一种用于海上平台的浮筒组件以及海上平台的制作方法

1.本技术涉及浮筒领域，尤其涉及一种用于海上平台的浮筒组件以及海上平台。

背景技术：

2.海上漂浮式结构是构建海上平台的基础，现有海上漂浮式结构物通常是钢制船体，由若干钢制浮筒组合而成。例如立柱漂浮式风电基础，钢制船体内部采用加筋板形式设计，用于为浮体提供浮力、稳性和抵抗外部水压，或者承受其他内外载荷。
3.但是，钢制结构浮筒通常重量过重，材料和建造成本也比较高，并且还容易受海水腐蚀。

技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于海上平台的浮筒组件以及海上平台，以实现降低浮筒的重量，并且在降低浮筒组件的制造成本的同时提高浮筒组件的耐用性。
5.第一方面，本技术提供一种用于海上平台的浮筒组件，包括：具有浮力的n个筒体和用于固定n个筒体的框架结构，n的取值为大于或者等于1的整数；n个筒体固定于框架结构内；n个筒体具有封闭的中空腔体，且由具有抗腐蚀性的轻型材料制成。
6.在一些可能的实施方式中，框架结构包括m个隔仓，m个隔仓中的一个隔仓内固定有n个筒体中的至少一个筒体，m的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数。
7.在一些可能的实施方式中，固定于一个隔仓内的筒体，在隔仓内均匀分布，且每个筒体在海平面竖直方向上筒体顶部与底部分别与隔仓贴合。
8.在一些可能的实施方式中，隔仓内包括一中心柱，中心柱用于通过与隔仓共同作用来固定筒体。
9.在一些可能的实施方式中，每个隔仓内的筒体等角度均匀分布放置在中心柱周围。
10.在一些可能的实施方式中，n个筒体为中心具有通孔的环状结构，通孔的尺寸大于或者等于中心柱的尺寸；每个隔仓内的筒体通过通孔套接在中心柱上。
11.在一些可能的实施方式中，浮筒组件在海平面竖直方向上为y层分布，y的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数；每层筒体的数量相同且在海平面竖直方向上多个筒体首尾相连。
12.在一些可能的实施方式中，首尾相连的两个筒体之间设置一围壁结构；其中，围壁结构包覆于两个筒体的连接部，并与两个筒体的外表面围成密封空间。
13.在一些可能的实施方式中，浮筒组件还包括压载结构，压载结构设置于框架结构上没入海平面的一端；其中，压载结构，用于降低浮筒组件的重心。
14.在一些可能的实施方式中，框架结构由具有刚性的材料制成，表面涂有抗腐蚀涂层。
15.第二方面，本公开实施例提供一种海上平台，包括：行架平台；一个或者多个如前
述任意技术方案提供的浮筒组件；浮筒组件与行架平台固定连接，用于为行架平台提供浮力。
16.本技术提供的技术方案与现有技术相比存在的有益效果是：
17.在本技术中，通过框架结构将n个封闭的中空腔体的筒体固定在一起，由n个筒体共同提供浮力，并且筒体采用具有抗腐蚀性的轻型材料制成。如此，通过框架结构固定具有浮力的筒体，能够明显减少浮筒组件的重量。同时，相对于钢制结构浮筒，减少了材料和建造成本。并且由具有抗腐蚀性的轻型材料制作的筒体，还增加了耐腐蚀性。
18.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，并不能限制本公开。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
20.图1为相关技术中的一种钢制浮筒结构的示意图；
21.图2为本技术实施例中的一种浮筒组件的结构示意图；
22.图3为本技术实施例中的一种框架结构的示意图；
23.图4为本技术实施例中的另一种浮筒组件的结构示意图；
24.图5为本技术实施例中的另一种浮筒组件的结构示意图；
25.图6为本技术实施例中的另一种浮筒组件的结构示意图；
26.图7为本技术实施例中的一种另一种浮筒组件的结构示意图；
27.图8为本技术实施例中的一种海上平台的结构示意图。
具体实施方式
28.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
29.为了说明本技术的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
30.海上平台能够在海面上固定或者活动漂浮，能够为进行生产作业或者其他活动提供海上作业平台。目前已被广泛应用于为建造灯塔、雷达台、水文气象观测站等提供固定观测平台，以及为建造海上码头、钻采海底石油油气开采、渔业捕捞、能源发电等提供大型作业平台。
31.能够使海上平台漂浮在海面上的主要结构是具有浮力的漂浮式结构物，漂浮式结构物通常是具有浮力的浮筒。现有海上漂浮式结构物大多是三立柱、或者四立柱形式的钢制浮筒结构，钢制浮筒结构主要由若干钢制空心筒组合而成。例如图1所示的三立柱形式的钢制浮筒结构。该浮筒结构包括三个中空的钢制筒体11，以及用于固定筒体的连接柱12。筒体沉入海平面一端具有开口。钢制筒体11内部还可以采用加筋板形式设计，用于为浮体提供浮力、稳性和抵抗外部水压，或者承受其他内外载荷。但是钢制结构浮筒的缺点是重量重，材料和建造成本都比较高，并且还容易受到海水腐蚀。
32.为解决上述问题，本技术实施例提供一种用于海上平台的浮筒组件，该浮筒组件可以应用于上述海上平台中，为海上平台提供漂浮于海面上的浮力。
33.图2为本技术实施例中的一种用于海上平台的浮筒组件的结构示意图，参见图2所示，该浮筒组件20可以包括：具有浮力的n个筒体21和用于固定n个筒体21的框架结构22。具体的，n的取值为大于或者等于1的整数，n个筒体21固定于框架结构22内。其中，n个筒体21具有封闭的中空腔体，且由具有抗腐蚀性的轻型材料制成。
34.可以理解的，具有中空腔体的筒体21，在相同体积下相比实心的筒体来说，具有中空腔体的筒体21整体的重量较小。因此，基于浮力原理，质量更轻，体积更大的筒体21能够具有更大的浮力。同时，封闭的空间也保证了中空腔体不会被海水灌入，也保证了筒体组20的可用性。
35.另外，由于浮筒组件20需要整体或者部分沉入海水中，而海水具有高度的腐蚀性，为保证浮筒组件的使用时限更长，筒体21可以采用具有抗腐蚀性的材料制成。例如可以由聚四氟乙烯(poly tetra fluoroethylene，ptfe)、橡胶等材料制成。
36.在一个实施例中，筒体21的形状可以是任意能够放置于框架结构22的形状。例如椭球型、圆柱体型、球形等。n个筒体21的形状可以相同或者也可以是不同的，只要多个筒体21放置在框架结构22内时，浮筒组件20整体具有稳定性即可，本技术实施例对此不作限定。
37.示例性的，n个浮筒21可以是两个椭球型筒体和两个圆柱形筒体，每两个筒体21可以对角线方向上筒体21相同的结构设置。
38.在一个实施例中，框架结构22可以由具有刚性的材料制成，表面涂有抗腐蚀涂层。
39.可以理解的，n个筒体21通过框架结构22固定在一起，为保证n个筒体21在框架结构22内不会散开，制作框架结构22的材料必然需要有一定的刚性。同时为了保证浮筒组件20整体较轻的质量，框架结构22本身也需要使用较轻的材料。例如，框架结构22可以是中空的不锈钢管，还可以是其他任何具有刚性的轻型金属或者非金属材料制成，本技术实施例对此不作限定。
40.另外，由于框架结构22跟筒体21一样，同样需要整体或者部分沉没在海平面下，因此，通过在框架结构22的表面涂一层抗腐蚀涂层，能够减少框架结构22所受到的海水腐蚀，对框架结构22起到一定的保护作用。并且，由于框架结构22是直接需要接触到海水的，因此，选用的抗腐蚀涂层至少需要具有防水性。
41.在一种可能的实施方式中，n个筒体21在框架结构22内被分别固定设置在m个隔仓内。图3为本技术实施例中的框架结构22的一种结构示意图，参见图3所示：框架结构22包括m个隔仓23，并且m个隔仓23中的一个隔仓23内固定有n个筒体21中的至少一个筒体21。其中，m的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数。
42.可以理解的，分隔设置的n个筒体21在框架结构22内能够被分别固定，当需要对其中一个或者多个筒体21进行更换时，只需要更换对应隔仓23内的筒体21即可，不会影响到其他隔仓23内的筒体21。并且即便有其中一个或者多个隔仓23内的筒体出现损坏，由于框架组件22的固定，浮筒组件20整体还是稳定的，部分筒体21的损坏也不会影响到其他筒体。因此，通过设置多个隔仓23将n个筒体21分隔设置，不仅浮筒组件20整体的稳定性较高，同时，也方便对其中部分筒体21的更换。
43.在一实施例中，每个隔仓23内固定的筒体21的数量相同。
44.可以理解的，隔仓23的数量可以与筒体21的数量相同，此时，每个筒体21可以被单独设置在一个隔仓23内。或者，筒体21的数量还可以是隔仓23的数量的整数倍。
45.示例性的，筒体21的数量可以是隔仓23的数量的2倍，此时，每个隔仓23内可以固定有2个筒体21。筒体21的数量是隔仓23的数量的3倍时，每个隔仓23内可以固定有3个筒体21。
46.在另一些可能的实施方式中，每个隔仓23内固定的筒体21的数量不同。
47.可以理解的，为了保证浮筒组件20整体的稳定性，在每个隔仓23内固定的筒体21的数量不同时，各个隔仓23之间需要保持对称。如此才能保证浮筒组件的中心位于浮筒组件中心，使浮筒组件置于水面上时不会发生偏转。
48.示例性的，n的取值为5，此时包含5个筒体21。隔仓23的数量为3个，分别为a、b、c，且a、b、c三个隔仓23顺序一字排列。其中，a、c两个隔仓的空间大小相同，能够固定两个筒体21，隔仓b能固定一个筒体。5个相同的筒体21分别固定在a、b、c三个隔仓内。
49.在一种可能的实施方式中，固定于一个隔仓23内的筒体21，在隔仓23内均匀分布，且每个筒体21在海平面竖直方向上筒体21顶部与底部分别与隔仓23贴合。
50.应理解的，在一个隔仓23内包含有多个筒体21时，为保证隔仓23的受力均匀，因此需要将各筒体21均匀分布设置。例如，一个隔仓23内可以包含有3个筒体21，三个筒体分别均为相同的椭球体形状。三个筒体21在隔仓23内可以是相邻一字排开放置，或者也可以是相互贴合，以等边三角形的方式放置。或者一个隔仓23内可以包含有4个筒体21，4个筒体21同样可以是相邻一字排开放置，或者还可以是两排两列相互贴合的方式放置。具体的筒体21的放置方式可以基于海上平台设计需求或者隔仓23的大小确定，本技术实施例对此不作具体限定。
51.在一种可能的实施方式中，隔仓23内还可以包括有一中心柱41，中心柱41用于与隔仓23共同作用固定筒体21。
52.参见图4所示，图4为本技术实施例中的一种浮筒组件的结构示意图，其中，图4中(a)为本技术实施例中的浮筒组件20的主视图，(b)为本技术实施例中的浮筒组件20的俯视图。中心柱41设置在隔仓23中心，隔仓23内包含有4个筒体21，4个筒体21等角度均匀分布放置在中心柱41周围。
53.可以理解的，通过使多个筒体21围绕中心柱41等角度均匀设置，筒体21不止能够通过隔仓23进行固定，同时，各筒体21之间围绕的中心空间通过中心柱41作为支撑，也能进一步对筒体21进行固定，提高浮筒组件20的稳定性。
54.在一种可能的实施方式中，n个筒体21为中心具有通孔的环状结构，通孔的尺寸大于或者等于中心柱41的尺寸；
55.其中，每个隔仓23内的筒体21通过通孔套接在中心柱41上。
56.在一个实施例中，通孔的尺寸可以是恰好与中心柱41的尺寸相同，筒体21套接在中心柱41上时，可以完全固定筒体21。或者通孔的尺寸还可以是比中心柱41的尺寸稍大，筒体21套接在中心柱41上，在进行更换筒体21时，不会由于摩擦力太大而锁紧。
57.可以理解的，筒体21通过框架架构22固定，而在筒体21套接在中心柱41上固定时，筒体21在中心柱41的作用下并不会向四周散开。此时，框架结构22可以只包括与中心柱41两端连接的部分。如此，筒体21套接在中心柱41上，沿海平面竖直方向上筒体21的顶端与底
端通过框架结构22固定，筒体21四周可以不需要围绕框架也可以被固定住，能够有效减轻浮筒组件20整体的重量。另外，将筒体21制作为具有通孔的环状结构，使筒体21可以直接套接在中心柱41上，不仅能够更好的将筒体21固定在隔仓23内，同时，还方便进行筒体21的更换。
58.在一种可能的实施方式中，浮筒组件20在海平面竖直方向上为y层分布，y的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数；
59.其中，每层的筒体21的数量相同且在海平面竖直方向上多个筒体21首尾相连。
60.可以理解的，通过将浮筒组件20设计为多层结构，每层设置相同数量的筒体21，在筒体21的数量保持不变的情况下，能够有效减小浮筒组件20在还平面竖直方向所占的面积，能够更好的适应不同的海上平台的尺寸需求。
61.示例性的，参见图5所示，图5中(a)为本技术实施例中的浮筒组件20的主视图，(b)本技术实施例中的浮筒组件20的俯视图。浮筒组件20在海平面竖直方向上为双层分布设计，每层包含四个筒体21，在海平面竖直方向上每两个筒体21首尾相连且放置在同一隔仓23内。
62.在一种可能的实施方式中，首尾相连的两个筒体21之间还包括一围壁结构61。
63.参见图6所示，围壁结构61包覆于两个筒体21的连接部，并与两个筒体21的外表面围成密封空间。
64.具体的，筒体21可以是椭球体、或者球体等形状时，多个筒体21之间不能完全贴合在一起。在浮筒组件20为多层结构设计时，每两个筒体21之间的接触面具有一定的空隙。而海水存在一定的流动性，浮筒21距离水面线的高度存在一定的变化导致筒体21受到的浮力存在变化。而海平面竖直方向上的两个筒体21由于存在空隙，从而导致两个浮筒21受到不一致的浮力，因此，需要通过设置围壁结构61将两个浮筒21连接为一体。
65.示例性的，围壁结构61可以是能够弯曲的钢板，或者其他具有韧性的防水材料。围壁结构61可以通过粘合的方式固定在两个浮筒21之间的连接部，或者也可以是通过外设一箍紧结构将围壁结构61与筒体21进行固定。围壁结构与筒体21的连接方式并不对本技术所要保护的范围进行限定。
66.在一个可能的实施方式中，为了平衡浮筒组件20的浮力和浮筒组件20本身的重量，或者基于设计需求设计浮筒组件20作用在海平面下时的深度，参见图7所示，可以在浮筒组件20上增加压载结构71，以降低浮筒组件20的重心。
67.具体的，压载结构71设置于框架结构22上没入海平面的一端。
68.可以理解的，提供不同功能的海上平台需要固定在海上的位置不同，例如海上码头需要提供超出海平面的海上平台，利用潮汐发电的灯塔需要发电机组沉没于海平面以下等。因此，通过增加不同重量和大小的压载结构71，以使浮筒组件20能够浮停与不同深度还海水中，使浮筒组件20满足不同的功能需求海上作业平台。
69.示例性的，压载结构71可以是使用混凝土浇筑而成的。使用混凝土浇筑制作压载结构71不仅制造成本低，而且浇筑的形状可以适配筒体21的形状，使压载结构71与筒体21能够弯曲贴合，相当于压载结构71和筒体21为一体结构，中间没有空隙。不会存在由于水面线的变化导致受到的浮力不一致的情况，提高浮筒组件20的稳定性。
70.另外，压载结构71可以是与框架结构22在制作时便固定连接在一起的一体式结
构，或者还可以是独立的外设模块，压载结构71与浮筒组件20直接可拆卸固定，可以通过更换不同重量的压载结构71改变浮筒组件20的重心。
71.在本技术实施例中，浮筒组件包括具有浮力的n个筒体和用于固定n个筒体的框架结构，n个筒体固定于框架结构内；n个筒体具有封闭的中空腔体，且由具有抗腐蚀性的轻型材料制成。如此，通过框架结构固定具有浮力的筒体，能够明显减少浮筒组件的重量。同时，相对于钢制结构浮筒，减少了材料和建造成本。并且由具有抗腐蚀性的轻型材料制作的筒体，还增加了耐腐蚀性。
72.基于相同发明构思，本技术实施例提供一种海上平台，参见图8所示，该海上平台80包括：行架平81和一个或者多个如上所述的浮筒组件20。
73.其中，浮筒组件20与行架平台81固定连接，用于为行架平台提供浮力。
74.示例性的，该海上平台80可以是一用于风力发电的风机平台，该风机平台与风机底部固定连接。
75.具体的，风机平台由两个浮筒组件20和与浮筒组件20连接的行架平台81组成，风机底部与行架平台81固定连接。
76.上述风机平台在使用过程中，通过浮筒组件20提供浮力，使风机架设在海平面上，并且，浮筒组件20包括：具有浮力的n个筒体21和用于固定n个筒体的框架结构22，n个筒体21固定于框架结构22内。如此，通过框架结构固定具有浮力的筒体，能够明显减少浮筒组件的重量。同时，相对于钢制结构浮筒，减少了材料和建造成本。并且由具有抗腐蚀性的轻型材料制作的筒体，还增加了耐腐蚀性。
77.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
78.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：

1.一种用于海上平台的浮筒组件，其特征在于，包括：具有浮力的n个筒体和用于固定所述n个筒体的框架结构，n的取值为大于或者等于1的整数；所述n个筒体固定于所述框架结构内；所述n个筒体具有封闭的中空腔体，且由具有抗腐蚀性的轻型材料制成。2.根据权利要求1所述的浮筒组件，其特征在于，所述框架结构包括m个隔仓，所述m个隔仓中的一个隔仓内固定有所述n个筒体中的至少一个筒体，m的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数。3.根据权利要求2所述的浮筒组件，其特征在于，固定于一个隔仓内的筒体，在所述隔仓内均匀分布，且每个所述筒体在海平面竖直方向上筒体顶部与底部分别与所述隔仓贴合。4.根据权利要求3所述的浮筒组件，其特征在于，所述隔仓内包括一中心柱，所述中心柱用于与所述隔仓共同作用固定所述筒体。5.根据权利要求4所述的浮筒组件，其特征在于，每个所述隔仓内的筒体等角度均匀分布放置在所述中心柱周围。6.根据权利要求4所述的浮筒组件，其特征在于，所述n个筒体为中心具有通孔的环状结构，所述通孔的尺寸大于或者等于所述中心柱的尺寸；每个所述隔仓内的所述筒体通过所述通孔套接在所述中心柱上。7.根据权利要求2所述的浮筒组件，其特征在于，所述浮筒组件在海平面竖直方向上为y层分布，y的取值为大于或者等于1且小于或者等于n的整数；每层筒体的数量相同且在所述海平面竖直方向上多个筒体首尾相连。8.根据权利要求7所述的浮筒组件，其特征在于，首尾相连的两个筒体之间设置一围壁结构；其中，所述围壁结构包覆于所述两个筒体的连接部，并与所述两个筒体的外表面围成密封空间。9.根据权利要求1-8任一项所述的浮筒组件，其特征在于，所述浮筒组件还包括压载结构，所述压载结构设置于所述框架结构上没入海平面的一端；其中，所述压载结构，用于降低所述浮筒组件的重心。10.一种海上平台，其特征在于，包括：行架平台；一个或者多个如权利要求1-9所述的浮筒组件；所述浮筒组件与所述行架平台固定连接，用于为所述行架平台提供浮力。

技术总结

本申请公开一种用于海上平台的浮筒组件以及海上平台，其中，浮筒组件，包括：具有浮力的N个筒体和用于固定N个筒体的框架结构，N的取值为大于或者等于1的整数；N个筒体固定于框架结构内；N个筒体具有封闭的中空腔体，且由具有抗腐蚀性的轻型材料制成。如此，通过框架结构固定具有浮力的筒体，能够明显减少浮筒组件的重量。同时，相对于钢制结构浮筒，减少了材料和建造成本。并且由具有抗腐蚀性的轻型材料制作的筒体，还增加了耐腐蚀性。还增加了耐腐蚀性。还增加了耐腐蚀性。