單點卸油系統(tǒng)的張緊式錨腿浮筒的制作方法

本發(fā)明涉及海洋石油卸油管道系泊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及單點卸油系統(tǒng)的張緊式錨腿浮筒。

背景技術(shù)：

單點卸油系統(tǒng)是目前常用的海洋石油運輸?shù)男队头椒?，它替代了傳統(tǒng)的碼頭卸油方式，其優(yōu)點是：可以建設(shè)在任何需要的離岸位置，不受航道和水深限制。其缺點是：由于浮筒的尺寸較小，在海洋環(huán)境載荷作用下其運動往往造成浮筒下端的輸油軟管在運動過程中產(chǎn)生較大的曲率，特別是在潮差較大的海域，其最大動態(tài)曲率大于1.2，而目前的軟管技術(shù)只能做到0.5的許用曲率，從而導(dǎo)致軟管過度損傷，大大降低了軟管的使用周期，工程上不得不采用頻繁(周期約一年)更換軟管的方法來保持系統(tǒng)的正常作業(yè)。

由于要保證輸油軟管在極端高水位和最大波高條件下，其長度滿足要求。因此，才極端低水位和最大波高的條件下，當(dāng)浮筒處于波谷時，輸油軟管呈燈籠狀，其曲率為最大靜態(tài)曲率。在潮差較大的海域，最大靜態(tài)曲率已達到或接近軟管的許用曲率，因此，浮筒的水動力性能就成為軟管的動態(tài)曲率能否滿足要求的關(guān)鍵。目前，浮筒有兩種形式的結(jié)構(gòu)—圓筒形和方形，兩種結(jié)構(gòu)均采用懸鏈?zhǔn)藉^腿系泊，由于浮筒尺寸較小、吃水較淺(約2米)，在風(fēng)、浪、流的作用下運動幅度較大，因此，必須采用較長的錨鏈來滿足懸鏈?zhǔn)较挡聪到y(tǒng)的要求，即錨不受垂向力的作用，其錨固點與浮筒的水平距離遠遠大于常用懸鏈?zhǔn)较挡聪到y(tǒng)的3倍水深，超過了5倍水深。

由于浮筒頂部并不裝備重型設(shè)備，起重量主要是浮筒結(jié)構(gòu)的重量，因此，在淺吃水條件下，浮筒的穩(wěn)性就可以得到滿足。此外，受水下軟管曲率的限制，目前的浮筒結(jié)構(gòu)也不能通過增加吃水來降低水動力響應(yīng)。更重要的是，由于單點卸油系統(tǒng)通常建在深水小于50米的離岸位置，無法采用海洋石油平臺中的Spar平臺和海上風(fēng)電場基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的深吃水概念—重心低于浮心。所以目前的單點浮筒仍采用圓筒或方向結(jié)構(gòu)，始終沒有解決軟管早期損壞的問題。

現(xiàn)有單點卸油系統(tǒng)輸油軟管在大多數(shù)設(shè)計工況條件下，動態(tài)曲率式中大于軟管的許用曲率，從而造成軟管的早期破壞，導(dǎo)致軟管的更換周期大大縮短，國內(nèi)僅有的幾個單點卸油系統(tǒng)每年都需要更換軟管。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供單點卸油系統(tǒng)的張緊式錨腿浮筒。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：單點卸油系統(tǒng)的張緊式錨腿浮筒，包括懸鏈?zhǔn)藉^腿浮筒，所述懸鏈?zhǔn)藉^腿浮筒包括浮力系泊部分，結(jié)構(gòu)和其特征在于，所述浮力系泊部分呈圓柱形，所述浮力系泊部分的底部有阻尼壓載部分，所述阻尼壓載部分包括安裝在浮力系泊部分底部中心處的環(huán)形筒，所述環(huán)形筒的內(nèi)腔形成壓載艙用以對浮筒形成壓載作用以區(qū)域穩(wěn)定狀態(tài)。

進一步，所述環(huán)形筒中心通孔處的下端設(shè)有垂蕩板，所述垂蕩板的邊緣與所述環(huán)形筒的內(nèi)壁密封固定連接。

進一步，所述垂蕩板的底部設(shè)有若干均勻排布的通孔。

進一步，所述垂蕩板上的通孔開孔率為20～30％。

進一步，所述環(huán)形筒的高度為水下系泊軟管的接口高度與軟管最小彎曲半徑之和，取值為3.5～4.5m。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1.增大了結(jié)構(gòu)吃水和濕表面面積，從而增大了結(jié)構(gòu)的附加質(zhì)量和附加阻尼；

2.降低了結(jié)構(gòu)重心、增大了重心與浮心的距離，從而提高了回復(fù)力矩；

3.采用了張緊式系泊系統(tǒng)，提高了系泊剛度來進一步降低浮筒的動態(tài)響應(yīng)。

附圖說明

圖1本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明系泊狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明基于傳統(tǒng)的單點卸油系統(tǒng)的張緊式錨腿浮筒，其包括懸鏈?zhǔn)藉^腿浮筒1，所述懸鏈?zhǔn)藉^腿浮筒1包括浮力系泊部分11，通過浮力系泊部11分能夠保證本發(fā)明的停留在水面之上，且能夠?qū)斢蛙浌苓M行系泊作業(yè)，所述浮力系泊部分11呈圓柱形，浮力系泊部分11的底部有阻尼壓載部分12，所述阻尼壓載部分12包括安裝在浮力系泊部分11底部中心處的環(huán)形筒121，所述環(huán)形筒的內(nèi)腔形成壓載艙用以對浮筒形成壓載作用以區(qū)域穩(wěn)定狀態(tài)。

本發(fā)明還充分利用了垂蕩板技術(shù)，在阻尼壓載部分12的內(nèi)腔龍骨處，即環(huán)形筒121中心通孔下端設(shè)有垂蕩板122，垂蕩板122的邊緣與所述環(huán)形筒121的內(nèi)壁密封固定連接。不同于Spar平臺垂蕩板或深吃水半潛式平臺垂蕩板的是：本發(fā)明的垂蕩板122采用半封閉垂蕩板，垂蕩板122的邊緣與環(huán)形筒121的內(nèi)壁連接，而在垂蕩122板的底部設(shè)有若干均勻排布的通孔123。由于垂蕩板122的半封閉作用，使得環(huán)形筒121與垂蕩板122形成的腔內(nèi)的水體與外部海水不能夠自由的交換。因此，垂蕩板122具有雙重的垂蕩阻尼作用，一是腔內(nèi)的水體與外部海水交換產(chǎn)生的阻尼作用；二是，腔內(nèi)水體與外部海水交換受阻時對內(nèi)腔頂部產(chǎn)生的阻力作用。此外，垂蕩板122由其特定的位置和特性，使得環(huán)形筒121的腔內(nèi)水體隨浮筒的運動也具有縱(橫)蕩阻尼的作用。

為了達到上述阻尼效果，垂蕩板122上的通孔開孔率為20～30％，由于本發(fā)明定義的垂蕩板122的作用和原理不同于現(xiàn)有的垂蕩板技術(shù)，因此，開孔率對阻尼效果的影響也隨之而不同。

關(guān)于阻尼壓載部分12的高度取值，理論上越大越好。但由于存在于水下軟管碰撞的問題，因此，應(yīng)根據(jù)水下軟管的彎曲性能來確定，應(yīng)取水下軟管的接口高度與軟管最小彎曲半徑之和，目前，常用單點浮筒的軟管接口高度為2米，軟管的最小彎曲半徑為2米，因此，阻尼壓載部分12的高度為4米。

為進一步降低浮筒的水動力響應(yīng)，本發(fā)明采用了張緊式系泊系統(tǒng)，該系泊系統(tǒng)不僅具有水平面內(nèi)的約束作用，而且具有垂直方向的系泊作用。

上述實施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。