[實用新型]一種組合型立柱深吃水浮式平臺

有效

• 申請號: 201820437074.5
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN208278285U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 寇雨豐;田辰玲;肖龍飛;劉明月
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本實用新型涉及一種組合型立柱深吃水浮式平臺，包括底部的浮箱、固定設置在浮箱上的立柱以及固定設置在立柱頂端的上層建筑，所述的浮箱為口字框型浮箱，所述立柱包括兩根方形截面立柱和兩根圓形截面立柱，四根立柱固定設置在口字框型浮箱的四個角上。與現有技術相比，本實用新型同時采用了方形截面立柱和圓形截面立柱，可降低不同來流角度下的渦激運動響應，以此可以減小錨泊和立管系統的疲勞損傷，延長平臺的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及深吃水浮式平臺的系統和方法，具體涉及一種組合型立柱深吃水浮式平臺。

背景技術

浮式平臺作為一種可靠經濟的海洋工程裝備，在深海油氣開發領域應用甚廣。深吃水浮式平臺由于其立柱浸沒深度的增加和迎流面積的增大，會受到更大的沿流向的阻力作用和垂直于流向的脈動升力作用，因此深吃水浮式平臺的渦激運動在海洋工程領域中一直備受關注。浮式平臺的渦激運動會影響正常的平臺作業，以及錨鏈和鋼懸鏈立管的疲勞壽命，加劇系泊和立管系統的疲勞破壞，嚴重影響平臺的使用壽命。四立柱浮式平臺具有多立柱、多浮箱的水下結構型式，周圍流場和渦激運動特性更復雜，主要表現在兩個方面。一方面，由于吃水比更小，流場三維特性更顯著，渦激運動響應受結構幾何外形的影響更大；另一方面，每個立柱均會發生泄渦且各自尾流場互相干擾，流場更為紊亂，受立柱尺寸、形狀、間距和來流角度等的影響很大。對于浮式平臺而言，立柱的截面型式一般為圓形和方形。授權實用新型專利(公告號CN103221302B)提供了一種立柱具有擴大底座的浮式平臺方案，已公開的實用新型專利(公開號CN105329415A)提供了一種立柱具有特殊截面型式的浮式平臺方案，但是該方案提高了生產制造的難度，還提高了推廣應用的風險。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于抑制渦激運動響應的組合型立柱深吃水浮式平臺。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：一種組合型立柱深吃水浮式平臺，包括底部的浮箱、固定設置在浮箱上的立柱以及固定設置在立柱頂端的上層建筑，所述的浮箱為口字框型浮箱，所述立柱包括兩根方形截面立柱和兩根圓形截面立柱，四根立柱固定設置在口字框型浮箱的四個角上。在0°來流角度下，四圓柱浮式平臺的橫向渦激運動幅值達到最大。在45°來流角度下，四方柱浮式平臺的橫向渦激運動幅值達到最大。不同型式立柱在來流情況下的泄渦形式不同，并且立柱間泄渦的相互影響機理不同，直接導致平臺在不同來流角度下所受到的流體作用力不同，因此傳統的單一類型立柱浮式平臺在不同的來流角度下表現的渦激運動特性完全不同，在一些來流角度下渦激運動幅度非常大，對平臺系泊系統及立管等使用壽命非常不利。本實用新型采用方形截面立柱和圓形截面立柱的組合設計，利用方形截面立柱和圓形截面立柱在不同方向來流下的泄渦型式不同，以及立柱泄渦之間的相互影響，使得本實用新型在不同的來流角度下所受到的流體作用力均相對較小。因此，與傳統的單一類型立柱平臺相比，本實用新型在不同來流角度下渦激運動幅值總體較小，其渦激運動的最大幅值大大降低。

所述的浮箱包括四個長度、寬度和高度均相同且首尾相接的子浮箱，其中兩個子浮箱的垂向投影為矩形，另外兩個子浮箱的垂向投影中有一個圓角，其他為直角。

一種優選的方式如下：兩個所述的圓形截面立柱固定設置在口字框型浮箱的一對對角上，且和兩個具有圓角垂向投影的子浮箱的圓弧形邊緣齊平，另外兩個所述方形截面立柱固定設置在口字框型浮箱的另外一對對角上，且和浮箱的直角邊緣齊平。即任意一個立柱鄰近的兩個立柱必然都是另一種類型的立柱，此時，口字框型浮箱的兩個對角為直角，另兩個對角為圓弧形。

另一種優選的方式如下：兩個所述的圓形截面立柱固定設置在口字框型浮箱的兩個相鄰角上，且和兩個具有圓角垂向投影的子浮箱的圓弧形邊緣齊平，另外兩個所述方形截面立柱固定設置在口字框型浮箱的另外兩個相鄰角上，且和浮箱的直角邊緣齊平，即任意一個立柱鄰近的兩個立柱必然為一個方形截面立柱和一個圓形截面立柱，此時，口字框型浮箱相鄰的兩個角為直角，另外兩個相鄰的兩個角為圓弧形。

所述的方形截面立柱的邊長與圓形截面立柱的直徑等長。