[发明专利]一种自由式海底防沉板浅基础

权利要求书

1.一种自由式海底防沉板浅基础，其特征在于，所述的自由式海底防沉板浅基础主要由下层基础(1)、上层基础(2)和顶部盖板(3)组成；所述的下层基础(1)坐底于海床表面，用于支撑自由式海底防沉板浅基础和水下生产系统(4)的重量；所述的顶部盖板(3)的底面与下层基础(1)的顶面相连，下层基础(1)的内部为空心结构，上层基础(2)位于下层基础(1)内部空间内，并在下层基础(1)内实现水平运动；

所述的下层基础(1)主要由底板(11)、挡板(12)和裙板(14)组成；所述的底板(11)下表面对称布设多个裙板(14)，裙板(14)嵌入海床土中，用于增加自由式海底防沉板浅基础的水平抗滑力和竖向承载力，并提高底板(11)的刚度；所述的挡板(12)固定在底板(11)上表面的四周，形成开口的空心方体结构；所述的挡板(12)的上表面对称布设多个螺孔a(13)，用于固定顶部盖板(3)；

所述的上层基础(2)主要由上部平板基础(21)、限位块(24)和万向滚动球承(25)组成；所述的上部平板基础(21)，其四周侧面对称安装有多个弹簧(22)，上部平板基础(21)的尺寸小于挡板(12)与底板(11)围成的空心方体结构的尺寸；所述的弹簧(22)，其一端连接上部平板基础(21)的侧面，另一端连接挡板(12)内侧；所述的上部平板基础(21)上对称设有多个定位销孔a(23)；所述的限位块(24)安装在上部平板基础(21)上表面的四角，用于限制上层基础(2)的运动方向；所述的万向滚动球承(25)安装在上部平板基础(21)的底部，万向滚动球承(25)的底部与底板(11)相接触；水下生产系统(4)安装在上部平板基础(21)的上表面，海底管道(5)的一端与水下生产系统(4)相通，用于输油；当上部平板基础(21)受到海底管道(5)因温压作用而产生的水平推力时，万向滚动球承(25)底部的球形体在底板(11)上滚动，从而使上部平板基础(21)实现水平移动，释放海底管道(5)因高温高压输油而引起的轴力；

所述的顶部盖板(3)主要由顶板(31)和吊环(32)组成；所述的顶板(31)为中间开口的平板，中间开口用于水下生产系统(4)和海底管道(5)从中伸出；所述的顶板(31)上设有多个螺孔b(32)，与挡板(12)上的螺孔a(13)相对应，通过螺钉(8)与螺孔b(32)和螺孔a(13)的配合，将顶板(31)固定在挡板(12)上；所述的顶板(31)上设有定位销孔b(34)，与上部平板基础(21)上的定位销孔a(23)相对应，通过定位销(7)与定位销孔b(34)和定位销孔a(23)的配合，将上层基础(2)与顶部盖板(3)固定连接；所述的吊环(33)对称布置在顶板(31)上表面，用于吊装顶板(31)以及安装和回收自由式海底防沉板浅基础。

2.根据权利要求1所述的一种自由式海底防沉板浅基础，其特征在于，所述的挡板(12)高度大于上部平板基础(21)、万向滚动球承(25)和限位块(24)的高度之和，当上层基础(2)置于底板(11)上时，挡板(12)顶面和限位块(24)顶面之间存在高差，使顶板(31)固定在挡板(12)上而不接触限位块(24)；安装顶板(31)后，顶板(31)底面与限位块(24)顶面之间留有间隙，间隙的尺寸满足以下原则：

a)所留间隙的尺寸保证上层基础(2)在底板(11)上水平运动而不受顶板(31)的影响；

b)在满足原则a)的前提下，所留间隙的尺寸使顶板(31)约束限位块(24)的竖向位移，避免上层基础(2)出现水平面以外的运动。

3.根据权利要求1或2所述的一种自由式海底防沉板浅基础，其特征在于，所述的弹簧(22)的压缩极限或拉伸极限不小于海底管道(5)在温压作用下的最大变形量；所述的弹簧(22)的刚度满足：当弹簧(22)处于极限压缩或极限拉伸长度时，对应的弹簧恢复力不超过自由式海底防沉板浅基础的水平抗滑力，且不超过海底管道(5)的屈曲压力。

4.根据权利要求1或2所述的一种自由式海底防沉板浅基础，其特征在于，所述的挡板(12)内侧安装有阳极保护装置(15)，防止自由式海底防沉板浅基础在海水环境中锈蚀。

5.根据权利要求3所述的一种自由式海底防沉板浅基础，其特征在于，所述的挡板(12)内侧安装有阳极保护装置(15)，防止自由式海底防沉板浅基础在海水环境中锈蚀。