專利名稱：一種張力腿平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于屬于海上作業(yè)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種張力腿平臺(tái)。
背景技術(shù)：
張力腿平臺(tái)在二十多年的實(shí)踐中不斷發(fā)展，基本形成一種典型的結(jié)構(gòu)形式。它一般由平臺(tái)本體、張力腿和水下錨固系統(tǒng)三部分組成?，F(xiàn)有張力腿平臺(tái)設(shè)計(jì)最主要的思想是使平臺(tái)半順應(yīng)半剛性。它通過自身的結(jié)構(gòu)形式，產(chǎn)生遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)自重的浮力，所以浮力除了抵消自重之外，剩余的部分作為預(yù)緊力，作用在張力腿平臺(tái)的豎向張力腿系統(tǒng)上，使張力腿處于預(yù)張拉狀態(tài)，較大的張力腿預(yù)拉力使平臺(tái)平面外的運(yùn)動(dòng)(橫搖、縱搖和垂蕩)較小，近似于剛性。平臺(tái)通過張力腿將平臺(tái)和海底固接在一起，為生產(chǎn)提供一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)安全的工作平臺(tái)。由于張力腿平臺(tái)為半順應(yīng)式平臺(tái)，其垂向剛度較大，能很好約束平臺(tái)垂向運(yùn)動(dòng)，而其在平面內(nèi)是柔性的，平臺(tái)平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，即橫蕩、縱蕩和首搖為順應(yīng)式，這樣對(duì)于需要精確定位平面內(nèi)位置的比較困難。另外目前張力腿平臺(tái)大多是水上平臺(tái)，適用于水下的且對(duì)平臺(tái)整體姿態(tài)要求較高的張力腿通用平臺(tái)較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水下張力腿通用試驗(yàn)平臺(tái)，可為各項(xiàng)水下試驗(yàn)提供一種穩(wěn)固平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)水下平臺(tái)的任意變化水深以及實(shí)現(xiàn)水下無人操作遙控精確姿態(tài)控制。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種張力腿平臺(tái)，包括平臺(tái)本體、張力腿和四個(gè)錨，四個(gè)錨分別位于平臺(tái)本體的前左、前右、后左、后右下方，所述 張力腿包括四根垂向鋼纜和四根斜拉鋼纜；所述平臺(tái)本體上部前端設(shè)置前左水下張力絞 車、前左水下錨泊絞車和前右水下張力絞車、前右水下錨泊絞車，平臺(tái)本體上部后端設(shè)置后左水下張力絞車、后左水下錨泊絞車和后右水下張力絞車、后右水下錨泊絞車；前左水下張力絞車通過第一垂向鋼纜牽拉前左錨，前右水下張力絞車通過第二垂向鋼纜牽拉前右錨，后左水下張力絞車通過第三垂向鋼纜牽拉后左錨，后右水下張力絞車通過第四垂向鋼纜牽拉后右錨；前左水下錨泊絞車通過第一斜拉鋼纜牽拉后左錨，前右水下錨泊絞車通過第二斜拉鋼纜牽拉后右錨，后左水下錨泊絞車通過第三斜拉鋼纜牽拉前左錨，后右水下錨泊絞車通過第四斜拉鋼纜牽拉前右錨。張力腿設(shè)計(jì)成回收張力腿型式，在工作平臺(tái)和水下重力錨之間用柔性的垂向及交叉的張力繩索連接。通過浮力、重力和張力繩索張力之間的平衡，能夠抵抗水下流動(dòng)干擾力和工作載荷的作用，保持姿態(tài)不變；利用動(dòng)力絞車精確控制纜繩收放，具備水下通用平臺(tái)的升降控制和姿態(tài)調(diào)節(jié)的功能，可實(shí)現(xiàn)要求范圍內(nèi)任意水深的準(zhǔn)確定位和姿態(tài)控制，為各種需要的水下工作的相關(guān)功能提供平臺(tái)支持；通過張力腿與水下絞車結(jié)合的水下張力腿平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)工作水深的調(diào)節(jié)及姿態(tài)的動(dòng)態(tài)調(diào)整；利用張力腿自適應(yīng)技術(shù)克服垂向反沖力；通過優(yōu)化張力腿布置方式，采用內(nèi)斜拉纜形式克服水流水平作用力，保持平臺(tái)穩(wěn)定性。
進(jìn)一步的，所述平臺(tái)本體為長(zhǎng)方體躉船式平臺(tái)，在所述平臺(tái)本體左右舷處對(duì)稱安放兩個(gè)耐壓浮筒，兩耐壓浮筒中分別布置有機(jī)電控制艙，用于安裝各種機(jī)電設(shè)備，如平臺(tái)水下控制室、變電站、液壓泵站及空調(diào)，水下控制室控制各水下張力絞車、水下錨泊絞車及其他機(jī)電設(shè)備上運(yùn)行；所述平臺(tái)本體內(nèi)設(shè)置多個(gè)壓載水艙，所述平臺(tái)本體內(nèi)設(shè)置多個(gè)壓載水艙，所述壓載水艙艙體上設(shè)有透氣閥、通海閥，所述壓載水艙內(nèi)安裝有浮力筒和壓縮空氣瓶組。壓載水艙全部進(jìn)滿水，平臺(tái)全部進(jìn)入水中正常工作時(shí)，可產(chǎn)生足夠的上浮力，并使平臺(tái)浮心高于重心。由于本發(fā)明涉及的平臺(tái)是無人水下平臺(tái)，在作業(yè)過程中需要在安全范圍外遠(yuǎn)端進(jìn)行動(dòng)力輸出和遙控，且平臺(tái)所需功率大、電壓高、水下遙控傳輸信息量大、因而動(dòng)力輸出和控制的技術(shù)及可靠性要求很高?？刹捎迷诠ぷ髂复辖⑺线b控站，并通過光電復(fù)合纜進(jìn)行平臺(tái)的動(dòng)力輸入和控制信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的遙控、監(jiān)視、指揮和動(dòng)力及信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。水上遙控站主要包括:發(fā)電機(jī)組、配電系統(tǒng)、電纜絞車、水面集控臺(tái)組成；光電復(fù)合纜一端由工作母船上的電纜絞車控制布放，另一端與水下張力腿平臺(tái)相連。所述機(jī)電控制艙中還設(shè)有視頻監(jiān)測(cè)裝置。可向外部遙控的水上遙控站提供各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。優(yōu)選的，所述兩個(gè)耐壓浮筒筒體的下半部分位于所述平臺(tái)本體甲板的下方。本發(fā)明的有益效果是突破了張力腿平臺(tái)水下定深和姿態(tài)控制的關(guān)鍵技術(shù)，解決了水下無人遙控的技術(shù)難題，利用張力腿支撐系統(tǒng)的自適應(yīng)特性，能夠抗水下擾流和復(fù)雜的作業(yè)載荷變化的作用，形成保持平臺(tái)在系統(tǒng)工作狀態(tài)下的姿態(tài)的能力，為水下給定水深的地方各種系統(tǒng)功能裝備提供支撐工作環(huán)境，也可為各種水下工作和試驗(yàn)提供工作平臺(tái)，完成不同各種水下工程所需要的工作任務(wù)。可用于海洋工程裝備的研制試驗(yàn)，海洋石油、礦產(chǎn)開發(fā)，以及其它水下空間利用。



圖1為本發(fā)明實(shí)施例張力腿平臺(tái)的水下絞車布置平面圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例張力腿平臺(tái)的張力腿布置示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例張力腿平臺(tái)的耐壓浮筒布置平面圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例張力腿平臺(tái)的壓載水艙布置示意圖。
具體實(shí)施例方式一種水下張力腿平臺(tái)，其主尺度如下:總長(zhǎng)50.40m，型寬18.00m，型深2.00m，梁拱:0.36m，肋距:0.60m，縱骨間距:0.60m。如圖1和圖2所示，該張力腿平臺(tái)包括平臺(tái)本體1、張力腿和四個(gè)錨，四個(gè)錨分別位于平臺(tái)本體的前左、前右、后左、后右下方，所述張力腿2包括四根垂向鋼纜和四根斜拉鋼纜；所述平臺(tái)本體上部前端設(shè)置前左水下張力絞車31、前左水下錨泊絞車41和前右水下張力絞車32、前右水下錨泊絞車42，平臺(tái)本體I上部后端設(shè)置后左水下張力絞車33、后左水下錨泊絞車43和后右水下張力絞車34、后右水下錨泊絞車44 ;前左水下張力絞車31通過第一垂向鋼纜21牽拉前左錨51，前右水下張力絞車32通過第二垂向鋼纜22牽拉前右錨52，后左水下張力絞車33通過第三垂向鋼纜23牽拉后左錨53，后右水下張力絞車34通過第四垂向鋼纜24牽拉后右錨54 ;前左水下錨泊絞車41通過第一斜拉鋼纜25牽拉后左錨53，前右水下錨泊絞車42通過第二斜拉鋼纜26牽拉后右錨54，后左水下錨泊絞車43通過第三斜拉鋼纜27牽拉前左錨51，后右水下錨泊絞車44通過第四斜拉鋼纜28牽拉前右錨52。平臺(tái)本體I為長(zhǎng)方體躉船式平臺(tái)，在平臺(tái)本體I左右舷處對(duì)稱安放兩個(gè)耐壓浮筒6，兩個(gè)耐壓浮筒筒體6的下半部分位于所述平臺(tái)本體I甲板的以下，兩個(gè)壓浮筒6中分別設(shè)置有機(jī)電控制艙61，用于安裝各種機(jī)電設(shè)備，如平臺(tái)水下控制室、變電站、液壓泵站、空調(diào)及視頻監(jiān)測(cè)裝置，水下控制室控制各水下張力絞車、水下錨泊絞車及其他機(jī)電設(shè)備上運(yùn)行，視頻監(jiān)測(cè)裝置可向外部遙控的水上遙控站提供各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。平臺(tái)本體I內(nèi)設(shè)置八個(gè)壓載水艙7，壓載水艙7艙體上設(shè)有透氣閥、通海閥，壓載水艙內(nèi)安裝有浮力筒71和壓縮空氣瓶組72。壓載水艙全部進(jìn)滿水，平臺(tái)全部進(jìn)入水中正常工作時(shí)，可產(chǎn)生足夠的上浮力，并使平臺(tái)浮心高于重心。由于本發(fā)明涉及的平臺(tái)是無人水下平臺(tái)，在作業(yè)過程中需要在安全范圍外遠(yuǎn)端進(jìn)行動(dòng)力輸出和遙控，且平臺(tái)所需功率大、電壓高、水下遙控傳輸信息量大、因而動(dòng)力輸出和控制的技術(shù)及可靠性要求很高。我們采用在工作母船上建立水上遙控站，并通過光電復(fù)合纜進(jìn)行平臺(tái)的動(dòng)力輸入和控制信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的遙控、監(jiān)視、指揮和動(dòng)力及信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。水上遙控站主要包括:發(fā)電機(jī)組、配電系統(tǒng)、電纜絞車、水面集控臺(tái)組成；光電復(fù)合纜一端由工作母船上的電纜絞車控制布放，另一端與水下張力腿平臺(tái)相連。該水下張力腿平臺(tái)突破了張力腿平臺(tái)水下定深和姿態(tài)控制的關(guān)鍵技術(shù)，解決了水下無人遙控的技術(shù)難題，利用張力腿支撐系統(tǒng)的自適應(yīng)特性，能夠抗水下擾流和復(fù)雜的作業(yè)載荷變化的作用，形成保持平臺(tái)在系統(tǒng)工·作狀態(tài)下的姿態(tài)的能力，為水下給定水深的地方各種系統(tǒng)功能裝備提供支撐工作環(huán)境，也可為各種水下工作和試驗(yàn)提供工作平臺(tái)，完成不同各種水下工程所需要的工作任務(wù)。本發(fā)明可用于海洋工程裝備的研制試驗(yàn)，海洋石油、礦產(chǎn)開發(fā)，以及其它水下空間利用。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種張力腿平臺(tái)，包括平臺(tái)本體(I)、張力腿和四個(gè)錨，四個(gè)錨分別位于平臺(tái)本體的前左、前右、后左、后右下方，其特征是，所述張力腿包括四根垂向鋼纜和四根斜拉鋼纜； 所述平臺(tái)本體(I)上部前端設(shè)置前左水下張力絞車(31)、前左水下錨泊絞車(41)和前右水下張力絞車(32)、前右水下錨泊絞車(42)，平臺(tái)本體I上部后端設(shè)置后左水下張力絞車(33)、后左水下錨泊絞車(43)和后右水下張力絞車(34)、后右水下錨泊絞車(44)； 前左水下張力絞車(31)通過第一垂向鋼纜(21)牽拉前左錨(51)，前右水下張力絞車(32)通過第二垂向鋼纜(22)牽拉前右錨(52)，后左水下張力絞車(33)通過第三垂向鋼纜(23)牽拉后左錨(53)，后右水下張力絞車(34)通過第四垂向鋼纜(24)牽拉后右錨(54)；前左水下錨泊絞車(41)通過第一斜拉鋼纜(25)牽拉后左錨(53)，前右水下錨泊絞車(42)通過第二斜拉鋼纜(26)牽拉后右錨(54)，后左水下錨泊絞車(43)通過第三斜拉鋼纜(27)牽拉前左錨(51)，后右水下錨泊絞車(44)通過第四斜拉鋼纜(28)牽拉前右錨(52)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力腿平臺(tái)，其特征在于，所述平臺(tái)本體(I)為長(zhǎng)方體躉船式平臺(tái)，在所述平臺(tái)本體(I)左右舷處對(duì)稱安放兩個(gè)耐壓浮筒￠)，所述耐壓浮筒￠)中設(shè)置有機(jī)電控制艙(61)； 所述平臺(tái)本體(I)內(nèi)設(shè)置多個(gè)壓載水艙(7)，所述壓載水艙艙體上設(shè)有透氣閥、通海閥，所述壓載水艙內(nèi)安裝有浮力筒(71)和壓縮空氣瓶組(72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的張力腿平臺(tái)，其特征在于，所述機(jī)電控制艙(61)中還設(shè)有視頻監(jiān)測(cè)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的張力腿平臺(tái)，其特征在于，所述兩個(gè)耐壓浮筒筒體(6)的下半部分位于所述平臺(tái)本體(I)的甲板以下。
全文摘要
本發(fā)明屬于屬于海上作業(yè)平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種張力腿平臺(tái)，包括平臺(tái)本體、張力腿和四個(gè)錨，四個(gè)錨分別位于平臺(tái)本體的前左、前右、后左、后右下方，所述張力腿包括四根垂向鋼纜和四根斜拉鋼纜；所述平臺(tái)本體上部前端設(shè)置前左水下張力絞車、前左水下錨泊絞車和前右水下張力絞車、前右水下錨泊絞車，平臺(tái)本體上部后端設(shè)置后左水下張力絞車、后左水下錨泊絞車和后右水下張力絞車、后右水下錨泊絞車，四個(gè)水下張力絞車分別通過四個(gè)垂向鋼纜垂向牽拉四個(gè)錨，四個(gè)水下錨泊絞車分別通過四個(gè)斜拉鋼纜斜向牽拉四個(gè)錨。本發(fā)明的有益效果解決了水下無人遙控的技術(shù)難題，利用張力腿支撐系統(tǒng)的自適應(yīng)特性，能夠抗水下擾流和復(fù)雜的作業(yè)載荷變化。
文檔編號(hào)B63B35/44GK103231781SQ20131014049
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者嚴(yán)俊, 曹錦 , 黎明, 劉尚華, 劉云生 申請(qǐng)人:武漢武船海洋工程船舶設(shè)計(jì)有限公司