对接装置及合拢精度调整方法与流程

1.本技术属于海上平台技术领域，尤其涉及一种对接装置及合拢精度调整方法。

背景技术：

2.浮式生产平台可用于海上储油、原油处理等作业，是海洋深水开发的重要装备。浮式生产平台一般由上船体和下船体组成，根据目前的建造工艺和吊装设备，可以将上船体吊起，再放到处于漂浮状态的下船体上，进行合拢。
3.但是由于下船体受到浮力的作用，呈现中拱状态，上口自然往外张开，与原结构相比变形严重，下船体在与上船体合拢过程中，对接精度无法控制，不容易安装到位。

技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种对接装置及合拢精度调整方法，能够提高下船体和上船体对接精度，方便安装合拢到位。
5.本公开第一方面提供了一种对接装置，用于浮式生产平台的上船体和下船体对接合拢，所述对接装置包括：
6.导向椎体，固定于所述下船体的立柱顶端，所述导向椎体沿着从上到下的方向逐渐变粗；
7.套筒，固定于所述上船体底端，所述套筒套设于所述导向椎体的外周，且所述套筒的内周抵接于所述导向椎体的外周面。
8.在本公开的一种示范性实施例中，所述套筒内设有至少一个推块，所述推块与所述导向椎体外周面相抵接，以推动所述导向椎体回正。
9.在本公开的一种示范性实施例中，
10.所述导向椎体为圆锥体结构，所述推块与所述导向椎体相接触的面为与之相匹配的曲面。
11.在本公开的一种示范性实施例中，
12.在所述立柱的上端向外扩张时，至少一个所述推块位于对应所述立柱扩张方向的外侧。
13.在本公开的一种示范性实施例中，
14.所述推块至少设有两个，两个所述推块沿所述套筒内壁周向分布，并位于所述导向椎体背向浮筒中心的一侧。
15.在本公开的示范性实施例中，
16.所述推块设置有四个，四个所述推块沿所述套筒内壁周向均匀分布。
17.在本公开的示范性实施例中，
18.所述导向椎体内部为中空结构，所述导向椎体内部设有十字支撑板，所述十字支撑板的四个端部均抵接于所述导向椎体内壁上，并与四个所述推块位置一一对应。
19.在本公开的示范性实施例中，
20.所述下船体包括环形的浮筒、固定于所述浮筒上的多个所述立柱；多个所述立柱沿所述浮筒的边缘方向间隔设置；
21.所述立柱为上端开口的中空矩形柱体结构，所述导向椎体固设于所述立柱顶端的内侧转角处，且所述导向椎体固定连接在对应所述立柱的两个相邻边缘上。
22.本公开第二方面公开了一种合拢精度调整方法，包括：
23.将下船体移动至上船体下方的水面上，使所述下船体和所述上船体方位一致后，通过调节所述下船体上的压载舱内介质充填量，以调节所述下船体变形量至偏差允许范围内，完成下船体和上船体的初步对准；
24.将上船体逐渐下放，通过所述的对接装置完成合拢。
25.在本公开的示范性实施例中，
26.在将所述下船体移动至所述上船体下方的水面上的步骤中还包括：
27.在所述下船体的四个角上均连接缆绳，所述缆绳与岸边相连，以固定所述下船体。
28.本技术方案具有以下有益效果：
29.本技术通过设置对接装置，在完成上船体和下船体的初步对位后，对接装置中的套筒沿导向椎体外周面下降过程中，由于导向椎体沿着从上到下的方向逐渐变粗，套筒对于导向椎体施加水平力，将下船体的外张变形逐渐压回设计状态，进而顺利完成下船体和上船体的精准合拢，下船体和上船体安装到位。
30.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
31.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
32.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为根据实施例一具有对接装置的浮式生产平台的正视图。
34.图2为图1中浮式生产平台的下船体的俯视图。
35.图3为图1中浮式生产平台的的浮筒的截面图。
36.图4为根据实施例一的对接装置对接示意图。
37.图5为根据图2中a处的局部放大图。
38.图6为根据实施例二的合拢示意图。
39.图7为根据实施例二的流程图。
40.附图标记说明：
41.1、上船体；2、下船体；21、浮筒；22、立柱；23、压载舱；24、支撑体；3、对接装置；31、导向椎体；32、套筒；33、推块；34、十字支撑板；4、吊车。
具体实施方式
42.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
43.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
44.下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本技术各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
45.实施例一
46.参见图1及图2，本实施例提供的浮式生产平台包括上船体1、下船体2和对接装置3。其中，上船体1为桁架式结构，下船体2包括环形的浮筒21以及固定于浮筒21上的多个立柱22，上船体1和下船体2对接合拢组成浮式生产平台时，上船体1与立柱22连接。
47.浮筒21漂浮于水面上，为整个平台的基础，其内部中空，可设有多个功能舱以及通道，为提高稳定性及更加容易漂浮于水面上，浮筒21因此可设为环形，从上往下看，浮筒21可为圆环形、回字形等，在本实施例中，浮筒21为方形，浮筒21的四边等宽。多个立柱22设置在浮筒21上时，沿浮筒21的边缘方向间隔设置，立柱22的个数可为2、3、4等，在本实施例中，立柱22的个数为4个，并分别位于浮筒21的四个角上。立柱22为上端开口的中空矩形柱体结构，其内也可设置多个功能舱和通道，立柱22内的通道可和浮筒21内的通道相连通。这样下船体2在下水漂浮于水上后，立柱22所在的浮筒21位置处重量较立柱22间的浮筒21位置处的重量大，使得各立柱22向外张开，立柱22间的浮筒21向上拱起，使下船体2产生较大变形。
48.继续参见图3，由此，浮筒21上设置有多个压载舱23，压载舱23内能够充入或排出介质，以调节压载舱23的重量，改变浮筒21的重量分布，从而调节浮筒21与对应压载舱23处的浮力，使得立柱22对应浮筒21处与浮筒21其他位置处的浮力基本一致，从而调整下船体2的变形量。
49.可以想到的是，为了方便调节各处重量，可将压载舱23设置在相邻两立柱22间的浮筒21内。在本实施例中，由于浮筒21呈环形，四边等宽，浮筒21的四个角上均设有上述立柱22，可在每相邻两个立柱22间均设置压载舱23，方便调节立柱22间的浮筒21重量与立柱22处的重量一致，从而调整下船体2的变形量。
50.压载舱23可设置在浮筒21内，其通过隔板与浮筒21内壁合围而成，每个压载舱23可由多个子压载舱23组成。在充入或排出介质时，可根据计算选择充入或排出几个子压载舱23。
51.但是由于下船体2漂浮于水面上，无法通过调载将下船体2的变形完全恢复，因此可通过设置对接装置3来进一步提高对接精度。
52.继续参见图4，示例的，对接装置3包括固定于立柱22顶端的导向椎体31以及固定
于上船体1顶端的套筒32，导向椎体31沿着从上到下的方向逐渐变粗，套筒32套设于导向椎体31的外周，且套筒32的内周抵接于导向椎体31的外周面。这样的话，在上船体1下降与下船体2对接合拢的过程中，若立柱22产生变形向外扩张的话，导向椎体31会偏离原来预定的位置，套筒32下降过程中会接触到导向椎体31的外周面，并随着下降的进行，对导向椎体31施加与其扩张方向相反的作用力，逐渐压迫导向椎体31回正，从而带动立柱22回正，提高了下船体2和上船体1对接的精度，使两者合拢安装更加容易。
53.可以理解的是，对接装置3可设有多个，数量与立柱22的数量相匹配，每个立柱22上可均设有一个导向椎体31，相应的上船体1上与立柱22对应位置处可均设置一个套筒32，这样可以使的多个立柱22均能够回正，进一步提高下船体2和上船体1对接的精度。
54.继续参见图5，示例的，套筒32内设置至少一个推块33，推块33与导向椎体31外周面相抵接，在上船体1下降与下船体2对接的过程中，推块33对导向椎体31逐渐施加作用力，以推动导向椎体31回正。推块33扩大了套筒32与导向椎体31的接触面积，推动效率更高。可以想到的是，可将至少一个推块33设置在对应立柱22扩张方向的外侧，这样在推动的时候，推块33与导向椎体31外周面一直接触，通过推块33将导向椎体31回正。
55.在本实施例中，由于浮筒21呈方形环，立柱22为矩形柱体，可设浮筒21的两相邻边缘的延伸方向分别为第一方向x和第二方向y，第一方向x和第二方向y垂直，则可知立柱22沿第一方向x和第二方向y分别向浮筒21外侧扩张变形。由此，可将至少一个推块33设置在第一方向x和第二方向y之间，并位于立柱22扩张方向外侧，利用其在第一方向x和第二方向y上的分力将导向椎体31及立柱22推动回正。
56.同时，上述推块33可至少设有两个，两个推块33沿套筒32内壁周向分布，并位于导向椎体31背向浮筒21中心的一侧，即位于第一方向x和第二方向y之间的扇形区域内，两个推块33均在第一方向x和第二方向y上有分力，两者结合推动效率更高，同时也避免应力集中。而为了更好的推动导向椎体31，可将两推块33分别沿第一方向x和第二方向y设置，两推块33之间的夹角为90度，使两推块33分别沿第一方向x和第二方向y推动导向椎体31，分别对应导向椎体31及立柱22的两个变形扩张方向。
57.在实践中，立柱22可能会因为其自身结构设计等原因出现沿第一方向x和第二方向y分别向浮筒21内侧扩张变形的情况，虽然出现这种情况的几率较低，但为保险起见，本实施例中，推块33可设置四个，四个推块33沿套筒32内壁周向均匀分布。这样的话，即使立柱22向浮筒21内侧扩张变形，也能够有推块33位于朝向浮筒21中心的一侧，也即能够对导向椎体31施加背向浮筒21中心的作用力，使导向椎体31及立柱22回正。
58.可以想到的是，四个推块33中两相对的两个可沿第一方向x设置，另外两个相对的推块33可沿第二方向y设置，这样可以刚好与立柱22的变形方向相对应，推块33推动起来更加省力，立柱22回正效果更好。
59.可以理解的是，由于立柱22体积较大，为了能带动立柱22回正，导向椎体31体积也相应较大，为节省材料，导向椎体31内部可为中空结构，而为了弥补由于其中空后结构强度的不足，导向椎体31内部设有十字支撑板34，十字支撑板34有两块垂直相交的支撑板组成。相应的，十字支撑板34具有四个端部，十字支撑板34的四个端部均抵接于导向椎体31内壁上，并与四个推块33位置一一对应，这样，导向椎体31内壁和外壁分别抵接在十字支撑板34和推块33上，不至于被推块33单方面压塌，有效的提高了导向锥体的结构强度。当然，也可
以使导向锥体为实心结构。
60.进一步的，导向椎体31可为圆锥体结构或棱锥体结构中的一种，在本实施例中，导向椎体31为圆锥体结构。相应的，推块33与导向椎体31相接触的面为与之相匹配的曲面，这样推块33与导向椎体31的接触为面接触，接触面积较大，避免形成点接触或线接触，进而造成应力集中，损坏导向椎体31外周面。当然，当导向椎体31为棱锥体时，如四棱锥时，推块33与导向椎体31相接触的面为与之相匹配的斜面。
61.示例的，导向椎体31设置于立柱22顶端上时，由于立柱22本身为上端开口的中空矩形柱体结构，立柱22的壁厚较薄，立柱22的转角处相比较于其他部分强度更高，为了稳定的支撑导向椎体31，导向椎体31固设于立柱22顶端的转角处，且导向锥体固定连接在对应立柱22的两个相邻边缘上，导向椎体31由两相邻边缘共同支撑。
62.参见图2，进一步的，导向椎体31固设于立柱22顶端的内侧转角处，此处转角能够被上船体1完全覆盖，且立柱22几乎是向浮筒21外侧扩张变形，导向锥体设置在内侧转角，推块33推动更加省力，推动效率更高。可以理解的是，此处的内侧转角是指立柱22的四个转角中最靠近浮筒21中心的一个。
63.在本实施例中，由于立柱22壁厚较薄，而导向椎体31体积较大，其需要支撑的面积较大，立柱22的内侧转角处还凸设有支撑体24，支撑体24本身与立柱22侧壁固连，导向锥体底部部分支撑于立柱22顶端，部分支撑于支撑体24上。而由于导向椎体31由立柱22的两相邻边缘支撑，可使得导向椎体31的中轴线与立柱22的竖向棱边相重合，支撑体24支撑导向椎体31底部四分之三面积，立柱22顶端支撑余下四分之一面积。
64.综上所述，本实施例通过设置压载舱23对于下船体2的浮力进行调节，从而调整下船体2的变形，使得下船体2和上船体1合拢位置基本重合，进行初步对位。在合拢时，对接装置3中的套筒32沿导向椎体31外周面下降过程中，由于导向椎体31沿着从上到下的方向逐渐变粗，套筒32对于导向椎体31施加水平力，将下船体2的外张变形逐渐压回设计状态，进而顺利完成下船体2和上船体1的精准合拢，下船体2和上船体1安装到位。
65.实施例二
66.参见图4、图6及图7，本公开实施例二提供了一种合拢精度调整方法，其包括以下步骤：
67.s1、将下船体2移动至上船体1下方的水面上，使下船体2和上船体1方位一致后，通过调节下船体2上的压载舱23内介质充填量，以调节下船体2变形量至偏差允许范围内，完成下船体2和上船体1的初步对准；
68.s2、将上船体1逐渐下放，通过对接装置3完成合拢。
69.需要说明的是，上述步骤s1中，上船体1下水后，可由驳船拖至船坞中的吊车4下方，由吊车4对上船体1进行起吊至空中，起吊高度应至少高于下船体2漂浮后的顶部2米，而后进行下船体2的移动，下船体2下水后，通过驳船拖至船坞内上船体1的正下方，通过目测调整下船体2的方位，使其与上船体1方位一致。
70.可以想到的是，由于下船体2是漂浮于水面上的，为使下船体2不至于被水流带走，需对下船体2进行固定。此时，可在下船体2的四个角上均连接缆绳，船坞岸边相应的设有固定桩，缆绳与岸边的固定桩相连，这样可固定下船体2，不至于使下船体2随水流漂远，失去位置。
71.进一步的，还可以在水中设置定位桩，定位桩沿第一方向x和第二方向y各设置至少两个，各定位桩的连线形成直角，驳船拖动下船体2抵靠在直角内侧，浮筒21的两个侧边抵靠在各定位桩上，通过定位桩对下船体2进行定位。
72.在上述步骤s1中调节压载舱23中充填量时，可通过泵将水面中的水体介质泵入压载舱23中，使得浮筒21基本调平，记录立柱22顶端的内侧转角在第一方向x和第二方向y上的位置数据，并根据有限元软件结合水面水体流速等数据分析建模，分多次向压载舱23内充入或排出水体介质，再次记录立柱22顶端的内侧转角在第一方向x和第二方向y上的位置数据，直至两者的数据偏差在下船体2变形量偏差允许范围h内。在本实施例中，该偏差允许范围h为小于240mm，完成下船体2和上船体1的初步对准。
73.在上述步骤s2中，可通过控制吊车4逐渐下放上船体1，上船体1下降过程中，套筒32逐渐与导向椎体31外周面相接触，并随着下降的进行，对导向锥体施加与扩张方向相反的作用力，逐渐压迫导向椎体31回正，从而带动立柱22回正，以通过对接装置3完成上船体1和下船体2的合拢，这样对接精度高，下船体2和上船体1跟容易安装合拢到位。
74.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。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
75.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”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技术中的具体含义。
76.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”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技术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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
77.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本技术的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本技术专利涵盖的范围之内。

技术特征：

1.一种对接装置，用于浮式生产平台的上船体和下船体对接合拢，其特征在于，所述对接装置包括：导向椎体，固定于所述下船体的立柱顶端，所述导向椎体沿着从上到下的方向逐渐变粗；套筒，固定于所述上船体底端，所述套筒套设于所述导向椎体的外周，且所述套筒的内周抵接于所述导向椎体的外周面。2.根据权利要求1所述的对接装置，其特征在于，所述套筒内设有至少一个推块，所述推块与所述导向椎体外周面相抵接，以推动所述导向椎体回正。3.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，所述导向椎体为圆锥体结构，所述推块与所述导向椎体相接触的面为与之相匹配的曲面。4.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，在所述立柱的上端向外扩张时，至少一个所述推块位于对应所述立柱扩张方向的外侧。5.根据权利要求2所述的对接装置，其特征在于，所述推块至少设有两个，两个所述推块沿所述套筒内壁周向分布，并位于所述导向椎体背向浮筒中心的一侧。6.根据权利要求5所述的对接装置，其特征在于，所述推块设置有四个，四个所述推块沿所述套筒内壁周向均匀分布。7.根据权利要求6所述的对接装置，其特征在于，所述导向椎体内部为中空结构，所述导向椎体内部设有十字支撑板，所述十字支撑板的四个端部均抵接于所述导向椎体内壁上，并与四个所述推块位置一一对应。8.根据权利要求1所述的对接装置，其特征在于，所述下船体包括环形的浮筒、固定于所述浮筒上的多个所述立柱；多个所述立柱沿所述浮筒的边缘方向间隔设置；所述立柱为上端开口的中空矩形柱体结构，所述导向椎体固设于所述立柱顶端的内侧转角处，且所述导向椎体固定连接在对应所述立柱的两个相邻边缘上。9.一种合拢精度调整方法，其特征在于，包括：将下船体移动至上船体下方的水面上，使所述下船体和所述上船体方位一致后，通过调节所述下船体上的压载舱内介质充填量，以调节所述下船体变形量至偏差允许范围内，完成下船体和上船体的初步对准；将上船体逐渐下放，通过如权利要求1-8中任一项所述的对接装置完成合拢。10.根据权利要求9所述的合拢精度调整方法，其特征在于，在将所述下船体移动至所述上船体下方的水面上的步骤中还包括：在所述下船体的四个角上均连接缆绳，所述缆绳与岸边相连，以固定所述下船体。

技术总结

本发明公开了一种对接装置及合拢精度调整方法。对接装置用于浮式生产平台的上船体和下船体对接合拢，所述对接装置包括：导向椎体，固定于所述下船体的立柱顶端，所述导向椎体沿着从上到下的方向逐渐变粗；套筒，固定于所述上船体底端，所述套筒套设于所述导向椎体的外周，且所述套筒的内周抵接于所述导向椎体的外周面。本申请通过设置对接装置，在完成上船体和下船体的初步对位后，对接装置中的套筒沿导向椎体外周面下降过程中，由于导向椎体沿着从上到下的方向逐渐变粗，套筒对于导向椎体施加水平力，将下船体的外张变形逐渐压回设计状态，进而顺利完成下船体和上船体的精准合拢，下船体和上船体安装到位。下船体和上船体安装到位。下船体和上船体安装到位。