一种浅吃水物探作业船的制作方法

本发明涉及海洋勘探领域，尤其涉及一种浅吃水物探作业船。

背景技术：

海洋中具有丰富的自然资源，人们不断的进行勘探和利用。勘探过程中，一般采用勘探船。勘探船上会装载各种勘探设备。

现有的勘探船均为深海作业船，载重大，吃水深，这使勘探船无法勘探较浅水域的海洋资源。

技术实现要素：

本发明提供一种浅吃水物探作业船，以解决上述问题。

一种浅吃水物探作业船，包括船体，所述船体具有球鼻艏，所述球鼻艏的宽度大于高度，所述球鼻艏具有侧面和底面，在任意经过所述球鼻艏的横剖面上，所述侧面与所述横剖面相交于第一曲线，所述底面与所述横剖面相交于第二曲线，所述第一曲线的曲率大于所述第二曲线的曲率。

进一步地，所述底面与所述船体底部平滑连接，所述底面与中纵剖面相交于第三曲线，所述第三曲线的曲率从船艏方向向船艉方向逐渐减小；

所述底面的宽度从船艏向船艉方向逐渐增大。

进一步地，所述球鼻艏在船体艏垂线处横剖面的宽度为所述船体型宽的45％-55％，所述球鼻艏的最大高度为所述船体设计吃水高度的120％±5％，所述球鼻艏的长度为所述船体垂线间长的2％±0.5％。

进一步地，所述船体的底部为平面，所述船体的左舷和右舷均垂直于所述船体的底部。

进一步地，所述船体的傅氏数为0.170-0.180，方形系数为0.9-0.99，设计吃水为2.4m-3m。

进一步地，所述船体设有dp推进系统、列装气枪震源系统和节点收放系统。

进一步地，所述dp推进系统包括主推进装置和侧推装置，所述主推进装置包括两个对称设置于所述船体艉部的主螺旋桨，所述主螺旋桨的桨盘圆心距离水线的距离为1700mm±400mm；所述侧推装置包括三个艏侧推螺旋桨，所述艏侧推螺旋桨并排等间距地设置于所述浅水物探作业特种船的艏部，且所述艏侧推螺旋桨的浆盘半径大小为600mm±150mm。

进一步地，所述列装气枪震源系统包括存放结构、滑轨、吊链、第一收放绞车，第二收放绞车和炮缆绞车；

所述存放结构设于船体艉部，且具有朝向船体艉部方向的开口，所述滑轨沿所述存放结构的长度方向设于所述存放结构的顶部，并从所述开口伸出；

所述滑轨上设有可滑动的吊链，所述吊链的端部设有用于连接震源的连接结构；

所述第一收放绞车设于所述开口处，所述炮缆绞车设于所述存放结构靠近船艏方向侧，所述炮缆绞车绕有炮缆，所述炮缆与所述震源连接，所述第二收放绞车设于所述存放结构的顶部内壁上，且靠近船艏方向。

进一步地，所述节点收放系统设于所述列装气枪震源系统靠近船艏方向的侧面，包括节点充电下载模块、节点传输辅助模块、节点连接器储存模块、节点收放动力模块和自动摘挂模块；

所述自动摘挂模块、节点收放动力模块、节点连接器储存模块从船艉向船艏方向依次布置于所述浅水物探作业特种船主甲板的左舷侧；所述节点传输辅助模块设于所述节点收放动力模块右侧；所述节点充电下载模块设于所述节点传输辅助模块靠近船艏方向一侧；

所述节点充电下载模块用于节点储存、充电以及数据的下载，所述节点充电下载模块包括多排存放架，所述节点传输辅助模块包括沿艏艉线方向设置的辅助传送带和垂直于艏艉线方向设置的滑轨，所述辅助传送带可沿所述滑轨滑动，使所述辅助传送带对应不同的存放架，所述辅助传送带与主传送带连接，将节点传输至自动摘挂模块；

所述节点连接器存储模块，包括绞车，所述绞车上绕有线缆，所述线缆上设有连接器，所述线缆与所述节点收放动力模块连接，所述节点收放动力模块包括电机和线缆辊，用于将所述连接器输送至自动摘挂模块

所述自动摘挂模块用于将节点与所述连接器连接或分离，船艉部设有导向轮，所述导向轮与所述自动摘挂模块之间设有滑道。

本发明公开的一种浅吃水物探作业船，船体设有宽扁平的球鼻艏，使船体具有浅水域航行的能力，不仅改善船舶航行时的产生的兴波阻力，同时增加分布在首部的排水体积的比重，提高船舶的稳定性和耐波性，有利于抵抗风浪作用下的垂荡现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种浅吃水物探作业船主视图；

图2为本发明实施例公开的一种浅吃水物探作业船俯视图；

图3为本发明实施例公开的一种浅吃水物探作业船侧视图；

图4为本发明实施例公开的船艏示意图；

图5为本发明实施例公开的一种浅吃水物探作业船的船艏部分中纵剖面图；

图6为图5中a-a剖面图；

图7为图5中b-b剖面图；

图8为图5中c-c剖面图；

图9为图5中d-d剖面图；

图10为图5中e-e剖面图；

图11为图5中f-f剖面图；

图12为图5中g-g剖面图；

图13为本发明实施例公开的一种浅吃水物探作业船的垂向速度变化与不具有本实施例公开球鼻艏的船体垂向速度变化对比图；

图14为本发明实施例中的列装气枪震源系统结构示意图；

图15为本发明实施例中列装气枪震源系统使用示意图，图中状态为回收震源初始状态；

图16为本发明实施例中列装气枪震源系统使用示意图，图中状态为回收震源中间状态；

图17为本发明实施例中列装气枪震源系统使用示意图，图中状态为回收震源完成状态；

图18为本发明实施例中列装气枪震源系统结构俯视图；

图19为图14中a部分放大图；

图20为图14中b部分放大图；

图21为本发明实施例中的滑轨示意图；

图22为本发明实施例中的节点收放系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

如图1-5所示，一种浅吃水物探作业船，包括船体1，所述船体1具有球鼻艏2，所述球鼻艏2的宽度大于高度，所述球鼻艏具有侧面和底面，在任意经过所述球鼻艏的横剖面上，所述侧面与所述横剖面相交于第一曲线121，所述底面与所述横剖面相交于第二曲线122，所述第一曲线121的曲率大于所述第二曲线122的曲率。横剖面垂直于船体艏艉线，如图6-12所示，本实施例中选取多个横剖面进行展示。如图5所示，所述底面与所述船体1底部平滑连接，所述底面与中纵剖面相交于第三曲线123，所述第三曲线123的曲率从船艏方向向船艉方向逐渐减小；所述底面的宽度从船艏向船艉方向逐渐增大。

如图4所示，所述球鼻艏2与船体1之间具有夹角，如图6-9所示，所述夹角从船艏方向向船艉方向逐渐增大。

所述球鼻艏的最大高度大于船体的设计吃水高度，且所述球鼻艏2的高度从船艏方向向船艉方向逐渐减小。

如图11所示，为船体艏垂线处横剖面图，所述球鼻艏2在船体艏垂线处横剖面的宽度为所述船体型宽的45％-55％，所述球鼻艏2的最大高度为所述船体设计吃水高度的120％±5％，所述球鼻艏2的长度为所述船体垂线间长的2％±0.5％。

所述船体1的底部为平面，所述船体1的左舷和右舷均垂直于所述船体的底部。所述船体的傅氏数为0.170-0.180，方形系数为0.9-0.99，设计吃水为2.4m-3m。

方形系数较大的船体，在浅水区域，当船体随波浪起伏过大，会大大增加船体触底的风险，极易造成损坏。本实施例中提供的球鼻艏，使船体随波浪起伏的高度大幅度降低，扁平状的宽体球鼻艏，使设计吃水线下的波形弱化，降低了兴波阻力。不仅使船体在波浪下起伏程度减小，同时增大船体可排开水的体积，使船体吃水进一步变浅。

本实施例中的球鼻艏，不仅改善船舶航行时的产生的兴波阻力，同时增加分布在首部的排水体积的比重，提高船舶的稳定性和耐波性，有利于抵抗风浪作用下的垂荡现象。如图13所示，利用cfd计算，对球鼻艏性能进行验证。图中较深的曲线为本实施例中的浅吃水物探作业船，较浅的曲线为普通船型，不具有本实施例中的球鼻艏。由图可明显看出，本实施例中的浅吃水物探作业船的垂向速度小，即上下波动小。在波高为1.5m，波长为1倍船长的波浪作用下，船体以幅值0.12m做垂荡运动，最大下沉仅深度为0.24m，为精密设备仪器提供稳定的工作条件，且保证在波浪条件下的4m极浅水海域进行作业时船舶不发生触底现象。

所述船体1设有dp推进系统3、列装气枪震源系统4和节点收放系统5。

所述dp推进系统3包括主推进装置31和侧推装置32，所述主推进装置31包括两个对称设置于所述船体艉部的主螺旋桨；主螺旋桨的桨盘圆心距离水线的距离为1700mm±400mm，所述侧推装置32包括三个艏侧推螺旋桨，所述艏侧推螺旋桨由三组盘径较小的艏侧推装置组成，并排等间距地设置于所述浅水物探作业特种船的艏部，所述艏侧推装置的螺旋桨的浆盘半径大小为600mm±150mm。

如图14所示，列装气枪震源系统4包括：存放结构41、滑轨42、吊链43、第一收放绞车44和炮缆绞车49；

所述存放结构41设于船体1艉部，且具有朝向船体1艉部方向的开口，所述滑轨42沿所述存放结构41的长度方向设于所述存放结构41的顶部，并从所述开口4101伸出；

所述滑轨42上设有可滑动的吊链43，所述吊链43的端部设有用于连接震源47的连接结构48，

所述第一收放绞车44设于所述开口处，所述炮缆绞车49设于所述存放结构1靠近船艏方向侧，所述炮缆绞车48绕有炮缆，所述炮缆与所述震源47连接。

本实施例中，震源可使用的气枪型号：bolt气枪和g枪，存放结构1采用集装箱，在集装箱顶部设置滑轨42，吊链43通过滑块4201与滑轨42相连，吊链43端部设置连接结构48，如图20所示，本实施例中，连接结构48为u形连接件和螺栓，震源上具有连接环，方便拆卸和连接。

所述开口处设有悬臂梁410，所述悬臂梁410与所述存放结构41的顶部连接，还包括桁架412，所述桁架412分别与所述存放结构41和悬臂梁410连接，增加存放结构1和悬臂梁410之间的连接强度和悬臂梁410的抗扭强度。所述悬臂梁410端部设有定滑轮411，所述第一收放绞车44固定在所述开口处的顶部，所述第一收放绞车44的绞线绕过所述定滑轮411与所述震源47的连接。

第一收放绞车44的绞线绕过定滑轮，改变第一收放绞车44的收线方向，可以使收震源的时候，方便的将震源的一端从水中提起，进而方便后续作业。

还包括第二收放绞车45，所述第二收放绞车45设于所述存放结构41的顶部内壁上，且靠近船艏方向。第二收放绞车45用于调整震源的姿态，使震源在存放结构41中可控性更高。

如图19所示，所述存放结构41的顶部内壁沿宽度方向设有吊点横梁4102，所述吊点横梁4102下设有竖直方向的滑轨吊梁4103，所述滑轨吊梁4103下安装有所述滑轨42，所述吊链43通过滑块4201与所述滑轨42连接；

所述滑轨吊梁4103具有多个，靠近艉部的滑轨吊梁长于靠近艏部的滑轨吊梁。

吊点横梁4102设置多根，增加集装箱顶壁的强度，吊点横梁4102和滑轨吊梁4103均采用工字钢，二者相互垂直设置，滑轨吊梁4103的长度从船艏向船艉逐渐增加，使滑轨42具有一定的倾斜度，这样使滑块处于自由状态时，可以在重力作用下滑向船艉。

如图21所示，所述滑轨42包括直线部4203和弯曲部4204，所述直线部4203设于所述存放结构41内，所述弯曲部4204一端与所述直线部4203连接，另一端设于所述存放结构41外，所述弯曲部4204具有聚集点4202，所述聚集点4202低于所述弯曲部4204的两端；

所述存放结构41内设有两条所述滑轨42，两条所述滑轨的弯曲部4204从船艏向船艉方向逐渐靠近并在聚集点4202处达到最近距离。

如图18所示，滑块在自由状态下会聚集到聚集点4202，方便回收震源时使用，两条滑轨在存放结构41内相互平行，两条滑轨的的弯曲部4204在俯视视角下先呈相互靠近姿态，在聚集点4202处，两条滑轨距离最近，经过聚集点4202处后，两条滑轨继续呈相互平行姿态。

所述船体1艉部具有斜面4601，所述斜面4601与水平面之间的夹角为40°-60°，本实施例中为50°。斜面4601可以使震源在下放和回收过程中更方便。

本实施例工作过程如下：

回收过程：如图15所示，震源处于水中，震源头部连接有炮缆，第一收放绞车的绞线与震源头部相连，然后启动第一收放绞车，使震源头部被拉起，同时，炮缆绞车启动，将震源向船上拉动；如图16所示，震源被拉上斜面，并向船上移动，此过程中，第一收放绞车先收线，再放线，震源拉至聚集点位置，由工人将吊链与震源连接，并继续启动炮缆绞车，向存放结构内运动；随着震源逐渐进入存放结构，第一收放绞车的作用逐渐减小，可摘除绞线；如图17所示，将第二收放绞车的绞线与震源连接，可根据需要连接震源的头部、尾部或中部，并通过第二收放绞车将震源摆正，使震源在存放结构内处于合适的位置，直至震源完全进入存放结构，回收震源完成。

下放过程：震源处于存放结构中，将第一收放绞车的绞线与震源连接，可根据需要连接震源的头部、尾部或中部，启动第一收放绞车，将震源向外拉动，同时启动炮缆绞车，释放炮缆；震源逐渐移动处存放结构，将吊链与震源分离，使震源逐渐入水；震源完全进入水中后，使第一收放绞车的绞线与震源分离，下放震源完成。

如图22所示，所述节点收放系统5设于所述列装气枪震源系统4靠近船艏方向的侧面，包括节点充电下载模块52、节点传输辅助模块53、节点连接器储存模块54、节点收放动力模块55和自动摘挂模块51；

所述自动摘挂模块51、节点收放动力模块55、节点连接器储存模块54从船艉向船艏方向依次布置于所述浅水物探作业特种船主甲板的左舷侧；所述节点传输辅助模块53设于所述节点收放动力模块55右侧；所述节点充电下载模块52设于所述节点传输辅助模块53靠近船艏方向一侧；

所述节点充电下载模块52用于节点储存、充电以及数据的下载，所述节点充电下载模块52包括多排存放架，所述节点传输辅助模块53包括沿艏艉线方向设置的辅助传送带和垂直于艏艉线方向设置的滑轨，所述辅助传送带可沿所述滑轨滑动，使所述辅助传送带对应不同的存放架，所述辅助传送带与主传送带连接，将节点传输至自动摘挂模块51；

所述节点连接器存储模块54，包括绞车，所述绞车上绕有线缆，所述线缆上设有连接器，所述线缆与所述节点收放动力模块55连接，所述节点收放动力模块55包括电机和线缆辊，用于将所述连接器输送至自动摘挂模块51

所述自动摘挂模块51用于将节点与所述连接器连接或分离，船艉部设有导向轮，所述导向轮与所述自动摘挂模块51之间设有滑道。

本发明中可使用节点设备型号：z100，z700,z-explorer，mass,gpr,obx系列等节点设备，节点在所述节点充电下载模块中储存，当需要使用时，由操作人员将节点放置在辅助传送带上，并由主传送带将节点传输至自动摘挂模块，节点的自动摘挂为现有技术，此处不再赘述。节点连接器储存模块54包括绞车，绞车上有连接绳，连接绳上具有连接器。节点收放动力模块55包括若干对辊子，辊子中间设有所述连接绳，通过辊子转动，驱动连接绳运动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。