一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶及海洋工程領(lǐng)域，涉及一種半潛式鉆井或采油生產(chǎn)平臺等各類海洋工程裝置，尤其涉及改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛式平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]半潛式平臺是一種典型的多立柱式浮體結(jié)構(gòu)，圖1為傳統(tǒng)的深吃水半潛式平臺1的水下形式，由上部甲板、立柱11、下浮體或者若干橫撐組成，柱體的數(shù)目通常為4個，柱體的橫剖面形狀多為帶倒圓的方形。
[0003]在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，水流與半潛式平臺相互作用時，在立柱的后方將產(chǎn)生漩渦交替脫落的現(xiàn)象。漩渦脫落將使柱體后方壓力降低，產(chǎn)生沿流向的拖曳力，使平臺沿流向運(yùn)動；同時，由于漩渦脫落是在主體兩側(cè)交替進(jìn)行，產(chǎn)生脈動壓力，即垂直于流向的周期性振蕩的升力，這種周期性激勵的作用將引起渦激運(yùn)動(V頂)現(xiàn)象。
[0004]對于傳統(tǒng)的深吃水半潛式平臺而言，由于吃水較大，沿立柱下游脫落的漩渦引起的脈動壓力較大，有效激勵較長，從而平臺具有較為明顯的渦激運(yùn)動。
[0005]半潛式平臺的渦激運(yùn)動所呈現(xiàn)出的這種周期性諧振效應(yīng)將產(chǎn)生多方面的影響，其一:大大降低系泊和立管系統(tǒng)的疲勞壽命；其二:增加平臺所受的拖曳載荷，從而使平臺偏移更遠(yuǎn)，系泊纜上的張力增大，影響系泊系統(tǒng)的定位能力。因此，渦激運(yùn)動特性的研究已成為深吃水半潛式平臺設(shè)計過程中的一項關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺構(gòu)造。
[0007]具體技術(shù)方案如下:
[0008]一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，所述半潛平臺包括下浮體及設(shè)于下浮體上的4根立柱，所述立柱的橫截面形狀為梯形，所述立柱橫截面的短底邊朝向平臺內(nèi)、長底邊朝向平臺外，所述4根立柱中兩兩相鄰的立柱呈“八”字對稱排列。
[0009]優(yōu)選的，所述立柱的橫截面包括邊角具有尖角、倒圓或者倒角。
[0010]優(yōu)選的，所述立柱的豎立方式包括其中心軸在高度方向垂直或向平臺中心傾斜。
[0011]優(yōu)選的，其應(yīng)用范圍覆蓋各種采用系泊、動力定位的海洋平臺。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的平臺構(gòu)造能夠有效抑制平臺渦激運(yùn)動，改善平臺相關(guān)水動力性能，降低渦激運(yùn)動對系泊和立管系統(tǒng)產(chǎn)生的疲勞損傷，降低渦激運(yùn)動對動力定位推進(jìn)器功率的額外消耗。
【附圖說明】
[0013]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0014]圖1為傳統(tǒng)半潛式平臺水下部分的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2a為本發(fā)明的實(shí)施例的水下部分的俯視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2b為圖2a中A部的放大示意圖；
[0017]圖2c為本發(fā)明的實(shí)施例的立柱橫截面邊角呈倒角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3a為本發(fā)明的實(shí)施例的垂直的立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3b為本發(fā)明的實(shí)施例的傾斜的立柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0022]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做具體闡釋。
[0023]如圖2a、2b和圖3a、3b中所示，一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺2主體構(gòu)造，由上部模塊，四根立柱21以及下浮體組成。水下部分包括立柱21和下浮體，平臺的立柱21頂端與上甲板連接，底端與下浮體連接。4根立柱21排列呈環(huán)形。
[0024]如圖2a和2b中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，立柱21具有特殊的橫剖面形狀，橫截面的形狀為大體上呈梯形，諸如梯形這種“非中心對稱形狀”可一定程度上改變立柱周圍的水流流動特征，打亂了立柱21上漩渦脫落點(diǎn)的渦脫頻率和相位的一致性，從而降低渦激運(yùn)動的幅值。并結(jié)合如圖2c中所示，梯形的四個角可以為尖角、倒圓、倒角或切角。
[0025]同時，如圖2a和2b中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，立柱21的排列方式為呈“八”字對稱排列，即以其橫截面的短底邊朝平臺內(nèi)、長底邊朝平臺外。在水流與平臺的相互作用過程中，立柱這種“八”字對稱的排列方式可以破壞各立柱之間漩渦泄放的同步性，對改進(jìn)平臺的禍激運(yùn)動性能有利。
[0026]如圖3a、3b中所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，立柱21在高度方向可以垂直，也可以向平臺中心傾斜。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例的立柱的橫剖面形狀、排列方式能夠有效抑制漩渦脫落引起的平臺渦激運(yùn)動，改善平臺水動力性能，降低渦激運(yùn)動對系泊和立管系統(tǒng)產(chǎn)生的疲勞損傷，降低渦激運(yùn)動對動力定位推進(jìn)器功率的額外消耗。
[0028]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，所述半潛平臺包括下浮體及設(shè)于下浮體上的4根立柱，其特征在于，所述立柱的橫截面形狀為梯形，所述立柱橫截面的短底邊朝向平臺內(nèi)、長底邊朝向平臺外，所述4根立柱中兩兩相鄰的立柱呈“八”字對稱排列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，其特征在于，所述立柱的橫截面包括邊角具有尖角、倒圓或者倒角。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，其特征在于，所述立柱的豎立方式包括其中心軸在高度方向垂直或向平臺中心傾斜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，其特征在于，其應(yīng)用范圍覆蓋各種采用系泊、動力定位的海洋平臺。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進(jìn)渦激運(yùn)動性能的半潛平臺主體構(gòu)造，半潛平臺主體包括下浮體及與下浮體相連的4根立柱，立柱具有特殊的橫截面形狀、特殊的排列形式。本發(fā)明的平臺構(gòu)造能夠有效抑制平臺渦激運(yùn)動，改善平臺相關(guān)水動力性能，降低渦激運(yùn)動對系泊和立管系統(tǒng)產(chǎn)生的疲勞損傷，降低渦激運(yùn)動對動力定位推進(jìn)器功率的額外消耗。
【IPC分類】B63B35/44
【公開號】CN105329415
【申請?zhí)枴緾N201510782623
【發(fā)明人】沈志平, 單鐵兵, 張海彬, 王璞, 潘方豪
【申請人】中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月13日