一种张力腿平台模型系泊装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种张力腿平台模型系泊装置，其包括：基座，固定在海底，基座的内部设有一开口空腔，开口空腔的内部设有一转动球体，转动球体的外表面与开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，其中，转动球体由上球体和下球体组合而成，上球体露出至开口空腔的外部，并与张力腿单体相连接，下球体设置在开口空腔内。本实用新型专利技术不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，每个张力腿单体的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种张力腿平台模型系泊装置
本技术涉及船舶与海洋工程
，尤其涉及一种张力腿平台模型系泊装置。
技术介绍
张力腿平台是一种重要的海洋油气开发工程设施与设备。张力腿平台的建造以及优化对于海洋油气资源等的开发，对于国家经济建设和能源利用有着至关重要的作用。在张力腿平台的建造过程中，需要考虑张力腿系统的材料选择、张力腿系统与海底系泊装置的连接方式等问题。张力腿平台的特点是自身产生的浮力远大于重力，剩余浮力需要与预张力进行平衡。预张力对于张力腿的作用使得在张力腿的构建中，需要对材料以及连接方式进行深入考虑。实际中的风、浪、流相对平台的方向是任意的，而张力腿平台需要承受以上任意形式荷载，同时满足张力腿平台的强度需求以及海上作业效率。为了综合考虑海洋不同方向的载荷，在试验模拟时就需要考虑张力腿平台在外载荷作用下，由于受到不同方向的海流作用，其张力腿结构会承受不同方向的载荷，传统的与系泊缆连接方式可能会对张力腿的偏向产生限制，进而影响试验的精确度。同时，在大张力条件下，目前的市场上并没有可多自由度任意旋转的底座，以前使用万向节替代，但是万向节在大张力作用下转动时的摩擦力很大，严重影响试验质量。并且，现有的轴承大多在大压力下转动摩擦力比较大，没有一种能解决大拉力下保证转动摩擦力小的技术问题。
技术实现思路
本技术主要是解决现有技术中所存在的技术问题，本技术提供一种结构简单、偏转角度大和试验模拟的准确性高的张力腿平台模型系泊装置。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本技术提供一种张力腿平台模型系泊装置，其包括：基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内部设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接；其中，所述转动球体由上球体和下球体组合而成，所述上球体露出至所述开口空腔的外部，并与所述张力腿单体相连接，所述下球体设置在所述开口空腔内。进一步地，所述张力腿单体包括管状本体和多个配重块，多个所述配重块间隔地设置在所述管状本体内部，且所述配重块的直径与所述管状本体的内径相适配。进一步地，多个所述配重块沿所述管状本体的长度方向上等间隔分布。进一步地，所述上球体的表面积为所述下球体表面积的1/5。进一步地，相邻两个所述配重块之间还设有缓冲支撑块，所述缓冲支撑块的截面积小于所述配重块的截面积。进一步地，所述开口空腔的内壁上还设有多个滚动轴承，所述滚动轴承的外表面与所述轴承钢球的外表面滚动接触。进一步地，所述基座的形状为圆台形或圆柱形，所述开口空腔的开口方向向上。本技术的有益效果在于：通过将转动球体和基座的开口空腔之间设置轴承钢球进行平滑连接，其偏转角度更大，偏转更加平滑，从而在进行风浪模拟实验时，不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，张力腿采用多个张力腿单体和弹性连接件进行分段式连接，使每个张力腿单体的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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是本技术的张力腿平台模型系泊装置的结构示意图；图2是本技术的张力腿平台模型系泊装置的基座的结构示意图；图3是本技术的张力腿平台模型系泊装置的内部剖视图。具体实施方式下面结合附图对本技术的优选实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。参阅图1-3所示，本技术的张力腿平台模型系泊装置，其包括：基座1，固定在海底，基座1的内部设有一开口空腔2，开口空腔2的内部设有一转动球体3，转动球体3的外表面与开口空腔2的内壁之间通过多个轴承钢球4相互连接；本技术中的转动球体3为转动钢球，其能保证足够的刚度，提升使用的可靠性和稳定性，而开口空腔2的形状优选为球形，这样能使所有的轴承钢球4都能与转动球体3和空腔2内壁相接触。张力腿5，包括多个张力腿单体51，相邻的两个张力腿单体51的端部通过弹性连接件52相互连接，最下方的张力腿单体51的较低端与转动球体3相连接，最上方的张力腿单体51的较高端与外部的平台模型主体相连接。本实施例中的弹性连接件52为弹簧，当然，还可以为其他具有弹性的零件；其中，转动球体3由上球体31和下球体32组合而成，上球体31露出至开口空腔2的外部，并与张力腿单体51相连接，下球体32设置在开口空腔2内。这样可以在保证结构稳定性的前提下，提高张力腿单体51的偏转极限角度。本实施例中的上球体的表面积为下球体表面积的1/5。当然，也可根据实际场合进行合理设定。本技术中，可将转动球体3制作的尽可能直径大且质量大。直径大(如直径大于0.5M)，可以增加轴承钢球4的数量，从而让张力腿5产生的比较大的拉力能均匀分摊在更多的轴承钢球4上，有效减少单个轴承钢球4受力，从而使整个装置的转动摩擦力减小。质量大(如大于100KG)，可以抵消一部分张力腿5产生的拉力，减少每个轴承钢球4的受力。而为了进一步增加转动球体3和轴承钢球4的使用寿命，转动球体3和轴承钢球4应采用硬度大，耐磨性好的材料加工制作。本技术通过将转动球体3和基座1的开口空腔2之间设置轴承钢球4进行平滑连接，其偏转角度更大，偏转更加平滑，从而在进行风浪模拟实验时，不再受传统的张力腿偏转角度的限制，进而得到更精确的试验结果。同时，张力腿5采用多个张力腿单体51和弹性连接件52进行分段式连接，使每个张力腿单体51的承载更加均匀，优化了传统张力腿结构承载过大以及对于材料要求较高的问题。具体地，为了保证张力腿5的质量属性能满足试验要求，实现与传统张力腿结构的几何形状相似以及承载成比例，张力腿单体51包括管状本体53和多个配重块54，多个配重块54间隔地设置在管状本体53内部，且配重块54的直径与管状本体53的内径相适配。而每段管状本体53的具体长度可根据具体外载荷及材料参数来确定。而为了使重量分配更加均匀，多个配重块54沿管状本体53的长度方向上等间隔分布。其中，相邻两个配重块54之间还设有缓冲支撑块55，这样可以提升整体结构的稳定性，而缓冲支撑块55的截面积小于配重块54的截面积，其避免了配重块54在安装过程中，缓冲支撑块55与管状本体53的内壁产生干涉。本技术中，为了降低成本，缓冲支撑块55采用泡沫材料制作而成。当然，也可以采用其他合适的材料进行制作。本技术中，为了进一步降低张力腿结构的偏转阻力，减少偏转限制。开口空腔2的内壁上还设有多个滚动轴承，滚动轴承的外表面与轴承钢球4的外表面滚动接触。本实施例中，基座1的形状为圆台形或圆柱形，开口空腔2的开口方向向上。综上所述，本技术优点在于：利用转动球体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，包括：基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接；其中，所述转动球体由上球体和下球体组合而成，所述上球体露出至所述开口空腔的外部，并与所述张力腿单体相连接，所述下球体设置在所述开口空腔内。

【技术特征摘要】
1.一种张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，包括：基座，固定在海底，所述基座的内部设有一开口空腔，所述开口空腔的内设有一转动球体，所述转动球体的外表面与所述开口空腔的内壁之间通过多个轴承钢球相互连接；张力腿，包括多个张力腿单体，相邻的两个所述张力腿单体的端部通过弹性连接件相互连接，最下方的所述张力腿单体的较低端与所述转动球体相连接，最上方的所述张力腿单体的较高端与外部的平台模型主体相连接；其中，所述转动球体由上球体和下球体组合而成，所述上球体露出至所述开口空腔的外部，并与所述张力腿单体相连接，所述下球体设置在所述开口空腔内。2.如权利要求1所述的张力腿平台模型系泊装置，其特征在于，所述张力腿单体包括管状本体和多个配重块，多个所述配重块间隔地设置在所述管状本体内部，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国成，石城，郭孝先，吕海宁，卢文月，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海,31