一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统及操作方法

摘要

本发明公开一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统及操作方法，包括主船体与滑动连接在主船体上的三个桩腿，相邻两桩腿之间设置有支撑装置，支撑装置包括支撑桁架，主船体上设置有输送装置，输送装置包括第一输送机构和第二输送机构，第一输送机构包括设置在主船体的滑轨组，滑轨组上滑动连接有输送件，支撑桁架一端铰接在输送件上，支撑桁架另一端可拆卸连接有锁紧装置，锁紧装置与桩腿底端固定连接，主船体侧面安装有支撑组件。本发明中的支撑装置可有效降低深水自升式平台动力响应，尤其是位移响应。平台结构刚性有明显增加，自振周期下降，可降低与海洋环境载荷发生共振的概率。

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，特别是涉及一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统及操作方法。

背景技术

目前，我国近海石油勘探开采逐渐走向深水区域，对自升式平台适用水深要求越来越高，开发安全的深水自升式平台是十分必要的。自升式平台由于自身结构柔度大，在恶劣海况下动力响应十分明显，且随工作水深增加，动力响应加剧。因此，开发一种不影响自升式平台本身结构特性，并且适用于现有平台改进及新平台应用的抑制深水自升式平台动力响应的系统是非常重要的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统及操作方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统，包括主船体与滑动连接在主船体上的三个桩腿，其特征在于，相邻两所述桩腿之间设置有支撑装置，所述支撑装置包括支撑桁架，所述主船体上设置有输送装置，所述输送装置包括第一输送机构和第二输送机构，所述第一输送机构与所述支撑桁架顶端对应设置，所述第二输送机构与所述支撑桁架底端对应设置，所述第一输送机构包括设置在所述主船体的滑轨组，所述滑轨组上滑动连接有输送件，所述支撑桁架一端铰接在所述输送件上，所述支撑桁架另一端可拆卸连接有锁紧装置，所述锁紧装置与所述桩腿底端固定连接，所述主船体侧面安装有支撑组件。

优选的，所述滑轨组包括第一滑轨，所述第一滑轨包括与所述主船体侧面固定连接的第一滑道和与所述主船体底面固定连接的第二滑道，所述第二滑道两侧对称设置有第二滑轨，两所述第二滑轨均与所述主船体底面固定连接，所述第一滑道两侧对称设置有第三滑轨，两所述第三滑轨均与所述主船体侧面固定连接。

优选的，所述输送件包括与所述第一滑轨和第三滑轨滑动连接的输送块，所述输送块上开设有桶槽，所述桶槽内滑动连接有滑块，所述滑块与所述第二滑轨相适配，所述支撑桁架与所述滑块铰接；所述滑块侧壁固定连接有限位销钉，所述桶槽和所述第二滑轨侧壁均开设有与所述限位销钉相适配的通孔，所述滑块与所述输送块、所述第二滑轨通过所述限位销钉、所述通孔限位配合。

优选的，所述锁紧装置包括与所述桩腿固定连接的安装块，所述安装块远离所述桩腿的一侧开设有安装槽，所述安装槽内对称固定连接有液压杆的固定端，两所述液压杆输出端均固定连接有锁紧臂，两所述锁紧臂内壁均固定连接有锁紧齿条板，所述支撑桁架底端固定连接有桩腿弦杆，所述锁紧齿条板与所述桩腿弦杆啮合，所述安装槽内固定连接有伸缩臂，所述伸缩臂两端分别与两所述锁紧臂外壁固定连接。

优选的，所述支撑组件包括固定连接在所述主船体侧壁的若干旋转支撑架，若干所述旋转支撑架在所述主船体侧面等间距设置，所述旋转支撑架与所述支撑桁架对应设置。

优选的，所述第二输送机构包括固定连接在所述主船体侧面的若干液压绞车，所述液压绞车上固定绕设有吊索一端，所述支撑桁架底端固定连接有吊环，所述主船体底面固定连接有移动滑轮组件，所述吊索另一端穿过所述移动滑轮组件与所述吊环固定连接；所述安装槽内设置有位置传感器。

优选的，所述移动滑轮组件包括固定连接在所述主船体侧面的定滑轮，所述主船体底面固定连接有滑轮滑轨，所述滑轮滑轨上滑动连接有动滑轮，所述动滑轮与所述定滑轮对应设置，所述吊索依次穿过所述定滑轮、所述动滑轮与所述吊环固定连接。

优选的，所述桩腿弦杆上设置有桩腿斜撑杆。

一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统的操作方法，包括以下步骤：

S1：通过吊索提升第一滑道一侧的支撑装置使其与旋转支撑架脱离接触；

S2：旋转支撑架转至与船侧平行；

S3：支撑桁架顶端通过输送件移动至第一滑轨处，支撑桁架底端通过吊索下放至锁紧装置与桩腿弦杆平行位置；

S4：支撑桁架顶端沿第一滑道垂向下降至第二滑道首端，支撑桁架底端通过吊索下放相同距离；

S5：支撑桁架首端沿第二滑道移动，与此同时，利用锁紧装置内置位置传感器检测锁紧装置与桩腿弦杆相对位置，并通过吊索调整支撑桁架底端使桩腿弦杆与锁紧齿条板对应；

S6：锁紧装置中液压撑杆推动锁紧臂和锁紧齿条板与桩腿弦杆配合锁紧，支撑桁架底端锁紧；滑块侧壁的限位销钉与第二滑轨侧壁的通孔限位配合，支撑桁架顶端锁紧；

S7：输送块及移动滑轮组件按原路线返回，用于第一滑道另一侧支撑桁架的安装移动；

S8：支撑桁架回收步骤为安装步骤逆过程。

本发明公开了以下技术效果：

1.本发明中的支撑装置可有效降低深水自升式平台动力响应，尤其是位移响应。平台结构刚性有明显增加，自振周期下降，可降低与海洋环境载荷发生共振的概率。

2.本发明中的支撑装置可用于旧平台改造，提高旧平台的安全性。也可应用于新平台的设计，增加平台适用水深。

3.本发明中支撑装置可实现自动化安装回收，避免了海上人工操作困难。

4.本发明中支撑装置在平台非工作状态位于船侧，不影响平台升降、拖航。在平台工作状态时位于船底，不占有平台工作空间，不影响平台工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统的主视图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统的俯视图；

图4为本发明锁紧装置的轴测图；

图5为本发明锁紧装置与桩腿弦杆的配合示意图；

图6为本发明安装块与滑块的配合关系示意图；

图7为本发明滑块的结构示意图；

图8为本发明移动滑轮组件的结构示意图。

其中，1-主船体、2-桩腿、3-支撑桁架、4-第一滑道、5-第二滑道、6-第二滑轨、7-第三滑轨、8-输送块、9-滑块、10-安装块、11-液压杆、12-锁紧臂、13-锁紧齿条板、14-桩腿弦杆、15-伸缩臂、16-旋转支撑架、17-吊索、18-液压绞车、19-滑轮滑轨、20-动滑轮、21-桩腿斜撑杆、22-定滑轮、23-限位销钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统，包括主船体1与滑动连接在主船体1上的三个桩腿2，其特征在于，相邻两桩腿2之间设置有支撑装置，支撑装置包括支撑桁架3，主船体1上设置有输送装置，输送装置包括第一输送机构和第二输送机构，第一输送机构与支撑桁架3顶端对应设置，第二输送机构与支撑桁架3底端对应设置，第一输送机构包括设置在主船体1的滑轨组，滑轨组上滑动连接有输送件，支撑桁架3一端铰接在输送件上，支撑桁架3另一端可拆卸连接有锁紧装置，锁紧装置与桩腿2底端固定连接；主船体1侧面安装有支撑组件。

当支撑桁架3不工作时，通过支撑组件对支撑桁架3进行支撑，当支撑桁架3工作时，通过第一输送机构和第二输送机构配合工作将支撑桁架3输送至相邻两桩腿2之间，实现对相邻两桩腿2的固定。

进一步的，为将主船体1侧面的支撑桁架3运送至主船体1底面与桩腿2配合固定，设置滑轨组，滑轨组包括第一滑轨，第一滑轨包括与主船体1侧面固定连接的第一滑道4和与主船体1底面固定连接的第二滑道5，第二滑道5两侧对称设置有第二滑轨6，两第二滑轨6均与主船体1底面固定连接，第一滑道4两侧对称设置有第三滑轨7，两第三滑轨7均与主船体1侧面固定连接。第一滑轨和第三滑轨7用于输送块8的滑动，第二滑轨6用于滑块9的输送。

进一步的，输送件包括与第一滑轨和第三滑轨7滑动连接的输送块8，输送块8上开设有桶槽，桶槽内滑动连接有滑块9，滑块9与第二滑轨6相适配，支撑桁架3与滑块9铰接；滑块9侧壁固定连接有限位销钉23，桶槽和第二滑轨6侧壁均开设有与限位销钉23相适配的通孔，滑块9与输送块8、第二滑轨6通过限位销钉23、通孔限位配合。当输送块8沿第三滑道滑动至第一滑道4后，滑块9从输送块8内滑出至第二滑道5，滑块9和输送块8内均设置驱动器(图中未表现出)，通过驱动器驱动滑块9和输送块8移动，通过限位销钉23对滑块9进行限位，避免其在移动过程中出现滑落，同时在第二滑轨6侧壁开设与限位销钉23相适配的限位通孔，当滑块9在第二滑轨6上滑动至预设位置时，通过限位销钉23与限位通孔的限位作用实现第二滑轨6的固定，避免滑块9滑动，同时可通过驱动器控制限位销钉23的伸出和缩回。

进一步的，为对支撑桁架3底端进行固定，设置锁紧装置，锁紧装置包括与桩腿2固定连接的安装块10，安装块10远离桩腿2的一侧开设有安装槽，安装槽内对称固定连接有液压杆11的固定端，两液压杆11输出端均固定连接有锁紧臂12，两锁紧臂12内壁均固定连接有锁紧齿条板13，支撑桁架3底端固定连接有桩腿弦杆14，锁紧齿条板13与桩腿弦杆14啮合，安装槽内固定连接有伸缩臂15，伸缩臂15两端分别与两锁紧臂12外壁固定连接。液压撑杆推动锁紧臂12和锁紧齿条板13使其与桩腿弦杆14配合锁紧，支撑桁架3底端锁紧，通过支撑桁架3与支撑桁架3的啮合提高装置的稳定性。

进一步的，为便于支撑桁架3存放，设置支撑组件，支撑组件包括固定连接在主船体1侧壁的若干旋转支撑架16，若干旋转支撑架16在主船体1侧面等间距设置，旋转支撑架16与支撑桁架3对应设置。当支撑桁架3使用时旋转支撑架16与主船体1侧面平行，当支撑桁架3侧面垂直时对支撑桁架3进行支撑。

进一步的，为对支撑桁架3末端与桩腿2底端的锁紧装置进行固定，第二输送机构包括固定连接在主船体1侧面的若干液压绞车18，液压绞车18上固定绕设有吊索17一端，支撑桁架3底端固定连接有吊环，主船体1底面固定连接有移动滑轮组件，吊索17另一端穿过移动滑轮组件与吊环固定连接；安装槽内设置有位置传感器。液压绞车18连接吊索17实现支撑桁架3末端的升降，使支撑桁架3末端的桩腿弦杆14与锁紧装置进行配合固定；为对桩腿弦杆14的位置进行测控，保证桩腿弦杆14与锁紧装置的配合，安装槽内设置有位置传感器。

进一步的，为便于通过液压绞车18对支撑桁架3底端进行输送，设置移动滑轮组件，移动滑轮组件包括固定连接在主船体1侧面的定滑轮22，主船体1底面固定连接有滑轮滑轨19，滑轮滑轨19上滑动连接有动滑轮20，动滑轮20与定滑轮22对应设置，吊索17依次穿过定滑轮22、动滑轮20与吊环固定连接。定滑轮22用于对吊索17进行固定限位，动滑轮20带动吊索17在滑轮滑轨19上滑动，避免吊索17与主船体1边缘摩擦，造成吊索17损坏，同时降低输送难度。

进一步的，为提高桩腿弦杆14的受力桩腿弦杆14上设置有桩腿斜撑杆21。桩腿斜撑杆21与桩腿弦杆14之间形成三角形结构，提高桩腿弦杆14的抗压能力。

一种抑制深水自升式平台动力响应的支撑系统的操作方法，包括以下步骤：

S1：通过吊索17提升第一滑道4一侧的支撑装置使其与旋转支撑架16脱离接触；

S2：旋转支撑架16转至与船侧平行；

S3：支撑桁架3顶端通过输送件移动至第一滑轨处，支撑桁架3底端通过吊索17下放至锁紧装置与桩腿弦杆14平行位置；

S4：支撑桁架3顶端沿第一滑道4垂向下降至第二滑道5首端，支撑桁架3底端通过吊索17下放相同距离；

S5：支撑桁架3首端沿第二滑道5移动，与此同时，利用锁紧装置内置位置传感器检测锁紧装置与桩腿弦杆14相对位置，并通过吊索17调整支撑桁架3底端使桩腿弦杆14与锁紧齿条板13对应；

S6：锁紧装置中液压撑杆推动锁紧臂12和锁紧齿条板13与桩腿弦杆14配合锁紧，支撑桁架3底端锁紧；滑块9侧壁的限位销钉23与第二滑轨6侧壁的通孔限位配合，支撑桁架3顶端锁紧；

S7：输送块8及移动滑轮组件按原路线返回，用于第一滑道4另一侧支撑桁架3的安装移动；

S8：支撑桁架3回收步骤为安装步骤逆过程。

本发明中的支撑装置可有效降低深水自升式平台动力响应，尤其是位移响应。平台结构刚性有明显增加，自振周期下降，可降低与海洋环境载荷发生共振的概率。同时本发明中的支撑装置可用于旧平台改造，提高旧平台的安全性。也可应用于新平台的设计，增加平台适用水深。支撑装置可实现自动化安装回收，避免了海上人工操作困难。支撑装置在平台非工作状态位于船侧，不影响平台升降、拖航。在平台工作状态时位于船底，不占有平台工作空间，不影响平台工作性能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。