CN106697201A - 单点系泊转输浮筒及其多柱型浮体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单点系泊转输浮筒及其多柱型浮体，多柱型浮体、中心圆筒、顶板和底板，中心圆筒位于多个外周圆筒的中心处，且中心圆筒与所述外周圆筒通过沿径向方向布置的竖直肘板与每个周向圆筒连接；底板中心设有与中心圆筒匹配的第二通孔，底板与所述中心圆筒、竖直窄板、外周圆筒的下端面密封连接，且竖直窄板和外周圆筒围绕成的结构的外周缘与底板的外周缘匹配。根据本发明的多柱型浮体，多柱型浮体多柱型浮体由多个钢制圆筒组成，制造自动化程度高，成本低，灵活性好，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

Description

单点系泊转输浮筒及其多柱型浮体

技术领域

本发明涉及海上浮式生产储运系统及配套设备技术领域，具体而言，特别涉及一种单点系泊转输浮筒及其多柱型浮体。

背景技术

大型油轮的锚地需要较深的吃水。由于新建或升级码头的工期长，并且成本高昂，对于有大型油轮装卸需求但没有码头或码头水深较浅的地区，在水深合适的近岸海域装备单点系泊水上转输浮筒(以下简称单点浮筒)是一个流行的解决方案。

单点浮筒一般由转动部分和静止部分组成。转动部分可以和油轮一起随风浪流的方向变化而转动，静止部分与水下输油软管和单点浮筒本身的系泊系统相连，静止部分与转动部分的结构和管路均通过轴承组件相连接。目前较成熟的单点浮筒结构形式有两种，一种是转盘式，一种是转塔式。

如图1所示，转盘式单点浮筒的浮体101’属于静止部分，通常为一个圆筒或一个多边型柱体，在旋转中心处开有月池，为输油管道提供路径，其底部与单点系泊组件相连，其顶部通过轴承组件与转盘相连；转盘作为转动部分一般是板架结构，支撑系船组件与输油管路及其他功能性设备。

转塔式单点浮筒的浮体101’属于旋转部分，形状为一个圆筒体或一个多边型筒体，其旋转中心位置布有月池。转塔属于静止部分，其底部与单点系泊系统连接，其筒体嵌入浮体月池，通过轴承组件与浮体101’连接。

在已有的专利中，涉及到传统转盘式浮筒的典型专利有美国专利US3187355、US3264662和US3651525。涉及到传统转塔式单点浮筒的典型专利有美国专利US4279047、US7137200和中国专利CN103287547B(对应的美国专利：US8821202)。

以上专利中的单点浮筒的浮体结构形式均为单个圆筒形或单个多棱柱形，为了保证破舱稳性和安全性，由几个沿径向的舱壁将浮体切分为多个舱室，布置有水平、垂向扶强材以保证其强度。但由于单点浮筒体积较小，导致传统的设计存在如下缺点：因大量布置扶强材导致内部结构复杂；在焊接舱壁、外板的扶强材时空间紧促；并且由于需要大量的角钢等型材，钢材切割和焊接的工作量大；整个建造过程工作量大，成本高，工期长。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

有鉴于此，本发明的一方面需要提供一种自动程度高、成本底的多柱型浮体。本发明的另一方面需要提供一种具有上述多柱型浮体的单点系泊转输浮筒。

根据本发明的实施例多柱型浮体，包括：沿上下方向延伸的多个高度相等的外周圆筒，多个所述外周圆筒等间距沿周向布置，相邻的所述外周圆筒通过沿周向布置的竖直窄板连接，所述竖直窄板的高度与所述外周圆筒的高度相同；中心圆筒，所述中心圆筒位于多个所述外周圆筒的中心处，且所述中心圆筒与所述外周圆筒通过沿径向方向布置的竖直肘板与每个所述周向圆筒连接；顶板，所述顶板中心设有与所述中心圆筒匹配的第一通孔，所述顶板与所述中心圆筒、所述竖直窄板、所述外周圆筒的上端面密封连接，且所述竖直窄板和所述外周圆筒围绕成的结构的外周缘与所述顶板的外周缘匹配；和底板，所述底板中心设有与所述中心圆筒匹配的第二通孔，所述底板与所述中心圆筒、所述竖直窄板、所述外周圆筒的下端面密封连接，且所述竖直窄板和所述外周圆筒围绕成的结构的外周缘与所述底板的外周缘匹配。

根据本发明的实施例的多柱型浮体，多柱型浮体由多个钢制圆筒组成，制造自动化程度高，成本低，灵活性好，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

另外，根据本发明上述实施例的多柱型浮体还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述顶板上设有与所述外周圆筒相通的人孔。

根据本发明的一个实施例，所述顶板上设有与所述外周圆筒相通的舱口盖。

根据本发明的一个实施例，所述中心圆筒、所述竖直肘板、所述外周圆筒、所述竖直窄板、所述顶板和所述底板的连接处为焊接。

根据本发明的一个实施例，所述竖直肘板的高度小于所述中心圆筒和所述外周圆筒的高度。

根据本发明的一个实施例，所述竖直肘板的设有孔洞。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒，所述单点系泊转输浮筒为转盘式单点浮筒，包括：上述的多柱型浮体；固定管路，所述固定管路设在所述多柱型浮体的所述中心圆筒内，转盘，所述转盘通过位于所述多柱型浮体的所述中心圆筒内的轴承连接到所述多柱型浮体上，所述转盘上设有系船组件、通过管路轴承组件与所述固定管路连接的转动管路；和系泊组件，所述系泊组件与所述多柱型浮体连接。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒，与现有技术中的单点浮筒形式不同，通过多个圆筒组合，可随意改变单点浮筒的吃水和承载能力。并且中心筒和外周圆筒，可由大尺寸钢管切割制成，或一块钢板卷制而成，身制造自动化程度高，成本低，灵活性好，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

进一步地，所述多柱型浮体设有系泊平台，所述系泊组件与所述系泊平台连接。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒，所述单点系泊转输浮筒为转塔式单点浮筒，包括：固定管路；系泊组件，所述系泊组件与所述固定管路连接；上述的多柱型浮体，所述多柱型浮体与所述固定管路通过轴承连接；转动管路，所述转动管路设在所述多柱型浮体上并通过管路轴承与所述固定管路连接；和甲板平台，所述甲板平台设在所述多柱型浮体上。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒，与现有技术中的单点浮筒形式不同，多柱型浮体本身制造自动化程度高，成本低，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

进一步地，所述固定管路的下部设有连接板，所述系泊组件通过所述连接板与所述固定管路连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是现有技术中转盘式单点系泊转输浮筒的立体结构示意图。

图2是现有技术中转盘式单点系泊转输浮筒侧视图。

图3是现有技术中转塔式单点系泊转输浮筒立体结构示意图。

图4是现有技术中转塔式单点系泊转输浮筒侧视图。

图5是根据本发明的实施例的多柱型浮体的中心圆筒与一个外围圆筒连接示意图。

图6是根据本发明的实施例的多柱型浮体的中心圆筒与两个外围圆筒连接示意图。

图7是根据本发明的实施例的多柱型浮体的中心圆柱与外围圆筒连接示意图。

图8是根据本发明的实施例的多柱型浮体的结构示意图。

图9是根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒的立体图，该浮筒为转盘式单点浮筒。

图10是根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒的侧视图，该浮筒为转盘式单点浮筒。

图11是根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒的立体图，该浮筒为转塔式单点浮筒。

图12是根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒的侧视图，浮筒为转塔式单点浮筒。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图5-12所示，根据本发明的多柱型浮体10，该多柱型浮体10可以应用在单点系泊转输浮筒100上，单点系泊转输浮筒100可以为转盘式单点浮筒或转塔式单点浮筒。

参见图5-图12，根据本发明的实施例的多柱型浮体10包括：沿上下方向延伸的多个高度相等的外周圆筒11、中心圆筒12、顶板13和底板14。

具体而言，多个外周圆筒11等可以间距沿周向布置，换句话说，多个外周圆筒11间隔开布置成圆周形。相邻的外周圆筒11可以通过沿周向布置的竖直窄板15连接，竖直窄板15的高度与外周圆筒11的高度相同，两者可以通过焊接的方式连接。

中心圆筒12位于多个外周圆筒11的中心处，且中心圆筒12与外周圆筒11通过沿径向方向布置的竖直肘板16与每个周向圆筒11连接。

可以理解的是，不管是周向圆筒11还是中心圆筒12都为上下贯通的管状结构。

顶板13中心设有与中心圆筒12匹配的第一通孔，顶板13与中心圆筒12、竖直窄板15、外周圆筒11的上端面密封连接，例如为焊接。且竖直窄板15和外周圆筒11围绕成的结构的外周缘与顶板13的外周缘匹配，这里所说的匹配可以理解为竖直窄板15和外周圆筒11围绕成的结构的外周缘与顶板13的外周缘相同并对应吻合。

底板14中心设有与中心圆筒11匹配的第二通孔，底板14与中心圆筒12、竖直窄板15、外周圆筒11的下端面密封连接，且竖直窄板15和外周圆筒11围绕成的结构的外周缘与底板14的外周缘匹配。同上，这里所说的匹配可以理解为竖直窄板15和外周圆筒11围绕成的结构的外周缘与底板14的外周缘相同并对应吻合。

根据本发明的实施例的多柱型浮体10，多柱型浮体10本身制造自动化程度高，成本低，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

进一步地，根据本发明的一个实施例，顶板13上可以设有与外周圆筒11相通的人孔，以便于人员进出外周圆筒11。可选地，顶板13上也可以设有与外周圆筒11相通的舱口盖。

根据本发明的一些实施例，为了便于加工，提高气密性能，中心圆筒12、竖直肘板16、外周圆筒12、竖直窄板15、顶板13和底板14的连接处可以为焊接。

如图5-8所示，根据本发明的一个实施例，竖直肘板16的高度小于中心圆筒12和外周圆筒11的高度。由此，可以节约生产材料，降低生产成本。进一步地，优选地，竖直肘板16的设有孔洞17。由此，可以便于各个空间的连通。

如图9、图10所示，根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒100，单点系泊转输浮筒100可以为转盘式单点浮筒，包括：上述实施例的多柱型浮体10、固定管路20、转盘30和系泊组件40。

具体地，固定管路20可以设在多柱型浮体10的中心圆筒12内。转盘30通过位于多柱型浮体10的所述中心圆筒12内的轴承50连接到多柱型浮体10上，转盘30上设有系船组件60、通过管路轴承组件70与固定管路20连接的转动管路80。系泊组件40与多柱型浮体10连接。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒100，与现有技术中的单点浮筒形式不同，多柱型浮体10本身制造自动化程度高，成本低，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

进一步地，根据本发明的一个实施例，多柱型浮体10可以设有系泊平台18，系泊组件40与系泊平台18连接。由此，可以便于对多柱型浮体10的定位。

如图11、图12所示，根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒100，单点系泊转输浮筒100可以为转塔式单点浮筒，包括：固定管路20、系泊组件40、上述实施例的多柱型浮体10、转动管路80和甲板平台90。

具体而言，系泊组件40与固定管路20连接。多柱型浮体10与固定管路20通过轴承50连接。转动管路80设在多柱型浮体10上并通过管路轴承70与固定管路20连接。甲板平台90设在多柱型浮体10上。

根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒100，与现有技术中的单点浮筒形式不同，多柱型浮体10本身制造自动化程度高，成本低，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

进一步地，根据本发明的一个实施例，固定管路20的下部设有连接板19，系泊组件40通过连接板19与固定管路20连接。

参见图5-12，根据本发明的实施例的单点系泊转输浮筒100。可以采用钢制圆筒制作中心圆筒12和外周圆筒11。通过利用钢制圆筒，具有自支持能力的特性，以及建造自动化程度高、成本低的优势，将钢制圆筒做为浮筒的模块化结构。

因此，本发明简化了浮体结构、减少了圆筒内部扶强材焊接量(可以合理调整板厚做到无扶强材设计)，降低了建造难度，最终节省了工时及成本。

参见图9、图10，本发明的多柱型浮体10可以应用于转盘式单点浮筒100。应用形式为：单点浮筒静止部分的浮体由数个竖直布置的外周圆筒11组成，中心圆筒12作为月池外壁，顶部装配轴承50；外围圆筒11围绕中心圆筒12布置。外围圆筒11之间通过周向竖直布置的、从底至顶的竖直窄板15连接，外围圆筒11与中心圆筒12间通过径向、竖直布置的肘板16连接；顶部与底部两块环形盖板(定版13和底板14)将外围圆筒、以及外围圆筒11与中心圆筒12所围空间密封成为水密舱室，为整个系统提供浮力。

单点浮筒转动部分，即转盘30，用于系船组件60的布置、管道布置和其他设备的布置。转盘中心的轴承组件50将转盘与中心圆筒顶部相连。

参见图11、图12，本发明的多柱型浮体也可以应用于转塔式单点浮筒100。应用形式为：单点浮筒转动部分的浮体由数个竖直圆筒组成，浮体结构与多柱型浮体在转盘式单点浮筒的应用类似；单点浮筒静止部分为一个直径小于多柱浮体中心圆筒的圆筒(即转塔)；转塔嵌入月池，通过顶部布置的轴承组件与浮体连接，底部连接单点浮筒的系泊组件40。

根据本发明的实施例的多柱型浮体10，各个圆筒的筒壁无垂向扶强材，水平环状扶强材需求量低(可以合理调整板厚做到无水平扶强材设计)，浮筒的水密舱室围壁(即外围圆筒)和月池围壁(即中心圆筒)可以自动化建造成数个圆筒模块，通过焊接顶板、底板、窄板及肘板，最终将模块拼接成一个适用于单点浮筒的多柱型浮体10。

图1和图2所示为现有技术中转盘式单点浮筒。静止部分主要由系泊组件、单圆筒形浮体101’和与水下软管相连的固定管路组成；转盘随油轮转动，旋转管路和系船组件是转盘的重要组成部分；轴承组件包括结构轴承组件和管路轴承组件两部分。

图3和图4所示为现有技术中转塔式单点浮筒,静止部分主要由系泊组件、转塔筒体和与水下软管相连的固定管路组成，单圆筒浮体101’与其上的甲板平台随油轮转动，是固定在浮体上的旋转管路组件，作业时与外接输油软管相连，轴承组件包括结构轴承组件和管路轴承组件两部分。

图5-图8所示为本发明实施例的多柱型浮体的典型建造流程。

本发明的多柱型浮体由一个中心圆筒12和若干个外围圆筒11组成。图中展示的是一个具有六个外围圆筒11的示例。

中心圆筒12和外围圆筒11作为本发明的基本建造模块，均为普通刚制圆筒，内部无横、纵加强结构。施工顺序如下：

将中心圆筒12与外围圆筒11通过沿径向布置的竖直肘板16连接；

几个外围圆筒11之间通过沿周向布置的从顶到底的竖直窄板15连接；

焊接类环形顶板13与底板14，使外围圆筒形成六个圆柱形水密舱，同时使外围圆筒与中心圆筒所夹空间形成一个类环形水密舱。

需要指出的是顶板13需布置人孔和舱口盖(在简图中没有显示人孔和舱口盖)；

如图9、图10所示，多柱型浮体应用于转盘式单点浮筒100的一种具体形式。

本形式的关键特点在于多柱型浮体10的应用。多柱型浮体10运用于转盘式单点浮筒，可明显减少浮筒内部的焊接工作量，利用圆筒加工快成本低的自身优势，大大减化了浮筒的建造过程。而且多柱型浮体对整个单点浮筒的功能无任何影响。

如图11、图12所示，多柱型浮体应用于转塔式单点浮筒的一种具体形式。

本形式的关键特点也在于多柱型浮体的应用。同样也可大大简化浮筒的建造工作。并对单点浮筒的功能无任何影响。

通过钢制圆筒本身制造自动化程度高，成本低，并且有良好自支持能力，扶强材需求低的特点，简化了建造流程，节省了钢板切割、焊接工作量，可明显的降低整个单点浮筒的建造周期和建造成本，有着明显的成本优势。

以上图中显示的只是本发明的典型示例，根据不同项目需要，圆筒数量、直径、其他局部结构、设备，以及管路的形式可以相应变化。

图9-图12中浮体圆筒表面的平行竖条为防撞护栏，并非竖向扶强材，与主体结构无关，实际设计时可以采用其他合适的形式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多柱型浮体，其特征在于，包括：

沿上下方向延伸的多个高度相等的外周圆筒，多个所述外周圆筒等间距沿周向布置，相邻的所述外周圆筒通过沿周向布置的竖直窄板连接，所述竖直窄板的高度与所述外周圆筒的高度相同；

中心圆筒，所述中心圆筒位于多个所述外周圆筒的中心处，且所述中心圆筒与所述外周圆筒通过沿径向方向布置的竖直肘板与每个所述周向圆筒连接；

顶板，所述顶板中心设有与所述中心圆筒匹配的第一通孔，所述顶板与所述中心圆筒、所述竖直窄板、所述外周圆筒的上端面密封连接，且所述竖直窄板和所述外周圆筒围绕成的结构的外周缘与所述顶板的外周缘匹配；和

底板，所述底板中心设有与所述中心圆筒匹配的第二通孔，所述底板与所述中心圆筒、所述竖直窄板、所述外周圆筒的下端面密封连接，且所述竖直窄板和所述外周圆筒围绕成的结构的外周缘与所述底板的外周缘匹配。

2.根据权利要求1所述的多柱型浮体，其特征在于，所述顶板上设有与所述外周圆筒相通的人孔。

3.根据权利要求1所述的多柱型浮体，其特征在于，所述顶板上设有与所述外周圆筒相通的舱口盖。

4.根据权利要求1所述的多柱型浮体，其特征在于，所述中心圆筒、所述竖直肘板、所述外周圆筒、所述竖直窄板、所述顶板和所述底板的连接处为焊接。

5.根据权利要求1所述的多柱型浮体，其特征在于，所述竖直肘板的高度小于所述中心圆筒和所述外周圆筒的高度。

6.根据权利要求1所述的多柱型浮体，其特征在于，所述竖直肘板的设有孔洞。

7.一种单点系泊转输浮筒，其特征在于，所述单点系泊转输浮筒为转盘式单点浮筒，包括：

根据权利要求1-6中任一项所述的多柱型浮体；

固定管路，所述固定管路设在所述多柱型浮体的所述中心圆筒内，

转盘，所述转盘通过位于所述多柱型浮体的所述中心圆筒内的轴承连接到所述多柱型浮体上，所述转盘上设有系船组件、通过管路轴承组件与所述固定管路连接的转动管路；和

系泊组件，所述系泊组件与所述多柱型浮体连接。

8.根据权利要求7所述的单点系泊转输浮筒，其特征在于，所述多柱型浮体设有系泊平台，所述系泊组件与所述系泊平台连接。

9.一种单点系泊转输浮筒，其特征在于，所述单点系泊转输浮筒为转塔式单点浮筒，包括：

固定管路；

系泊组件，所述系泊组件与所述固定管路连接；

根据权利要求1-6中任一项所述的多柱型浮体，所述多柱型浮体与所述固定管路通过轴承连接；

转动管路，所述转动管路设在所述多柱型浮体上并通过管路轴承与所述固定管路连接；和

甲板平台，所述甲板平台设在所述多柱型浮体上。

10.一种单点系泊转输浮筒，其特征在于，所述固定管路的下部设有连接板，所述系泊组件通过所述连接板与所述固定管路连接。