站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统及其专用复位装置的制作方法

1.本发明涉及海上浮体锚泊定位技术领域，更具体地说是一种站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统。适用于溺珊瑚礁上站位的平台、人工浮岛及各类海上浮式装置的锚泊系统。
技术背景
2.现今船舶、海洋平台等锚泊系统有抛锚定位、单点系泊、自升式平台站桩锚泊、半潜式平台动力定位等各种锚泊系统，但对于在溺珊瑚礁上站位均不实用，故对水深－40米以下的溺珊瑚礁世界至今没有一座海上浮式装置站位于上。
3.溺珊瑚礁的定义：根据礁盘与海平面的关系可分为上升礁和溺礁。上升礁又称隆起礁。溺礁是因为地壳下沉或海面上升迅速，造礁珊瑚的生长追随不上，致使礁体沉溺于造礁珊瑚生产的极限深度以下，这里活的珊瑚无法生存，变成溺珊瑚礁后，离海平面越来越深。
4.溺礁以南海中沙群岛大环礁为代表，南沙群岛中的许多暗沙均为溺礁。
5.世界各地造礁珊瑚的速度不一致，年增长速度为0.5～2.8cm之间，当该地海平面上升速度大于3cm/年时，这些礁盘先变成暗沙最后沉入海底。
6.明朝初期郑和下西洋时中沙群岛的大环礁许多礁盘在海面以上，时至今日大环礁仅中部的漫步暗沙在海平面下－20m外，其余都已沉到－40～－60m以下成为暗沙。
7.对－40m以下的暗沙，吹沙填岛是不可能的，如何在暗沙上站位，一项世界性难题。必须寻找一种适合在－40m以下暗沙的新的锚泊系统。
8.暗沙海床的特点：名为暗沙实质是由珊瑚礁盘表面薄薄一层珊瑚和贝壳碎屑组成而不是泥沙。一般船用锚抛下后，无法转爪形成抓力。自升式平台插桩后3支桩腿要承受上万吨重力，珊瑚礁盘无法承受这样大的压强而无法站桩。半潜平台的动力定位制造和使用成本太高，同样不适用于长期在暗沙上站位。


技术实现要素：

9.针对上述暗沙海床特点，本发明提供一种锚泊系统，适用于站位暗沙，并具备抗风浪、抗巨大水平推力的功能。
10.本发明采用的技术方案为：
11.站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统，包括上甲板、下甲板和八角形中空立柱；上甲板和下甲板通过中间支架连接；
12.所述上甲板和下甲板安装在八角形中空立柱上，所述八角形中空立柱的底部设有八棱锥，通过在八角形中空立柱内打压载水来调节八角形中空立柱的底部刺入礁盘的深度；
13.所述八角形中空立柱的八个面上分别安装有复位装置；
14.所述上甲板和下甲板底部设有与复位装置对应的承力板。
15.优选地，所述八角形中空立柱的八个面上分别设有套筒座，套筒座上安装有复位装置。
16.优选地，所述套筒座的顶部设有上盖，上盖一侧与套筒座转动连接，另一端通过环手螺母与套筒座连接。
17.优选地，所述锥面上设有尖刺。
18.优选地，所述复位装置包括内圆套，内圆套内部左右两侧设有轴承座；左右两侧的轴承座上分别安装有向心轴承；两侧向心轴承之间设有多个碟形弹簧；碟形弹簧与两侧的向心轴承之间设有张力垫；
19.内圆套右侧安装有端盖；右侧轴承座与端盖之间设有推力轴承；
20.主轴插入到内圆套内，主轴左端伸出内圆套，并通过螺母固定，主轴右端朝向承力板，并安装有偏心轮组；
21.所述内圆套外设有外方套，外方套安装在套筒座内。
22.优选地，所述偏心轮组为万向轮。
23.优选地，所述主轴左端通过两个螺母固定。
24.优选地，所述螺母与内圆套之间设有螺母挡圈。
25.本发明的优点：本锚泊系统的全部结构都在海平面以上无水下作业，部件简单易得，一套推力为12吨的复位机构总成重量仅200kg，造价远低于其他各种锚泊系统。移位方便，只要将八角形中空立柱内的压载水抽出，八角形中空立柱自动浮起，移至新位后打压载水再次站位。移至不同水深处，只要将立柱上的套筒座卸下移动到相应位置安上即可。如果海平面上涨过快，在海上接长八角形中空立柱的高度即可，八边形角柱在海上接长也是很容易的。
附图说明
26.图1为站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统的结构示意图；
27.图2为站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统的局部示意图；
28.图3为八角形中空立柱安装复位装置后的俯视图；
29.图4为复位装置的安装结构示意图；
30.图5和图6为复位装置的局部示意图；
31.图7为复位装置的剖视图；
32.其中：1-主轴，2-偏心轮组，3-端盖，4-外方套，5-内圆套，6-推力轴承，7-轴承座，8-向心轴承，9-张力垫，10-碟形弹簧，11-螺母挡圈，12-螺母，13-轮，14-轮轴，15-套筒座，16-环手螺母，17-上甲板，18-下甲板，19-八角形中空立柱，20-中间支架，21-复位装置，22-承力板，23-八棱锥，24-上盖。
具体实施方式：
33.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。
34.参考图1-3
35.站位于溺珊瑚礁海上浮式装置的锚泊系统，包括上甲板17、下甲板18和八角形中空立柱19；上甲板17和下甲板18通过中间支架20连接；上甲板17和下甲板18位于海面以上；
36.上甲板17设有多个第一安装孔；第一安装孔呈周向均匀设置；下甲板18上设有与第一安装孔对应的第二安装孔；
37.八角形中空立柱19穿过第一安装孔和第二安装孔，且八角形中空立柱19的底部设有八棱锥23，八棱锥23的锥面上设有尖刺，尖部较易刺破礁盘较硬的表面；通过在八角形中空立柱19内打压载水来调节八角形中空立柱19的底部刺入礁盘的深度；八角形中空立柱19的边长在3～5m之间，具体视水深而定；八角形在海浪中的抗风浪能力较方形要强，且制造较方便，也便于安装；
38.由于八角形中空立柱19本身不承受上甲板17和下甲板18的重量，只是中空部份打压载水来控制刺入礁盘的深度；刺入一定深度后立柱形成较大的抗水平推力，当立柱较多时形成巨大的抗水平风浪的推力。
39.八角形中空立柱19的八个面上分别安装有复位装置21；上甲板17和下甲板18底部设有与复位装置21对应的承力板22；每个八角形中空立柱19的每边都有强力的复位机构21，而且在上甲板17、下甲板18和中间支架上分成多层环绕，就可以产生强大到数百吨弹性复位功能，形成稳定的锚泊系统。
40.进一步的，八角形中空立柱19的八个面上分别设有套筒座15，套筒座15上安装有复位装置21。
41.进一步的，套筒座15的顶部设有上盖24，上盖24一侧与套筒座15转动连接，另一端通过环手螺母16与套筒座15连接；拧开套筒座15上的环手螺母16，打开套筒座15的上盖24即可将复位装置21方便地取出和安装，合上上盖24，拧紧环手螺母16，即安装完毕，安装十分简单。
42.进一步的，，本发明的复位装置，如图4-7；
43.复位装置包括内圆套5，内圆套5内部左右两侧设有轴承座7；左右两侧的轴承座7上分别安装有向心轴承8；两侧向心轴承8之间设有多个碟形弹簧10；碟形弹簧10与两侧的向心轴承8之间设有张力垫9；
44.内圆套5右侧安装有端盖3；右侧轴承座7与端盖3之间设有推力轴承6；
45.主轴1插入到内圆套5内，主轴1左端伸出内圆套5，并通过螺母12固定，主轴1右端朝向承力板22，主轴1右端安装有偏心轮组2，偏心轮组2包括轮13和轮轴14，轮13安装在轮轴14上；内圆套5外设有外方套4，外方套4安装在套筒座15内。
46.当上甲板17和下甲板18受到波浪和洋流的作用后，安装在上甲板17和下甲板18承力板就会撞击偏心轮组2，因偏心轮组2在涨落潮时有上下运动，海浪冲击是任意方向的，故偏心轮组2需制成的万向轮。因一般万向轮的轴承是由径向轴承组成，轴承内圈和滚动体难以受数十吨的冲击力，本发明就解决了这一问题。主轴1将冲击力传到推力轴承6上，此类轴承能承受较大的轴向力。推力轴承6将轴向力传到轴承座7上，轴承座7直接将力传至张力垫9上，向心轴承8在此完全不受轴向力，只是在主轴1上滑动起定心导向作用。
47.碟形弹簧10由数十片碟形弹簧组成，在各类弹簧中碟形弹簧是最强力的弹簧，可变形吸收冲击能量，再经过外方套4的隔板将力传至套筒座15，传到八角形中空立柱19的力
变成逐步加载的平缓力而不是冲击力。
48.进一步的，所述主轴1左端通过两个螺母12固定，螺母12与内圆套5之间设有螺母挡圈11；螺母12是为安装而用，上紧螺母12时因螺母挡圈11的阻挡，主轴1向内收缩离开承力板22；双螺母12的另一个作用是前螺母用于调整碟形弹簧10初始预应力后，后螺母拧紧，双螺母夹紧可防止单螺母在来回位移中松动脱落使碟形弹簧10失去预紧力。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。