本實(shí)用新型涉及船舶與海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種張力腿平臺模型系泊裝置。

背景技術(shù)：

張力腿平臺是一種重要的海洋油氣開發(fā)工程設(shè)施與設(shè)備。張力腿平臺的建造以及優(yōu)化對于海洋油氣資源等的開發(fā)，對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和能源利用有著至關(guān)重要的作用。

在張力腿平臺的建造過程中，需要考慮張力腿系統(tǒng)的材料選擇、張力腿系統(tǒng)與海底系泊裝置的連接方式等問題。張力腿平臺的特點(diǎn)是自身產(chǎn)生的浮力遠(yuǎn)大于重力，剩余浮力需要與預(yù)張力進(jìn)行平衡。預(yù)張力對于張力腿的作用使得在張力腿的構(gòu)建中，需要對材料以及連接方式進(jìn)行深入考慮。

實(shí)際中的風(fēng)、浪、流相對平臺的方向是任意的，而張力腿平臺需要承受以上任意形式荷載，同時(shí)滿足張力腿平臺的強(qiáng)度需求以及海上作業(yè)效率。為了綜合考慮海洋不同方向的載荷，在試驗(yàn)?zāi)M時(shí)就需要考慮張力腿平臺在外載荷作用下，由于受到不同方向的海流作用，其張力腿結(jié)構(gòu)會承受不同方向的載荷，傳統(tǒng)的與系泊纜連接方式可能會對張力腿的偏向產(chǎn)生限制，進(jìn)而影響試驗(yàn)的精確度。

同時(shí)，在大張力條件下，目前的市場上并沒有可多自由度任意旋轉(zhuǎn)的底座，以前使用萬向節(jié)替代，但是萬向節(jié)在大張力作用下轉(zhuǎn)動時(shí)的摩擦力很大，嚴(yán)重影響試驗(yàn)質(zhì)量。并且，現(xiàn)有的軸承大多在大壓力下轉(zhuǎn)動摩擦力比較大，沒有一種能解決大拉力下保證轉(zhuǎn)動摩擦力小的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、偏轉(zhuǎn)角度大和試驗(yàn)?zāi)M的準(zhǔn)確性高的張力腿平臺模型系泊裝置。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

本實(shí)用新型提供一種張力腿平臺模型系泊裝置，其包括：

基座，固定在海底，所述基座的內(nèi)部設(shè)有一開口空腔，所述開口空腔的內(nèi)部設(shè)有一轉(zhuǎn)動球體，所述轉(zhuǎn)動球體的外表面與所述開口空腔的內(nèi)壁之間通過多個(gè)軸承鋼球相互連接；

張力腿，包括多個(gè)張力腿單體，相鄰的兩個(gè)所述張力腿單體的端部通過彈性連接件相互連接，最下方的所述張力腿單體的較低端與所述轉(zhuǎn)動球體相連接，最上方的所述張力腿單體的較高端與外部的平臺模型主體相連接；

其中，所述轉(zhuǎn)動球體由上球體和下球體組合而成，所述上球體露出至所述開口空腔的外部，并與所述張力腿單體相連接，所述下球體設(shè)置在所述開口空腔內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述張力腿單體包括管狀本體和多個(gè)配重塊，多個(gè)所述配重塊間隔地設(shè)置在所述管狀本體內(nèi)部，且所述配重塊的直徑與所述管狀本體的內(nèi)徑相適配。

進(jìn)一步地，多個(gè)所述配重塊沿所述管狀本體的長度方向上等間隔分布。

進(jìn)一步地，所述上球體的表面積為所述下球體表面積的1/5。

進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)所述配重塊之間還設(shè)有緩沖支撐塊，所述緩沖支撐塊的截面積小于所述配重塊的截面積。

進(jìn)一步地，所述開口空腔的內(nèi)壁上還設(shè)有多個(gè)滾動軸承，所述滾動軸承的外表面與所述軸承鋼球的外表面滾動接觸。

進(jìn)一步地，所述基座的形狀為圓臺形或圓柱形，所述開口空腔的開口方向向上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：通過將轉(zhuǎn)動球體和基座的開口空腔之間設(shè)置軸承鋼球進(jìn)行平滑連接，其偏轉(zhuǎn)角度更大，偏轉(zhuǎn)更加平滑，從而在進(jìn)行風(fēng)浪模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，不再受傳統(tǒng)的張力腿偏轉(zhuǎn)角度的限制，進(jìn)而得到更精確的試驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，張力腿采用多個(gè)張力腿單體和彈性連接件進(jìn)行分段式連接，使每個(gè)張力腿單體的承載更加均勻，優(yōu)化了傳統(tǒng)張力腿結(jié)構(gòu)承載過大以及對于材料要求較高的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型的張力腿平臺模型系泊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的張力腿平臺模型系泊裝置的基座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的張力腿平臺模型系泊裝置的內(nèi)部剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-3所示，本實(shí)用新型的張力腿平臺模型系泊裝置，其包括：

基座1，固定在海底，基座1的內(nèi)部設(shè)有一開口空腔2，開口空腔2的內(nèi)部設(shè)有一轉(zhuǎn)動球體3，轉(zhuǎn)動球體3的外表面與開口空腔2的內(nèi)壁之間通過多個(gè)軸承鋼球4相互連接；本實(shí)用新型中的轉(zhuǎn)動球體3為轉(zhuǎn)動鋼球，其能保證足夠的剛度，提升使用的可靠性和穩(wěn)定性，而開口空腔2的形狀優(yōu)選為球形，這樣能使所有的軸承鋼球4都能與轉(zhuǎn)動球體3和空腔2內(nèi)壁相接觸。

張力腿5，包括多個(gè)張力腿單體51，相鄰的兩個(gè)張力腿單體51的端部通過彈性連接件52相互連接，最下方的張力腿單體51的較低端與轉(zhuǎn)動球體3相連接，最上方的張力腿單體51的較高端與外部的平臺模型主體相連接。本實(shí)施例中的彈性連接件52為彈簧，當(dāng)然，還可以為其他具有彈性的零件；

其中，轉(zhuǎn)動球體3由上球體31和下球體32組合而成，上球體31露出至開口空腔2的外部，并與張力腿單體51相連接，下球體32設(shè)置在開口空腔2內(nèi)。這樣可以在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，提高張力腿單體51的偏轉(zhuǎn)極限角度。本實(shí)施例中的上球體的表面積為下球體表面積的1/5。當(dāng)然，也可根據(jù)實(shí)際場合進(jìn)行合理設(shè)定。

本實(shí)用新型中，可將轉(zhuǎn)動球體3制作的盡可能直徑大且質(zhì)量大。

直徑大(如直徑大于0.5M)，可以增加軸承鋼球4的數(shù)量，從而讓張力腿5產(chǎn)生的比較大的拉力能均勻分?jǐn)傇诟嗟妮S承鋼球4上，有效減少單個(gè)軸承鋼球4受力，從而使整個(gè)裝置的轉(zhuǎn)動摩擦力減小。

質(zhì)量大(如大于100KG)，可以抵消一部分張力腿5產(chǎn)生的拉力，減少每個(gè)軸承鋼球4的受力。

而為了進(jìn)一步增加轉(zhuǎn)動球體3和軸承鋼球4的使用壽命，轉(zhuǎn)動球體3和軸承鋼球4應(yīng)采用硬度大，耐磨性好的材料加工制作。

本實(shí)用新型通過將轉(zhuǎn)動球體3和基座1的開口空腔2之間設(shè)置軸承鋼球4進(jìn)行平滑連接，其偏轉(zhuǎn)角度更大，偏轉(zhuǎn)更加平滑，從而在進(jìn)行風(fēng)浪模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，不再受傳統(tǒng)的張力腿偏轉(zhuǎn)角度的限制，進(jìn)而得到更精確的試驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，張力腿5采用多個(gè)張力腿單體51和彈性連接件52進(jìn)行分段式連接，使每個(gè)張力腿單體51的承載更加均勻，優(yōu)化了傳統(tǒng)張力腿結(jié)構(gòu)承載過大以及對于材料要求較高的問題。

具體地，為了保證張力腿5的質(zhì)量屬性能滿足試驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)張力腿結(jié)構(gòu)的幾何形狀相似以及承載成比例，張力腿單體51包括管狀本體53和多個(gè)配重塊54，多個(gè)配重塊54間隔地設(shè)置在管狀本體53內(nèi)部，且配重塊54的直徑與管狀本體53的內(nèi)徑相適配。而每段管狀本體53的具體長度可根據(jù)具體外載荷及材料參數(shù)來確定。

而為了使重量分配更加均勻，多個(gè)配重塊54沿管狀本體53的長度方向上等間隔分布。其中，相鄰兩個(gè)配重塊54之間還設(shè)有緩沖支撐塊55，這樣可以提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而緩沖支撐塊55的截面積小于配重塊54的截面積，其避免了配重塊54在安裝過程中，緩沖支撐塊55與管狀本體53的內(nèi)壁產(chǎn)生干涉。本實(shí)用新型中，為了降低成本，緩沖支撐塊55采用泡沫材料制作而成。當(dāng)然，也可以采用其他合適的材料進(jìn)行制作。

本實(shí)用新型中，為了進(jìn)一步降低張力腿結(jié)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)阻力，減少偏轉(zhuǎn)限制。開口空腔2的內(nèi)壁上還設(shè)有多個(gè)滾動軸承，滾動軸承的外表面與軸承鋼球4的外表面滾動接觸。本實(shí)施例中，基座1的形狀為圓臺形或圓柱形，開口空腔2的開口方向向上。

綜上所述，本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于：

利用轉(zhuǎn)動球體3和軸承鋼球4的平滑連接使張力腿的偏轉(zhuǎn)角度更大，更加平滑。彈性連接件52的設(shè)置優(yōu)化了張力腿的強(qiáng)度需求，提高了張力腿在同樣材料下的抗風(fēng)浪能力，并且提升了試驗(yàn)?zāi)M的準(zhǔn)確性以及平臺模型主體自由能力。

以上，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。