專利名稱：半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開發(fā)海洋資源使用的海工平臺(tái)，尤其是半潛自航式多功能海工平臺(tái) 及其模塊的組合。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)隨著人類對(duì)石油資源的巨大需求，在海洋石油開發(fā)方面發(fā)展較快，其中 半潛式鉆井平臺(tái)是由大部分浮體沒(méi)于水面下的一種小水線面的移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，由于下體 浸沒(méi)在水中，對(duì)船舶產(chǎn)生影響的橫搖、縱搖與垂蕩三大要素中，橫搖與縱搖的幅值都很小， 具有耐波抗風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于海上石油開采，但是對(duì)其有較大影響的垂蕩運(yùn)動(dòng)依然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供了一種半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合， 該半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合通過(guò)設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)使之利用垂蕩運(yùn)動(dòng)發(fā)電， 同時(shí)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生阻尼作用還提高了平臺(tái)的穩(wěn)定性，使平臺(tái)趨利避害實(shí)現(xiàn)由只提供浮力 的單一功能變?yōu)橛挚梢岳煤Ｑ竽馨l(fā)電進(jìn)而開發(fā)海洋資源的多功能平臺(tái)，并利用平臺(tái)可模 塊化設(shè)計(jì)施工建造的特點(diǎn)，采用由多種各具功能的模塊協(xié)同組合成浮島產(chǎn)生超級(jí)功能，更 好地開發(fā)海洋資源。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種半潛自航式多功能海工 平臺(tái)及其模塊的組合是由三層段構(gòu)成上層為多功能艙段、中間層為主基本功能艙段、底 層為浮箱浮力艙段；其特征在于在上層的多功能艙段和中間層為主基本功能艙段上設(shè)計(jì) 有平臺(tái)接榫結(jié)構(gòu)件、在底層浮箱浮力艙段設(shè)計(jì)有浮箱和推進(jìn)發(fā)電漿葉；其中中間層的主 基本功能艙段設(shè)計(jì)有多功能艙段與基本功能艙段連接構(gòu)件、縱向防撞擊液壓器、橫向防撞 擊液壓器、縱向結(jié)構(gòu)延伸艙、柔性連接活動(dòng)支柱、橫向防撞擊壓器固定裝置、定位、活塞動(dòng)力 輪、縱向限位輪。-半潛自航式多功能海工平臺(tái)總體上分兩部分，一部分由多功能艙段和主 基本功能艙段及連接構(gòu)件構(gòu)建為一體的水上平臺(tái)部分，另一部分為底層浮箱浮力艙段部分 設(shè)計(jì)的浮箱和推進(jìn)發(fā)電漿葉及與之相連的活動(dòng)支柱構(gòu)成的浮箱浮力艙段。其中在活動(dòng)支 柱上設(shè)計(jì)有橫向防撞擊液壓器限位齒板、縱向防撞擊液壓器活塞連桿鏈結(jié)構(gòu)件和柔性連接 活動(dòng)支柱軟連接與多功能艙段相連；通過(guò)上、下、橫、縱橫縱向防撞擊液壓器使活動(dòng)支柱實(shí) 現(xiàn)平臺(tái)的水上水下兩部分的柔性聯(lián)接。其中發(fā)電單元艙由多功能艙段與基本功能艙段 連接構(gòu)件及其向下延伸在主基本功能艙段與主基本功能艙段向下延伸構(gòu)成的縱向結(jié)構(gòu)延 伸艙組成；其中縱向防撞擊液壓器和橫向防撞擊液壓器設(shè)計(jì)在發(fā)電單元艙內(nèi)；其中橫向 防撞擊液壓器上設(shè)計(jì)有橫向防撞擊液壓器液壓桶、活塞連桿、橫向防撞擊液壓器活塞、液 壓油出口閥、液壓油進(jìn)口閥，橫向防撞擊液壓器液壓桶通過(guò)橫向防撞擊液壓器橫向固定組 件和橫向防撞擊液壓器縱向固定組件固定與艙體相連；縱向防撞擊液壓器上設(shè)計(jì)有縱向 防撞擊液壓器液壓桶，縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿；在縱向防撞擊液壓器液壓桶設(shè)計(jì) 有縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞擊液壓器液壓油入口閥；在縱向防撞擊液 壓器液壓桶上設(shè)計(jì)上、下兩套縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞擊液壓器液壓油
3入口閥，在縱向防撞擊液壓器液壓桶和縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿之間必須安裝密封 套件；縱向防撞擊液壓器液壓桶上的縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞擊液壓器 液壓油入口閥的設(shè)計(jì)位置距離縱向防撞擊液壓器液壓桶底部留有一定行程，防止縱向防撞 擊液壓器活塞及活塞桿撞擊觸底其中為實(shí)現(xiàn)定位、活塞動(dòng)力輪、縱向限位輪和橫向防撞擊 液壓器限位齒板之間柔性連接，定位、活塞動(dòng)力輪和縱向限位輪軸由彈性固定構(gòu)件固定；。本發(fā)明在保障船舶安全條件下實(shí)現(xiàn)單體平臺(tái)相互聯(lián)結(jié)組合方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在半 潛浮箱之上立柱與平臺(tái)的連接部位，設(shè)計(jì)采用柔性聯(lián)接方式采用液壓器上下橫縱向的合 理布局，使柔性連接部位的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐用性及運(yùn)行的可靠性達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平的方法和 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；本發(fā)明采用的是平臺(tái)與浮筒柔性聯(lián)接方式，為防止巨浪對(duì)平臺(tái)的損壞，設(shè)計(jì)了防 撞擊液壓器由防撞擊液壓器的液壓限位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大波幅巨浪對(duì)平臺(tái)的影響。本發(fā)明在能 源利用方面，單體半潛自航式多功能平臺(tái)模塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)在海浪、洋流及海上風(fēng)能的利用， 估算單體發(fā)電能力達(dá)到5MW ；另一方面，每個(gè)單體平臺(tái)能提供約2000 3000噸的凈浮力， 平臺(tái)合理結(jié)構(gòu)解決了對(duì)船舶影響嚴(yán)重的橫搖、縱搖、垂蕩，提高了平臺(tái)的穩(wěn)定性，并利用其 可標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)建造的特點(diǎn)，發(fā)揮模塊組合優(yōu)勢(shì)開發(fā)出利用海洋能源的能源島、開發(fā) 海洋資源的海上工廠等。


圖1為半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合中單體平臺(tái)三層段式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單示意2為半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合的單體平臺(tái)組合方式簡(jiǎn)單示 意3為半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合的浮箱與平臺(tái)柔性聯(lián)接及液 壓器布局結(jié)構(gòu)示意4為半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合的橫向防撞擊液壓器結(jié)構(gòu)示 意5為半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合的縱向防撞擊液壓器結(jié)構(gòu)示 意圖多功能艙段1、中間層為主基本功能艙段2、底層為浮箱浮力艙段3、接榫結(jié)構(gòu)件4、 浮箱5、發(fā)電漿葉6、功能艙段連接構(gòu)件7、縱向防撞擊液壓器8、橫向防撞擊液壓器9、縱向 結(jié)構(gòu)延伸艙10、柔性連接活動(dòng)支柱11、橫向防撞擊壓器固定裝置12、活塞動(dòng)力輪13、縱向限 位輪14、活塞連桿15、橫向防撞擊液壓器活塞16、橫向防撞擊液壓器液壓桶17、液壓油出口 閥18、液壓油進(jìn)口閥19、橫向防撞擊液壓器橫向固定組件20、橫向防撞擊液壓器縱向固定 組件21、柔性連接活動(dòng)支柱軟連接22、發(fā)電單元艙23、縱向防撞擊液壓器液壓桶M、縱向防 撞擊液壓器活塞及活塞桿25、縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥沈、縱向防撞擊液壓器液壓 油入口閥27、密封套件觀、縱向防撞擊液壓器活塞連桿鏈結(jié)構(gòu)件四、橫向防撞擊液壓器限 位齒板30、彈性固定構(gòu)件31。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖(如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合由三層段構(gòu)成(圖1所示)上層為多功能艙段1、 中間層為主基本功能艙段2、底層為浮箱浮力艙段3 ；其中在上層的多功能艙段1和主基 本功能艙段2平臺(tái)模塊上設(shè)計(jì)有平臺(tái)相互組合的接榫結(jié)構(gòu)件4、這樣一來(lái)保障船舶安全條 件下實(shí)現(xiàn)單體平臺(tái)相互聯(lián)結(jié)組合方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在底層浮箱浮力艙段3設(shè)計(jì)有浮箱5和 推進(jìn)發(fā)電漿葉6(圖2所示)。在中間的主基本功能艙段設(shè)計(jì)有(圖3、圖5所示)多功能 艙段與基本功能艙段連接構(gòu)件7、縱向防撞擊液壓器8、橫向防撞擊液壓器9、縱向結(jié)構(gòu)延伸 艙10、橫向防撞擊壓器固定裝置12，其中柔性連接活動(dòng)支柱11上設(shè)計(jì)固定其上的橫向防 撞擊液壓器限位齒板30，使橫向防撞擊液壓器上的定位、活塞動(dòng)力輪13、縱向限位輪14和 橫向防撞擊液壓器限位齒板30之間柔性連接，定位、活塞動(dòng)力輪13和縱向限位輪14軸的 固定方式為彈性固定構(gòu)件31 ；設(shè)計(jì)縱向防撞擊液壓器活塞連桿鏈結(jié)構(gòu)件四通過(guò)柔性連接 活動(dòng)支柱軟連接22固定在柔性連接活動(dòng)支柱11 ；在縱向結(jié)構(gòu)延伸艙10內(nèi)設(shè)計(jì)有發(fā)電單元 艙23 ；在發(fā)電單元艙23內(nèi)設(shè)計(jì)有縱向防撞擊液壓器8和橫向防撞擊液壓器9，縱向防撞擊 液壓器8設(shè)計(jì)包括縱向防撞擊液壓器液壓桶M，縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥沈和縱 向防撞擊液壓器液壓油入口閥27，縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿25;根據(jù)實(shí)際需要，還 可以在縱向防撞擊液壓器液壓桶M上設(shè)計(jì)上、下兩套縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥沈 和縱向防撞擊液壓器液壓油入口閥27，密封套件觀；橫向防撞擊液壓器9設(shè)計(jì)包括(圖4 所示)定位、活塞動(dòng)力輪13聯(lián)結(jié)在活塞連桿15上再與橫向防撞擊液壓器活塞16相連，橫 向防撞擊液壓器液壓桶17上設(shè)計(jì)有液壓油出口閥18、液壓油進(jìn)口閥19 ；橫向防撞擊液壓 器9通過(guò)橫向防撞擊液壓器橫向固定組件20和橫向防撞擊液壓器縱向固定組件21連接組 合。在發(fā)電單元艙23內(nèi)的上、下、橫、縱向布局的防撞擊液壓器9、8，在波浪的作用下，當(dāng)波 浪上升時(shí)，浮箱5在水浮力作用下隨波浪帶動(dòng)柔性連接活動(dòng)支柱11向上運(yùn)動(dòng)，而此時(shí)由多 功能艙段與基本功能艙段連接構(gòu)件7將多功能艙段1和主基本功能艙段2構(gòu)建為一體的平 臺(tái)在慣性的作用下保持相對(duì)靜止，這樣就產(chǎn)生了柔性連接活動(dòng)支柱11與保持相對(duì)靜止平 臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，柔性連接活動(dòng)支柱11同時(shí)驅(qū)動(dòng)橫縱向防撞擊液壓器9、8工作，橫向防 撞擊液壓器限位齒板30帶動(dòng)定位、活塞動(dòng)力輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，定位、活塞動(dòng)力輪13帶動(dòng)活塞連桿 15，進(jìn)而活塞連桿15推動(dòng)橫向防撞擊液壓器活塞16，將液壓油推壓出來(lái)形成高壓液壓油驅(qū) 動(dòng)液壓馬達(dá)，而后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；縱向防撞擊液壓器活塞連桿鏈結(jié)構(gòu)件四帶動(dòng)縱向防撞 擊液壓器活塞及活塞桿25，縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿25將縱向防撞擊液壓器液壓 桶M中的液壓油推壓出來(lái)形成高壓液壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；反之隨著 波浪產(chǎn)生活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被抽回液壓器的液壓油為低壓液壓油。這樣眾多上、下、橫、縱向 布局的橫縱向防撞擊液壓器9、8中的液壓油，隨波浪運(yùn)動(dòng)液壓油此進(jìn)(低壓液壓油)彼出 (高壓液壓油)連續(xù)循環(huán)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在浮箱5上設(shè)計(jì)推進(jìn)發(fā)電漿葉6，當(dāng)平臺(tái)需要移 動(dòng)時(shí)，推進(jìn)發(fā)電漿葉6在儲(chǔ)存電力的驅(qū)動(dòng)下行進(jìn)，當(dāng)平臺(tái)系泊時(shí)，洋流驅(qū)動(dòng)推進(jìn)發(fā)電漿葉6 發(fā)電。
權(quán)利要求
1.一種半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合是由三層段構(gòu)成上層為多功能 艙段、中間層為主基本功能艙段、底層為浮箱浮力艙段；其特征在于在上層的多功能艙段 和中間層為主基本功能艙段上設(shè)計(jì)有平臺(tái)接榫結(jié)構(gòu)件、在底層浮箱浮力艙段設(shè)計(jì)有浮箱和 推進(jìn)發(fā)電漿葉；其中中間層的主基本功能艙段設(shè)計(jì)有多功能艙段與基本功能艙段連接 構(gòu)件、縱向防撞擊液壓器、橫向防撞擊液壓器、縱向結(jié)構(gòu)延伸艙、柔性連接活動(dòng)支柱、橫向防 撞擊壓器固定裝置、定位、活塞動(dòng)力輪、縱向限位輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 半潛自航式多功能海工平臺(tái)總體上分兩部分，一部分由多功能艙段和主基本功能艙段及連 接構(gòu)件構(gòu)建為一體的水上平臺(tái)部分，另一部分為底層浮箱浮力艙段部分設(shè)計(jì)的浮箱和推進(jìn) 發(fā)電漿葉及與之相連的活動(dòng)支柱構(gòu)成的浮箱浮力艙段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 在活動(dòng)支柱上設(shè)計(jì)有橫向防撞擊液壓器限位齒板、縱向防撞擊液壓器活塞連桿鏈結(jié)構(gòu)件和 柔性連接活動(dòng)支柱軟連接與多功能艙段相連；通過(guò)上、下、橫、縱向防撞擊液壓器使活動(dòng)支 柱實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的水上水下兩部分的柔性聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 發(fā)電單元艙由多功能艙段與基本功能艙段連接構(gòu)件及其向下延伸在主基本功能艙段與主 基本功能艙段向下延伸構(gòu)成的縱向結(jié)構(gòu)延伸艙組成；其中縱向防撞擊液壓器和橫向防撞 擊液壓器設(shè)計(jì)在發(fā)電單元艙內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 橫向防撞擊液壓器上設(shè)計(jì)有橫向防撞擊液壓器液壓桶、活塞連桿、橫向防撞擊液壓器活 塞、液壓油出口閥、液壓油進(jìn)口閥，橫向防撞擊液壓器液壓桶通過(guò)橫向防撞擊液壓器橫向固 定組件和橫向防撞擊液壓器縱向固定組件固定與艙體相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 縱向防撞擊液壓器上設(shè)計(jì)有縱向防撞擊液壓器液壓桶，縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿； 在縱向防撞擊液壓器液壓桶設(shè)計(jì)有縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞擊液壓器 液壓油入口閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 在縱向防撞擊液壓器液壓桶上設(shè)計(jì)上、下兩套縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞 擊液壓器液壓油入口閥，在縱向防撞擊液壓器液壓桶和縱向防撞擊液壓器活塞及活塞桿之 間安裝密封套件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 縱向防撞擊液壓器液壓桶上的縱向防撞擊液壓器液壓油出口閥和縱向防撞擊液壓器液壓 油入口閥的設(shè)計(jì)位置距離縱向防撞擊液壓器液壓桶底部留有一定行程，防止縱向防撞擊液 壓器活塞及活塞桿撞擊觸底。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合，其特征在于 為實(shí)現(xiàn)定位、活塞動(dòng)力輪、縱向限位輪和橫向防撞擊液壓器限位齒板之間柔性連接，定位、 活塞動(dòng)力輪和縱向限位輪軸由彈性固定構(gòu)件固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及開發(fā)海洋資源使用的海工平臺(tái)，尤其是半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合；一種半潛自航式多功能海工平臺(tái)及其模塊的組合是由三層段構(gòu)成上層為多功能艙段、中間層為主基本功能艙段、底層為浮箱浮力艙段；其特征在于在上層的多功能艙段和中間層為主基本功能艙段上設(shè)計(jì)有平臺(tái)接榫結(jié)構(gòu)件、在底層浮箱浮力艙段設(shè)計(jì)有浮箱和推進(jìn)發(fā)電槳葉；其中中間層的主基本功能艙段設(shè)計(jì)有多功能艙段與基本功能艙段連接構(gòu)件、縱向防撞擊液壓器、橫向防撞擊液壓器、等縱向限位輪；本發(fā)明采用的是平臺(tái)與浮筒柔性聯(lián)接方式，為防止巨浪對(duì)平臺(tái)的損壞，設(shè)計(jì)了防撞擊液壓器由防撞擊液壓器的液壓限位結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)大波幅巨浪對(duì)平臺(tái)的影響。
文檔編號(hào)F03B13/16GK102145736SQ20111005072
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者葉劍 申請(qǐng)人:葉劍