本發(fā)明屬于浮式平臺領(lǐng)域，具體為一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺。

背景技術(shù)：

1、浮式平臺通常用于石油和天然氣開采、風(fēng)電等海上工程項目。在海上環(huán)境中，這些平臺容易受到風(fēng)浪等自然力的影響，從而導(dǎo)致振動和搖擺，影響到工作效率和安全性。

2、相比于傳統(tǒng)的固定式海洋平臺，浮式平臺在風(fēng)浪環(huán)境下，自身運動幅度、速度和加速度都比較大，容易造成浮式平臺載荷的劇烈變化，湍流度增加，給平臺穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全帶來較大的挑戰(zhàn)。因此，如何有效地提升浮式平臺的運動阻尼，從而優(yōu)化基礎(chǔ)運動特性，是重要且現(xiàn)實的問題之一。

3、現(xiàn)有海上浮式平臺的運動抑制系統(tǒng)大多采用剛性設(shè)計，無法根據(jù)實際的海況變化進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。這種設(shè)計在面對不同強度的波浪時，抑制效果往往不夠理想。往往難以有效抵抗風(fēng)浪流的沖擊，導(dǎo)致垂蕩、橫搖及縱搖運動顯著，這不僅影響了平臺的穩(wěn)定性和安全性，還增加了平臺上設(shè)備和人員的安全風(fēng)險。此外，平臺的振動特性與波浪不匹配，加劇了振動對結(jié)構(gòu)和設(shè)備的損害，這導(dǎo)致在波浪較小時抑制過度，浪費資源；而在波浪較大時抑制不足，無法有效保護平臺。此外，現(xiàn)有的運動抑制系統(tǒng)普遍缺乏模塊化設(shè)計，維護和更換成本高昂，且無法適應(yīng)日益復(fù)雜和多變的海洋環(huán)境，這限制了其在實際應(yīng)用中的可靠性和長效性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種通過自適應(yīng)的運動抑制構(gòu)件和優(yōu)化的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，顯著提高了平臺在風(fēng)浪等惡劣海況下的穩(wěn)定性和安全性，減少了振動和搖擺的自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，包括，平臺組件包括中心平臺、立柱、頂部水平管道、人行通道、梁、柱底托盤、底部水平管道、支撐斜柱、柱底保護套和柱頂連接套，柱底保護套和柱頂連接套分別設(shè)置于立柱的底部和頂部，中心平臺通過人行通道與若干柱頂連接套相連，若干柱頂連接套之間通過頂部水平管道相連，中心平臺的底部設(shè)置有中心柱，且中心柱通過梁與柱底保護套相連，柱底托盤設(shè)置于立柱的底部，支撐斜柱的兩端分別與中心平臺和柱底保護套相連，柱底保護套之間通過底部水平管道相連，立柱的外側(cè)設(shè)置運動抑制組件，運動抑制組件的底部設(shè)置支撐組件。

3、進一步地，立柱沿中心平臺的外側(cè)呈圓周陣列分布。抑制環(huán)孔的孔徑為23～35厘米，以在不同波浪條件下實現(xiàn)最佳的泄流效果和阻尼性能。

4、進一步地，運動抑制組件包括運動抑制環(huán)、抑制環(huán)孔和抑制環(huán)支撐柱，運動抑制環(huán)套設(shè)于立柱的外側(cè)，運動抑制環(huán)之間通過抑制環(huán)支撐柱相連，抑制環(huán)孔開設(shè)于運動抑制環(huán)的表面。

5、進一步地，運動抑制環(huán)多層平行設(shè)置，抑制環(huán)支撐柱沿運動抑制環(huán)的周向間隔均勻分布。抑制環(huán)孔運動抑制環(huán)的周向間隔均勻分布。

6、進一步地，支撐組件包括連接板、上端扭栓、主壓縮柱、輔助壓縮柱、下端扭栓、底座、后支座和前支座，上端扭栓設(shè)置于連接板的底部，且連接板通過上端扭栓與主壓縮柱相連，后支座和前支座分別設(shè)置于底座的后端和前端，后支座于主壓縮柱的底部相連，下端扭栓設(shè)置于前支座的頂部，下端扭栓通過輔助壓縮柱與主壓縮柱相連。

7、進一步地，連接板的頂部與運動抑制環(huán)的底部相連，底座的底部與柱底保護套的頂部相連。主壓縮柱的內(nèi)部設(shè)置有阻尼介質(zhì)。

8、進一步地，每個運動抑制組件的底部均設(shè)置有4個支撐組件。4個支撐組件的底部均與柱底保護套的頂端相連。

9、工作原理：六根立柱通過柱頂連接套與中心平臺連接，形成穩(wěn)固的支撐結(jié)構(gòu)，中心平臺通過中心立柱將上方壓力傳遞至立柱，并進一步傳遞至柱底托盤及支撐斜柱，柱底保護套保護立柱底部免受海水侵蝕和沖擊，同時柱頂連接套避免了人行通道直接連接立柱導(dǎo)致的應(yīng)力集中問題，當(dāng)波浪沖擊浮式平臺時，水平方向的運動抑制環(huán)首先迎擊波浪力，五層分層設(shè)計的運動抑制環(huán)分階段分散水平?jīng)_擊力，層層疊加的方式使得海水不會一次性集中沖刷某一層環(huán)的某一面，而是層層分擔(dān)、每一層多角度分擔(dān)地泄流，同時環(huán)狀造型使海水在整個抑制環(huán)上均勻分散，每個運動抑制環(huán)上的八個抑制環(huán)孔用于泄流海水，當(dāng)波浪沖擊力較小時，波浪主要通過抑制環(huán)孔泄流，當(dāng)波浪沖擊力較大時，運動抑制環(huán)一部分通過抑制環(huán)孔泄流，另一部分將剩余壓力傳遞至阻尼器構(gòu)件和立柱底部，實現(xiàn)自適應(yīng)抑制效果，當(dāng)運動抑制環(huán)受力下壓時，其上端的接觸板通過上端扭栓調(diào)節(jié)角度，確保有效接觸運動抑制環(huán)外表面，并將受力方向引導(dǎo)至壓縮柱，主壓縮柱承受主要壓力，并通過其內(nèi)部的阻尼介質(zhì)進一步吸收能量，輔助壓縮柱在斜縱方向上分散壓縮柱的受力，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，分散后的余力通過底座進一步傳遞至底部連接套和柱底托盤，最終分散至整個平臺底部結(jié)構(gòu)，平臺內(nèi)部多次利用三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)來增強整體穩(wěn)定性，包括六根水平管道、六根人員行走通道和六根支撐斜柱維持上端平衡，以及六根底部水平管道、六根梁和六個柱底托盤維持底部平衡，六根支撐斜柱在豎直方向上分擔(dān)沖擊力，與梁、底部管道等共同維持平臺穩(wěn)定。

10、有益效果：本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著性特點：

11、1、通過運動抑制構(gòu)件和支撐結(jié)構(gòu)的組合，使得平臺能夠更有效地抵抗風(fēng)浪流的沖擊，減少平臺的垂蕩、橫搖及縱搖運動，從而提高平臺在惡劣海況下的穩(wěn)定性和安全性，且平臺的振動特性與波浪相匹配，通過運動抑制環(huán)和阻尼器件的協(xié)同作用，能夠吸收和分散平臺的振動能量，減少振動對平臺結(jié)構(gòu)和設(shè)備的影響；

12、2、運動抑制環(huán)的設(shè)計具有自適應(yīng)性，能夠根據(jù)波浪沖擊力的大小自動調(diào)整抑制效果，當(dāng)波浪沖擊力較小時，通過抑制環(huán)孔泄流；當(dāng)波浪沖擊力較大時，則通過阻尼器件和立柱底部共同承擔(dān)壓力，實現(xiàn)自適應(yīng)抑制；

13、3、上端扭栓和下端扭栓的設(shè)計允許主壓縮柱和輔助壓縮柱在受到壓力時發(fā)生一定程度的扭轉(zhuǎn)和彎曲，從而更靈活地適應(yīng)平臺的運動并耗散能量，輔助壓縮柱在斜縱方向上有效分散了壓縮柱所承受的力，避免了單點受力過大可能導(dǎo)致的損壞，進一步增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐久性；

14、4、通過六根圓周陣列分布的立柱為中心平臺提供穩(wěn)固的垂直支撐，結(jié)合頂部水平管道、梁、柱底托盤、底部水平管道以及支撐斜柱，共同構(gòu)建了一個穩(wěn)固的三維支撐系統(tǒng)，有效分散并抵抗來自平臺上方和下方的壓力，提高了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；

15、5、柱底托盤、柱底保護套、柱頂連接套以及運動抑制環(huán)均采用分布式組裝的形式，便于后期的維修及保養(yǎng)，降低了維護成本，延長了使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：包括平臺組件(1)，所述平臺組件(1)包括中心平臺(11)、立柱(12)、頂部水平管道(13)、人行通道(14)、梁(15)、柱底托盤(16)、底部水平管道(17)、支撐斜柱(18)、柱底保護套(19)和柱頂連接套(110)，所述柱底保護套(19)和柱頂連接套(110)分別設(shè)置于立柱(12)的底部和頂部，所述中心平臺(11)通過人行通道(14)與若干柱頂連接套(110)相連，所述若干柱頂連接套(110)之間通過頂部水平管道(13)相連，所述中心平臺(11)的底部設(shè)置有中心柱，且中心柱通過梁(15)與柱底保護套(19)相連，所述柱底托盤(16)設(shè)置于立柱(12)的底部，所述支撐斜柱(18)的兩端分別與中心平臺(11)和柱底保護套(19)相連，所述柱底保護套(19)之間通過底部水平管道(17)相連，所述立柱(12)的外側(cè)設(shè)置運動抑制組件(2)，所述運動抑制組件(2)的底部設(shè)置支撐組件(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述立柱(12)沿中心平臺(11)的外側(cè)呈圓周陣列分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述運動抑制組件(2)包括運動抑制環(huán)(21)、抑制環(huán)孔(22)和抑制環(huán)支撐柱(23)，所述運動抑制環(huán)(21)套設(shè)于立柱(12)的外側(cè)，所述運動抑制環(huán)(21)之間通過抑制環(huán)支撐柱(23)相連，所述抑制環(huán)孔(22)開設(shè)于運動抑制環(huán)(21)的表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述運動抑制環(huán)(21)多層平行設(shè)置，所述抑制環(huán)支撐柱(23)沿運動抑制環(huán)(21)的周向間隔均勻分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述抑制環(huán)孔(22)沿運動抑制環(huán)(21)的周向間隔均勻分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述支撐組件(3)包括連接板(31)、上端扭栓(32)、主壓縮柱(33)、輔助壓縮柱(34)、下端扭栓(35)、底座(36)、后支座(37)和前支座(38)，所述上端扭栓(32)設(shè)置于連接板(31)的底部，且連接板(31)通過上端扭栓(32)與主壓縮柱(33)相連，所述后支座(37)和前支座(38)分別設(shè)置于底座(36)的后端和前端，所述后支座(37)與主壓縮柱(33)的底部相連，所述下端扭栓(35)設(shè)置于前支座(38)的頂部，所述下端扭栓(35)通過輔助壓縮柱(34)與主壓縮柱(33)相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：每個所述運動抑制組件(2)的底部設(shè)置若干個支撐組件(3)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述支撐組件(3)的底部均與柱底保護套(19)的頂端相連。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述連接板(31)的頂部與運動抑制環(huán)(21)的底部相連，所述底座(36)的底部與柱底保護套(19)的頂部相連。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，其特征在于：所述主壓縮柱(33)的內(nèi)部設(shè)置有阻尼介質(zhì)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)運動抑制的海上浮式平臺，包括平臺組件、運動抑制組件和支撐組件，平臺組件包括中心平臺、立柱、頂部水平管道、人行通道、梁、柱底托盤、底部水平管道、支撐斜柱、柱底保護套和柱頂連接套，柱底保護套和柱頂連接套分別設(shè)置于立柱的底部和頂部，中心平臺通過人行通道與若干柱頂連接套相連。本發(fā)明通過運動抑制構(gòu)件和支撐結(jié)構(gòu)的組合，使得平臺能夠更有效地抵抗風(fēng)浪流的沖擊，減少平臺的垂蕩、橫搖及縱搖運動，從而提高平臺在惡劣海況下的穩(wěn)定性和安全性，且平臺的振動特性與波浪相匹配，通過運動抑制環(huán)和阻尼器件的協(xié)同作用，能夠吸收和分散平臺的振動能量，減少振動對平臺結(jié)構(gòu)和設(shè)備的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：馬宏杉,陳淑玲,任禹澎,孫匯,胡文茜
受保護的技術(shù)使用者：江蘇科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10