一种适于漂浮在海底上方的可浸没的浮力结构（５），包括支撑负载的支撑部分，和充有气体的箱（１４）。该箱具有开口和连接于所述开口从而与箱连通的管。该管部分地充有海水，海水在第一液位处限定水－气界面（２１）。为了操作该可浸没的浮力结构，将浮力结构完全浸没在水面下，从而使其在第一深度处漂浮在海底上方。第二舱（２０）部分地充有海水，海水在第二舱内的第一位置处限定水－气界面。之后，将浮力结构移动到大于第一深度的第二深度处。允许水进入第二舱，从而将水－气界面提高到第二舱内的高于第一位置的第二液位处而不会进入第一舱（１５）。之后，调节浮力结构的浮力从而张紧锚索或缆，将支撑负载的支撑结构附连于浮力结构，然后重新调节浮力结构的浮力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种海上结构，其包括-支撑负载的支撑结构，-附连于支撑结构的浮力结构，该浮力结构适于完全浸没在水面下并漂浮在海底 上方。
技术介绍
US6213045公开了一种通过悬链式系泊缆连接于海底的柱形浮标。柱形浮标包括 具有浮力管的浮力结构，该浮力管各具有从浮力管向下延伸并且在其底部敞开的延伸管。 出于稳定性原因，浮力中心(CB)高于重心(CG)，因此柱形浮标具有设有压载的下桁架部以 及位于波浪活跃区域中的上漂浮部。因此，柱形浮标由于波浪的诱导而在竖向和横向方向 上运动。当该结构在风暴中上下运动时，空气将在延伸管中周期性地分别运动到低液位或 高液位。US6431107公开了一种张力腿平台(TLP)。TLP包括上升到横向支撑 (cross-braced)的桁架支撑结构上的水面上方的上部结构。桁架支撑结构在水面下延伸 一段距离，并且与提供所需浮力的浸没式船体结构接合。锚索附连在船体结构和海底之间。 船体结构具有固定实心压载以及位于多个可变压载/储油箱上方的多个固定浮箱。如果船体结构浸没得很深，例如完全在波浪活跃区域(wave activezone)下方从 而减少作用在船体结构上的波浪诱导力，则作用在固定浮箱上的外部水压将增大。固定浮 箱必须具有足够的结构强度以承受波浪活跃区域下方的外部水压。因此，固定浮箱通常由 用例如内部肋和补强件加强的钢板制成。这导致固定浮箱的重量更大。另外，钢特别容易 受到海水腐蚀的影响。钢结构的维护成本相对较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的、特别是具有低成本的软浮箱的海上结构。这个目的是通过一种包括支撑负载的支撑结构和连接于支撑结构的浮力结构的 海上结构实现的，该浮力结构适于完全浸没在水面下并且漂浮在海底上方，该浮力结构包 括至少一个浮箱，该浮箱设有适于充有加压气体的第一舱和与第一舱流体连通的第二舱， 第二舱适于部分地充有海水，海水在第二舱中限定水_气界面，第一舱的容积显著大于第 二舱的容积，并且浮力结构适于从第一深度移动到大于第一深度的第二深度，其中，第二舱 的高度和位于第一深度处的第二舱内的水-气界面的位置适配成使得当浮力结构从第一 深度移动到第二深度时，水-气界面在第二舱内上升，而不会进入第一舱。根据本专利技术的海上结构的浮力结构包括一个或多个浮箱。至少一些浮箱是压力平 衡的。压力平衡浮箱的第一和第二舱充有气体，如空气或任何其他合适的气体。相对于第 二舱的容积，第一舱的容积比较大。例如，它大一个或多个量级，即，容积比率为10至100 或更大。第一舱可以设有开口，并且第二舱连接到所述开口从而提供与第一舱的流体连通。5第一和第二舱之间的开口提供了通道。诸如气体的流体可以从第一舱流到第二舱中，反之 亦然。第二舱也具有开口，其与海水连通，即，海水可以进入第二舱。因此，第二舱向海水的 环境压力敞开。在海上结构安装好后，第二舱的至少一部分充有水，使得当浮力结构处于第 一深度时水-气界面在第二舱内在起始位置处延伸。浮箱内的气体以及第二舱内的一部分 气体是加压气体。水-气界面处的压力与相同液位处的外部水压相等。第一舱内的气体与 海水隔绝，这是因为其由第二舱中的水-气界面隔离了。当浮力结构向下沉到更大深度处，例如，完全在波浪活跃区域下方，则海水将进入 第二舱。水-气界面将在第二舱内向上移动到更高的位置。水-气界面在第二舱中的起始 位置远低于第一舱和第二舱之间的通道，从而将水-气界面保持在第二舱内。当第一舱与 第二舱的容积比率(非常)大时，第一舱内的内部压力实际上并不变化。与如果省略第二 舱时将进入第一舱的水量相比，进入第二舱的水量相对较少。由于气体从第二舱增加到第 一舱而造成的第一舱中的内部压力增加是可以忽略的。因此，当浮箱下降到更大的深度时， 虽然外部水压增加了，但是第一舱上的水压差降低了，而浮箱的总体浮力，即第一和第二舱 一起的浮力在很大程度上得到保持。与此同时，虽然浮力结构移动到更大的深度，但是浮箱 的第一舱的内部和外部之间的压差保持为相对较低。因此，浮箱可以由相对较轻同时具有 抵抗外部水压所需的结构强度的材料制成。另外，浮箱可以由更脆弱的诸如增强塑料的不 锈材料制成，这降低了维护成本。第二舱的高度和水-气界面的起始位置能够防止水进入第一舱。例如，第二舱的 高度等于第一舱的一半高度或全部高度。然而，第二舱的高度可以更大或更小，例如大于第 一舱的高度的四分之一或者为任何其他合适的高度。浮力结构可以在水面下方至少30米处，例如在40、50、100米或更大的深度处。这 样，浮箱通常完全在波浪活跃区域下方。波浪活跃区域为靠近水面的区域，在这里，任何浮 力或漂浮结构受到由波浪、风产生的多种力，或者可能作用在该结构上的其它力。在大多数 情况下，波浪活跃区域在水面下延伸不超过30米。然而，在某些工作条件下，波浪活跃区域 可能延伸到更小或更大的深度。在一个实施方式中，支撑结构安装在浮力结构上。当海上结构运行时支撑结构在 浮力结构上方。支撑结构有可能是开放结构，例如桁架结构，从而允许波浪和水流穿过桁 架，从而在其上产生相对小的水动力。浮箱的第一和第二舱可以具有任意横截面形状，例如，圆形、棱形、矩形等。在一个 实施方式中，浮箱的第一舱包括具有第一直径的周向壁，而其中浮箱的第二舱包括具有第 二直径的管状壁，并且其中第二直径小于第一直径。因此，浮箱特别适于承受内部压力。例如，浮箱的第二舱包括管。该管的直径可以是至少0. 01米。浮箱的第二舱也可 以包括挠性软管，如果需要，在其下端设有配重。该配重使挠性软管大致竖直向下地悬挂在 水中。或者，挠性软管可以由刚性管代替，但是，刚性管和挠性软管以及任何其他合适的舱 的组合也是可行的。在一个实施方式中，浮箱的第一舱和浮箱的第二舱以可拆卸的方式彼此连接。浮 箱的第一舱中保持没有水，这减少了第一舱的腐蚀。浮箱的第二舱包含气体和水。由于腐 蚀，第二舱的寿命周期短于第一舱的寿命周期。能够在将第一舱保持在适当位置的情况下， 将第二舱与第一舱分开并单独更换。在一个实施方式中，第一舱中的加压气体为空气，并且在水-气界面之间可以设 有密度在空气和水的密度之间的流体，例如油。这就减少了第一舱中的水蒸汽，并且降低了 第一舱中的腐蚀。在一个实施方式中，浮箱的第一和第二舱之间的流体连通可以由阀关闭。有利地， 该阀安装在第一和第二舱之间的开口处或在该开口附近。安装期间，阀是打开的以允许浮 箱的内部和外部之间的压力平衡。一旦将浮箱安装在其希望的深度处，则可以将阀关闭。这 样，浮箱就构成了封闭舱。封闭舱的内部压力在安装深度处周围海水的压力范围内。在一个实施方式中，浮箱设有气体入口，该气体入口用于将气体供给到浮箱中从 而在第二舱中向下推动水-气界面。可以通过气体入口将空气或任何其他合适的气体泵送 到浮箱中以提高内部压力。因此，第二舱内的水_气界面下降。例如，气体入口位于第一舱的下端并且连接于导管和压缩机。气体入口可以设有防 止贮存在浮箱中的气体逸出的控制阀。可替代地，气体入口可以设置成邻近第二舱的底部。 如果气体偶然经由气体入口逸出，则这个位置将确保其不会清空第二舱并因此危及浮箱。浮箱的第一舱可以包括至少一个用于降低浮箱内气压的卸压阀。卸压阀可以用于 平衡浮力结构。例如，操作卸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海上结构（１），包括：－支撑负载的支撑结构（２），－附连于所述支撑结构（２）的浮力结构（５），所述浮力结构（５）适于完全浸没在水面（８）下方并且漂浮在海底（１０）上方，所述浮力结构（５）包括至少一个浮箱（１４），所述浮箱（１４）设有适于充有加压气体的第一舱（１５）和与所述第一舱（１５）流体连通的第二舱（１６），所述第二舱（２０）适于部分地充有海水，所述海水在所述第二舱中限定水－气界面（２１），所述第一舱（１５）的容积显著大于所述第二舱（１６）的容积，其中，所述浮力结构（５）适于从第一深度移动到大于所述第一深度的第二深度，并且其中，所述第二舱（１６）的高度和在所述第一深度处所述第二舱（１６）内的所述水－气界面（２１）的位置适配成使得当所述浮力结构（５）从所述第一深度移动到所述第二深度时，所述水－气界面（２１）在所述第二舱（１６）内上升，而不会进入所述第一舱（１５）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰克波拉克，
申请(专利权)人：单点系泊公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]
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