[发明专利]冰区海洋平台桩腿主动破冰装置及破冰方法

说明书

本发明提供的是一种冰区海洋平台桩腿主动破冰装置及破冰方法。海洋平台桩腿是在潮差带上方设置有集缆器和三条圆形轨道的桩腿，基座一侧自上而下设置有上动轮，中动轮和下动轮，基座依靠动轮安置在海洋平台桩腿轨道上，基座另一侧下部设置有与下动轮连接的驱动电机，上部连接着主臂尾部，主臂和副臂首尾相连，副臂的首部连接破冰基座，破冰基座上设置有破冰主机，破冰主机下方安装有破冰钻头，所述基座，主臂，副臂和破冰主机两两之间都设置有液压器和脐带缆，基座顶部还与海洋平台桩腿上的集缆器上的脐带缆连通。本发明结构简单，操作灵活，可在对现有的海洋平台桩腿加装运行轨道后即可安装使用，可广泛应用于目前冰区海洋平台。

技术领域

本发明涉及的是一种主动破冰装置，具体地说是一种海洋平台桩腿的主动破冰装置。

背景技术

寒区海域作业的海洋平台在冬季经常受到海冰的侵扰。当海冰较厚时，海冰在移动过程中将对海洋平台桩腿产生挤压、碰撞作用，破坏力惊人，可能造成海洋平台桩腿结构的损坏，严重时甚至导致海洋平台倾覆。

目前，冰区海洋平台主要通过在海洋平台桩腿的潮差带加装锥形结构的破冰装置进行防冰。锥形结构破冰装置的破冰原理是当海冰与锥面结构相接触时，锥面结构可以使海冰主要发生弯曲破坏，从而使海冰对海洋平台桩腿的作用力较之直接发生挤压或碰撞的作用力大为减小。

现阶段的海洋平台防冰技术主要以被动防冰为主，尚未见到有一种通过在海洋平台桩腿上加装破冰设备，从而能主动对海洋平台桩腿周边危险海冰进行预先破坏,进而减小海冰对海洋平台桩腿的危害的破冰装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作灵活、破冰能力强、防冰效果好的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置。本发明的目的在于提供一种基于本发明的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置的破冰方法。

本发明的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置包括安装在海洋平台桩腿潮差带上方的集缆器和三条圆形轨道，还包括一个基座，所述基座的一侧自上而下设置有与所述三条圆形轨道相对应的上动轮、中动轮和下动轮，基座依靠动轮安置在海洋平台桩腿轨道上，所述基座的另一侧下部设置有与下动轮连接的驱动电机、上部与主臂尾部铰接，主臂首部和副臂尾部铰接，副臂首部与破冰基座铰接，破冰基座上设置破冰主机，破冰主机下方安装破冰钻头，基座与主臂之间、主臂与副臂之间、副臂与破冰基座之间设置有液压器和脐带缆，基座顶部与集缆器上的脐带缆连通。

本发明的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置还可以包括：

1.上轨道带有向上凸起的轨道壁，上动轮水平设置，上动轮在上轨道上受轨道壁所提供的指向海洋平台桩腿圆心的支持力。

2.两个对称布置的中动轮水平设置，两个中动轮在中轨道上受中轨道提供的背离海洋平台桩腿圆心的支持力。

3.下动轮竖直设置，下动轮通过驱动电机带动在下轨道上转动，带动基座绕海洋平台桩腿作圆周运动。

基于本发明的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置的破冰方法之一为冰池式破冰模式，具体包括：先控制驱动电机，将破冰装置移动至接近冰面来向，再控制液压器，主臂和副臂将破冰钻头移动到距离海洋平台桩腿合适位置，而后启动破冰主机，放下破冰钻头使之钻至最深，之后再控制驱动电机，使破冰钻头在冰面上开出一道圆弧的冰槽，然后重新确定破冰钻头到海洋平台桩腿的距离重复上述操作，最终实现在来向冰面开出若干冰槽，使整个冰面易于被海洋平台桩腿破坏。

基于本发明的冰区海洋平台桩腿主动破冰装置的破冰方法之二为冰孔式破冰模式，具体包括：先控制驱动电机，将破冰装置移动至接近冰面来向，再控制液压器和主臂及副臂将破冰钻头移动到冰面合适位置，而后启动破冰主机，控制破冰钻头在冰面上钻出一系列冰孔，使整个冰面易于被海洋平台桩腿破坏。

为了区别于传统海洋平台破冰装备，本发明提供了一种可对海洋平台桩腿附近危险海冰进行主动破坏的破冰装置，具有操作灵活，破冰能力强，防冰效果好的特点。