本公開一般涉及浮式生產儲油卸油裝置,具體涉及圓筒形浮式生產儲油卸油裝置,尤其涉及圓筒形fpso船體用加強結構。
背景技術:
隨著社會的發展及人口數量的快速提升,對陸地的資源有著較大的損耗,部分陸地資源已經急劇減少甚至枯竭。而海洋占有地球表面積的71%,其擁有極其豐富的資源來滿足日益增加的生活資源的需求。例如隨著油氣資源的大量損耗,以及人們生活對油氣資源的日益增加,迫使人類對油氣資源開發利用進行深化,油氣勘探開發已經轉入海洋深處,其作業難度顯著增加。其中,fpso(即浮式生產儲油卸油裝置)是對開采的石油進行油氣分離、處理含油污水、動力發電、供熱、原油產品的儲存和運輸,集人員居住與生產指揮系統于一體的綜合性的大型海上石油生產基地,由于其優越的原油處理能力以及功能多樣性,受到了海洋油氣市場的青睞。目前,有部分公司設計制造圓筒形fpso船體,其船身主體部分為圓筒形,其具有抗巨大風浪能力,結構穩定性較好,能在惡劣的海況下進行作業等優點,漸漸受到市場的青睞,具有廣闊的市場前景。
圓筒形fpso船體的主體部分為圓筒形,船體底部也為圓筒形,且直徑大于主體部分的直徑,在制造時兩者的結合部為板材之間的直角連接。但在使用過程中,由于在波浪中受到波浪力的作用,不斷變化的載荷使得上述直角連接結構內部產生不斷變化的應力,交變應力會造成結構的疲勞損傷,易出現結構疲勞的問題,降低了船體的使用壽命以及結構強度。
技術實現要素:
鑒于現有技術中的上述缺陷或不足,期望提供一種圓筒形fpso船體用加強結構。
本發明提供一種圓筒形fpso船體用加強結構,包括上底板以及與上底板垂直設置的主船體外側壁,主船體外側壁上設有第一加強區,上底板上位于主船體外側壁的外側的部分上設有第二加強區,第一加強區與第二加強區之間固定連接有斜坡板,斜坡板自第二加強區向第一加強區傾斜設置。
本發明提供的圓筒形fpso船體用加強結構,通過在上底板與主船體外側壁的直角連接處增設斜坡板,且斜坡板分別焊接于主船體外側壁上的第一加強區,上底板上位于主船體外側壁的外側的部分上的第二加強區上,使得實現利用斜坡板分別連接fpso的圓筒形主船體以及fpso的底部,增加了兩者之間的連接強度,也減少了海浪對主船體外側壁以及上底板之間的直角連接處的沖擊,有效地降低了直角連接處存在的疲勞應力水平,提高了船體的穩定性。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述,本申請的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
圖1為本發明實施例提供的加強結構的結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的第二肘板的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是,此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關發明,而非對該發明的限定。另外還需要說明的是,為了便于描述,附圖中僅示出了與發明相關的部分。
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
為了便于更好地理解本申請的技術方案,首先對本申請的圓筒形fpso船體進行描述,具體地:圓筒形fpso船體包括圓筒形主船體1,以及位于圓筒形主船體1下方的船體底部2,fpso正常工作時,船體底部2以及與船體底部2連接的部分圓筒形主船體1位于海水中。船體底部2包括上底板21與下底板,上底板21與下底板之間間隔設有加強框架22。主船體1內部間隔設有水平的層甲板12,如距離下底板5.5米的層甲板12等,兩層夾板之間空間由若干個徑向壁分割,徑向壁即為沿著主船體1徑向方向設置的艙壁。
請參考附圖1,本申請提供一種圓筒形fpso船體用加強結構,包括上底板21以及與上底板21垂直設置的主船體外側壁11,主船體外側壁11上設有第一加強區,上底板21上位于主船體外側壁11的外側的部分上設有第二加強區,第一加強區與第二加強區之間固定連接有斜坡板3,斜坡板3自第二加強區向第一加強區傾斜設置。
斜坡板3可具有多種形狀以及板材種類,例如但不限于為扇形鋼板。
其中,第一加強區,即為主船體外側壁11的表面與主船體1內部的層甲板12的上表面與下表面形成的空間的交叉部分,具體為曲面結構。由于主船體1內部設有多個層甲板12,在本申請中優選為最靠近上層板的層甲板12,如5水平高度為5.5米處的層板,可節約材料的使用。第二加強區,即為船體底部2的上夾板的上表面與內部加強框架22的左右兩側的外表面所形成的的空間的交叉部分,具體為平面結構。由于船體底部2內部設有多層加強框架22,在本申請中優選為最靠近主船體外側壁11的加強框架22。斜坡板3上分部固定連接于第一加強區、第二加強區,可使得收到的載荷能夠沿著層甲板12以及加強框架22傳遞,使得應力得到釋放。另外,固定連接方式優選為焊接。
本申請提供的圓筒形fpso船體用加強結構,通過在上底板21與主船體外側壁11的直角連接處增設斜坡板3,且斜坡板3分別焊接于主船體外側壁11上的第一加強區,上底板21上位于主船體外側壁11的外側的部分上的第二加強區,使得實現利用斜坡板3分別連接fpso的圓筒形主船體1以及fpso的底部,增加了兩者之間的連接強度,也減少了海浪對主船體外側壁11以及上底板21之間的直角連接處的沖擊,有效地降低了直角連接處存在的疲勞應力水平,提高了船體的穩定性。
優選地,第二加強區上焊接有多個斜坡板3,且斜坡板3沿主船體外側壁11的周向排布。
為了更好地降低直角連接處的疲勞水平,在本實施例中,采用在第二加強區上焊接有多個斜坡板3,且斜坡板3沿主船體外側壁11的周向排布,斜坡板3的另一端在第一加強區沿著周向依次與第一加強區焊接,即船體底部2與主船體外側壁11之間連接有多個斜坡板3,實現船體底部2與主船體外側壁11之間多點連接,進一步加強兩者的連接強度,進一步降低了直角連接處存在的疲勞應力水平,進而提高了船體的穩定性。
優選地,上底板21上位于主船體外側壁11的外側的部分上沿周向設有多個第二加強區,每個加強區內相鄰的斜坡板3之間焊接連接。
由于fpso上還設有導纜器等裝置,導纜器等裝置所安裝的位置又在船體底部2以及部分主船體1,使得該部分不能安裝斜坡板3。基于上述原因,本申請在上底板21上位于主船體外側壁11的外側的部分上沿周向設有多個第二加強區,每個第二加強區上焊接有多個斜坡板3。同時,沿周向排布的多個斜坡板3之間可以有間隙或者沒有間隙,在本實施例中優選為每個加強區內相鄰的斜坡板3之間焊接連接于一起,形成一個周向連續的結構,進一步增加了整體機構的強度以及耐沖擊性能。
請參考附圖2,優選地,斜坡板3上至少位于一個徑向壁方向的部分上分別焊接連接有第一肘板4與第二肘板5,第一肘板4還包括與主船體外側壁11上位于徑向壁方向的部分焊接的第一焊接面41,第二肘板5還包括與上底板21上位于徑向壁方向的部分焊接的第二焊接面51。
在本實施例中,斜坡板3上至少位于一個徑向壁方向的部分上分別焊接連接有第一肘板4與第二肘板5,第一肘板4還包括與主船體外側壁11上位于徑向壁方向的部分焊接的第一焊接面41,第二肘板5還包括與上底板21上位于徑向壁方向的部分焊接的第二焊接面51,通過在斜坡板3與第一加強區、第二加強區的焊接端處分別增加第一肘板4與第二肘板5,進而增加斜坡板3與第一加強區、第二加強區的焊接牢固性與連接強度,同時也可降低斜坡板3與第一加強區、第二加強區的焊接端的應力水平。
優選地,斜坡板3上位于每一個徑向壁方向的部分上分別焊接連接有第一肘板4與第二肘板5。
為了進一步降低斜坡板3與第一加強區、第二加強區的焊接端的應力水平,在本實施例中,斜坡板3上位于每一個徑向壁方向的部分上分別焊接連接有第一肘板4與第二肘板5,第一肘板4分別與對應的斜坡板3、第一加強區焊接,第二肘板5分別與對應的斜坡板3、第二加強區焊接。
優選地,第一肘板4上設有背離第一加強區的第一連接面,第一連接面的中部設有開口向外設置的第一圓弧面。
在本實施例中,第一肘板4為類似三角結構,其兩側板分別與斜坡板3、第一加強區焊接,背離第一加強區的一側板上設有第一連接面,第一連接面的中部設有開口向外設置的第一圓弧面。由于第一圓弧面的存在,使得焊接處的應力沿著圓弧面分布,降低了應力集中的程度,避免了焊接處的應力損傷。
優選地,第一肘板4上設有與斜坡板3焊接的第三焊接面42,第一連接面的兩端分別與第一焊接面41的外端、第三焊接面42的外端連接,且連接處設有第一圓角面。
在本實施例中,第一肘板4上設有第三焊接面42,第三焊接面42與斜坡板3焊接。第一連接面的兩端分別與第一焊接面41的外端、第三焊接面42的外端連接,這里的外端可理解為第一焊接面41、第三焊接面42上遠離第一加強區的一端。第一連接面的兩端分別與第一焊接面41的外端、第三焊接面42的外端連接處為第一圓角面,即端部設有圓角,可降低第一肘板4兩端的應力水平,提高結構的穩定性。
優選地,第二肘板5上設有背離第二加強區的第二連接面,第二連接面的中部設有開口向外設置的第二圓弧面52。
在本實施例中,第二肘板5為類似三角結構,其兩側板分別與斜坡板3、第二加強區焊接,背離第二加強區的一側板上設有第二連接面,第二連接面的中部設有開口向外設置的第二圓弧面52。由于第二圓弧面52的存在,使得焊接處的應力沿著圓弧面分布,降低了應力集中的程度,避免了焊接處的應力損傷。
優選地,第二肘板5上設有與斜坡板3焊接的第四焊接面53,第二連接面的兩端分別與第二焊接面51的外端、第四焊接面53的外端連接,且連接處設有第二圓角面54。
在本實施例中,第二肘板5上設有第四焊接面53,第四焊接面53與斜坡板3焊接。第二連接面的兩端分別與第二焊接面51的外端、第四焊接面53的外端連接,這里的外端可理解為第二焊接面51、第四焊接面53上遠離第二加強區的一端。第二連接面的兩端分別與第二焊接面51的外端、第四焊接面53的外端連接處為第二圓角面54,即端部設有圓角,可降低第二肘板5兩端的應力水平,提高結構的穩定性。
優選地,第一焊接面41與第二焊接面51優選分別設置于斜坡板3沿豎直方向的兩端,這樣使得斜坡板3直接的兩端直接與第一加強區以及第二加強區焊接,簡化加工工藝,提高效率,同時斜坡板3對主船體外側壁11與上底板21支撐固定作用較好。
優選地,斜坡板3與第一加強區、第二加強區連接的端部為z向板結構。
斜坡板3一般為鋼板結構,由于斜坡板3連接支撐船體底部2與主船體外側壁11,其厚度方向受到沿連接方向的較大的拉力。在本實施例中,斜坡板3與第一加強區、第二加強區連接的端部為z向板結構,從而提高斜坡板3的抗拉性能,避免斜坡板3出現層狀撕裂的現象,提高斜坡板3的使用壽命。
優選地,焊接為全焊透焊接。
在本實施例中,斜坡板3與上底板21、主船體外側壁11之間存在的焊接,第一肘板4與第二肘板5上分別與斜坡板3、上底板21、主船體外側壁11之間存在的焊接優選為全焊透焊接。采用全焊透焊接方式,能夠使得焊接缺陷少,焊接效果好,更重要的是能夠改善焊接處的應力集中問題,降低應力集中水平。
需要理解的是,上文如有涉及術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中,除非另有說明,“多個”的含義是兩個或兩個以上。
以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解,本申請中所涉及的發明范圍,并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案,同時也應涵蓋在不脫離所述發明構思的情況下,由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。