[发明专利]系泊系统

说明书

本发明涉及水上系泊技术领域，尤其涉及一种系泊系统，包括系泊索，系泊索的一端连接水底的锚点，且另一端用于连接水面上的漂浮式结构物，系泊索上设有至少一个配重块和至少两个浮筒，配重块与浮筒沿系泊索的长度方向间隔布置，每个配重块的两侧分别有至少一个浮筒。在系泊索上设置“浮筒‑配重块‑浮筒”形式的组合结构，使得系泊系统在水平方向上形成约束漂浮式结构物偏移的能力，同时又具有足够的柔性，整体刚度较小，犹如给系泊系统中间增加了一个低刚度的防震缓冲装置，可以将系泊索内波频激励带来的动态张力幅度降低一到两个数量级，大幅降低系泊索的使用长度，并且系泊索的拉力等级也可以下降一个数量级，大幅度降低成本。

技术领域

本发明涉及水上系泊技术领域，尤其涉及一种系泊系统。

背景技术

漂浮式结构物在海上受到外界风、浪、流等外界载荷的作用，需要有相应的系泊系统将其与海底相连接，才能保证其被系留在目标位置附近，不至于被风浪流冲跑或吹跑。常见的系泊系统根据目标水深的不同，系泊系统的形式也不同。根据漂浮式结构物的尺寸与水深的相对比例关系，系泊系统可以分为深水系泊和浅水系泊。记漂浮式结构物水下部分在水平面的投影外轮廓面积为S，定义漂浮式结构物外轮廓特征尺度记设计极端环境条件波浪谱峰周期对应的波长为λ，记水深为WD，当满足WDλ/2或WD5L时，对应的系泊系统可认为是浅水系泊，其它可认为是中等水深或深水系泊。

对于中等水深或深水系泊系统，通常的系泊系统的线型有悬链线形式、半张紧式、或者张紧式系泊。深水系泊系统设计相对比较容易。而对于浅水系泊系统，尤其是长期或永久系泊，系泊系统需要能够经受较大环境条件时，其设计则有非常大的技术挑战。浅水系泊的设计难度在于，如果系泊索设置为悬链线形式，则为了保证漂浮式结构物在最大偏移的情况下锚点处仍然不被拎起来，系泊索长度要设置的非常长，通常浅水系泊如果采用悬链线形式的系泊，系泊半径会到水深的十几倍，乃至二三十倍。为了改善系泊索的动力响应特性，降低系泊半径，工程上会在系泊索中间增加若干配重，在漂浮式结构物偏移时，锚点处系泊索不至于被拎起来，但即使增加重块，系泊半径通常仍然在水深的十几倍以上。这样就造成浅水系泊系统的系泊索等物料使用量极大，设计指标高，整体的系泊系统成本居高不下，单纯系泊系统的成本接近甚至超过漂浮式结构物本身的结构物料造价。同时，浅水系泊系统很难被做成小系泊半径(如十倍水深以内)的张紧式系泊方案，其原因在于如果浅水张紧式系泊，则系泊索在受到外部载荷后，偏离设计平衡位置，系泊索整体处于绷紧的状态，此状态下，在经受较高环境条件海况时，漂浮式结构物在海洋波浪的载荷的激励下，除了让其偏移的波浪慢漂力和定常力(风、流)外，还受到波浪的波频载荷的激励，通常波浪激励载荷要比慢漂载荷大一个甚至两个数量级，平台在波频激励下的运动，传递到绷紧的系泊索上，此时的系泊索只能靠其自身材料的弹性变形来承担平台传递的载荷，由于系泊索本身材料沿其长度方向的刚度较大，犹如绷紧的琴弦，在上端被弹拨，这就造成系泊索内部会有极大的动态张力，动态张力的峰值要比承受单纯静态偏移的值大许多倍，两者比值能够达到十几倍乃至几十倍。浅水张紧式系泊这样的动态响应特征就决定了浅水系泊系统在工程上，如果作为长期系泊、要承受较大海况条件的情况下，无法简单采用小半径张紧式系泊系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种小系泊半径、低张力的系泊系统，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种系泊系统，包括系泊索，系泊索的一端连接水底的锚点，且另一端用于连接水面上的漂浮式结构物，系泊索上设有至少一个配重块和至少两个浮筒，配重块与浮筒沿系泊索的长度方向间隔布置，每个配重块的两侧分别有至少一个浮筒。

优选地，系泊索设有多根，至少一根系泊索上设有配重块和浮筒。

优选地，配重块两侧的浮筒的最大浮力之和大于配重块的水下重力。

优选地，系泊索采用锚链或钢丝绳或复合材料缆绳。

优选地，锚点提供水平承载力和垂向承载力。

优选地，锚点采用吸力锚或入泥板锚。