小型漂浮物滑移入水过程中重心变化情况的计算。在优选方案中，所述将小型漂浮物从驳船滑移下水步骤中，通过调节驳船的压载使其吃水深度增大并使其倾斜预定角度；该倾斜的方向为小型漂浮物下水的方向。在优选方案中，还包括步骤：预设多个滑车，使其设于小型漂浮物的底部；所述滑车能够带动小型漂浮物移动，并且小型漂浮物能够利用设置的滑车从码头滑移至驳船以及从驳船滑移下水。在优选方案中，所述在码头旁停靠驳船的步骤中，还包括将驳船甲板的高度与码头的高度大致平齐。在优选方案中，所述驳船纵向布置，且所述驳船的船头或船尾靠向码头。在优选方案中，在所述码头和所述驳船之间设有靠球。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：避免了在现有技术中受直立式码头的岸壁与水面高度的限制。在小型漂浮物下水的过程中，先滑移至码头旁的驳船，再从驳船上滑移下水，省去在直立式码头上设置斜坡或采用浮船坞。这种下水方法有效利用了现有的特种船舶与海洋工程为主的码头，操作性强，安全可靠，大大降低了成本。附图说明图1是本实施例渔业平台下水方法的步骤流程图。图2是本实施例渔业平台下水前准备工作的结构示意图。图3是本实施例驳船的分舱结构示意图。图4是本实施例渔业平台部分滑移到驳船上时的结构示意图。图5是本实施例渔业平台滑移至驳船上的结构示意图。图6是本实施例渔业平台从驳船上准备滑移入水时的结构示意图。附图标记说明如下：2、码头；3、渔业平台；31、牵引眼板；4、气囊；5、驳船；501、第一压载舱；502、第二压载舱；503、第三压载舱；504、第四压载舱；505、第五压载舱；506、第六压载舱；507、第七压载舱；508、第八压载舱；509、第九压载舱；510、防撞舱；52、固定眼板；6、靠球；71、卷扬机；72、滑轮组；73、钢丝绳。具体实施方式体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。本发明提供一种小型漂浮物下水方法，该小型漂浮物是指渔业平台、海洋牧场、游艇和浮漂等。其中，本发明的下水位置为现有的海洋工程用直立式码头，且不需对码头进行改造即可使小型漂浮物从该直立式码头下水。如图1所示，该小型漂浮物下水方法，主要包括：步骤S10，在码头旁停靠驳船，并使该驳船甲板的高度与码头的高度大致平齐。步骤S20，将小型漂浮物从码头滑移至驳船上。该步骤中，小型漂浮物滑移的动力来自于牵引组件，该牵引组件将小型漂浮物从码头滑移至驳船上，直至站稳于驳船。步骤S30，将小型漂浮物从驳船滑移下水。该步骤中，小型漂浮物受到一个滑移的拉力和一个拖拽的拉力。滑移的拉力来自于拖船，通过拖船的牵拉将小型漂浮物滑移下水。拖拽的拉力来自于拖拉组件，该拖拽拉力的方向与滑移下水方向相反，即朝岸上拉拽小型漂浮物，以控制小型漂浮物的下水速度。此外，该步骤中，还包括：预先对小型漂浮物滑移入水过程中的重心变化情况的计算，以防止在入水过程中发生倾斜侧翻的情况。其中，驳船上设有多个压载舱，通过操作压载舱，能够调节驳船的吃水深度和倾斜角度。该下水方法还包括步骤：预设辅助设备，如气囊或滑车等。在步骤S20和步骤S30中，通过预设的辅助设备将小型漂浮物从码头滑移至驳船上，以及将小型漂浮物从驳船滑移下水。该小型漂浮物下水方法，避免了在现有技术中受直立式码头的岸壁与水面高度的限制。在小型漂浮物下水的过程中，先滑移至码头旁的驳船，再从驳船上滑移下水，省去在直立式码头上设置斜坡或采用浮船坞。这种下水方法有效利用了现有的特种船舶与海洋工程为主的码头，操作性强，安全可靠，大大降低了成本。参阅图2至图6，以下结合一具体实施例对本发明的小型漂浮物下水方法进行进一步细化说明。本实施例的码头2平潮时距离海平面约三米。待下水的小型漂浮物为渔业平台3，其长20米，宽20米，型深2米，自重约300吨。渔业平台3稳性消失角为10°，其重心基本在它的几何中心。辅助设备为气囊4。下面说明一下具体的实施步骤：步骤S10，准备工作：气囊4和驳船5的准备，以及计算渔业平台3需要的滑移拉力和拖拽拉力。驳船5长60米，宽35米，型深6米；其内设有十个压载舱。把驳船5带缆在码头，采用纵向布置，使船头或船尾靠向码头2，该纵向停靠方式以使驳船5的稳性最好。进一步地，在码头2与驳船5之间采用靠球6缓冲，避免了码头2与驳船5发生碰撞相互损坏。通过压载将驳船5甲板的高度与码头2的高度大致平齐。气囊4的不受压时直径为1米，采用低压，以降低气囊4破损的概率，气囊4在50％高度时承压约为4tf/m(吨力-米)，每条气囊4承压80tf(吨力)，采用7条气囊4，保证渔业平台3下面至少有5条，可以提供的压力为400吨，以大于渔业平台3的自重，并有足够的安全余量。把6条直径1.0米的气囊4均匀布置在渔业平台3的下方，避开原来的支撑墩，其中滑移的两端种各留出1.0米的空间，中间的气囊4间距为3.0米。把多余的1条气囊4布置在渔业平台3的前方2.0米处。给7条气囊4充气，使气囊4把渔业平台3顶升起来，并与支撑墩脱离，使渔业平台3的重量全部落在气囊4上，并撤离支撑墩。需要说明的是，驳船5的规格、气囊4的数量和规格可根据具体小型漂浮物的重量和尺寸进行选择，此处不做限定。考虑渔业平台3通过气囊4在驳船5的摩擦系数，按钢与橡胶间的摩擦系数计算，其范围为0.05-0.2，拉动渔业平台3向水中移动时考虑最大的摩擦阻力，取0.2的摩擦系数，则需要的最大拉力为60吨。而防止渔业平台3下滑时摩擦阻力起到正面的作用，取最小的摩擦系数0.05。在驳船5上向海水中拖的时候驳船5及渔业平台3的倾角考虑稳性消失角及不发生跌落的角度，取2°，以确保安全。此时，渔业平台3的下滑力为10.5吨，对气囊4的正压力为300吨，而摩擦力为15吨，所以理论上仍然需要拖轮拉渔业平台3才能下滑。为了安全起见，渔业平台3的后面，即朝岸上，还需要一个拖拽拉力，以控制渔业平台3向海水中下滑的速度，防止渔业平台3在下滑过程中由于惯性作用从驳船5上冲出去。本实施例中提供滑移拉力的为牵引组件和拖轮，提供拖拽拉力的是拖拉组件。其各组件中使用的钢丝绳为直径D＝50mm的钢芯钢丝绳，最小破断力1290kN，钢丝绳公称抗拉强度为1570MPa。步骤S20：参阅图2至图5，通过设置安装的牵引组件将渔业平台3从码头2滑移至驳船5上。牵引组件包括：卷扬机71、滑轮组72和钢丝绳73。卷扬机71固定于码头2上，滑轮组72通过驳船5上的固定眼板52固定于驳船5上，渔业平台3置于卷扬机71和滑轮组72之间。钢丝绳73的一端与渔业平台3上的牵引眼板31相连，另一端经绕滑轮组72后向后方(即朝码头2方向)延伸与卷扬机71相连。通过操作卷扬机71，钢丝绳73能够拉动渔业平台3慢慢使其朝向驳船5滑移，直至滑移并站稳于驳船5上。其中，驳船5上的固定眼板52和渔业平台3上牵引眼板31的规格可以根据标准眼板进行选择。而渔业平台3自身的强度则需要根据规范及相关力学标准进行强度的校核。需要说明的是：在渔业平台3滑移的整个过程中，需逐个把渔业平台3后方露出来的气囊4转移到渔业平台3前面，以提供持续的支撑力。直到渔业平台3的前端与驳船5的前端基本平齐。由于码头2在平潮时距离海平面3.0米，因此，此时的驳船5吃水3.0米。驳船5的分舱，如附图3所示，共分了10个压载舱。驳船5自重1291吨，纵向重心距离尾部34.22米，横向重心从船中向左偏0.21米，垂向重心距基线2.13米。具体调载方案如下表1所示。表1：驳船5的调载方案压载舱装载百分比重量(吨)纵向重心横向向重心垂向重心防撞舱51035.00％166.0557.909-1.4391.678第一压载舱50135.00％396.4848.501.05第二压载舱50235.00％432.5248.5-11.5011.05第三压载舱50335.00％396.947.36610.9671.154第四压载舱50435.00％466.4529.99901.05第五压载舱50535.00％508.8529.999-11.5011.05第六压载舱50635.00％508.8529.99911.4991.05第七压载舱50736.00％479.799.99901.08第八压载舱50844.50％646.9710-11.51.335第九压载舱50949.80％724.041011.51.494参阅图4，渔业平台3滑移到驳船5上时，会对驳船5产生一定的压力，使驳船5有一定的下降。由于气囊4初始状态是充的低压，驳船5上的气囊4会补偿下降的这部分尺寸，使这部分气囊4承受的压力变小，高度变大；而码头2上部分气囊4所承受的压力变大，从而使码头2上的气囊4的高度会变小，达到一个新的平衡状态。由于气囊4所承受的压力范围很大，所以气囊4是安全的，而气囊4被压缩后与渔业平台3的接触面积会变大，所以渔业平台3也是安全的。当然，该过程的压力计算也可以在实施以前进行理论计算，以确保安全。当渔业平台3完全移到驳船5上时，随着驳船5重心的转移，会使驳船5的纵倾角继续加大，但最终的纵倾角也只有1.4°，远小于驳船5超过30o的稳性消失角，因此驳船5的稳性是足够的。该步骤中，渔业平台3滑移至驳船5的大致中心位置时，达到最终在驳船5上的稳定位置。步骤S30：参阅图3、图5和图6，将渔业平台3从驳船5滑移下水。该步骤中，渔业平台3将受到拖船的滑移拉力，将渔业平台3滑移下水。渔业平台3还受到拖拉组件的拖拽拉力，以控制渔业平台3的下水速度。该拖拉组件包括：卷扬机71、滑轮组72和钢丝绳73。该三个部件即为第二步中的卷扬机71、滑轮组72和钢丝绳73，但其安装位置略有不同。该卷扬机71的安装位置不变，而滑轮组72的位置转移并通过地锚固定于码头2上。滑轮组72置于卷扬机71和渔业平台3之间。钢丝绳73的一端与渔业平台3相连，另一端经绕滑轮组72后与卷扬机71相连。该步骤中，滑轮组72的位置为钢丝绳73提供拉动的支撑点，且钢丝绳73与滑轮组72的绕向不同于第二步，钢丝绳73搭设于滑轮组72上即可。该拖拉组件使卷扬机71对渔业平台3向码头2岸上的拉力，以控制渔业平台3向海水中下滑的速度，防止渔业平台3下滑速度过快或在下滑过程中由于惯性作用从驳船5上冲出去。在实际使用中，也可以在码头2上另外安装一滑轮组，此处不作限定。该步骤中，至少可以按照以下顺序进行：首先，将渔业平台3下的气囊4适当放气，调节其压力，使渔业平台3的底板与驳船5甲板保持约0.4-0.5米的距离。以使渔业平台3向海水中滑动时尽可能早的入水，以提供足够的浮力，防止发生跌落现象。其次，通过调节驳船5的压载使其吃水深度增大并使其倾斜预定角度；该倾斜的方向为渔业平台3下水的方向，即远离码头2的一端向下倾斜。进一步地，驳船5远离码头2的一端倾斜伸入水中。具体地，对驳船5进行压载，使驳船5吃水增大，并使其纵倾角较小，达到一个约0.5°的艉倾；该角度应小于渔业平台3的稳性消失角10°，确保了渔业平台3入水后的稳性。调节后的驳船5状态，如图5和图6所示。保持此驳船5压载状态，一直到渔业平台3下水完毕，当渔业平台3重心滑移到驳船5最艉部时，驳船5艉倾1.4°。具体的调节方案如表2所示。表2：驳船5的调载方案此时，需预先对渔业平台3滑移入水过程中的重心变化情况的计算。尤其是计算渔业平台3后半程部分的下滑过程中的状态，这个过程中在渔业平台3的重心已超过气囊4的支点，气囊4仅在渔业平台3的后半部分进行支撑。也就是说，渔业平台3重心产生相对于气囊4支点的力矩(M1)与渔业平台3入水部分浮力相对气囊4支撑点的力矩(M2)之间的平衡。M1大于M2时，渔业平台3会产生跌落现象；M1小于M2时，由于浮力的作用，渔业平台3入水部分会上浮，达到新的平衡状态。这个过程缓慢且可控，下面就五个不同的工位进行计算。其中，该工位是将从渔业平台3的重心到滑移前端的距离划分成若干个站位，每一个站位作为一个工位。该计算的结果要保证所有工位上的渔业平台3重心相对最近的气囊4产生的倾覆力矩(即渔业平台3的重力力矩)小于渔业平台3入水部分浮力相对距离最近的气囊4产生的回复力矩(即渔业平台3的浮力力矩)。也就是说，在下水过程中，实际的渔业平台3倾角会逐渐变小直到正浮。在其他实施例中，即保证小型漂浮物的重力力矩不得大于其浮力力矩即可，以确保小型漂浮物的下水安全。工位一，支点(距离渔业平台3重心最近的气囊4支撑点)距离渔业平台3中心1米。此时渔业平台3的自重力矩为300tf-m(吨力-米)，而入水部分浮力的力矩为1145tf-m(吨力-米)。因此，在浮力的作用下，渔业平台3的实际倾角小于5°，是安全的。工位二，支点(距离渔业平台3重心最近的气囊4支撑点)距离渔业平台3中心2米。此时渔业平台3的自重力矩为600tf-m(吨力-米)，而入水部分浮力的力矩为1495tf-m(吨力-米)。因此，在浮力的作用下，渔业平台3的实际倾角小于5°，是安全的。工位三，支点(距离渔业平台3重心最近的气囊4支撑点)距离渔业平台3中心3米。此时渔业平台3的自重力矩为900tf-m(吨力-米)，而入水部分浮力的力矩为1946tf-m(吨力-米)。因此，在浮力的作用下，渔业平台3的实际倾角小于5°，是安全的。工位四，支点(距离渔业平台3重心最近的气囊4支撑点)距离渔业平台3中心4米。此时渔业平台3的自重力矩为1200tf-m(吨力-米)，而入水部分浮力的力矩为2550tf-m(吨力-米)。因此，在浮力的作用下，渔业平台3的实际倾角小于5°，是安全的。工位五，支点(距离渔业平台3重心最近的气囊4支撑点)距离渔业平台3中心5米。此时渔业平台3的自重力矩为1500tf-m(吨力-米)，而入水部分浮力的力矩为3398tf-m(吨力-米)。因此，在浮力的作用下，渔业平台3的实际倾角小于5°，是安全的。从以上五个工位的计算可以得出结论，在渔业平台3入水后倾斜角度会不断变小，受到的浮力不断增大。最终浮力会等于重力，完全脱离气囊4的支撑，实现自浮的平衡状态。因此，整个过程安全可靠。最后，逐步放开卷扬机71，并采用拖轮把渔业平台3向水中拖，并且控制其下滑的速度，直至渔业平台3完全浮在水中。根据以上步骤，即可完成渔业平台3的下水。进一步地，在第三步之后，还可包括：回收气囊4，撤消钢丝绳73、滑轮组72和卷扬机71。同时，利用拖轮把渔业平台3拖至指定地点系泊，把驳船5调节回水平状态及正常吃水状态。本实施例渔业平台3下水的整个过程中，主要费用为租用气囊4的费用，人工费和少量的电费，合计约为几万元至十几万元。相对于改造码头、采用浮船坞下水等传统的下水方式几百万的费用，节约费用90％以上。并且该整个过程操作简单，安全可靠，不必根据潮水的变化调节驳船5的浮态，通过气囊4自身的高度变化补偿即可，大大节约的压载水调节的费用。在其他实施例中，气囊4还可以用滑车或其他能够辅助移动渔业平台3的设备代替。滑车具有刚性滚轮的支撑件，其设于渔业平台3的底部，并且渔业平台3能够利用设置的滑车从码头2滑移至驳船5以及从驳船5滑移下水。需要说明的是，采用滑车代替气囊4，需要在渔业平台3滑移到驳船5的过程中不断调节驳船5的压载，以保证驳船5的甲板面与码头2平齐。本发明的小型漂浮物下水方法至少具有以下有益效果：1、不受直立岸壁与水面高度限制，可操作性强，安全可靠，成本相对低廉。2、下水时间无需等待大潮，对下水时间上限制条件大大减少。3、有效利用闲置的直立式码头。虽然已参照以上典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3