一种带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置的制作方法

本发明涉及单点系泊装置，具体地指一种带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置，属于海洋工程结构装置领域。

背景技术：

单点系泊装置是指海洋工程船舶通过单点形式系泊在另一个固定式或浮动式结构物上，船舶围绕该结构物由于风向标效应，可以随风浪流做360°回转运动，使海洋工程船舶受力最小。

当海洋工程船舶遭遇极端恶劣海况、设备或结构失效等紧急事件时，需要将单点系泊系统与船舶快速解脱，以免造成单点系泊系统过载，导致严重事故。单点系泊系统软刚臂机构属大型构件，其快速解脱技术是保证海洋工程船舶与单点系泊系统安全的关键。快速解脱方案要充分考虑季节、气象、海况等环境因素对作业船舶的影响，以及现场状况和施工技术的限制，解脱工期和操作人员安全，快速解脱技术需具备合理性与可操作性。

单点系泊装置常规的解脱为系泊腿与系泊刚臂之间的解脱，最常见的连接与解脱型式为系泊腿销轴解脱和系泊腿法兰螺栓解脱。常规解脱方案中，需要风平浪静海况下，由于拔销轴和拆除螺栓过程均需要拆除件受力小的情况下才能开展拆除作业，常规解脱一般最少需要3～4天，无法满足快速解脱要求。因此有必要设计开发一种符合要求的快速解脱单点系泊装置。

技术实现要素：

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置，该装置能够使设于系泊船上的系泊支架与固定塔架上连接的系泊腿快速分离，从而实现系泊船可随时从单点系泊装置上安全撤离。

实现本发明目的采用的技术方案是一种带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置，该软刚臂单点系泊装置包括系泊船和固定塔架，所述固定塔架上设有系泊刚臂，系泊刚臂另一端铰接有系泊腿，此外，该软刚臂单点系泊装置还包括：

系泊支架，设于所述系泊船上；

斜向滑道，设于所述系泊支架上；

滑块，设于所述斜向滑道中；以及

连接座，与所述系泊腿的另一端铰接，所述滑块与连接座固定连接。

进一步地，所述带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置还包括：

水平滑道，设于所述系泊支架上，且与所述斜向滑道的下端交汇，滑块从所述交汇处进入水平滑道进行滑动。

更进一步地，所述系泊刚臂连接系泊腿的一端接触到水面时，滑块从斜向滑道与水平滑道的交汇处进入水平滑道进行水平向的滑动。

进一步地，所述带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置还包括：

液压夹钳，设于所述斜向滑道的顶端，用于固定所述滑块；

进一步地，所述带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置还包括：

系泊绞车，设于所述系泊船上，所述系泊绞车设有系泊缆，系泊缆另一端与连接座连接。

在上述技术方案中，所述斜向滑道与竖直方向成一定角度。

在系泊船系泊工况时，滑块在系泊支架的斜向轨道中，在液压夹钳的作用下固定于滑道中。在系泊船撤离工况时，连接系泊腿的滑块在连接结构重力作用下沿着轨道下滑，同时受到系泊缆的牵制保证下滑运动过程安全可靠，当滑块至系泊刚臂碰到水面，滑块垂向运动停止，随后系泊船开始远离单点系泊装置的固定塔架，滑块随即在固定于系泊支架上的水平滑道上面开始水平运动，运动一定距离后，滑块脱离水平滑道开始在系泊缆的作用下与滑道彻底脱离，实现单点系泊系统中系泊支架与系泊腿的完全分离，从而实现系泊船与单点系泊装置的安全快速解脱。

本发明结构简单，构思巧妙，斜向滑道固定安装在系泊支架上，斜向滑道通过连接座与系泊腿连接，滑块在连接结构件的重力作用下运动至水平滑道，然后在水平滑道中运动至与水平滑道的分离，实现单点系泊装置系泊支架与系泊腿的快速分离。此发明装置只需要在系泊支架上加装斜向滑道、水平滑道和液压夹钳，在连接系泊腿的连接座上固定连接滑块，易于装配和更换，大大降低制造成本，增强了系泊船在海上作业和解脱的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置的结构示意图。

图2是本发明中快速解脱装置原理图。

图3是系泊刚臂运动最低点的示意图。

图4是滑块水平运动的示意图。

图5是滑块与水平滑道脱离的示意图。

图6是系泊船撤离示意图。

图中标号：1-系泊船、2-系泊绞车、3-系泊缆、4-系泊支架、5-水平滑道、6-液压夹钳、7-滑块、8-连接座、9-系泊腿、10-系泊刚臂、11-固定塔架、12-驳船。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明带滑块可快速解脱的软刚臂单点系泊装置，应用于塔架式软刚臂单点系泊装置，该软刚臂单点系泊装置包括系泊船1、固定塔架11和系泊刚臂10，系泊刚臂10的一端与固定塔架11连接，系泊刚臂10的另一端铰接有系泊腿9，系泊腿9能绕铰接点处进行转动。系泊腿的另一端铰接有连接座8，系泊船1上固定焊接有系泊支架4，系泊支架4上设有斜向滑道，斜向滑道中设有滑块7，滑块7与连接座8固定连接，斜向滑道的顶端设有用于固定滑块7的液压夹钳6。

本发明优选地，斜向滑道与竖直方向成一定角度，当滑块7从斜向滑道中下滑时，产生一个水平和竖直方向的作用力，能够快速、有效地拉动系泊腿9。

为了牵制滑块7在下滑运动的过程中安全可靠，本发明还在系泊船1上设有系泊绞车2，系泊绞车2设有系泊缆3，系泊缆3另一端与连接座8连接。

为了便于滑块7下滑后与斜向滑道分离，本发明在系泊支架4上设有水平滑道5，水平滑道5与斜向滑道的下端交汇，滑块7从斜向滑道下滑后从交汇处进入水平滑道7进行滑动。水平滑道5设于斜向滑道下端的位置，具体按以下方式确定：当系泊刚臂10连接系泊腿的一端接触到水面时，滑块7位于斜向滑道上的位置处设置水平滑道，此时滑块7从斜向滑道与水平滑道5的交汇处进入水平滑道5进行水平向的滑动。

本发明单点系泊装置在平衡状态时，系泊腿10处于竖直状态，系泊支架1和固定塔架11均不受水平系泊力。当风、浪、流、冰等载荷作用于系泊船1，使系泊船1远离或者靠近固定塔架11时，系泊刚臂10被抬升，系泊腿9围绕铰接点处进行转动，单点系泊装置依靠自身重量和系泊刚臂10的压载水重量，提供与运动方向相反的回复力，将系泊船1拉回或推回至平衡状态。

如图2所示，系泊船1在正常系泊状态时，滑块7在最高点由液压夹钳6锁止，系泊缆3连接于连接座8上端，系泊绞车2不工作。系泊船1在快速解脱状态时，系泊刚臂10的应急排水阀打开排放压载水，系泊绞车2启动开始收紧系泊缆3，滑块7从液压夹钳6中释放，开始沿着系泊支架4上面的斜向滑道开始向下运动。滑块7通过连接座8带动系泊腿9和系泊刚臂10下降，运动到系泊刚臂10最低点接触水面，如图3所示。系泊船1可以在辅助推力作用下开始远离固定塔架11，滑块7继续下滑直至运动到水平滑道5中，系泊船1继续远离固定塔架11，滑块7在水平滑道5中开始做水平运动，如图4所示。滑块7在水平滑动5中做运动直至脱离水平滑道5，系泊支架4与系泊腿9实现彻底分离，此时系泊绞车2仍然收紧缆绳缓慢下放，系泊刚臂10放置于驳船12中进行系固作业，如图5所示。系泊刚臂10和系泊腿9安全系固在驳船12中后，拆除系泊缆3的端头，如图6所示，系泊绞车2工作收卷系泊缆3，系泊船1即可驶离系泊点，快速转移至安全地点。

传统的解脱作业需要工作人员到系泊腿和系泊刚臂连接法兰或销轴处，需要利用专用工具进行螺栓的拆除，借助倒链进行约束相对运动，作业过程中受到风、浪、流等影响产生的晃动较大，作业时间和质量不能得到保证。而且系泊刚臂拆除后部分作业人员需要随系泊刚臂下降到海面，要求作业人员具有娴熟的海上施工经验。

本发明的单点系泊装置在八小时内可完成系泊支架和系泊腿之间的快速解脱，大大缩短解脱作业时间，可充分提高单点系泊解脱作业的效率，减少专用拆卸工具的配置和作业人员的工作量。本发明结构设计简单，易于装配和维护，可大大降低作业成本。

上述软刚臂单点系泊装置中所具体使用的滑块、滑道、连接座、液压夹钳均可以采用现有成熟产品。

本发明的保护范围不局限于以上所述实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所述的技术范围内，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与装饰，均落入本发明的保护范围之内。