群錨基礎浮筒式系泊系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 群錨基礎浮筒式系泊系統，是一種專門為解決養殖網箱系泊缺陷的新技術新裝 備，同時可廣泛應用于海上浮體，如浮式平臺等的系泊，屬海洋工程領域。
【背景技術】
[0002] 網箱養殖是海洋經濟的重要部分，目前由挪威引進的高密度聚乙烯管材制作的重 力式網箱（簡稱HDPE)迅速發展，在黃渤海，東海，南海，都有大量養殖戶使用，這種網箱從 引進至今近二十年間，系泊系統都沒得到根本解決。海南省海洋與漁業廳2011年12月1 日簽發的瓊海漁辦〔2011〕198號文指出：
[0003] 受2011年第17號強臺風"納沙"和第19號臺風"尼格"的襲擊，我省深水網箱養 殖業遭到毀滅性打擊，損失慘重，全省2601 口深水網箱中損壞2050 口，其中約70%的受災 深水網箱因被臺風破壞固定系統而被吹走，約30%的受災深水網箱被風浪損毀或擊沉，損 失產量2. 1萬噸，直接經濟損失7. 63億元。臨高和澄邁的深水網箱幾乎全軍覆沒，臨高損 失的深水網箱占全省總量的78. 8%海南省海洋與漁業廳在2011年12月1日的瓊海漁辦〔 2011〕198號文指出，這是工程設計技術欠缺的后果。
[0004]海南省海洋與漁業廳發文指出HDPE網箱在12級臺風、5m浪高、lm/s流速、15m水 深的海況條件下，單口網箱的總阻力約為8.31噸，單組（4 口）網箱的總阻力為33. 25噸， 單根錨繩力為8. 13噸。錨繩垂直受力為2. 44噸，也就是說在上述條件下產生的"拔粧力" 為2. 44噸。根據網箱總阻力對錨繩力的基本要求，分別推導出鐵錨、水泥墩錨、粧錨三種固 定系統12級臺風時的安全規格參數：
[0005] 表1深水網箱不同錨固方式的安全要求
[0006]
[0007] 實現上表要求并不容易，鋤頭錨800kg加上足夠長度的鐵鏈才起作用，一是價格 不菲，二是投放困難。水泥墩錨體積1.5m 3重量3. 75噸，在淤泥中拖曳力小（壓重乘摩擦 系數），加之由陸上預制場到海上投放都不易，涉及吊船，安裝費就高，粧錨長4. 5m，粧直徑 40cm，垂直楔入，但這長度，直徑的粧如何打？能上打粧船嗎？顯然用不起。因此，存在著如 何實現上述要求的技術問題。
[0008] 海洋石油在系泊浮式生產儲油輪（簡稱FPS0)，即集貯油，加工，外輸為一體的海 上巨無霸（船噸位小則幾千噸，大則十幾萬噸）時，采用了另一類系泊技術，其中兩點或多 點系泊最具參考價值，這是一種本質上古人"以柔克剛"哲理的技術，避免"硬碰硬"強勁有 效彈性緩沖作用既減小了基礎受力，也減緩了對浮體的沖擊。中海油曾恒一吳思等最早在 "二點式系泊裝置"專利號ZL95205025.0,介紹了應用于浮式生產儲油輪的浮筒式系泊系 統，只是很可惜網箱養殖業一直沒人研究這個技術。
[0009] 該系泊系統原理是：巨大浮力的浮筒由纜索固定在有足夠抗拔力的基礎上，浮體 如船舶，浮式平臺等的系泊在浮筒上，假定風，浪，流共同作用下產生的系纜力，使浮體產生 偏離，相應的傾復力矩為順時針方向，浮力則產生逆時針方向的恢復力矩，二者正好反向， 即浮力會反向作用使它回到平衡點，從而實現動態平衡，這就是順應式平衡的原理。海洋石 油開發中己廣泛成功地將此原理應用于工程實踐，典型的如單點系泊，張力腿式平臺等，參 考專利文獻中所列幾個發明，同樣應用了這個原理。
[0010] 本專利發明人依據長期在中海油主持海洋工程開發的經驗，以浮式生產儲油輪 (簡稱FPS0)的兩點或多點系泊理論為基礎，對裝備本身進行改造，使其走出海洋石油高技 術，高投入的框框，實現實用化，民營化，普及化，用我們技術實現同樣的系泊功能，同樣的 安全可靠，成本僅為海洋石油建造的1/10,本專利發明人已授權專利"樹狀單點系泊系統" 專利號ZL 201420521171. 4就是實現實用化，民營化，普及化的一種努力，本專利將在此基 礎上作進一步改進，無疑，我們的技術對當前網箱養殖是極具意義的。
[0011] 參考專利文獻
[0012] [1] "二點式系泊裝置"專利號ZL95205025. 0發明人：曾恒一吳思張玉雙張爾茹 負彩芬專利權人：中海石油工程設計公司
[0013] [2] "深水系泊柱"專利號：ZL2013 2 0616701. 9發明人：古國維專利權人：古國維
[0014] [3] "樹狀單點系泊系統"專利號ZL 201420521171. 4發明人：古國維專利權人： 古國維

【發明內容】

[0015] 為了尋求一種安全，可靠，適用各類網箱系泊錨定的系泊系統，使網箱增加抗臺風 能力，本實用新型以海洋石油單點系泊（英文名為SPM)中的預張垂直式結構形式，通過整 合原有的專利成果，并融合進一些新的設計，使其具有低成本，高可靠性的優點，為達到上 述目的，本實用新型的技術方案是：
[0016] 1.系統采用海洋石油單點系泊（英文名為SPM)中的預張垂直式結構，即有巨大 富余浮力的浮筒，通過纜索錨固在海床基礎，我們發明方法是通過懸鏈錨群錨方式，錨固有 巨大富余浮力的浮筒，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉環的轉換桿2型總成，再通過連接鏈 連接到轉換桿1型總成上，由轉換桿1型總成系結懸鏈錨群錨及中心基礎，網箱或其他形 式浮體的系泊纜系結在連接盤的孔眼上。轉換桿2型總成首尾的轉環，消除了浮筒及系泊 纜產生對連接鏈的扭矩，連接盤位于浮筒下方，這樣浮筒功能僅提供浮力，與浮體的系泊纜 系結在浮筒上相比，浮筒可簡化處理，同浮力的浮筒，我們用鋼量僅為中海油使用的浮筒的 1/10。需要說明一點是：常規單點系泊是系船用的，要有裝與卸的作業，它也只能在浮筒頂 系泊，而本方案僅適用于網箱及不需裝與卸的作業的浮體，如浮平臺，波浪發電裝置等。
[0017] 2.為了獲得最大浮力，浮筒頂須在最低天文潮水面下，為防碰撞，浮筒頂應設置標 志性浮球，浮球應能在夜間發光。
[0018] 3.為了降低成本懸鏈錨群錨之錨體可用粧或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃 圾，使用建筑垃圾不但節約成本，也有利于養殖水域的環保。
[0019] 4.為了降低網箱系泊成本，一套本實用新型系泊系統可系泊多個網箱，由于各網 箱同一時刻處于不同的波浪相位，不會發生疊加現象。
[0020] 本實用新型的優點是吸收了的海洋石油預張垂直式單點系泊系泊能力強，有強勁 有效的彈性緩沖作用的優點，又整合了本發明人原有的多項專利成果，并融合進了新的設 計，使本實用新型更完善，結構更合理，安全性更好，可操作性更強，本實用新型將成為進軍 深海網箱養殖，造福漁民的可靠裝備。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型結構原理示意圖；
[0022] 圖2是豎向結構示意圖，表述了結構構件豎向布置示意圖；
[0023] 圖3是A放大圖，表示轉換桿1型總成結構示意圖，特別表述了眼板的加強措施， 及分布的吊耳結構，注意桿體及上下眼板構造與轉換桿2型總成結構類似；
[0024] 圖4是1-1剖視圖，表述了轉換桿1型總成上的吊耳布置圖，每個吊耳連接一根 懸鏈錨總成；
[0025] 圖5是B放大圖，表示轉換桿2型總成結構示意圖，特別表述了眼板的加強措施， 及系纜盤構造；
[0026] 圖6是2-2剖視圖，表述了轉換桿2型總成的系纜盤構造，特別是系纜盤的孔眼 布置示意圖；
[0027] 圖7是本實用新型用于養殖網箱6口一組布置示意圖；
[0028] 圖8是本實用新型用于養殖網箱連接豎向布置示意圖
[0029] 其中：1.中心基礎，1001.中心基礎預埋吊鈎，2.懸鏈錨總成，2001.纖維纜，2002. 摩擦鏈，2003.錨，3.轉環，4.轉換桿1型總成，4001.轉換桿1型桿體，4002.吊耳板，4003. 吊耳，5.轉換桿2型總成，5001.轉換桿2型桿體，5002.下端眼板，5003.水平加強板，5004. 豎向加強板，5005.眼板加強環，5006.下端板眼，5007.上端眼板，5008.上端板板眼，5009. 系纜盤，5010.系纜盤板眼，5011.系纜盤加強環，5012.系纜盤豎向加強板，6.連接鏈，7.浮 體系泊纜，8.浮筒，9.標志浮球系繩，10.標志浮球，11.網箱。
【具體實施方式】
[0030]在陸上完成群錨基礎浮筒式系泊系統三大部件建造，一是基礎及懸鏈錨總成，二 是浮筒，三是轉換桿，基礎及浮筒不限于形式，所以不再討論，但不管何種形式，都應満足設 計對基礎及浮筒的要求，即基礎有足夠的抗拔力，浮筒有足夠的浮力，并滿足安裝要求。
[0031]本實用新型涉及的鋼結構加工量不多，但在海詳工程鋼結構中卻均屬特類構件， 其重要性高于結構的梁，柱等構件，因此，制作中應嚴格遵守建造程序，材料選擇上應選擇 可焊性好的鋼材，在焊接環節上應有完善的焊接程序，焊縫檢測程序，焊接人員應持合格的 焊工證書，嚴禁無證或等級不夠人員施焊，焊縫原則上100%磁粉探傷檢查。
[0032]本實用新型提供了實現高抗拔力的基礎處理方法，但懸鏈錨總成數量及位置，應 以其重要性及業主要求來定，每一條錨鏈或纜索放置的錨、重塊、或粧放置型式，材質，數 量及位置也是這樣考慮，例如懸鏈錨總成可多于或少于8根，多于8根時二根合用一吊眼， 但不論多寡均要對稱放置。
[0033] 海上安裝與港口的系船水鼓類似，幾十年沿襲至今，方法與技術都已十分成熟，無 須再作詳細說明。需要說明是浮體系泊點與系纜板眼連線要平穩，即水平夾角要小，這從二 方面實現，一是系纜盤眼標高盡量接近浮體系泊點，二是系泊纜有足夠長度，這樣就充分發 揮浮筒浮力作用，同時避免過高的上拔力出現，因此，系纜盤5009潛入水中深度及距離，應 以此原則因地制宜確定。
【主權項】
1. 群錨基礎浮筒式系泊系統，其特征是系統采用海洋石油單點系泊中的預張垂直式結 構，浮筒通過懸鏈錨群錨方式錨固，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉環的轉換桿2型總成，再 通過連接鏈連接到轉換桿1型總成上，由轉換桿1型總成系結懸鏈錨群錨及中心基礎，網箱 或其他形式浮體的系泊纜系結在轉換桿2型總成的連接盤上，浮筒頂須在最低天文潮水面 下，浮筒頂用繩系結夜間發光的標志性浮球。2. 根據權利要求1所述的群錨基礎浮筒式系泊系統，其特征是懸鏈錨群錨之錨體可用 粧或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃圾。
【專利摘要】群錨基礎浮筒式系泊系統，采用海洋石油單點系泊中的預張垂直式結構，浮筒通過懸鏈錨群錨方式錨固，浮筒通過連接鏈連接首尾有轉環的轉換桿2型總成，再通過連接鏈連接到轉換桿1型總成上，由轉換桿1型總成系結懸鏈錨群錨及中心基礎，網箱或其他形式浮體的系泊纜系結在轉換桿2型總成的連接盤上，浮筒頂須在最低天文潮水面下，浮筒頂用繩系結夜間發光的標志性浮球，懸鏈錨群錨之錨體可用樁或重塊代替，其中重塊可使用建筑垃圾，本實用新型具有系泊能力強，有強勁有效的彈性緩沖作用，結構合理，安全性好，可操作性強，是進軍深海網箱養殖，造福漁民的可靠裝備。
【IPC分類】A01K61/00
【公開號】CN204968941
【申請號】CN201520596726
【發明人】古國維
【申請人】古國維
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月4日