本发明专利技术提供了一种海上浮式结构物的防护装置，涉及海洋工程防护装备领域，所述海上浮式结构物的防护装置包括连接结构和至少三个浮筒；至少三个所述浮筒为中空的圆柱形；至少三个所述浮筒围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述浮筒内均装有压载物；至少三个所述浮筒分别通过所述连接结构与海上浮式结构物连接；所述连接结构能够调节至少三个所述浮筒与海上浮式结构物的距离。本申请的海上浮式结构物的防护装置，解决了现有技术中海上浮式结构物的防护装备的实施难度大、成本高、移动性差的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程防护装备
，尤其是涉及一种海上浮式结构物的防护装置。
技术介绍
海洋是人类生存和可持续发展的重要领域，21世纪将是人类认知海洋、开发海洋的世纪，海洋资源极其丰富，蕴藏着大量的矿产资源、天然气资源和石油资源，近些年来，世界各国都在加紧研究和开发海洋资源，海洋的开发和利用已成为决定国家兴衰的基本因素之一。在海洋资源和空间利用过程中，波浪荷载是海上建筑物所受的主要荷载之一。由于波漂移力等波浪载荷的作用，海上浮式结构物需要进行锚泊定位，波浪漂移力等波浪载荷直接影响着锚链等系缆的安全性和经济性。目前人们主要着眼于：通过改变海上建筑物的水动力特性，提高结构强度和安全系数等方式来确保建筑物的安全。但是，石油平台等海上建筑物仍置于恶劣海洋环境中这一事实并没有改变。海上浮式结构物的防护装备是一种利用波浪的相互作用实现降低波浪漂移力的海洋工程装备。Alam考虑将水面波浪激发为水下传播的的内波实现对水面浮式结构物的保护。并于2012年验证了通过在隐形区域外围水底安装Ripples，可以将表面重力波激发为内波。该技术需要对海底地形进行改变或安装相应设备，具有实施难度大、成本高、移动性差等缺点；另外需要两层流或多层流的界面作为内波传播的媒界。Porter与Newman考虑通过改变海底地形来影响波浪的传播以实现对水面浮式结构物的保护，并在理论上进行了验证，但是该方法实施难度大，成本高。因此，如何专利技术一种实施难度小、成本低廉、移动性好的海上浮式结构物防护装备成为了本领域亟待解决的工程难题。基于此，本专利技术提供了一种海上浮式结构物的防护装置以解决上述的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海上浮式结构物的防护装置，以解决现有技术中存在的海上浮式结构物的防护装备的实施难度大、成本高、移动性差等技术问题。本专利技术提供的海上浮式结构物的防护装置，包括连接结构和至少三个浮筒；至少三个所述浮筒为中空的圆柱形；至少三个所述浮筒围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述浮筒内均装有压载物；至少三个所述浮筒分别通过所述连接结构与海上浮式结构物连接；所述连接结构能够调节至少三个所述浮筒与海上浮式结构物的距离。可选的，所述连接结构包括至少三个连接横梁；至少三个所述连接横梁水平放置；至少三个所述连接横梁的一端均与海上浮式结构物转动连接，至少三个所述连接横梁的另一端分别与至少三个垂直竖梁的一端一一对应转动连接；至少三个所述连接横梁围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述垂直竖梁竖直放置，至少三个所述垂直竖梁的另一端分别与至少三个所述浮筒一一对应连接；至少三个所述连接横梁和至少三个所述垂直竖梁均采用桁架结构梁。可选的，所述至少三个连接横梁和海上浮式结构物之间还设置有至少三个支撑梁，至少三个所述支撑梁的一端均与海上浮式结构物转动连接，另一端分别与至少三个连接横梁一一对应连接。可选的，至少三个所述连接横梁均包括多个桁架模块，多个桁架模块顺次的可拆卸连接。可选的，至少三个所述垂直竖梁的端部均设置有圆形的卡箍，至少三个所述浮筒一一对应卡接在其中一个所述卡箍内。可选的，所述卡箍与所述垂直竖梁可拆卸连接。可选的，所述浮筒的筒口处设置有翻边，所述翻边与所述卡箍抵接。可选的，至少三个所述连接横梁的端部均设置有固定板，所述固定板通过螺钉与海上浮式结构物固接，所述连接横梁与所述固定板转动连接。可选的，所述压载物为水。本专利技术提供的所述海上浮式结构物的防护装置，由多个半径为r、吃水为d的圆柱形浮筒组成，所有圆柱形浮筒的尺寸大小和吃水都相同，其水面以上部分高度h任意，圆柱形浮筒为空心结构，内部装有压载物。组成本防护装备的圆柱形浮筒的个数为≥3的整数，圆柱形浮筒的数量越多，防护效果越明显。至少三个所述浮筒围绕海上浮式结构物均匀分布。所述的圆柱形浮筒规则地围绕在被保护的海上浮式结构物的周围，并以被保护的海上浮式结构物的几何中心为圆心构成半径为R的同心圆。圆柱形浮筒在同心圆上等间隔均匀分布。因为波浪的传播方向是任意且不确定的，该防护装备的这种规则性分布最大程度上保证了波浪在不同方向入射时的防护效果。每一个圆柱形浮筒都通过连接机构与被保护的海上浮式结构物连接在一起。在使用时，将连接结构与要保护的海上浮式结构物连接，当圆柱形浮筒的半径r、吃水d和同心圆半径R选择恰当时，中心浮式结构物受到波浪漂移力可以减小到几乎为0。由于所述连接结构可改变长度,当入射波浪频率发生变化时，可以通过改变连接机构的尺寸和圆柱形浮筒压载物重量来改变同心圆半径R和圆柱形浮筒的吃水d。本专利技术提供的所述海上浮式结构物的防护装置有益效果是，通过设置在海上浮式结构物周围的圆柱形浮筒对海上浮式结构物进行保护，当任意频率任意方向的入射波浪接触到该防护装备和被保护的海上结构物时会发生扰射和反射，因此整个浮筒群之间会同时存在着入射波和扰射波。这时入射波、扰射波之间会产生复杂的干涉现象，此时可以通过调节连接机构的尺寸和圆柱形浮筒压载水重量来改变同心圆半径R和圆柱形浮筒吃水d。当同心圆半径R、圆柱形浮筒的半径r和吃水d选择合适时，波浪之间会产生有益的干涉作用，因此此时的海上浮式结构物所受的漂移力会显著减小，有利于海上浮式结构物的精准定位和正常作业。其系泊系统的受力也会减小，提高了海上浮式平台的安全性。整个装置结构较为简单，仅有连接结构和几个浮筒，实施容易，成本很低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的海上浮式结构物的防护装置的与海上浮式结构物的位置关系示意图；图2为图1所示的海上浮式结构物的浮筒的使用状态参考图；图3为图1所示的海上浮式结构物的防护装置的结构示意图；图4为中心浮体受力与波长关系图；图5为全部浮体受力与波长关系图。附图标记：1-连接结构； 2-浮筒； 3-海上浮式结构物；4-连接横梁； 5-卡箍； 6-垂直竖梁；7-支撑梁。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海上浮式结构物的防护装置，其特征在于，包括连接结构和至少三个浮筒；至少三个所述浮筒为中空的圆柱形；至少三个所述浮筒围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述浮筒内均装有压载物；至少三个所述浮筒分别通过所述连接结构与海上浮式结构物连接；所述连接结构能够调节至少三个所述浮筒与海上浮式结构物的距离。
【技术特征摘要】
1.一种海上浮式结构物的防护装置，其特征在于，包括连接结构和至少三个浮筒；至少三个所述浮筒为中空的圆柱形；至少三个所述浮筒围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述浮筒内均装有压载物；至少三个所述浮筒分别通过所述连接结构与海上浮式结构物连接；所述连接结构能够调节至少三个所述浮筒与海上浮式结构物的距离。2.根据权利要求1所述的海上浮式结构物的防护装置，其特征在于，所述连接结构包括至少三个连接横梁；至少三个所述连接横梁水平放置；至少三个所述连接横梁的一端均与海上浮式结构物转动连接，至少三个所述连接横梁的另一端分别与至少三个垂直竖梁的一端一一对应转动连接；至少三个所述连接横梁围绕海上浮式结构物均匀分布；至少三个所述垂直竖梁竖直放置，至少三个所述垂直竖梁的另一端分别与至少三个所述浮筒一一对应连接；至少三个所述连接横梁和至少三个所述垂直竖梁均采用桁架结构梁。3.根据权利要求2所述的海上浮式结构物的防护装置，其特征在于，所述至少三个连接横梁和海上浮式结构物之间还设置有至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：何广华，张志刚，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东;37
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