船舶固定系统及船舶固定方法与流程

本发明属于船舶于海洋工程领域，具体涉及船舶固定系统及船舶固定方法。

背景技术：

涌浪是风浪离开风区后所形成的波浪或者风区里的风停息后所遗留下来的波浪，长周期波是指波周期比涌浪更大的波浪，其波长较长、波浪传播速度较快，具有相当大的能量，能造成海上系泊船舶的剧烈运动。常规的锚泊船体定位方式，锚泊系统对船体提供的拉力有限，在涌浪和长周期波过程中，船体会随涌浪剧烈晃动，当波浪波峰作用于船体时船体随波峰上浮，当波谷作用于船体时船体随波谷下沉，无法实现船体的稳定固定，船体在涌浪及长周期波环境下施工时会产生剧烈的横摇、纵摇和垂荡运动，从而使施工作业困难，施工精度达不到要求。

为了在涌浪状态下实现稳定固定船舶，目前涌浪及长周期波环境下的施工多采用带桩腿的平台船等设备，或采用陆上推进等作业方式，但是平台船等设备造价昂贵，陆上推进等方式效率较低，造成施工成本较高，施工周期长。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供船舶固定系统及船舶固定方法，该船舶固定系统可在涌浪和长周期波等施工水体剧烈波动环境下施工时，实现对船舶的稳定固定，避免船体剧烈摇晃、垂荡。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种船舶固定系统，包括安装于船体甲板上的多个锚泊固定单元，所述锚泊固定单元相对于船体长度或宽度方向的中心线对称设置；所述锚泊固定单元包括大吨位锚锭和液压缸，所述液压缸的输出力大于所述大吨位锚锭和所述锚链的重力，所述液压缸的缸体固定安装在船体甲板上。

作为优选，所述液压缸的活塞杆通过锚链连接所述大吨位锚锭。

作为优选，所述液压缸的活塞杆杆头设有可拆卸的连接所述锚链的连接部件。

作为优选，所述连接部件设为插销部件，所述插销部件包括用于容纳所述锚链链环的u型开口部，所述u型开口部设于所述活塞杆杆头，所述u型开口部的两条平行边均开设有可穿设销轴的销孔，一根销轴穿过两个销孔和位于两销孔间的锚链链环，以连接所述锚链和活塞杆杆头。

作为优选，所述锚泊固定单元还包括用于收放锚链的绞车，所述绞车安装于船体上。

作为优选，所述活塞杆平行于船体甲板设置，且所述活塞杆杆头指向所述船体边缘。

作为优选，所述锚泊固定单元还包括固定安装于船体边缘的掣链器，所述锚链通过所述掣链器，并在所述掣链器的导向轮作用下垂直入水，所述掣链器的导向轮切向平行于所述活塞杆轴向设置。

作为优选，所述锚泊固定单元还包括用于控制液压缸活塞杆伸缩状态的液压控制系统，所述液压控制系统包括液压缸控制器，用于测试所述活塞杆伸缩量的位移传感器，以及用于测试所述锚链对所述活塞杆作用力的压力传感器，所述压力传感器和所述位移传感器均信号连接所述液压缸控制器。

本发明还公开了采用上述船舶固定系统的船舶固定方法，包括以下步骤：

(1)用起重船将连有锚链的大吨位锚锭运送至预设的锚锭沉放位置，并将大吨位锚锭沉放至水下基床上；

(2)将所述锚链与液压缸的活塞杆连接，调整活塞杆的长度使锚链紧绷，以给船体施加预拉力使船体下沉至预设吃水深度，从而避免船体随涌浪浮动，实现船体固定。船体在绷紧的锚链作用下下沉至预设吃水深度时，当波浪波峰作用于船体时，通过锚链绷紧克服船体上浮，当波谷作用于船体时，通过提前预拉产生的增大的吃水深度克服船体下沉，从而实现船体固定。

作为优选，所述预设吃水深度大于或等于船舶固定位置的预测涌浪波谷深度。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了船舶固定系统及船舶固定方法，该船舶固定系统可在涌浪和长周期波等施工水体剧烈波动环境下施工时，实现对船舶的稳定固定，避免船体剧烈摇晃、垂荡。

附图说明

图1是实施例的船舶固定系统的主视图；

图2是实施例的船舶固定系统的右视图；

图3是实施例的船舶固定系统的俯视图；

图4是实施例的液压缸与锚链装配结构示意图；

图5是实施例的插销部件的结构示意图。

以上个图中：1-船体，2-锚泊固定单元，21-大吨位锚锭，22-液压缸，221-活塞杆，222-缸体，23-锚链，231-链环，24-插销部件，241-u型开口部，242-销轴，25-绞车，26-掣链器，261-导向轮。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

如图1-5所示，一种船舶固定系统，包括安装于船体1甲板上的多个锚泊固定单元2，所述锚泊固定单元2相对于船体1长度或宽度方向的中心线对称设置(例如，如图3所示，设置个锚泊固定单元2，且所述锚泊固定单元2相对于船体1长度方向中心线对称设置)；所述锚泊固定单元2包括大吨位锚锭21和液压缸22，所述液压缸22的活塞杆221通过锚链23连接所述大吨位锚锭21，所述液压缸22的缸体222固定安装在船体1甲板上。

采用上述船舶固定系统的船舶固定方法，包括以下步骤：

(1)用起重船将连有锚链23的大吨位锚锭21运送至预设的锚锭沉放位置，并将大吨位锚锭21沉放至水下基床上；

(2)将所述锚链23与液压缸22的活塞杆221连接，调整活塞杆221的长度使锚链23紧绷，以给船体1施加预拉力使船体1下沉至预设吃水深度，从而避免船体1随涌浪浮动，实现船体1固定。

采用上述船舶固定系统和固定方法，船体1在绷紧的锚链23作用下下沉至预设吃水深度时，在涌浪和长周期波施工状态下，当波浪波峰作用于船体1时，可通过锚链23绷紧克服船体1上浮，当波谷作用于船体1时，可通过提前预拉产生的增大的吃水深度克服船体1下沉，从而避免船体1随波浪剧烈浮动，实现船体1稳定固定，避免船体1剧烈摇晃、垂荡。

具体的，所述预设吃水深度大于或等于船舶固定位置的预测涌浪波谷深度。将吃水深度设于预测的船舶固定位置的涌浪波谷深度时，可更好的避免波谷时船体随波谷下沉晃动，更好的保持船体1的稳定性。

具体的，所述液压缸22的输出力大于所述大吨位锚锭21和所述锚链23的重力。

具体的，所述大吨位锚锭21需具有足够的自重，以保证能为船舶提供足以增大船舶吃水深度至预设深度的拉力，一般情况下大吨位锚锭21的自重需大于或等于200吨。大吨位锚锭21具有足够的自重，可在船体1定位时为船体1提供足够大的拉力，以确保船体1在涌浪和长周期波施工环境下稳定固定，避免船体1剧烈摇晃、垂荡。

具体的，所述液压缸22的活塞杆221杆头设有可拆卸的连接所述锚链23的连接部件。

具体的，所述连接部件设为插销部件24，所述插销部件24包括用于容纳所述锚链23链环231的u型开口部241，所述u型开口部241设于所述活塞杆221杆头，所述u型开口部241的两条平行边均开设有可穿设销轴242的销孔，一根销轴242穿过两个销孔和位于两销孔间的锚链23链环231，以连接所述锚链23和活塞杆221杆头。

具体的，所述锚泊固定单元2还包括用于收放锚链23的绞车25，所述绞车25安装于船体1上。当锚链23长度需要较大变化时，可通过设置在船体1上的绞车25收放由液压缸22收回到船体1上的锚链，更加方便锚泊固定单元2的锚链长度调节。

具体的，所述活塞杆221平行于船体1甲板设置，且所述活塞杆221杆头指向所述船体1边缘。

具体的，所述锚泊固定单元2还包括固定安装于船体1边缘的掣链器26，所述锚链23通过所述掣链器26，并在所述掣链器26的导向轮261作用下垂直入水，所述掣链器26的导向轮261切向平行于所述活塞杆221轴向设置。

采用上述设有掣链器的船舶固定系统，当需要短距离转场作业时，可通过控制液压缸22活塞杆221收缩以提升大吨位锚锭21使其脱离水底基床，掣链器26可将锚链23卡死以固定大吨位锚锭21位置，然后运动船体1，大吨位锚锭21随船体1运动，到达下一施工区域后，打开掣链器26使锚链23下放，将锚锭23下放到水底基床，再次重复步骤(2)的操作可方便实现转场施工作业的船舶固定。

具体的，所述锚泊固定单元2还包括用于控制液压缸22活塞杆221伸缩状态的液压控制系统，所述液压控制系统包括液压缸控制器，用于测试所述活塞杆221伸缩量的位移传感器，以及用于测试所述锚链23对所述活塞杆221作用力的压力传感器，所述压力传感器和所述位移传感器均信号连接所述液压缸控制器。

采用上述设有液压控制系统的船舶固定系统，可通过液压控制系统监测液压缸22的活塞杆221的受力状态和伸长状态，以根据使用需求适时调整活塞杆221伸缩长度，当液压缸活塞杆221受力或伸缩长度到达设备极限时，液压控制系统可自动控制调整液压缸22状态，以避免液压缸22损坏，从而延长船舶固定系统的使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。