一种直筒式浮式平台的减动结构制造技术

一种直筒式浮式平台的减动结构，其为环绕在平台的筒体(12)底部外周边的环形结构，两者之间设置或不设置环形径向间隙(14)；减动结构(13)通过水平顶板(131)、水平底板(133)、外环立板(132)和内环立板(134)连接形成箱体，箱体被分为多个水密舱；每个水密舱对应的水平顶板和/或水平底板上设有可开启和关闭的阻尼孔，通过水平顶板和水平底板上阻尼孔的开启和关闭，舱内充满通海的水体、或者形成密闭的浮舱、或者形成密闭的气浮舱，以适应不同工况下的要求；水平顶板和水平底板中的至少一个从交接处延伸凸出，分别形成顶外边锋(135)和/或底外边锋(136)；顶外边锋和/或底外边锋上开设或不开设阻尼孔。该减动结构既增加了附连水质量，又加大了平台运动的粘性阻尼，从而改善平台的运动性能。

A kind of reducing structure of straight tube floating platform

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种直筒式浮式平台的减动结构相关申请本专利技术申请要求2018年8月6日提出的申请号为201810882470.3、名称为“一种直筒式浮式平台的减动结构”的优先权,并对其作了部分修改和调整。
本专利技术涉及海洋工程
，特别涉及一种直筒式浮式平台的减动结构。
技术介绍
直筒式浮式平台的底部阻尼结构或阻尼板(减动结构)，为环形结构，环绕设置在直筒式浮式平台的浮筒或浮筒下部延伸筒体的底部外周边。有些直筒式浮式平台，如SEVAN的圆筒形FPSO,为了安装系泊腿的导缆器(通常为3组)，将环形减动结构局部设置断口，成为断续的环形结构。减动结构功能在于增加直筒式浮式平台结构附连水质量、从而加大平台的固有周期，以及增大平台运动的粘性阻尼，最终减小平台的运动响应、改善平台的运动性能。因此，称之为“减动结构”。总之，减动结构是直筒式浮式平台十分重要的结构部件。根据环形减动结构的径向截面的结构形式的不同，现行减动结构可分为3类：第一类以SEVAN现行圆筒形浮式平台为代表，其减动结构为高度比较小的密闭箱形结构、作为平台海水压载舱的一个组成部分。第二类为本专利技术人提出的开放式板结构的U形和倒U形结构。第三类为本专利技术人提出的高度较高的密闭箱形结构，其顶板和底板上设置可开/闭的阻尼孔。平台在漂浮和湿拖状态，阻尼孔关闭，减动结构成为密闭的浮舱，或者顶部阻尼孔关闭、底部阻尼孔打开形成气浮舱，二者均可为平台的漂浮和湿拖提供浮力和稳性。平台在在位状态，阻尼孔打开，内部充满通海的水体，形成结构内附连水、但不增加平台的排水量(参见国际申请号PCT/CN2017/085052)。由于垂荡运动性能是直筒式浮式平台必须特别予以关注的重点，从垂荡运动附连水质量和粘性阻尼的大小的角度比较，上述3类减动结构的性能最差的是第一类，特别是，由于安装导缆器的断口，减动结构不仅整体性受到破坏，而且由于水平投影面积减小，造成垂荡运动的附连水质量相应减小；其次为第二类；最优的是第三类。但是，所述第三类在如何增加粘性阻尼方面也存在不足，仍然有很大的改进空间。其中，一个常规认知难以解释的实例是，本专利技术人经反复分析计算和实验研究发现，为了增加减动结构内部的附连水，在减动结构外径不变的条件下，需要适度加大密闭箱形结构的高度，但是平台垂荡粘性阻尼却因箱形结构高度增加而减小。如何能够既适度加大密闭箱形结构的高度，又增加粘性阻尼？还有什么措施可以增加粘性阻尼？因为粘性阻尼对于有效降低圆筒形浮式平台在百年一遇环境条件下的运动响应，改善平台运动性能，具有十分重要的意义。鉴此，本申请专利技术人基于深入研究的结果，对上述第三类减动结构加以改进和优化，提出了“边锋结构”这一新概念，借助边锋结构效应明显增加平台的粘性阻尼，也有利于加大结构外的附连水质量，同时，采用导缆器凹槽取代断口，形成了新的减动结构形式，最终克服现有减动结构缺点，进一步改善了平台运动性能。
技术实现思路
本专利技术公开了一种直筒式浮式平台的减动结构，其为环绕设置在直筒式浮式平台的浮筒或浮筒下部延伸筒体(合称“筒体”)的底部外周边的环形结构，二者之间设置或不设置环形径向间隙。所述环形结构的径向垂直截面为矩形或梯形箱体，箱体由水平顶板、水平底板、外环立板和内环立板水密连接而成，所述箱体被多个径向垂直隔板分为多个水密舱；所述水平顶板和水平底板之中的至少一个从其与外环立板交接处(即“外侧箱角线”)向外凸出、形成外边锋。类似地，对于设置环形径向间隙的减动结构，还可设置内边锋。为了在浮式平台筒体的下部安装系泊腿的导缆器，同时又不破坏减动结构的完整性，在减动结构的内侧设置导缆器凹槽；所述U形导缆器凹槽开设后必须保证而不得破坏其所在的水密舱的水密性。水池模型实验和计算机模型实验均证明，本专利技术平台在运动过程中，在所述水平顶板和水平底板板面设置的内、外边锋结构改变了局部流场、加剧了局部水体的湍流、耗散能量，从而显著加大了平台运动的粘性阻尼，同时增加了结构外部的附连水质量。采用导缆器凹槽取代现行断续的减动结构，有利于增加平台运动的附连水质量，并保证环形结构的完整性。和现行减动结构相比，本专利技术减动结构的粘性阻尼和附连水质量均有所加大，从而进一步改善平台的运动性能。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。图1为本专利技术一种直筒式浮式平台的减动结构主视示意图和局部剖视图，显示减动结构的基本构造、以及和所述直筒式浮式平台筒体的连接方式；图2为图1的I处的放大图，显示第一种外边锋结构示意图；图3为减动结构的径向局部剖面示意图，显示第二种外边锋结构示意图；图4为减动结构的径向局部剖面示意图，显示第三种外边锋结构示意图；图5为减动结构的径向局部剖面示意图，显示第四种外边锋结构示意图；图6为减动结构的径向局部剖面示意图，显示第五种外边锋结构示意图；图7为本专利技术的另一种减动结构的径向局部剖面示意图，为与图2所在部位相同的放大图。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。本专利技术公开了一种直筒式浮式平台的减动结构。参见图1，所述直筒式浮式平台1漂浮定位于水面2上；平台本体包括上部设施11、下部的筒体12和减动结构13；筒体12为浮筒或浮筒及其下部延伸筒体，延伸筒体为固定延伸筒体或可滑移延伸筒体；减动结构13为环绕设置在筒体12的底部外周边的环形结构，二者之间设置或不设置环形径向间隙14。参见图2和图3，减动结构13包括水平顶板131、间隔设于水平顶板131下方的水平底板133、外环立板132、及间隔设于外环立板132与筒体12之间的内环立板134，水平顶板131、水平底板133、外环立板132和内环立板134彼此水密连接，形成径向垂直截面为矩形或梯形的环状箱体(图1～7所示均为矩形截面，梯形截面没有图示)。其中，水平顶板131、水平底板133分别与外环立板132相交形成顶外箱角线(位于箱体的顶部外侧)和底外箱角线(位于箱体的底部外侧)，水平顶板131、水平底板133分别与内环立板134相交形成顶内箱角线(位于箱体的顶部内侧)和底内箱角线(位于箱体的底部内侧)，共形成四条闭合的箱角线。图1～7所示减动结构13的箱体的径向垂直截面为矩形，矩形的四个角的顶点分别为所述闭合的箱角线上的点。减动结构13的结构形式不同，所形成的箱角线平面几何图形也相应不同；但无论如何，各箱角线围成的平面几何图形的形心均位于筒体12的垂直中心轴线上，箱体旋转对称于所述形心(如圆形和正多边形箱角线)、或者箱体前后左右对称于以所述形心为原点的直角坐标系的轴线(即筒体12的垂直中心轴线)，例如箱体的箱角线围成椭圆形，再例如箱体的箱角线为左右两边为相互平行的直线、前后两边为圆弧线或折线所围成的封闭几何图形。减动结构13通过多个径向垂直肘板与直筒式浮式平台1的筒体12相连接(附图没有显示)。箱体被多个径向垂直隔板分为多个水密舱(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直筒式浮式平台的减动结构，其为环绕设置在直筒式浮式平台的筒体(12)的底部外周边的环形结构，减动结构(13)包括水平顶板(131)、间隔设于水平顶板(131)下方的水平底板(133)、外环立板(132)、及间隔设于外环立板(132)与筒体(12)之间的内环立板(134)，水平顶板(131)、水平底板(133)、外环立板(132)和内环立板(134)彼此水密连接，形成径向垂直截面为矩形或梯形的箱体，所述箱体的四个顶角分别沿周向形成顶外箱角线、底外箱角线和顶内箱角线、底内箱角线共四条箱角线，各所述箱角线围成的平面几何图形的形心均位于筒体(12)的垂直中心轴线上，所述箱体旋转对称于所述形心、或所述箱体前后左右对称于筒体(12)的垂直中心轴线；减动结构(13)与筒体(12)之间设置或不设置环形径向间隙(14)；/n减动结构(13)通过多个径向垂直肘板与筒体(12)相连接，所述箱体被多个径向垂直隔板分为多个水密舱；每个所述水密舱对应的水平顶板(131)和/或水平底板(133)上均开设有可以开启和关闭的阻尼孔，通过水平顶板(131)和水平底板(133)上所述阻尼孔的开启，舱内充满通海的水体，或者通过水平顶板(131)和水平底板(133)上所述阻尼孔的关闭，形成密闭的浮舱，或者通过水平顶板(131)上所述阻尼孔的关闭和水平底板(133)上所述阻尼孔的开启，形成密闭的气浮舱，以适应直筒式浮式平台(1)在不同工况下的要求；/n其特征在于，在不设置环形径向间隙(14)的减动结构(13)的水平顶板(131)和水平底板(133)中的至少一个板面上，分别设置外边锋；所述外边锋分别对应为顶外边锋(135)和底外边锋(136)；在设置环形径向间隙(14)的减动结构(13)的水平顶板(131)和水平底板(133)中的至少一个板面上，分别单独或同时设置外边锋和内边锋，所述外边锋分别对应为顶外边锋(135)和底外边锋(136)，所述内边锋分别对应为顶内边锋和底内边锋；/n所述外边锋为板结构，分别从所述顶外箱角线和底外箱角线向外和/或向上下方向延伸凸出，在水平顶板(131)板面上对应形成顶外边锋(135)，在水平底板(133)板面上对应形成底外边锋(136)；所述内边锋为板结构，分别从所述顶内箱角线和底内箱角线向筒体(12)方向水平延伸凸出，在水平顶板(131)板面上对应形成水平顶板内边锋，在水平底板(133)板面上对应形成水平底板内边锋，所述内边锋不得封闭所述环形径向间隙(14)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180806 CN 20181088247031.一种直筒式浮式平台的减动结构，其为环绕设置在直筒式浮式平台的筒体(12)的底部外周边的环形结构，减动结构(13)包括水平顶板(131)、间隔设于水平顶板(131)下方的水平底板(133)、外环立板(132)、及间隔设于外环立板(132)与筒体(12)之间的内环立板(134)，水平顶板(131)、水平底板(133)、外环立板(132)和内环立板(134)彼此水密连接，形成径向垂直截面为矩形或梯形的箱体，所述箱体的四个顶角分别沿周向形成顶外箱角线、底外箱角线和顶内箱角线、底内箱角线共四条箱角线，各所述箱角线围成的平面几何图形的形心均位于筒体(12)的垂直中心轴线上，所述箱体旋转对称于所述形心、或所述箱体前后左右对称于筒体(12)的垂直中心轴线；减动结构(13)与筒体(12)之间设置或不设置环形径向间隙(14)；
减动结构(13)通过多个径向垂直肘板与筒体(12)相连接，所述箱体被多个径向垂直隔板分为多个水密舱；每个所述水密舱对应的水平顶板(131)和/或水平底板(133)上均开设有可以开启和关闭的阻尼孔，通过水平顶板(131)和水平底板(133)上所述阻尼孔的开启，舱内充满通海的水体，或者通过水平顶板(131)和水平底板(133)上所述阻尼孔的关闭，形成密闭的浮舱，或者通过水平顶板(131)上所述阻尼孔的关闭和水平底板(133)上所述阻尼孔的开启，形成密闭的气浮舱，以适应直筒式浮式平台(1)在不同工况下的要求；
其特征在于，在不设置环形径向间隙(14)的减动结构(13)的水平顶板(131)和水平底板(133)中的至少一个板面上，分别设置外边锋；所述外边锋分别对应为顶外边锋(135)和底外边锋(136)；在设置环形径向间隙(14)的减动结构(13)的水平顶板(131)和水平底板(133)中的至少一个板面上，分别单独或同时设置外边锋和内边锋，所述外边锋分别对应为顶外边锋(135)和底外边锋(136)，所述内边锋分别对应为顶内边锋和底内边锋；
所述外边锋为板结构，分别从所述顶外箱角线和底外箱角线向外和/或向上下方向延伸凸出，在水平顶板(131)板面上对应形成顶外边锋(135)，在水平底板(133)板面上对应形成底外边锋(136)；所述内边锋为板结构，分别从所述顶内箱角线和底内箱角线向筒体(12)方向水平延伸凸出，在水平顶板(131)板面上对应形成水平顶板内边锋，在水平底板(133)板面上对应形成水平底板内边锋，所述内边锋不得封闭所述环形径向间隙(14)。


2.根据权利要求1所述的直筒式浮式平台的减动结构，其特征在于，减动结构(13)为圆环形或正多边环形结构、四条箱角线对应为圆形或正多边形；
或者所述减动结构(13)的内侧壁和外侧壁的形状不同，所述内侧壁为圆环形或正多边环形、其所述顶内箱角线和底内箱角线对应为圆形或正多边形，所述外侧壁为椭圆形、其所述顶外箱角线和底外箱角线为椭圆形，或者所述外侧壁为多边异形、其所述顶外箱角线和底外箱角线为左右两边为相互平行的直线、前后两边为圆弧线或折线所围成的封闭几何图形、其左右方向的尺寸小于前后方向的尺寸。


3.根据权利要求2所述的直筒式浮式平台的减动结构，其特征在于，顶外边锋(135)和底外边锋(136)为水平环形板结构，顶外边锋(135)的边缘和底外边锋(136)的边缘分别形成顶外边缘线和底外边缘线；所述顶外边缘线和底外边缘线平面几何图形分别与其所在的所述顶外箱角线和底外箱角线几何图形具有相同的形心，且旋转对称于所述形心、或前后左右对称于筒体(12)的垂直中心轴线；或者顶外边锋(135)和底外边锋(136)分别为向上和向下凸出的筒壁结构，所述凸出的筒壁结构的顶面和底面分别形成一圈封闭的顶面边缘线和底面边缘线；所述顶面边缘线和底面边缘线平面几何图形形心均位于筒体(12)的垂直中心轴线上、均分别全等于或相似于其所在的顶外箱角线和底外箱角线的平面几何图形；
或者顶外边锋(135)和底外边锋(136)分别为水平环形板结构再连接向上凸出的筒壁结构、和水平环形板结构再连接向下凸出的筒壁结构，其中顶外边锋(135)和底外边锋(136)对应凸出的筒壁结构的顶面和底面分别形成一圈封闭的顶面边缘线和底面边缘线；所述顶面边缘线和底面边缘线所形成的平面几何图形的形心均位于筒体(12)的垂直中心轴线上、均分别相似于其所在的顶外箱角线和底外箱角线的平面几何图形。


4.根据权利要求3所述的直筒式浮式平台的减动结构，其特征在于，顶外边锋(135)和底外边锋(136)为水平环形板结构，分别为水平顶板(131)和水平底板(133)的水平向外延伸；
或者顶外边锋(135)为顶面尺寸大于底面尺寸的倒凸台形筒壁结构，所述倒凸台形筒壁结构的底面边缘线与所述顶外箱角线重合，底外边锋(136)为顶面尺寸小于底面尺寸的正凸台形筒壁结构，所述正凸台形筒壁结构的顶面边缘线与所述底外箱角线重合；或者顶外边锋(135)和底外边锋(136)分别为水平顶板(131)和水平底板(133)沿水平方向向外延伸一段距离，再分别连接顶面尺寸大于底面尺寸的倒凸台形筒壁结构和顶面尺寸小于底面尺寸的正凸台形筒壁结构，所述倒凸台形筒壁结构的底面边缘线的尺寸大于所述顶外箱角线的尺寸、二者为同形心的几...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴植融，
申请(专利权)人：吴植融，
类型：发明
国别省市：北京;11