本發(fā)明屬于海洋平臺(tái)的抗冰技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于殼體樁腿的自升式海洋平臺(tái)抗冰裝置。

背景技術(shù)：

寒冷地區(qū)的自升式海洋平臺(tái)應(yīng)用實(shí)例較少，因其在冬季會(huì)受到流動(dòng)冰的作用，比如我國的渤海海域。而這種作用下會(huì)導(dǎo)致自升式海洋平臺(tái)振動(dòng)加劇，當(dāng)這種作用的頻譜中有接近結(jié)構(gòu)自振周期時(shí)更會(huì)引起平臺(tái)的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，加快平臺(tái)的疲勞失效，影響平臺(tái)工作人員的正常生活，因此在建造平臺(tái)時(shí)應(yīng)注意冰荷載的碰撞所導(dǎo)致的平臺(tái)振動(dòng)。目前，在自升式海洋平臺(tái)上還沒有減小海冰破壞的措施，因此，一種能夠解決上述問題的自升式海洋平臺(tái)抗冰裝置是自升式平臺(tái)抗冰方面的一種極具應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的自升式海洋平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的目的在于為殼體樁腿自升式海洋平臺(tái)提供一種可在樁腿上移動(dòng)的抗冰裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供了一種適用于殼體樁腿自升式海洋平臺(tái)的抗冰裝置，該裝置包括抗冰錐體、至少一個(gè)齒輪箱、至少一個(gè)齒輪箱固定板、至少一個(gè)帶導(dǎo)軌的齒條；其中，抗冰錐體為設(shè)置在樁腿外周的圓錐形抗冰結(jié)構(gòu)，位于平臺(tái)下甲板與樁靴之間；在平臺(tái)樁靴收入處留有錐型凹槽，便于抗冰錐體和樁靴收入平臺(tái)；齒輪箱通過齒輪箱固定板固定于抗冰錐體內(nèi)部；樁腿外周沿軸向方向設(shè)置帶導(dǎo)軌的齒條；齒輪箱的一側(cè)內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)軌嵌入?yún)^(qū)，將齒輪箱嵌入導(dǎo)軌的導(dǎo)槽內(nèi)，同時(shí)令設(shè)置于導(dǎo)軌嵌入?yún)^(qū)內(nèi)部的齒輪與齒條相嚙合，齒輪中心與齒輪箱軸連接；抗冰錐體通過齒輪運(yùn)動(dòng)控制裝置控制齒輪與齒條的相對運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抗冰錐體沿樁腿的上下運(yùn)動(dòng)；抗冰錐體的錐面與底面的夾角α為45°～60°，錐體底面直徑d小于樁靴直徑，錐體高度l小于樁靴半徑×tanα。

為了起到抗冰效果，夾角α不應(yīng)大于60°，為了不使錐體直徑過大且起到抗冰效果，夾角α應(yīng)大于45°。錐體高度l根據(jù)水位變化情況進(jìn)行確定，同時(shí)為了滿足錐體收入平臺(tái)的要求，錐體直徑d應(yīng)小于樁靴直徑，從而錐體高度l應(yīng)當(dāng)小于樁靴半徑*tanα。

進(jìn)一步，當(dāng)帶導(dǎo)軌的齒條為多個(gè)時(shí)，則沿樁腿外周均勻布置，與之相對應(yīng)的齒輪箱也沿樁腿外周均勻布置。

進(jìn)一步，上述齒輪箱中的齒輪有一個(gè)或兩個(gè)以上；當(dāng)為兩個(gè)以上時(shí)，多個(gè)齒輪沿齒條依次排列，且同時(shí)與齒條相嚙合，齒輪運(yùn)動(dòng)控制裝置同時(shí)控制所有齒輪的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步，該抗冰錐體內(nèi)部還包括制動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)，對齒輪箱的制動(dòng)，進(jìn)而固定抗冰錐位置。

本發(fā)明的有益效果為：

1、由于在自升式海洋平臺(tái)樁腿的水面附近外側(cè)安裝有專用抗冰錐，海洋平臺(tái)樁腿所受到的海冰荷載由直立結(jié)構(gòu)的擠壓破壞轉(zhuǎn)化為錐體結(jié)構(gòu)的彎曲破壞，從而可以有效的減小冰力極值及結(jié)構(gòu)冰激振動(dòng)，保護(hù)平臺(tái)的安全。

2、本發(fā)明適用于殼體樁腿，實(shí)施簡單，在樁腿與抗冰錐之間設(shè)有連接和移動(dòng)裝置，使抗冰錐可以配合自升式海洋平臺(tái)工作方式。

3、抗冰錐體可以和樁靴一同收入平臺(tái)便于平臺(tái)的移動(dòng)工作，同時(shí)在無冰期抗冰錐體可收入平臺(tái)凹槽內(nèi)，使得樁腿受到的波浪力不發(fā)生變化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的抗冰錐體及齒輪齒條裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明的齒輪箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的抗冰錐及平臺(tái)錐型凹槽示意圖；

圖4為本發(fā)明抗冰錐及樁靴收入平臺(tái)示意圖；

圖5為本發(fā)明的抗冰裝置工作流程框圖；

圖中：1抗冰錐體；2齒輪箱；3齒輪箱固定板；4帶導(dǎo)軌的齒條；5樁腿；6導(dǎo)軌嵌入?yún)^(qū)；7齒輪；8齒輪箱內(nèi)部；9平臺(tái)下甲板；10樁靴。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所提供的一種適用于殼體樁腿自升式海洋平臺(tái)的抗冰裝置，其中的主要裝置如圖1所示。

將抗冰錐的外型設(shè)計(jì)為正圓錐狀，內(nèi)部形狀根據(jù)齒輪齒條裝置的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行加強(qiáng)。

在樁腿與抗冰錐上設(shè)置齒輪齒條移動(dòng)裝置，將抗冰錐體安裝于平臺(tái)與樁靴之間的樁腿上。

將平臺(tái)存放樁靴處上部設(shè)計(jì)為錐型凹槽，用于抗冰錐體的存放如圖3所示。

自升式平臺(tái)拖曳至作業(yè)區(qū)域前，將樁靴和抗冰錐體全部收入平臺(tái)設(shè)計(jì)槽位處如圖4所示。

平臺(tái)運(yùn)動(dòng)至指定區(qū)域后，打開抗冰錐齒輪固定裝置，將抗冰錐固定于平臺(tái)甲板上，直至樁靴到達(dá)指定深度。

有冰期作業(yè)時(shí)，當(dāng)甲板上升使得抗冰錐斜面位于水面線處時(shí)，將抗冰錐固定于樁腿上，可進(jìn)行一定的防水處理。然后繼續(xù)升起甲板至作業(yè)高度。

當(dāng)水位發(fā)生改變使得錐體不位于水面線處時(shí)，調(diào)劑錐體高度使其重新處在水面線處。

作業(yè)結(jié)束后抗冰錐體隨樁靴一起收入甲板凹槽內(nèi)。

無冰期作業(yè)時(shí)，抗冰錐固定于平臺(tái)凹槽內(nèi)，隨甲板一起升至作業(yè)高度工作流程見附圖5。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于殼體樁腿自升式海洋平臺(tái)的抗冰裝置，該裝置是在自升式海洋平臺(tái)樁腿安裝一組可移動(dòng)式的抗冰錐體，該抗冰裝置包括安裝在自升式海洋平臺(tái)殼體樁腿外的正抗冰錐體，以及設(shè)置在樁腿與抗冰錐之間的連接、移動(dòng)及固定裝置。采用上述裝置后，可以使自升式海洋平臺(tái)樁腿所受到的海冰荷載由直立結(jié)構(gòu)的擠壓破壞轉(zhuǎn)化為錐體結(jié)構(gòu)的彎曲破壞，從而可以有效的減小冰力極值及結(jié)構(gòu)冰激振動(dòng)，保護(hù)平臺(tái)的安全。同時(shí)正錐體可以和樁靴一同收入甲板平臺(tái)，便于平臺(tái)的移動(dòng)作業(yè)。本發(fā)明適用于殼體筒型樁腿，實(shí)施簡單，在樁腿與抗冰錐之間設(shè)有連接和移動(dòng)裝置，使抗冰錐可以配合自升式海洋平臺(tái)工作方式。

技術(shù)研發(fā)人員：張大勇;王國軍;岳前進(jìn);王飛;劉朝雨;于嵩松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.26
技術(shù)公布日：2017.09.12