专利名称：深水环形浮式人工港的制作方法
技术领域：
本发明涉及人工港，尤其涉及一种具备大型海上中转基地功能、可开启的大型深水环形浮式人工港。属于海洋工程技术领域。
背景技术：
海洋油气资源的开发需在海上布置一定数量的超大型浮式结构物。目前，世界上超大型浮式结构物主要有两种结构型式箱式和半潜式。箱式超大型浮式结构物主要由浮于水面的浮箱拼装而成，整体上就像一块浮于水面的巨型平板，可用于海上浮动机场；半潜式超大型浮式结构物主要是由立柱和水中的浮体共同支撑的浮于水面的结构物，可用于海上移动式基地。随着近海油气资源日益枯竭和深海油气资源开发技术的不断发展，海洋油气开发将不断向深远海推进，当发展到一定程度时，由于受深水、离岸距离太岸远、环境条件恶劣和补给困难等因素的影响，以上两种用于海上移动式基地的结构型式作为深海油气资源开发的大型中转基地而言，具有很大的局限性，因此，对深远海油气开发形成限制。其不足之处主要表现在(1)箱式超大型浮式结构物水动力性能较差，只适用于在海况不太恶劣的海湾、礁湖或近海中，而不能在深海中使用；(2)半潜式超大型浮式结构物无消浪设施、不具备工作船舶避风功能，物资中转效率较低。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水环形浮式人工港，其不仅可以开启，作为深远海油气开发的大型中转基地；而且，还具备了为深远海油气资源开发提供大量物资存储、中转、工作船只靠泊、避风以及直升机起降等功能。本发明的目的是由以下技术方案实现的一种深水环形浮式人工港，其特征在于设有数个单体模块，数个单体模块通过固定式连接件的连接形成一个弧状结构的模块；数个弧状结构的模块通过分离式连接件连接形成一可供船舶进出且能够开合的环形的浮式结构。所述单体模块包括数个浮箱，数个浮箱自上而下分层布置，其中，上部浮箱与下部浮箱之间通过数根柱体连接为一体，并贯穿中间浮箱，且中间浮箱内部舱容空间与立柱连通；位于边侧柱体的内侧及外侧分别安装有内、外消浪墙及内侧靠泊装置与外侧靠泊装置。所述数根柱体的上端与上部浮箱的底板连接，上部浮箱的上表面为主甲板；下端与下部浮箱的顶板连接；柱体的形状为半圆形、圆形或多边形，通过隔板可以将柱体分割为多个舱室；且柱体为深吃水立柱结构。所述浮箱的截面形式为矩形或带倒圆角的矩形，且通过径向板及环向板可以将浮箱分割为多个舱室。所述内、外消浪墙为带有支撑的开孔板式结构，布置在水线面上下设定范围内， 内、外消浪墙是通过横撑、斜撑分别与位于中间的柱体及柱间支撑连接。所述内侧靠泊装置与外侧靠泊装置为桁架式结构，固定于单体模块中间的柱体上。本发明的有益效果(1)本发明克服了现有技术中无消浪设施的弊端，通过内消浪墙和外消浪墙的设置形成孔隙式消浪室；(2)本发明克服了现有技术不能供船舶在恶劣条件下避风的弊端，通过可分离式连接件开启环形人工港实现船舶进港靠泊的功能；(3)本发明结构整体重心可位于浮心以下，具有自稳性，安全性高的特点。下面结合附图和实施例对本发明进行详细叙述。
图1为本发明单体模块结构示意图。图2为本发明立柱截面示意图。图3为本发明上部浮箱结构示意图。图4为本发明整体结构示意图。图5为本发明消浪墙结构示意图。图6为本发明开启示意图。图中主要标号说明1单体模块，2上部浮箱，3中间浮箱，4下部浮箱，5边柱，6中柱，7内消浪墙，8外消浪墙，9固定式连接件，10可分离式连接件，11内侧靠泊装置，12外侧靠泊装置，13生活楼，14直升机甲板，15吊机，16绞车，21顶板，22底板，23边板，24径向板，25环向板，41顶板，42边板，51边板，52半圆板，53隔板，71边撑，72竖向支撑，73横向支撑，74开孔，75横撑，76斜撑，77柱间支撑。
具体实施例方式如图1-图6所示，本发明包括单体模块1、上部浮箱2、中间浮箱3、下部浮箱4、 边柱5、中柱6、内消浪墙7、外消浪墙8、固定式连接件9、可分离式连接件10、内侧靠泊装置 11、外侧靠泊装置12、生活楼13、直升机甲板14、吊机15和绞车16共十六部分组成。其中，单体模块1为数个，本实施例为八个。数个单体模块1通过固定式连接件9 的连接形成一个弧状结构的模块；数个弧状结构的模块通过可分离式连接件10连接形成一可供船舶进出且能够开合的环形的浮式模块结构。单体模块1包括数个浮箱，数个浮箱自上而下分层布置，本实施例的单体模块1 由上、中、下三层浮箱相连而成，但不限于三层。其中，上部浮箱2与下部浮箱4之间通过数根柱体连接为一体，并贯穿中间浮箱3， 且中间浮箱3内部舱容空间与立柱连通；位于边侧柱体的内侧及外侧分别安装有内、外消浪墙7、8及内侧靠泊装置与外侧靠泊装置11、12。
本实施例具体连接方式为上部浮箱2由顶板21、底板22以及边板23焊接而成， 上部浮箱2的径向板24与环向板25将上部浮箱2分割为多个舱室。中间浮箱3及下部浮箱4与上部浮箱2采用相同的结构，可以分割为多个舱室。边柱5由边板51和半圆板52 焊接而成，边柱5的隔板53将边柱5分割为多个舱室。中柱6与边柱采用相同的结构，可以分割为多个舱室。边柱5和中柱6的上端与上部浮箱2的底板22连接，边柱5和中柱6 的下端与下部浮箱4的顶板41连接，并贯穿中间浮箱3 ；上部浮箱2的上表面为主甲板，可布置各种甲板设备，上部浮箱2与中间浮箱3内部舱容空间与立柱连通；下部浮箱4与立柱底部连接，可用于填充压载物。内侧靠泊装置与外侧靠泊装置为桁架式结构，固定于单体模块中间的柱体上。本实施例上部浮箱2、中间浮箱3、下部浮箱4的截面形式为矩形或带倒圆角的矩形；柱体的形状为半圆形、圆形或多边形；且柱体为深吃水立柱结构。内、外消浪墙7、8为带有支撑的开孔板式结构，布置在水线面上下设定范围内。 内、外消浪墙是通过横撑、斜撑分别与位于中间的柱体及柱间支撑连接。本实施例为内、外消浪墙7、8上设有开孔74以及加强构件边撑71、竖向支撑72和横向支撑73 ；内、外消浪墙 7、8与边柱5焊接，通过横撑75、斜撑76分别与中间柱6、柱间支撑77焊接；工作船可通过内侧靠泊装置11与外侧靠泊装置12进行停靠；生活楼13、吊机15、绞车16固定于上部浮箱2的顶板21上，直升机甲板14固定于生活楼13的顶部；四个单体模块1通过固定式连接件9连接形成一个四体结构，两个四体结构通过可分离式连接件10进行连接并实现开合功能以供船舶进出。通过以上连接，各部分组成一个完整有效的深水环形浮式人工港。其中，固定式连接件9采用的标准件为铰接连接器；分离式连接件10采用的标准件液压销轴式连接器。如图4所示，本发明可作为深远海油气资源开发的大型中转基地，主要实现功能是大量物资存储、中转、工作船靠泊和避风以及直升机起降。首先，在陆地建造场地上将两边柱5和两中柱6与上部浮箱2的底板22、中部浮箱3以及下部浮箱4的顶板进行焊接， 中柱6贯穿中部浮箱3，接着将内、外消浪墙7、8与边柱5焊接，通过横撑75、斜撑76分别与中间柱6、柱间支撑77焊接固定，并将固定式连接件9和可分离式连接件10预埋在上部浮箱2、下部浮箱4和边柱5的边板23、42、51上，这样就完成了单体模块1主体结构的建造。然后，在海上目标区域先进行锚链预安装，接着由半潜驳船将八个单体模块1主体结构干拖或湿拖至目标海域，用拖轮将两单体模块1通过固定式连接件9组装成双体结构、再将两个双体结构通过固定式连接件9组装成四体结构，最后，将两个四体结构通过可分离式连接件10组装成环形浮式人工港整体，并将预安装的锚链与人工港回接，实现本发明的初步安装。以上步骤完成后，再将生活楼13 (已含直升机甲板14)、吊机15、绞车16固定安装在上部浮筒2的顶板上，将内侧靠泊装置11、外侧靠泊装置12安装在中柱6上。这样便完成了本发明的安装工作。该施工方式降低了海上作业时间，加快了现场施工速度，提高了效率。在本实施例中，首先，根据工程需要确定深海环形浮式人工港的主尺度、根据实际海域的波浪、流等海洋环境条件，选取合适的消浪墙高度和孔隙率。通过本发明的内消浪墙 7和外消浪墙8组成的孔隙式消浪室可明显降低环形浮式人工港圈内的波高。环境条件良好时，船舶可在人工港外侧靠泊装置12处进行停靠；环境条件恶劣时，通过开启分离式连接装置10供船舶进入人工港内，在其内侧靠泊装置11处进行停靠。这样，就显著增加了船舶的靠泊作业天数，提高了储备物资的中转效率。其次，由于单体模块1的重心位于浮心以下，具有自稳性，这就降低了安装作业期间单体模块1倾覆的可能，提高了安装作业的安全性。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种深水环形浮式人工港，其特征在于设有数个单体模块，数个单体模块通过固定式连接件的连接形成一个弧状结构的模块；数个弧状结构的模块通过分离式连接件连接形成一可供船舶进出且能够开合的环形的浮式结构。
2.根据权利要求1所述的深水环形浮式人工港，其特征在于所述单体模块包括数个浮箱，数个浮箱自上而下分层布置，其中，上部浮箱与下部浮箱之间通过数根柱体连接为一体，并贯穿中间浮箱，且中间浮箱内部舱容空间与立柱连通；位于边侧柱体的内侧及外侧分别安装有内、外消浪墙及内侧靠泊装置与外侧靠泊装置。
3.根据权利要求2所述的深水环形浮式人工港，其特征在于所述数根柱体的上端与上部浮箱的底板连接，上部浮箱的上表面为主甲板；下端与下部浮箱的顶板连接；柱体的形状为半圆形、圆形或多边形，通过隔板可以将柱体分割为多个舱室；且柱体为深吃水立柱结构。
4.根据权利要求2所述的深水环形浮式人工港，其特征在于所述浮箱的截面形式为 矩形或带倒圆角的矩形，且通过径向板及环向板可以将浮箱分割为多个舱室。
5.根据权利要求2所述的深水环形浮式人工港，其特征在于所述内、外消浪墙为带有支撑的开孔板式结构，布置在水线面上下设定范围内，内、外消浪墙是通过横撑、斜撑分别与位于中间的柱体及柱间支撑连接。
6.根据权利要求2所述的深水环形浮式人工港，其特征在于所述内侧靠泊装置与外侧靠泊装置为桁架式结构，固定于单体模块中间的柱体上。
全文摘要
一种深水环形浮式人工港，设有数个单体模块，数个单体模块通过固定式连接件的连接形成一个弧状结构的模块；数个弧状结构的模块通过分离式连接件连接形成一可供船舶进出且能够开合的环形的浮式结构。本发明不仅可以开启，作为深远海油气开发的大型中转基地；而且，还具备了为深远海油气资源开发提供大量物资存储、中转、工作船只靠泊、避风以及直升机起降等功能。
文档编号E02B3/04GK102296565SQ20111013921
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者何宁, 刘建辉, 彭勇, 曾恒一, 董宝辉, 邓贤锋, 钟文军 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司