[发明专利]减小半潜平台初始气隙的装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种半潜平台的安全装置，特别涉及一种减小波浪直接冲击半潜平台立柱的装置，属于海洋工程技术领域。

背景技术：

气隙是指半潜平台的下层甲板底部至波面间的垂直距离，平台初始气隙定义为下层甲板至静水面的垂直距离。

随着深海油气田的不断开发，对各种类型海洋平台的需求越来越大。半潜平台以其工作水深范围广、甲板面积大以及装载能力强等优点，在海洋石油勘探和开采中得到了广泛的应用。然而，由于半潜平台下浮体与甲板之间通过若干立柱支撑，易发生波浪爬坡和强非线性的撞击现象，表现为波浪沿半潜平台立柱向上爬升，其为影响气隙变化的一个重要因素。在恶劣海况下，这种波浪爬坡现象可使得波浪升至半潜平台下甲板甚至发生越浪，波浪撞击半潜平台下甲板和越浪等强非线性现象的发生都将给生产设备和人员带来不利影响，对半潜平台的安全性构成威胁。传统的设计观念是使下层甲板具有足够的高度以保证波浪达不到甲板，即增加半潜平台初始气隙，但增加半潜平台初始气隙的成本增加很多，而且甲板的高度也受到自身质量和稳定性因素的制约，不能无限制的增大。因而设计一种可以抑制平台立柱波浪爬坡，防止越浪发生，进而减小半潜平台初始气隙的装置具有十分重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种结构紧凑、经济实用、能够有效抑制半潜平台立柱波浪爬坡、遏止越浪发生，进而减小半潜平台初始气隙的装置。

本发明通过以下技术方案予以实现：

    一种减小半潜平台初始气隙的装置，包括导流筒和多层设置的环形消浪板，所述导流筒呈上大下小倒置的锥筒形，环形消浪板沿半潜平台的立柱轴向分层间隔排列，固定在立柱与导流筒之间，多层环形消浪板外径从立柱上端至下端递减；环形消浪板和导流筒上分别设有多个圆孔，导流筒上端延伸出弧形外翻边，所述弧形外翻边顶部与半潜平台的上体下甲板固定连接，导流筒下端固定在半潜平台的下浮体上侧面上；在立柱与导流筒之间还设有数块均布的径向筋板。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

    前述的减小半潜平台初始气隙的装置，其中相邻两层环形消浪板的圆孔垂向错开设置。导流筒上的圆孔面积之和为导流筒表面积的0.45～0.55。

    一种减小半潜平台初始气隙的装置，包括弧形导流环和多层设置的消波环体，所述弧形导流环弧顶朝上地固定在上体下甲板与立柱上端的连接处，所述多层设置的消波环体沿立柱中部轴向分层间隔排列且与立柱固定连接，消波环体表面设有多个减轻孔，消波环体内均布多个径向支撑架；消波环体呈上小下大的锥台体，所述锥台体一侧的横截面呈三角形，多层设置的消波环体外圆直径自上而下递减。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

    前述的减小半潜平台初始气隙的装置，其中最下一层消波环体距水线距离A=1.8～2.2m。所述消波环体呈上大下小的倒锥台体，所述倒锥台体一侧的横截面呈倒三角形，多层消波环体的外圆直径自上而下递增。

一种减小半潜平台初始气隙的装置，包括弧形导流环和数列沿立柱轴向分层间隔排列且螺旋形设置的弧形消浪板，所述弧形导流环弧顶朝上地固定在上体下甲板与立柱上端的连接处外周，两列径向相邻的弧形消浪板交错设置，且螺旋方向相反；弧形消浪板内侧固定在立柱上，在弧形消浪板上下侧和立柱之间还分别设有多块筋板；弧形消浪板上设有数排径向间隔排列的消浪板减轻孔，半球形壳体上下对称分别固定在弧形消浪板两侧上。

    本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的减小半潜平台初始气隙的装置，其中同一列弧形消浪板上下两片弧形消浪板的垂直间距B为当地海域波浪波高的0.5～0.6，弧形消波板的宽度C为立柱直径D的0.12～0.125，弧形消波板的螺旋角α=30°，弧形消波板内侧弧长为立柱周长的0.33～0.35。相邻两列弧形消浪板上的半球形壳体对称设置。弧形消波板所在立柱的同一横截面上设有4片弧形消波板。

本发明结构简单，导流筒和多层环形消浪板或多层消波环体或数列弧形消浪板能有效阻止波浪沿立柱爬升，防止越浪发生，进而减小半潜平台初始气隙。来流时，沿着导流筒或多层消波环体或数列弧形消浪板爬升的波浪由于圆孔或立柱左右两侧的弧形消波板相互交错，引导波浪逐级消波，直至波浪爬升角度过大而自行破碎。从而抑制半潜平台立柱波浪爬坡、遏止越浪发生。

    本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。