[发明专利]一种可伸缩式垂荡板导流罩装置

说明书

本发明公开了一种可伸缩式垂荡板导流罩装置，包括：导流罩、可伸缩式垂荡板、撑杆和伸缩装置，该装置使用在半潜式平台上，其中半潜式平台主要结构包括平台甲板、浮体、立柱和支撑。在半潜式平台浮体底部安装导流罩、可伸缩的垂荡板、撑杆和伸缩装置。本发明的主要有益效果是：工作状态下，可伸缩式垂荡板在伸出导流罩，可有效抑制平台的垂荡运动；拖航状态下，垂荡板和撑杆通过伸缩装置收入导流罩内，避免了垂荡板和撑杆在拖航强流作用下可能产生的涡激振动和拖航阻力等问题，同时垂荡板和撑杆被导流罩保护起来，能够延长垂荡板和撑杆的使用寿命、维修周期，更具有经济性和实用性。

研究领域：

本发明涉及一种海洋深水作业技术领域，尤其涉及一种应用于半潜式钻井平台的装置。

背景技术：

广阔的海洋蕴藏着丰富的油气资源，随着海洋油气开采从近海水域不断发展到深海水域，传统的导管架和重力式等平台由于自重和成本的大幅度增大而不适合深海水域的油气开采。近几十年来，通过对新型海洋平台的研究，以张力腿平台(TLP)、浮筒式平台(SPAR)、半潜式平台(SEMI)、浮船式(FPSO)等平台形式适用于深海油气开采，主要工作在墨西哥湾、巴西、西非、北海等深海水域。

与TLP和SPAR相比，半潜式平台具有总投资相对较少，甲板拥有更大的空间并能够承受可变载荷，具有更强的生产能力、更大的工作水深范围，易于改造并具备钻井、修井、生产等多种工作功能，无需海上安装，全球全天候的工作能力和自存能力等方面的优点。基于投资成本、工作水深范围、井口数目、服务年限和工作地域等多方面综合考量，半潜式平台是比较适用于深海水域开采油气资源的一种钻井平台。

半潜式钻井平台是全世界范围内一种被广泛应用的深海钻井平台，其抗风浪能力强适用于海洋深水作业。现有的半潜式平台，由两个浮箱为平台提供浮力，每个浮箱支撑起两个垂直的立柱，立柱的顶端支撑甲板，这种结构的钻井平台在工作过程中，平台的吃水较浅，横摇与纵摇幅值较小，但是垂荡运动的幅值较大，平台的稳定性受到破坏，在垂荡运动这样循环载荷的作用下，海洋平台的立管也容易出现疲劳损伤。因此，抑制半潜式平台垂荡运动的方法研究有着重要的工程背景和实际意义。

研究表明在半潜式平台下方装有垂荡板，能够抑制平台的垂荡运动。垂荡板也存在着不同形式，每种形式的垂荡板抑制垂荡运动的效果不同，传统的垂荡板一般固定连接于平台下浮体下方，垂荡板存在着不同形式，每种形式的垂荡板抑制垂荡运动的效果不同，不同程度地缓解了平台工作状态下的垂荡运动。

但是半潜式平台在拖航状态下，拖航的强来流引起旋涡脱离，产生周期震荡的升力作用，使处于水下的立柱和垂荡板桁架结构在升力作用下以一定的频率和振幅振动，即产生了涡激振动的现象，这一现象会使半潜式平台处于水下的结构和立管受到较大的交变应力，以致产生疲劳损伤。同时，处于半潜式平台浮体下方的垂荡板和桁架支撑结构浸没在海水中，容易产生较大的拖航阻力，拖航阻力将会对半潜式平台的作业时效和燃油消耗等方面产生影响。

发明内容：

基于上述不足，本发明的目的在于提供一种可伸缩式垂荡板导流罩装置，技术方案如下：一种可伸缩式垂荡板导流罩装置，包括：导流罩、可伸缩垂荡板、撑杆和伸缩装置；导流罩上安装伸缩装置，伸缩装置通过撑杆与可伸缩垂荡板连接；可伸缩式垂荡板导流罩装置安装在半潜式平台上；半潜式平台包括平台甲板、浮体和立柱；立柱安装在平台甲板的底部，在立柱的底部安装浮体；其中，导流罩安装在浮体的底部。

在一个实施例中，导流罩为空腔体，其横截面呈封闭的流线型；可伸缩垂荡板呈水平放置，伸缩装置安装在导流罩的空腔体内，伸缩装置的输出端连接撑杆，撑杆垂直连接在可伸缩垂荡板上。

在一个实施例中，平台甲板呈矩形平台，在矩形平台的底部接近四角的边缘各安装一根立柱，在两根相邻的立柱之间安装横杆。

在一个实施例中，可伸缩垂荡板的形状与导流罩的形状基本一致且略小于所述导流罩的内壁，撑杆在伸缩装置的驱动下，垂荡板可伸出或缩进导流罩内。