本發(fā)明屬于海洋平臺領(lǐng)域，涉及一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、北極地區(qū)海底油氣資源十分豐富，探明的原油儲量為900億桶，天然氣儲量超過47萬億立方，占全球未開采石油儲量的13％和未開采天然氣儲量的30％，是未來重要的資源開發(fā)區(qū)域。然而極地氣候環(huán)境極端惡劣，長年低溫多冰，海洋平臺作為重要的海上油氣開采設(shè)備，在極地冰區(qū)采油作業(yè)時(shí)，需要長時(shí)間駐留在海面，低溫和海水將導(dǎo)致海洋平臺的樁腿結(jié)冰，樁腿結(jié)冰會導(dǎo)致海洋平臺自身結(jié)構(gòu)重量增加，可能影響海洋平臺的重量重心和整體穩(wěn)性，同時(shí)還可能影響結(jié)構(gòu)的完整性和設(shè)備的正常使用。

2、目前，船舶與海洋平臺領(lǐng)域常用的除冰技術(shù)大體上分為三種：熱力融冰法；物理破冰法；化學(xué)涂層法。海洋平臺在冰區(qū)駐留時(shí)，樁腿與海水接觸，會產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，由于海洋平臺自身高度達(dá)幾十米，在海上作業(yè)時(shí)，對樁腿的除冰就存在各種問題，比如人工除冰時(shí)，工作人員和除冰設(shè)備難以到達(dá)樁腿的結(jié)冰位置進(jìn)行除冰，存在二次結(jié)冰的問題；采用熱力融冰的方法則會消耗大量熱能，同樣存在二次結(jié)冰的問題；采用化學(xué)涂層方法則會大大增加海洋平臺生產(chǎn)成本，仍然不能完全避免結(jié)冰的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，通過在海洋平臺樁腿上設(shè)置可充放氣的氣囊，利用氣囊充氣時(shí)的體積膨脹，使氣囊表面的冰層內(nèi)產(chǎn)生破壞應(yīng)力，從而使冰層破裂而達(dá)到除冰的效果。

2、為了達(dá)到上述目的，作為第一方面，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，包括設(shè)置在海洋平臺的樁腿外周的除冰裝置，所述除冰裝置通過充氣或排氣實(shí)現(xiàn)膨脹或收縮，通過膨脹對其外表面形成的冰層進(jìn)行破壞。通過物理破冰的方式實(shí)現(xiàn)對樁腿冰層的去除，無需工作人員除冰，提高樁腿冰層的去除效率的同時(shí)減輕工作人員的工作量。

3、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述除冰裝置包括與所述樁腿固定連接的氣囊，所述氣囊具有膨脹、收縮性能。

4、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述氣囊具有進(jìn)氣口和出氣口，通過所述進(jìn)氣口和出氣口實(shí)現(xiàn)所述氣囊的膨脹或收縮。從而實(shí)現(xiàn)便于控制氣囊進(jìn)、出氣。

5、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣口設(shè)置有用于充氣的氣泵，所述出氣口設(shè)置控制其通斷的閥門，還包括與所述氣泵和閥門電連接的控制二者作業(yè)的控制器，通過所述控制器控制進(jìn)氣或排氣。采用電控結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對氣囊的控制，提高控制效率，精準(zhǔn)控制進(jìn)氣量。

6、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述控制器位于工作人員操作區(qū)。

7、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述控制器采用電路分別與所述氣泵和閥門電連接。

8、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述電路有絕緣保護(hù)層。

9、根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述除冰裝置設(shè)置在海洋平臺的平臺甲板下方和海面之間的樁腿外周。

10、作為第二方面，本發(fā)明還提供了一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置的應(yīng)用，包括如下步驟，

11、需要除冰時(shí)，將氣體充滿氣囊，使氣囊膨脹；氣囊膨脹過程中，對其外表面的內(nèi)產(chǎn)生破壞力，使冰層碎裂、脫落，完成除冰工作；

12、除冰后，排掉氣囊內(nèi)氣體，使氣囊恢復(fù)收縮狀態(tài)；

13、間隔一段時(shí)間，再次重復(fù)上述工作流程，做間隔循環(huán)除冰作業(yè)。

14、優(yōu)選地，所述氣囊總?cè)萘縬滿足關(guān)系：q×t≤q，其中，單位時(shí)間氣泵進(jìn)氣量q、進(jìn)氣時(shí)間t。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、1.本發(fā)明除冰裝置工作原理簡單，生產(chǎn)成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，能有效除冰，可避免樁腿結(jié)構(gòu)的二次結(jié)冰，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動控制，能適應(yīng)不同的低溫溫度和海洋環(huán)境的變化。

17、2.可以根據(jù)樁腿高度設(shè)置高度匹配的氣囊，對任何高度的樁腿外周的冰層都可以進(jìn)行處理，解決樁腿高度過高，工作人員難以到達(dá)除冰位置的問題。

18、3.相比于常用的熱力融冰法，采用物理破冰方法不但可以節(jié)省大量能源消耗，而且也無需對樁腿進(jìn)行特殊涂層處理，降低成本的同時(shí)提高除冰效率。

技術(shù)特征：

1.一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：包括設(shè)置在海洋平臺的樁腿外周的除冰裝置，所述除冰裝置通過充氣或排氣實(shí)現(xiàn)膨脹或收縮，通過膨脹對其外表面形成的冰層進(jìn)行破壞。

2.如權(quán)利要求1所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述除冰裝置包括與所述樁腿固定連接的氣囊，所述氣囊具有膨脹、收縮性能。

3.如權(quán)利要求2所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述氣囊具有進(jìn)氣口和出氣口，通過所述進(jìn)氣口和出氣口實(shí)現(xiàn)所述氣囊的膨脹或收縮。

4.如權(quán)利要求3所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述進(jìn)氣口設(shè)置有用于充氣的氣泵，所述出氣口設(shè)置控制其通斷的閥門，還包括與所述氣泵和閥門電連接的控制二者作業(yè)的控制器，通過所述控制器控制進(jìn)氣或排氣。

5.如權(quán)利要求4所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述控制器位于工作人員操作區(qū)。

6.如權(quán)利要求4所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述控制器采用電路分別與所述氣泵和閥門電連接。

7.如權(quán)利要求6所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述電路有絕緣保護(hù)層。

8.如權(quán)利要求1所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，其特征在于：所述除冰裝置設(shè)置在海洋平臺的平臺甲板下方和海面之間的樁腿外周。

9.一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟，需要除冰時(shí)，將氣體充滿氣囊，使氣囊膨脹；氣囊膨脹過程中，對其外表面的內(nèi)產(chǎn)生破壞力，使冰層碎裂、脫落，完成除冰工作；

10.如權(quán)利要求9所述的一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置的應(yīng)用，其特征在于：所述氣囊總?cè)萘縬滿足關(guān)系：q×t≤q，其中，單位時(shí)間氣泵進(jìn)氣量q、進(jìn)氣時(shí)間t。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于海洋平臺領(lǐng)域，公開了一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置，包括設(shè)置在海洋平臺的樁腿外周的除冰裝置，除冰裝置通過充氣或排氣實(shí)現(xiàn)膨脹或收縮，通過膨脹對其外表面形成的冰層進(jìn)行破壞。通過物理破冰的方式實(shí)現(xiàn)對樁腿冰層的去除，無需工作人員除冰，提高樁腿冰層的去除效率的同時(shí)減輕工作人員的工作量。本發(fā)明還公開了一種海洋平臺專用冰區(qū)駐留除冰裝置的應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：劉曉媛,王維昊,高處,李文華,吳兆年,高明星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶集團(tuán)有限公司第七〇八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9