一种适用于下潜浮体的单点系泊装置的制作方法

本实用新型涉及一种单点系泊装置，特别是关于一种用于下潜浮体的单点系泊装置。

背景技术：

随着近海石油勘探开发和海上运输业的发展，单点系泊技术的发展十分迅速。目前，这种技术已作为一种成熟的海上中转、仓储、过驳技术被世界各国竞相采用。单点系泊系统从大的行业特点分为两个应用范畴。其一，单点作为海上中转终端，通过这种“浮动的码头”，就可以供大型船舶系泊和装卸原油或其他物料，充分发挥了大型船舶运输的优越性，即用与外输终端。其二，单点作为海上油田采油终端，起到了“浮动油库”的作用，是深海、边际油田开发上经济而且先进的储输手段，即用于海上油气开发（系泊FPSO/FSO）。

单点系泊系统具体可应用在如下几个方面：

(1) 可作为进出口原油的中转终端,供大型或超大型油船系泊和装卸原油,能充分发挥大型油船经济运输的优越性，而不必花费巨额投资去建设深水码头。

(2) 海上大型油田的开发是十分复杂的，固定生产设备的投资大、建设时间长，在储量尚未充分掌握之前,采用以单点系泊装置为核心的早期生产系统，可以提早开发油田，为油田永久性开发的技术决策提供依据。

(3) 单点系泊装置是边际油田、深海油田及离岸遥远油田经济开采的先进技 术手段。

(4) 可在经济上或技术上不宜铺管的海域代替水下输油管道。

(5) 能系泊海上加工厂，回收和利用石油伴生气，使海洋资源可得到合理的利用。

许多类似的系泊系统装置已经或正在被应用与世界各地的海域， 这样的系泊装置比如包括，传统的多锚腿系泊浮筒（Catenary Anchor Leg Mooring -CALM）、单锚腿浮筒（Single Anchor Leg Mooring -SALM）及其变种型式如铰接装载塔（Articulated Loading Tower -ALT)。在当前低油价的背景下，边际油田的开发要求单点系泊装置降低投资、减少操作和维护成本，能便于搬迁重复使用。对于环境条件恶劣的情况下，需要使所系泊的浮体下潜，以躲避风浪的影响。

本专利申请正是在这一背景下提出了一种适用于下潜浮体的单点系泊装置，该装置能使所系泊的浮体下潜，操作简单。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种适用于下潜浮体的单点系泊装置，在外浮体系泊后的作业过程中无需拖轮施加艉拖力，节省由此增加的资源投资；通过使浮体下潜，解决恶劣环境条件的自存问题；通过设置Y型浮体，解决船舶系泊问题。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种适用于下潜浮体的单点系泊装置，包括系泊基础、缓冲系统、辅助转向系统、艏下潜系统、输送系统、系泊浮体、艉下潜系统，所述系泊浮体的艏艉两端设有所述艏下潜系统和所述艉下潜系统，所述系泊浮体通过锚链连接到下潜系统的浮筒上；

所述系泊基础，由基础、塔柱和旋转轴承组成，所述旋转轴承位于所述塔柱顶部，通过单向铰和缓冲臂连接；

所述缓冲系统由缓冲臂、缓冲配重和缓冲链杆组成，所述缓冲臂为杆系结构，可以绕所述塔柱360度旋转，其近端通过所述单向铰与所述系泊基础上的所述旋转轴承连接，远端上靠近端部与所述缓冲配重刚性连接，在端部通过十字铰与所述缓冲链杆连接；所述缓冲配重为一配重块，内部填充有重物；所述缓冲链杆为细长杆结构，在下端通过所述十字铰与所述缓冲臂或者所述缓冲配重连接，上端通过所述十字铰与轴套2连接；

所述辅助转向系统，由配重、锚链1和锚链2组成，所述锚链2上端通过轴套1与转轴1连接，所述锚链2下端与转向配重连接；所述锚链1上端与所述转向配重连接，所述锚链1下端与所述缓冲臂的近塔柱端连接；所述锚链2上端连接点在水面面上的投影点距离所述塔柱的距离不小于所述锚链1下端连接点在水面面上的投影点距离所述塔柱的距离，且所述锚链1和所述锚链2均处于微张紧状态；

所述艏下潜系统，由艏浮筒、滑轮支架1、锚链3、配重1、滑轮支架2、锚链4、配重2组成，所述艏浮筒浮在水面上，所述锚链3下端与所述轴套1连接，上端穿过和所述滑轮支架1上的滑轮后，与悬挂在所述艏浮筒前端外的所述配重1连接，所述锚链4的下端与所述轴套2连接，上端穿过和所述滑轮支架2上的滑轮后，与悬挂在所述艏浮筒后端外的所述配重2连接；

所述输送系统，由管缆、阀门、旋转头、滑环组成，所述管缆下端通过所述旋转头或所述滑环与所述旋转轴承上的预留管缆接头连接，所述管缆中部可根据水深和所述管缆的性能安装浮球，所述管缆上端通过所述旋转头或所述滑环与所述轴套1和所述转轴1进行输送通路的连接；

所述系泊浮体，为两端小，中间大的整体结构，前端为所述转轴1，后端为所述转轴2，所述转轴1和所述转轴2同轴，且可以在所述轴套1、所述轴套2、所述轴套3和所述轴套4中旋转；

所述艉下潜系统，由艉浮筒、滑轮支架3、锚链5、配重3、滑轮支架4、锚链6、配重4组成，所述艉浮筒为Y型浮筒，在所述艉浮筒后可停靠并系泊船舶，其它特征与所述艏下潜系统相同。

所述艉下潜系统两翼上设置有系泊柱。

所述艏下潜系统与所述艉下潜系统上所设有的浮筒可以是圆形截面或多边形截面或圆形与多边形截面形式的组合。

所述艉下潜系统的两翼之间的夹角可以根据需要在30度到180度之间变化，当接近180度时，其特征表现为T型。

所述锚链可以采用缆绳或链杆代替。

本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，在外浮体系泊后的作业过程中无需拖轮施加艉拖力，节省由此增加的资源投资；通过使浮体下潜，解决恶劣环境条件的自存问题；通过设置Y型浮体，解决船舶系泊问题。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型立面视图；

图2为本实用新型侧视图1；

图3为本实用新型侧视图2；

图4为本实用新型艉下潜系统俯视图；

图5为本实用新型浮体下潜示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例，对本实用新型进行详细的描述。

如图1-4所示，本实用新型包括由系泊基础（1）、缓冲系统（2）、辅助转向系统（3）、艏下潜系统（4）、输送系统（5）、系泊浮体（6）、艉下潜系统（7）；

系泊基础（1），其特征在于由基础（1-1）、塔柱（1-2）和旋转轴承（1-3）三个部分组成，其中旋转轴承（1-3）位于塔柱顶部，通过一个单向铰和缓冲臂（2-1）连接；

缓冲系统（2）由一根缓冲臂（2-1）、缓冲配重（2-2）和缓冲链杆（2-3）组成。缓冲臂（2-1），其特征是一个杆系结构，可以绕塔柱（1-2）360度旋转，其近端通过一个单向铰与系泊基础（1）上的旋转轴承（1-3）连接，远端上靠近端部与缓冲配重（2-2）刚性连接，在端部通过一个十字铰（2-4）与缓冲链杆（2-3）连接。缓冲配重（2-2）的特征为一配重块，通过在其内部填充重物实现配重的目的。缓冲链杆（2-3），其特征为一细长杆结构，在下端通过一个十字铰与缓冲臂（2-1）或者缓冲配重（2-2）连接，上端通过一个十字铰与轴套2（6-4）连接；

辅助转向系统（3），由配重（3-1）、锚链1（3-2）和锚链2（3-3）组成，锚链2（3-3）上端通过通过轴套1（6-3）与转轴1（6-2）连接，锚链2（3-3）下端与转向配重（3-1）连接，锚链1（3-2）上端与转向配重（3-1）连接，锚链1（3-2）下端与缓冲臂（2-1）的近塔柱端连接。其特征在于锚链2（3-3）上端连接点在水面面上的投影点距离塔柱（1-2）的距离不小于锚链1（3-2）下端连接点在水面面上的投影点距离塔柱（1-2）的距离，且锚链1和锚链2均处于微张紧状态，在浮体换向时能提供回复力；

艏下潜系统（4）由艏浮筒（4-1）、滑轮支架1（4-2）、锚链3（4-3）、配重1（4-4）、滑轮支架2（4-5）锚链4（4-6）、配重2（4-7）组成。其特征在于艏浮筒（4-1）浮在水面上，锚链3的下端与轴套1（6-3）连接，上端穿过和滑轮支架1（4-2）上的滑轮后与悬挂在艏浮筒前端外的配重1（4-4）连接，锚链4的下端与轴套2（6-4）连接，上端穿过和滑轮支架2（4-5）上的滑轮后与悬挂在艏浮筒后端外的配重2（4-7）连接。在浮体作用在大于配重转轴1（6-2）上的荷载大于配重1和配重2重量之和时，浮体即可下潜，配重1和配重2被拉高到设计高度；相反，则当浮体上浮，配重1和配重2往下走；

输送系统（5），其特征为由管缆、阀门、旋转头、滑环等组成的可以输送流体、电、信号等介质的输送通路。管缆（5-1）下端通过旋转头或滑环（5-2）与旋转轴承（1-3）上的预留管缆接头连接，管缆（5-1）中部可根据水深和管缆的性能安装浮球（5-3），管缆（5-1）上端通过一个旋转接头或滑环（5-4）与轴套1（6-3）和转轴1（6-2）进行输送通路的连接；

系泊浮体（6），其特征在于浮体为两端小，中间大的整体结构，前端为转轴1（6-2），后端为转轴2（6-5），转轴1和转轴2同轴，且可以在轴套1、轴套2、轴套3和轴套4中旋转；

艉下潜系统（7）由艉浮筒（7-1）、滑轮支架3（7-2）、锚链5（7-3）、配重3（7-4）、滑轮支架4（7-5）锚链6（7-6）、配重4（7-7）组成。相对于艏浮筒（4-1），艉浮筒（7-1）的特征在于为一Y型浮筒，在Y型浮筒后面可以停靠并系泊船舶。其余特征和原理与艏下潜系统（4）完全相同。

如图5所示，系泊基础（1）的作用是将整个系泊装置锚固在海床上，在系泊基础的塔柱（1-2）上端安装旋转轴承（1-3），可实现风标效应的360度旋转；

缓冲系统（2）的作用是为系泊的浮体提供缓冲和恢复力，其缓冲功能通过缓冲臂（2-1）、缓冲配重（2-2）和缓冲链杆（2-3）的配合实现，缓冲配重的重量根据水深、所系泊浮体的规模进行设计，可将系泊力控制在合理范围内；

辅助转向系统（3）的作用是辅助整个系泊装置适应风标效应进行换向，其换向通过配重（3-1）、锚链1（3-2）和锚链2（3-3）的配合实现，当浮体转动一定角度时，缓冲臂（2-1）与浮体轴线在水平面上的投影线之间的夹角会发生变化，配重被提起，从而产生了转向用的恢复力，恢复力会使缓冲臂（2-1）与浮体轴线在水平面上的投影线保持0度，从而实现了整体系泊装置的辅助转向；

艏下潜系统（4）和艉下潜系统（7）的作用是在浮体下潜的过程中以及下潜之后为整个系统提供足够的水线面，保持整个系统的稳定性。艏下潜系统（4）和艉下潜系统（7）本身无需动力，其操作是通过锚链、配重和滑轮的巧妙配合实现；

艉下潜系统（7）的艉浮筒（7-1）可以采用Y型浮筒，可实现船舶的系泊。船舶通过系泊缆绳直接系泊到Y型浮筒的两个翼上，操作非常方便；

输送系统（5），与常规系泊系统类似，通过管缆和旋转头/滑环接入浮体，实现液体、电、信号等介质的输送；

系泊浮体（6）的两端应设计一轴，浮在水面状态时浮体（6）可以独立自浮，可通过其本身的设计保持稳定，当时浮体（6）下潜入水后具有一定的重量，通过艉下潜系统（7）的艉浮筒（7-1）上的锚链保持稳定。必要时转轴与锚链的连接可以通过轴套连接，这样能实现浮体在水中沿自身轴向旋转。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。