一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置

1.本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置。


背景技术：

2.北极因为其拥有巨大的油气资源成为各海洋强国高度关注的重点。为了开发北极海域的油气资源，各国开始研究用于极地开采和运输的装备，包括半潜式海洋平台、圆筒型海洋平台、浮式生产储油卸油装置(fpso)和钻井船等，其中半潜式海洋平台被认为是非常适合通过优化设计后进入北极海域进行海上作业的装备之一。当前能够在北极海域进行海上作业的半潜式海洋平台还处于研究阶段，相关技术难题尚未攻克。在北极海域进行海上作业的海洋结构物需要考虑冰载荷的影响。半潜式海洋平台必须具有抗冰的能力，才能够最大限度降低冰载荷对结构的冲击。当前，最常见的抗冰装置大多采用加锥或斜面的结构，锥体和斜面结构可以将海冰的破坏模式由挤压破碎转变成弯曲破坏，这样可以大幅降低结构承受的局部冰力和整体冰力。在立柱上增加抗冰锥体以及采用下直上斜形式的新型立柱均可以使得半潜式海洋平台具备抗冰性能。但其存在着弊端，即改变了立柱的形状，势必会影响结构的水线面面积从而影响波浪载荷下平台的运动。同时，无法拆卸也使其操作和维修不够便利。


技术实现要素：

3.在北极海域进行海上作业的半潜式海洋平台需配备抗冰装置，否则很难在冰区开采资源。为了提高平台的抗冰性能且不影响无冰期时波浪载荷对其的影响，而提供一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置。本实用新型采用的技术手段如下：
4.一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，包括曲板主体、曲板主体位置调节装置和破冰机构，所述破冰机构设置于曲板主体上，所述曲板主体位置调节装置与曲板主体相连，其用于调节曲板主体的高度，改变曲板与海冰接触的位置以保证曲板有合适的锥体角度最大限度地降低冰载荷的影响。
5.进一步地，所述曲板主体位置调节装置包括滑轮系统和链条，所述滑轮系统安装于浮式海洋平台上，所述链条绕过滑轮后连接在曲板主体的上方。
6.进一步地，所述曲板主体为上宽下窄结构，即所述曲板主体上方的弧长大于下方的弧长，曲板自上至下平滑过渡。
7.进一步地，所述破冰机构包括设置于曲板主体上的多个圆锥体的尖角，圆锥体的尖角朝向外侧，在水线处附近圆锥体绕曲板外边缘径向布置。
8.进一步地，所述浮式海洋平台包括上部甲板、立柱和浮筒，所述曲板主体的轮廓包裹着立柱，同时保持一定的间隔。
9.进一步地，所述曲板主体的底部通过浮筒上的凹槽完成最底端的限位。
10.进一步地，所述凹槽包括两块并排布置的钢板。
11.本实用新型既可以提高结冰期期间平台的抗冰性能，防止平台在海上作业时受到冰载荷的破坏，又能保证其在无冰期期间在波浪载荷作用下正常工作。本实用新型可拆卸，使用灵活，上宽下窄的曲面设计会使得海冰与直立结构间的挤压破坏转为弯曲破坏，曲板将海冰与立柱隔开，避免了海冰与结构物的直接接触，有利于抗冰。水线面附近的倒锥设计会减小冰载荷的影响同时防止碎冰堆积。覆盖在外表面朝外的尖角可以将大块海冰破碎，避免高压区的产生。抗冰装置下部放置在浮筒的凹槽中，起到固定的作用，防止在海冰的冲击下装置的下部与立柱发生碰撞。抗冰装置的上部通过滑轮与链条连接到甲板，可以随时调节整个装置与海冰接触时的位置，找到最优抗冰角度。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型整体结构示意图。
14.图2为本实用新型左视图。
15.图3为本实用新型滑轮连接示意图。
16.图4为本实用新型曲板主体形貌示意图。
17.图5为本实用新型凹槽结构示意图。
18.图中：1、滑轮系统；2、连接抗冰装置与上部甲板的链条；3、上窄下宽的曲板；4、用于破冰的尖角；5、放置于浮筒上的凹槽。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1、图2所示，本实用新型实施例公开了一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，所述浮式海洋平台包括上部甲板、立柱和浮筒，每根立柱均有抗冰装置的保护，图中只展示了其中一个，在结冰期间使用。本实用新型具体包括曲板主体、曲板主体位置调节装置和破冰机构，所述破冰机构设置于曲板主体上，所述曲板主体位置调节装置与曲板主体相连，其用于调节曲板主体的高度，改变曲板与海冰接触的位置以保证曲板有合适的锥体角度最大限度地降低冰载荷的影响。
21.所述曲板主体位置调节装置包括滑轮系统和链条，所述滑轮系统安装于浮式海洋平台上，所述链条绕过滑轮后连接在曲板主体的上方。本实施例中，抗冰装置通过4根链条与上部甲板连接，链条具有足够的长度，借由滑轮系统进行拉伸。滑轮系统和链条的布置方式参见图3(图中只展示了两个滑轮系统及链条)。如图5所示，所述曲板主体的底部通过浮筒上的凹槽完成最底端的限位。所述凹槽包括两块并排布置的钢板，既可以防止曲板四处
漂浮起不到保护作用，又可以避免装置的下部与立柱接触，持续碰撞造成损坏。
22.本实用新型在使用时下部利用凹槽进行固定；上部利用滑轮和链条增加灵活性，可调节角度。
23.倒锥的抗冰性能要优于正锥，且倒锥设计会避免碎冰的堆积现象，故作为优选的实施方式，曲板设计成上宽下窄的结构来保证水线附近呈现出类倒锥的形式，即所述曲板主体上方的弧长大于下方的弧长，曲板自上至下平滑过渡。所述曲板主体的轮廓包裹着立柱，同时保持一定的间隔，避免了在海冰作用下抗冰装置向内侧移动与立柱发生碰撞的现象。
24.本实施例中，所述破冰机构包括设置于曲板主体上的多个圆锥体的尖角，圆锥体的尖角朝向外侧，在水线处附近圆锥体绕曲板外边缘径向布置。圆锥体的尖角朝向外侧，可以一定程度消除大块冰的冲击。此设计能够防止海冰与结构作用中产生的高压区，减小冰载荷和结构振动的影响。考虑到潮差的变化，在水线处附近圆锥体绕曲板外边缘径向布置，曲板和尖角的具体情况见图4。
25.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，包括：曲板主体、曲板主体位置调节装置和破冰机构，所述破冰机构设置于曲板主体上，所述曲板主体位置调节装置与曲板主体相连，其用于调节曲板主体的高度，改变曲板与海冰接触的位置以保证曲板有合适的锥体角度最大限度地降低冰载荷的影响。2.根据权利要求1所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述曲板主体位置调节装置包括滑轮系统和链条，所述滑轮系统安装于浮式海洋平台上，所述链条绕过滑轮后连接在曲板主体的上方。3.根据权利要求1所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述曲板主体为上宽下窄结构，即所述曲板主体上方的弧长大于下方的弧长，曲板自上至下平滑过渡。4.根据权利要求1或3所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述破冰机构包括设置于曲板主体上的多个圆锥体的尖角，圆锥体的尖角朝向外侧，在水线处附近圆锥体绕曲板外边缘径向布置。5.根据权利要求1所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述浮式海洋平台包括上部甲板、立柱和浮筒，所述曲板主体的轮廓包裹着立柱，同时保持一定的间隔。6.根据权利要求1所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述曲板主体的底部通过浮筒上的凹槽完成最底端的限位。7.根据权利要求6所述的适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置，其特征在于，所述凹槽包括两块并排布置的钢板。

技术总结
本实用新型提供一种适用于浮式海洋平台的可拆卸型抗冰装置。本实用新型曲板主体、曲板主体位置调节装置和破冰机构，所述破冰机构设置于曲板主体上，所述曲板主体位置调节装置与曲板主体相连，其用于调节曲板主体的高度，改变曲板与海冰接触的位置以保证曲板有合适的锥体角度最大限度地降低冰载荷的影响。本实用新型既可以提高结冰期期间平台的抗冰性能，防止平台在海上作业时受到冰载荷的破坏，又能保证其在无冰期期间在波浪载荷作用下正常工作。本实用新型可拆卸，使用灵活，避免了海冰与结构物的直接接触，有利于抗冰。有利于抗冰。有利于抗冰。


技术研发人员：闯振菊 张奥博 屈衍 常欣 侯立勋 李春郑
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/8/2