一种兼具漂浮、半潜、坐底的多功能起重工程船的制作方法

本实用新型涉及船舶与海工技术领域，特别涉及一种起重船技术。

背景技术：

海上工程项目受海洋条件影响较大，特别是水深、波浪及海床特征。以海上风电为例，水深在0m至50m，波浪周期在5s到20s，海床亦存在软硬平陡之分，为了克服起重作业时海况对工程的不利影响，亦须采取针对性措施，选用不同的工程船进行作业。比如浅水、滩涂海域选用坐底船；波浪较大、海况较差的海域选用自升式平台；水深较大、波浪周期较短的海域选用浮吊船；水深较大、波浪周期较长的海域选用半潜船等。

由于施工方承接的各个工程项目海况互不相同，为了某一个项目选用针对性的作业船型一方面会带来较大的成本压力，另一方面临时造船也难以满足紧张的施工周期要求。

技术实现要素：

针对现有海上工程用起重船功能单一，无法适应多种应用环境的问题，本实用新型的目的在于提供一种兼具漂浮、半潜、坐底的多功能起重工程船，以克服现有施工船舶技术存在的上述缺点和不足。

为了达到上述目的，本实用新型提供的兼具漂浮、半潜、坐底的多功能起重工程船，包括船体，设置在船体上的平台组件以及起重组件，所述船体为平底长方体封闭结构，船体内对称设有若干组压载舱以及压载调整组件，所述压载调整组件分别与若干组压载舱连通，可调节每组压载舱内的压载状态，以调整船体总重和/或重心位置，使工程船处于漂浮状态、半潜状态或坐底状态。

进一步的，所述压载调整组件包括压载总管、压载支管、海底门、压载泵和压载阀门，所述海底门设置在船体内，并与外部水源连通；所述压载支管对应每组压载舱设置，并与压载舱连通；每个压载支管分别通过压载阀门与压载总管连通，所述压载总管通过压载泵与海底门连通。

进一步的，所述船体内还设置有平衡调载组件，所述平衡调载组件分别连通对称分布的若干组压载舱。

进一步的，所述平衡调载组件包括调载管和调载泵，所述调载管两端分别连通对称分布的若干组压载舱，所述调载泵设置在调载管上。

进一步的，所述调载泵为双向泵。

进一步的，所述平台组件包括若干边立柱、若干中间立柱，若干上层平台，所述若干边立柱对应设置在船体的船头和船尾，所述若干中间立柱设置在船体的中部，所述若干上层平台设置在若干边立柱与若干中间立柱之间，将各个立柱的上表面连接为一体，形成一个完整的甲板面。

进一步的，所述起重组件包括基柱和起重机，设置在一边立柱上。

进一步的，所述起重工程船上还包括生活楼，所述生活楼相对于起重组件平衡偏重设置在一边立柱上。

进一步的，所述船体上设置有桩孔，船体上配置有定位桩，所述定位桩与桩孔配合。

进一步的，所述定位桩为圆柱形钢结构，下端为尖锥形。

本实用新型提供的方案通过改变压载水的总量和分布来改变工程船的总重量和重心位置，从而实现漂浮、半潜和坐底功能，能够适应各种工程项目海况，可大大降低施工成本和提高施工效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型提供的起重工程船的侧视图；

图2为本实用新型提供的起重工程船的俯视图；

图3为本实用新型提供的起重工程船压载舱布置的示意图；

图4为本实用新型提供的起重工程船进行漂浮作业的示意图；

图5为本实用新型提供的起重工程船进行半潜作业的示意图；

图6为本实用新型提供的起重工程船进行坐底作业的示意图。

图中元件标号说明：

1-船体；1.1-定位桩；1.2-桩孔

2-边立柱；2.1-艏左立柱；2.2-艏右立柱；2.3-艉左立柱；2.4-艉右立柱

3-生活楼；

4-中间立柱；4.1-左舷中间立柱；4.2-右舷中间立柱

5-上层平台；

6-起重机；

7-基柱；

8.1-左舷压载舱；8.2-右舷压载舱；8.3-艏左海底门；8.4-艏右海底门；8.5-艉左海底门；8.6-艉右海底门

9.1-调载管；9.2-调载泵

10.1-压载支管；10.2-压载总管；10.3-压载阀门；10.4-压载泵。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实用新型针对现有起重工程船的不足，给出具有封闭结构船体的起重工程船，通过在船体内设有若干压载舱，通过改变压载水的总量和分布来改变工程船的总重量和重心位置，从而实现漂浮、半潜和坐底功能，这样形成的起重船既能漂浮在海面上，亦可全部没入水中，还可坐底在平整的海床上。

参见图1和图2，其所示为本实例给出的兼具漂浮、半潜、坐底功能的起重工程船的构成示例图。

由图可知，本起重工程船主要由船体(1)、边立柱(2)、生活楼(3)、中间立柱(4)、上层平台(5)、起重机(6)和基柱(7)等配合构成。

船体(1)作为整个起重船的主体部分，其优选为平底长方体封闭水密结构，截面为矩型，可漂浮在水面上，亦可全部没入水中，还可坐底在平坦的海床上。

本方案中的边立柱(2)横截面为矩形，共有4个，艏左立柱(2.1)、艏右立柱(2.2)、艉左立柱(2.3)以及艉右立柱(2.4)，分别设置在船体(1)的四角，与舷边平齐，但分别与船头和船尾之间留有空间，该空间用于锚系操作。

本方案中的中间立柱(4)位于船体(1)中部，横截面亦为矩形。对于中间立柱(4)的数量可为2个，亦可为1个。图示方案采用两个中间立柱(4)，左舷中间立柱(4.1)和右舷中间立柱(4.2)，对称分布在船体(1)中部两侧。如此设置的边立柱(2)和中间立柱(4)之间设有上层平台(5)，该平台将各个立柱的上表面连接为一体，从而形成一个完整的甲板面，可用于作业和堆放货物。

本方案中的基柱(7)和起重机(6)构成起重船用的起重组件，其设置在船体(1)一边立柱上。图示方案中，基柱(7)和起重机(6)位于艉左边立柱(2.3)上，借用立柱的高度提高了起重机(6)的起吊高度，同时具有最大的舷外起吊距离，起重机(6)为全回转吊机，可以将货物从左舷吊至右舷。

与之配合的，本方案中的生活楼(3)位于艏右边立柱(2.2)上，可以平衡一部分基柱(7)和起重机(6)的偏载重量，避免工程船的总重心过于倾斜。

为了实现工程船漂浮和半潜状态的调平，以及实现船体坐底，本实例在密封结构的船体(1)内对称设有若干组压载舱，以及对应的压载管系、调载管系，可以将外部海水注入任意压载舱内，亦可从任意压载舱内将海水排出船体，从而改变了船体总重和重心位置，使工程船实现漂浮、半潜和坐底三种不同状态。

参见图3，其所示为本实例中船体(1)内压载舱以及相应管系的设置方案示例。

由图可知，本实例中船体(1)内部对称于舯线设有若干压载舱，分为左舷压载舱(8.1)和右舷压载舱(8.2)，若干的左舷压载舱(8.1)和若干的右舷压载舱(8.2)对称于舯线分布设置。由此，可通过改变这些压载舱内的海水量即可以改变工程船的总重和重心位置。

进一步地，本实例还在船体(1)内部设有4处海底门，分为艏左海底门(8.3)、艏右海底门(8.4)、艉左海底门(8.5)、艉右海底门(8.6)，与外部海水通过管路连接。

本实例针对对称分布设置的若干压载舱，在每个压载舱内均设有压载支管(10.1)，每个压载支管(10.1)通过压载阀门(10.3)与压载总管(10.2)相连，压载总管(10.2)通过压载泵(10.4)与相应的海底门相连。这样压载泵(10.4)工作时，通过改变压载阀门(10.3)的通断状态，即可以从海底门向任意压载舱内注水，或者从任意压载舱内向外部排水，从而调节了工程船的总重量和重心，进而改变其倾角，以及漂浮、半潜或坐底状态。

另外，为了在漂浮和半潜状态进行全回转起重时，快速平衡货物在左右舷移动时对船体产生不同弯矩，本实例进一步在船体内设有调载管系，可以快速在左右舷的压载舱内进行海水调驳，从而保证船体平衡，以适应起重机回转时的快速调平要求。

如图3所示，本实例在船体(1)内设有调载管(9.1)和调载泵(9.2)。这里的调载管(9.1)两端分别与对称分布的左舷压载舱(8.1)和右舷压载舱(8.2)连通，而调载泵(9.2)则设置在调载管(9.1)中，以控制调载管(9.1)的工作状态。其中调载泵(9.2)是双向泵，可以快速在左舷压载舱(8.1)和右舷压载舱(8.2)内进行海水调驳，从而保证船体平衡。

作为举例，若初始状态船体水平，左舷压载舱(8.1)和右舷压载舱(8.2)各有一半容积的压载水，当一开始起重作业时，货物位于工程船左舷，此时船体会出现一定的左倾，则由左舷压载舱(8.1)内向右舷压载舱(8.2)内驳水，使船体维持水平，当随着起重机回转，货物移至右舷时，船体又会出现一定的右倾，则由右舷压载舱(8.2)内向左舷压载舱(8.1)内驳水。

在上述方案的基础上，本实例进一步在船体(1)上配置定位桩(1.1)，同时在船体(1)上设置相应的桩孔(1.2)。由此通过在桩孔(1.2)中插入定位桩可以实现船体在坐底状态时的防滑移功能。

具体的，本实例中的定位桩(1.1)优选为圆柱形钢结构，下端为尖锥形，平时放置在甲板上，当进行坐底时，通过起重机(6)吊起定位桩(1.1)，插入甲板上的桩孔(1.2)内，定位桩(1.1)依靠自重即可插入海床一定深度，从而能够防止船体在坐底时产生滑移。

基于上述方案构成的起重船，可以通过改变压载水的总量和分布来改变工程船的总重量和重心位置，从而实现漂浮、半潜和坐底功能，以进行漂浮作业、半潜作业、坐底作业。

参见图4，其所示为本实例起重工程船进行漂浮作业的示例图。

由图可知，当工程船的总重小于船体(1)的排水量时，工程船漂浮在海面上，此时船体(1)的一部分没入水中，一部分露出水面，水线面较大，稳性较好，在平静或者短周期波的海况下容易平稳作业。但是如果位于长周期波海域，船体随波浪的运动也会很明显，反而不容易稳定作业。

参见图5，其所示为本实例起重工程船进行半潜作业的示例图。

由图可知，当工程船的总重大于船体(1)的排水量时，船体(1)完全没入水中，边立柱(3)和中间立柱(5)的一部分也没入水中，此时船体处于半潜状态，水线面减小，稳性变差，但不易受波浪运动的影响，在长周期波海况下能够稳定平浮，开展海上施工。

参见图6，其所示为本实例起重工程船进行坐底作业的示例图。

由图可知，当海水较浅，不超过坐底设计吃水线，且海床较平坦时，可以往压载舱内注入更多的海水，使船底与海床接触，并产生一定的压紧力，实现坐底，此时工程船不受海况影响，成为固定平台，采用起重机(6)将定位桩(1.1)插入桩孔(1.2内)，可以防止船体(1)的滑移。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。