半潜平台及其下浮体制造技术

本发明专利技术提供了一种半潜平台及其下浮体，所述下浮体包括两个艏艉段和一个中间段，两个艏艉段分别连接在中间段纵向的两端；所述艏艉段在纵向上为由中部至两端宽度渐缩的结构，艏艉段的最大宽度处通过曲面圆滑过渡至外端，且艏艉段的外端端部形成弧面，艏艉段的最大宽度处与所述中间段曲面圆滑过渡连接；所述中间段的最大宽度小于艏艉段的最大宽度。本发明专利技术采用流线型结构的下浮体，有利于减少半潜平台的拖航及自航阻力，在自航行或拖带航行工况时，降低平台主机或拖轮主机的燃油消耗量，进而降低了作业成本。进一步地，本发明专利技术还可使得平台的垂荡运动幅值响应算子得以降低，改善了平台垂荡性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程
，涉及一种浮动式海上结构物，更具体地，涉及一种适合在中深水海域作业的半潜平台及其下浮体。
技术介绍
众所周知，石油资源是现代工业的动力源泉，伴随着陆地石油资源的日趋贫乏，海洋油气资源的勘探开发利用近年来不断的得到快速发展，从而导致海洋工程量需求旺盛，特别是随着海洋工程从浅水逐步的走向中深水，中深水海洋工程设备如半潜式钻井平台、半潜式海洋生活平台、半潜式海洋起重平台等海工装备产品得到世界各大船厂的追捧，竞争激烈。对于常见的半潜式平台而言，一般是在下船体的左右舷分别设置一个浮体（也称浮筒），用以为整体的半潜式平台提供所需全部浮力；两个下浮体大间距的设置在半潜式平台的左右两侧，防止横摇幅值过大，保证半潜式平台的整体稳性；在作业工况或抗风暴自存工况时，下浮体完全沉没于海平面以下的海水里，为半潜式平台提供整体浮力的同时，防止波浪扰动力幅值过大等不利问题的出现。常见的下浮体的横向剖面为四角有圆弧的矩形，减少半潜式平台在自航行（或拖带航行）工况时的航行阻力及拖曳力，但这种形状的下浮体在阻力方面和垂荡运动性能方面仍有改进的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的首先在于提供一种半潜平台及其下浮体，解决现有技术中半潜式平台在航行工况时阻力过大的问题。进一步地，本专利技术还对半潜平台的垂荡性能进行改善。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种半潜平台的下浮体，所述下浮体包括两个艏艉段和一个中间段，两个艏艉段分别连接在中间段纵向的两端；所述艏艉段在纵向上为由中部至两端宽度渐缩的结构，艏艉段的最大宽度处通过曲面圆滑过渡至外端，且艏艉段的外端端部形成弧面，艏艉段的最大宽度处与所述中间段曲面圆滑过渡连接；所述中间段的最大宽度小于艏艉段的最大宽度。优选地，所述艏艉段和所述中间段均相对于自身纵向轴线对称，艏艉段对称设置在中间段的两端，且艏艉段和中间段的纵向轴线重合。优选地，所述中间段由一端至另一端等宽。优选地，所述中间段的宽度与所述艏艉段的最大宽度的比例为0.60-0.75。优选地，所述中间段的宽度与所述艏艉段的最大宽度的比例为0.62-0.7。优选地，所述艏艉段的最大宽度为19m-21m，所述中间段的宽度为13m-15m。优选地，所述中间段的轴向长度与所述艏艉段的轴向长度的比例为0.4-0.5。优选地，所述艏艉段的最大宽度处至该艏艉段与所述中间段连接处的轴向距离与艏艉段的最大宽度的比例为1.05-1.15。优选地，所述艏艉段的轴向长度与最大宽度的比例为2-2.2。优选地，所述艏艉段的最大宽度处距外端端部的距离与艏艉段的最大宽度的比例为1-1.2。优选地，所述艏艉段的最大宽度处与所述中间段之间由多段圆弧依次连接过渡。优选地，在从所述艏艉段的最大宽度处往所述中间段的方向上，所述多段圆弧包括依次连接的至少两段半径渐大的外凸圆弧和至少两段半径渐小的内凹圆弧。优选地，所述艏艉段的最大宽度处与所述中间段连接的各圆弧的半径为20m~51m。优选地，所述艏艉段的最大宽度处通过多段圆弧圆滑过渡至外端端部，且在往外端方向上，各段圆弧的半径逐渐减小。优选地，所述艏艉段外端端部圆弧面的半径与艏艉段的最大宽度的比例为0.2-0.3。优选地，所述艏艉段的最大宽度处至外端端部的外轮廓线为半椭圆，艏艉段的最大宽度处通过椭圆弧和至少一段内凹圆弧过渡至所述中间段，且所述椭圆弧与所述半椭圆相连并在同一个椭圆上，所述艏艉段的最大宽度为所述椭圆的短轴。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种半潜平台，包括如上所述的下浮体。由上述技术方案可知，本专利技术至少具有如下优点和积极效果：本专利技术中，半潜平台下浮体的艏艉段在纵向上由最大宽度处分别通过曲面圆滑过渡至外端端部和中间段，下浮体的外轮廓线为圆滑的曲线，这种流线型结构有利于减少半潜平台的拖航及自航阻力，在自航行或拖带航行工况时，降低平台主机或拖轮主机的燃油消耗量，进而降低了作业成本。进一步地，下浮体的艏艉段和中间段的中心轴线重合，下浮体左右对称，对于采用该下浮体的半潜平台而言，可以使得垂荡运动幅值响应算子得以降低，进一步改良了平台垂荡性能，以便防止波浪扰动力及幅值过大等不利问题的出现，使半潜平台的可作业海域得以进一步扩展，完全适用于各恶劣海域，在更加恶劣的天气及海况条件下仍然能够保证连接其上的立管可靠工作，进而降低了油气钻探开采周期及作业成本。附图说明图1是本专利技术半潜平台优选实施例的侧面结构示意图。图2是本专利技术图1的左视图，即半潜平台的艉部结构示意图。图3是本专利技术图1的A-A视图。图4是本专利技术半潜平台优选实施例中下浮体内舱室布置示意图。图5是本专利技术半潜平台优选实施例中下浮体内关键液舱的布置示意图。图6是本专利技术图1的B-B视图。图7是本专利技术下浮体另一优选实施例的结构示意图。附图标记说明如下：1、下浮体；101、外板；11、艏艉段；111、外端； 12、中间段；14、舱室；14a、关键液舱；14b、舱室；141、舱壁板；141a、内壳板；141b、舱壁板；2、立柱；201、纵向外板；202、横向外板；21、圆角；22、突出部分；3、主船体；31、左舷外板；32、右舷外板；33、主甲板；331、延伸部；34、间甲板；35、下甲板；4、横撑；5、货罐。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术提供一种适合在中深水海域作业的半潜平台及其下浮体，该半潜平台可以作为钻井平台进行油气开采作业，这类平台工作水深在80米-1500米左右，可变载荷在5000-6000吨左右。较优地，本专利技术所提供的半潜平台作业时允许海水温度范围为0-32摄氏度，作业是允许环境空气温度范围为负7-正35摄氏度，可在英国北海等海域作业。如无特别说明，下文中涉及的“纵向”均以半潜平台的长度方向为参照，对应地，半潜平台纵向的两端分别称为艏部和艉部；“横向”均以半潜平台的宽度方向为参照，对应地，半潜平台横向的两侧分别称为左舷和右舷。另外，下浮体的长度方向与半潜平台的长度方向一致。参阅图1和图2，本实施例的半潜平台主要包括两个下浮体1，竖直设置于下浮体1上的四个立柱2，以及支撑于立柱2上的主船体3。下浮体1沿纵向延伸，两个下浮体1对称地分列于左舷和右舷，两下浮体1平行间隔布置。四个立柱2的下端分别设置在两个下浮体1的艏部和艉部，位于左舷和右舷的相对的两立柱2之间还连接有横撑4，四个立柱2的上端支撑主船体3。主船体3呈四方形箱型结构，其上根据实际需要布置各类功能装置。立柱2对主船体3的总体重量进行支撑。在作业工况或抗风暴自存工况时，下浮体1完全沉没于海平面以下的海水里，其主要目的是为半潜平台提供整体浮力，并承受环境载荷、工作重量和空船重量。该半潜平台设置有四个推进器（图中未示出），四个推进器分别位于两个下浮体1艏部和艉部的底部，各推进器为全回转推进器，并配以适配的动力定位系统，在拖带作业工况时通过拖曳缆绳传递拉力。该半潜平台设置的推进器数量较少，因而相应地简化了配套的控制系统。结合图1和图3，下浮体1包括两个艏艉段11和一个中间段12，两个艏艉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半潜平台的下浮体，其特征在于：所述下浮体包括两个艏艉段和一个中间段，两个艏艉段分别连接在中间段纵向的两端；所述艏艉段在纵向上为由中部至两端宽度渐缩的结构，艏艉段的最大宽度处通过曲面圆滑过渡至外端，且艏艉段的外端端部形成弧面，艏艉段的最大宽度处与所述中间段曲面圆滑过渡连接；所述中间段的最大宽度小于艏艉段的最大宽度。

【技术特征摘要】
2015.02.02 CN 20151005349251.一种半潜平台的下浮体，其特征在于：所述下浮体包括两个艏艉段和一个中间段，两个艏艉段分别连接在中间段纵向的两端；所述艏艉段在纵向上为由中部至两端宽度渐缩的结构，艏艉段的最大宽度处通过曲面圆滑过渡至外端，且艏艉段的外端端部形成弧面，艏艉段的最大宽度处与所述中间段曲面圆滑过渡连接；所述中间段的最大宽度小于艏艉段的最大宽度。2. 根据权利要求1所述的下浮体，其特征在于，所述艏艉段和所述中间段均相对于自身纵向轴线对称，艏艉段对称设置在中间段的两端，且艏艉段和中间段的纵向轴线重合。3. 根据权利要求1所述的下浮体，其特征在于，所述中间段由一端至另一端等宽。4. 根据权利要求3所述的下浮体，其特征在于，所述中间段的宽度与所述艏艉段的最大宽度的比例为0.60-0.75。5. 根据权利要求4所述的下浮体，其特征在于，所述中间段的宽度与所述艏艉段的最大宽度的比例为0.62-0.7。6. 根据权利要求3所述的下浮体，其特征在于，所述艏艉段的最大宽度为19m-21m，所述中间段的宽度为13m-15m。7. 根据权利要求1所述的下浮体，其特征在于，所述中间段的轴向长度与所述艏艉段的轴向长度的比例为0.4-0.5。8. 根据权利要求1所述的下浮体，其特征在于，所述艏艉段的最大宽度处至该艏艉段与所述中间段连接处的轴向距离与艏艉段的最大宽度的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：李磊，罗伯特·拉格威森，肖元，张利华，韩荣贵，马格纳斯·恩格斯特，拉特格·欧格曼，贺昌海，傅强，刘富祥，李峰，滕瑶，张工，
申请(专利权)人：中集海洋工程研究院有限公司，巴索技术公司，烟台中集来福士海洋工程有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37