一种海洋平台导流设备

本发明涉及海洋工程领域，具体涉及一种海洋平台导流设备。

背景技术：

1、随着人类对海洋资源的开发和利用，海洋平台的应用越来越广泛，如海洋观测平台、海洋石油平台、海上风电平台等。海洋平台是勘测与开发海洋资源过程中必不可少的设备，是海洋工程领域的重要发展方向。

2、海洋平台的结构形式主要分为固定式和浮式两种，固定式海洋平台适用于水深较浅的海域，而浮式海洋平台适用于水深较深的海域。浮式海洋平台相比固定式海洋平台，具有成本可控、易于运输等优势，但也面临着更为复杂的技术挑战。由于浮式海洋平台的下部平台能够在一定范围内自由运动，它不仅要承受风力、波浪、海流等多场载荷的作用，还要考虑平台的运动响应、系泊系统的作用、辐射阻尼等因素。这些因素会影响浮式风电平台的动力稳定性，尤其是浮式平台受外荷载和结构耦合动力作用等影响下的动力稳定性，是目前研究领域关注的焦点问题之一。此外，浮式海洋平台还要考虑来流风和来流水的方向无法保持一致的问题，这会导致平台水动力性能的变化，影响平台的抗波性和抗风性。

3、浮式海洋平台水动力性能提升需综合考虑风剪切、波浪、海流等外界因素对结构体系的整体影响。各型式浮式海洋平台运动受波浪入射角改变影响较大，平台水动力性能在0°波浪入射角度情况下最佳，响应幅值算子随波浪入流角度增加增幅可达近百倍。因此，浮式海洋平台需保证波浪正向流入，避免产生过大的侧向波浪力，浮式海洋工程领域亟需开发新型浮式海洋平台自适应降载技术。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海洋平台导流设备，能够根据波浪方向进行旋转，使波浪正向流入，还可以降低平台重心，抑制深吃水平台可能出现的涡激振动现象，从而提高浮式海洋平台在复杂风-浪-流作用下的稳定性。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种海洋平台导流设备，包括导流柱基体、压载水位调节装置和螺旋侧带系统，所述导流柱基体位于海洋平台底部，设有多个，对称设置，呈环形阵列分布；所述导流柱基体横截面为流线型，所述导流柱基体与海洋平台可旋转连接；所述导流柱基体内设置有压载舱，所述压载水位调节装置用于调节压载舱的压载水位；所述螺旋侧带系统设置于导流柱基体外部，用于抑制涡激共振现象。

4、进一步地，所述导流柱基体通过旋转装置与海洋平台连接，所述旋转装置包括阶梯状旋转平台，所述阶梯状旋转平台设置于导流柱基体顶部，所述海洋平台底部设置有与所述阶梯状旋转平台相配合的凹槽，所述阶梯状旋转平台嵌入所述凹槽内，使得所述导流柱基体可相对于所述海洋平台进行旋转。

5、进一步地，所述的海洋平台导流设备，还包括卡扣装置，所述卡扣装置用于保持导流柱基体与海洋平台相对固定，使得海洋平台能够随着导流柱基体一起旋转。

6、进一步地，所述卡扣装置包括卡扣孔和卡扣杆，所述卡扣孔包括设置于海洋平台底部的上卡扣孔和设置于导流柱基体顶部的与上卡扣孔相对应的下卡扣孔，所述卡扣孔呈环形阵列分布；每个卡扣孔内设置有卡扣杆，所述卡扣杆可完全收入海洋平台底部，也可以通过卡扣孔，使得卡扣杆的一部分滑动至导流柱基体内，保证导流柱基体与海洋平台保持相对固定。

7、进一步地，所述压载水位调节装置包括通气阀道，所述通气阀道位于导流柱基体顶部中心且延伸至海洋平台底部；所述通气阀道与所述压载舱连通，所述压载舱与所述通气阀道连通的位置处设置有通气阀盖，所述通气阀盖用于控制通气阀道的启闭状态。

8、进一步地，所述压载水位调节装置还包括第一通海阀孔，所述第一通海阀孔位于导流柱基体底部中心且与所述压载舱连通，所述第一通海阀孔上盖设有通海阀盖，所述通海阀盖上方设有液压机，所述液压机通过阀杆与通海阀盖连接。

9、进一步地，所述压载舱内设置有液压机舱，所述液压机舱设置于通海阀盖上方并固定在所述压载舱底壁上，所述液压机设置于所述液压机舱内，所述液压机舱与所述通海阀盖之间的侧壁上开设有第二通海阀孔。

10、进一步地，所述螺旋侧带系统包括多个导轨、两个挡圈和可收展的螺旋侧带，多个导轨对称设置在所述导流柱基体外表面，所述挡圈套设于所述导流柱基体外表面且可沿导轨上下滑动，所述螺旋侧带螺旋覆盖在所述导流柱基体外表面，所述螺旋侧带位于两个挡圈之间，所述螺旋侧带的两端分别与两个挡圈连接。

11、进一步地，每个导轨上下两端均设置有挡片，用于限制挡圈的上下移动位置。

12、与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

13、本发明通过改变流体绕流的方式，使得导流柱基体能够根据波浪方向单独或者带动海洋平台一起旋转，保证波浪正向流入，避免产生过大的侧向波浪力，提高海洋平台水动力性能，提高浮式海洋平台的耐波性能；通过压载水位调节装置调节压载水位，可以选择性实现降低海上平台的重心，提高海洋平台的稳定性；通过设置可收展的螺旋侧带系统，既可在导流柱基体旋转时收起螺旋侧带，从而不妨碍导流柱基体的导流效果，又可在导流柱基体不需要调整波浪方向时展开螺旋侧带，从而抑制深吃水平台可能出现的涡激共振现象，提高海洋平台的稳定性。

技术特征：

1.一种海洋平台导流设备，其特征在于，包括导流柱基体(1)、压载水位调节装置和螺旋侧带系统，所述导流柱基体(1)位于海洋平台(2)底部，设有多个，对称设置，呈环形阵列分布；所述导流柱基体(1)横截面为流线型，所述导流柱基体(1)与海洋平台(2)可旋转连接；所述导流柱基体(1)内设置有压载舱(14)，所述压载水位调节装置用于调节压载舱(14)的压载水位；所述螺旋侧带系统设置于导流柱基体(1)外部，用于抑制涡激共振现象。

2.根据权利要求1所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述导流柱基体(1)通过旋转装置(3)与海洋平台(2)连接，所述旋转装置(3)包括阶梯状旋转平台，所述阶梯状旋转平台设置于导流柱基体(1)顶部，所述海洋平台(2)底部设置有与所述阶梯状旋转平台相配合的凹槽(4)，所述阶梯状旋转平台嵌入所述凹槽(4)内，使得所述导流柱基体(1)可相对于所述海洋平台(2)进行旋转。

3.根据权利要求1所述的海洋平台导流设备，其特征在于，还包括卡扣装置，所述卡扣装置用于保持导流柱基体(1)与海洋平台(2)相对固定，使得海洋平台(2)能够随着导流柱基体(1)一起旋转。

4.根据权利要求3所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述卡扣装置包括卡扣孔(5)和卡扣杆(6)，所述卡扣孔(5)包括设置于海洋平台(2)底部的上卡扣孔和设置于导流柱基体(1)顶部的与上卡扣孔相对应的下卡扣孔，所述卡扣孔(5)呈环形阵列分布；每个卡扣孔(5)内设置有卡扣杆(6)，所述卡扣杆(6)可完全收入海洋平台(2)底部，也可以通过卡扣孔(5)，使得卡扣杆(6)的一部分滑动至导流柱基体(1)内，保证导流柱基体(1)与海洋平台(2)保持相对固定。

5.根据权利要求1所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述压载水位调节装置包括通气阀道(7)，所述通气阀道(7)位于导流柱基体(1)顶部中心且延伸至海洋平台(2)底部；所述通气阀道(7)与所述压载舱(14)连通，所述压载舱(14)与所述通气阀道(7)连通的位置处设置有通气阀盖(8)，所述通气阀盖(8)用于控制通气阀道(7)的启闭状态。

6.根据权利要求5所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述压载水位调节装置还包括第一通海阀孔(19)，所述第一通海阀孔(19)位于导流柱基体(1)底部中心且与所述压载舱(14)连通，所述第一通海阀孔(19)上盖设有通海阀盖(13)，所述通海阀盖(13)上方设有液压机(11)，所述液压机(11)通过阀杆(12)与通海阀盖(13)连接。

7.根据权利要求6所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述压载舱(14)内设置有液压机舱(10)，所述液压机舱(10)设置于通海阀盖(13)上方并固定在所述压载舱(14)底壁上，所述液压机(11)设置于所述液压机舱(10)内，所述液压机舱(10)与所述通海阀盖(13)之间的侧壁上开设有第二通海阀孔(9)。

8.根据权利要求1所述的海洋平台导流设备，其特征在于，所述螺旋侧带系统包括多个导轨(17)、两个挡圈(15)和可收展的螺旋侧带(16)，多个导轨(17)对称设置在所述导流柱基体(1)外表面，所述挡圈(15)套设于所述导流柱基体(1)外表面且可沿导轨(17)上下滑动，所述螺旋侧带(16)螺旋覆盖在所述导流柱基体(1)外表面，所述螺旋侧带(16)位于两个挡圈(15)之间，所述螺旋侧带(16)的两端分别与两个挡圈(15)连接。

9.根据权利要求8所述的海洋平台导流设备，其特征在于，每个导轨(17)上下两端均设置有挡片(18)，用于限制挡圈(15)的上下移动位置。

技术总结本发明公开了一种海洋平台导流设备，包括导流柱基体、压载水位调节装置和螺旋侧带系统，导流柱基体位于海洋平台底部，设有多个，对称设置，呈环形阵列分布；导流柱基体与海洋平台可旋转连接；导流柱基体内设置有压载舱，压载水位调节装置用于调节压载舱的压载水位；螺旋侧带系统设置于导流柱基体外部，用于抑制涡激共振现象。导流柱基体与海洋平台还可以通过卡扣装置保持相对固定，使得海洋平台能够随着导流柱基体一起旋转。本发明能够根据波浪方向使得导流柱基体单独或者带动平台一起旋转，调节波浪流入方向，复杂来流下水动力响应小，同时还能降低平台重心，抑制深吃水平台可能出现的涡激振动现象，提高平台稳定性。技术研发人员：谢姣洁,王浩,蔡新,任磊,蔡茂文,张伟受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20