水下干式切割艙及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水下干式切割艙，它包括位于水上的施工平臺(tái)和位于水下的上端封閉下端開口的操作筒，施工平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)連接通道，連接通道使外部空氣和操作筒內(nèi)部相連通；該切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的潛污泵和高壓沖泥管系統(tǒng)。本發(fā)明還提供一種上述水下干式切割艙的使用方法。該水下干式切割艙及使用方法，在操作筒內(nèi)部創(chuàng)造一個(gè)能夠使施工人員施工作業(yè)的干式環(huán)境，使切除廢棄平臺(tái)的隔水套管、樁腿等施工更加容易方便，而且這套施工設(shè)備能夠多次重復(fù)使用，施工時(shí)間短，節(jié)約成本，切割完成后可以完全恢復(fù)海水環(huán)境，對(duì)海洋生態(tài)無任何影響，為我國(guó)廢棄石油平臺(tái)拆除提供了有效的技術(shù)支持。
【專利說明】水下干式切割艙及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水下干式切割艙。
[0002]本發(fā)明還涉及一種水下干式切割艙的使用方法
【背景技術(shù)】
[0003]導(dǎo)管架平臺(tái)作為一種淺水固定式海洋油氣開發(fā)平臺(tái)，在海洋油氣開發(fā)中扮演重要角色，它由固定在海底的導(dǎo)管架和固定在導(dǎo)管架上端并高于海平面的平臺(tái)構(gòu)成。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前服役的導(dǎo)管架數(shù)量有幾十座，其中有大量平臺(tái)服役年限已經(jīng)接近或超過設(shè)計(jì)壽命，以渤海海域老舊平臺(tái)數(shù)量最多。一般海上導(dǎo)管架平臺(tái)的設(shè)計(jì)壽命在20年左右，按照《海洋環(huán)境保護(hù)法》與《海洋石油平臺(tái)棄置管理暫行辦法》等法律法規(guī)的規(guī)定，導(dǎo)管架平臺(tái)作業(yè)壽命到期后，如果沒有其它用途，必須進(jìn)行廢棄拆除。
[0004]對(duì)于將要報(bào)廢拆除的油井，實(shí)施拆除作業(yè)前必須向有關(guān)主管部門進(jìn)行油井工程報(bào)廢的申請(qǐng)并獲得審批，且在拆除之前必須進(jìn)行注灰封死等可靠處理。
[0005]在確認(rèn)油井內(nèi)已不含油氣(必要時(shí)可以進(jìn)行測(cè)爆)之后，需切割導(dǎo)管架海底附近隔水套管。在切割導(dǎo)管架海底附近隔水套管之前，還要清除掉隔水套管內(nèi)外的積泥，以便整理出空間能夠放進(jìn)切割工具。相對(duì)于水下切割、海上起吊、運(yùn)輸、卸載放置而言，疏浚積泥似乎比較容易，實(shí)際上并非如此。參考資料指出，IOOm水深平臺(tái)的拆除過程中，疏浚積泥是最困難的作業(yè)。這項(xiàng)作業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)有:泥泵吸泥的深度有限，對(duì)深度大的情況，必須采用水下泥泵這種難度較高的技術(shù)；管內(nèi)外積泥一般都很板結(jié)，在吸泥之前必須要用高壓水沖散稀釋，深水施工作業(yè)難度、配置的設(shè)備、費(fèi)用都會(huì)大幅提高；積泥并不都是淤泥，混雜有較大的石塊、雜物，采用泥泵吸泥或氣力提升辦法雖有效，但效率很低。井口的拆除通常有以下三種方案:
[0006]I)用高壓水沖泥、氣舉法排泥，將每根隔水套管外側(cè)沖泥，使隔水套管泥面以下形成3?5米的深坑；潛水員到坑底安裝“多功能高效金剛石線切割機(jī)”，逐個(gè)切割井口后，將導(dǎo)管架頂部隔水套管固定處切割后，即可將隔水套管吊起，裝到駁船上；
[0007]2)用高壓水沖泥、氣舉法排泥，在每根隔水套管外側(cè)形成3?5米的深坑；潛水員在坑內(nèi)隔水套管外側(cè)裝塑膠炸藥，進(jìn)行定向爆破，切割隔水套管與導(dǎo)管架之間的固定處，焊吊點(diǎn)或在隔水套管上開吊點(diǎn)孔；依次吊出隔水套管、井口內(nèi)套管，裝到駁船上；
[0008]3)用高壓水沖泥、氣舉法排泥，在每根隔水套管外側(cè)形成3?5米的深坑；在隔水套管內(nèi)放入炸藥，在坑內(nèi)進(jìn)行爆破，炸斷后，吊運(yùn)裝船。
[0009]以上幾種井口拆除方案中共同的施工內(nèi)容都有高壓水沖泥、氣舉法排泥，將每根隔水套管外側(cè)沖泥，使隔水套管泥面以下形成3?5米的深坑；由于是在海水中施工，沖泥和排泥都比較困難，而且沖起的泥漿經(jīng)過沉淀后很容易回填到隔水套管周圍的深坑，泥漿在渾濁的情況下又不能進(jìn)行施工，得等海水清澈后才能進(jìn)行，這樣經(jīng)過一段時(shí)間后一部分泥漿又有回填到深坑，可能有的需要再次沖泥，因此沖泥排泥施工量非常大，泥坑的面積也要非常大，且后續(xù)工作割管、管外爆破等都需要潛水員水下操作，難度比較大，費(fèi)用較高，爆破還會(huì)污染海水環(huán)境，破壞生態(tài)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種水下干式切割艙及使用方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中隔水套管切割時(shí)排泥困難、水下切割操作難度大、費(fèi)用高、污染海水環(huán)境的問題。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種水下干式切割艙，它包括位于水上的施工平臺(tái)和位于水下的上端封閉下端開口的操作筒，施工平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)連接通道，連接通道使外部空氣和操作筒內(nèi)部相連通；切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的排污管道，排污管道位于操作筒內(nèi)部的一端與潛污泵連通，排污管道靠近施工平臺(tái)的一端與外部空氣連通；切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的高壓沖泥管系統(tǒng)，高壓沖泥管系統(tǒng)靠近施工平臺(tái)的一端與高壓水系統(tǒng)連通，高壓水系統(tǒng)控制高壓沖泥管系統(tǒng)噴出聞壓水。
[0012]優(yōu)選的，操作筒為吸力錨筒，操作筒上設(shè)有泵接口和注氣孔，泵接口與吸力錨注排水設(shè)備連通，注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；連接通道上還設(shè)有能隔離外部空氣和操作筒內(nèi)部的隔離結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的優(yōu)選，隔離機(jī)構(gòu)包括能蓋在連接通道上部端口的盲孔法蘭，盲孔法蘭與連接通道上部端口通過可拆卸螺栓連接。
[0013]優(yōu)選的，連接通道的數(shù)量為三個(gè)，其中兩個(gè)為施工通道，一個(gè)為人工通道，人工通道設(shè)有豎直的爬梯。進(jìn)一步的優(yōu)選，施工通道位于操作筒內(nèi)部的端口為從上至下截面積依次增大的喇叭口。
[0014]優(yōu)選的，它還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，攝像頭電纜位于操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，攝像頭電纜靠近施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接。
[0015]優(yōu)選的，它還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的通氣管，通氣管靠近施工平臺(tái)的一端與鼓風(fēng)機(jī)連通，通氣管位于操作筒內(nèi)部的一端為開口。
[0016]優(yōu)選的，施工平臺(tái)上還設(shè)有能測(cè)量海底泥面深度的測(cè)深系統(tǒng)。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種使用上述的水下干式切割艙的方法，包括以下步驟:
[0018]I)在需要切割的位于海底的隔水套管內(nèi)設(shè)置隔水套管水泥塞，將隔水套管堵死；
[0019]2)將水下干式切割艙與可解脫浮筒固定，使水下干式切割艙浮在水面上；
[0020]3)采用拖船將水下干式切割艙拖到待切割的隔水套管的上方；
[0021]4)解除可解脫浮筒，使水下干式切割艙下沉，直至操作筒的下端位于海底泥面上，此時(shí)隔水套管的上端位于操作筒內(nèi)部；
[0022]5)將操作筒壓入泥中，直至達(dá)到預(yù)定深度；
[0023]6)從連接通道將潛污泵放入操作筒內(nèi)部的水中，潛污泵將操作筒內(nèi)部的水通過排污管道排放到操作筒外部，操作筒內(nèi)部的水排放完畢后，再將潛污泵從操作筒內(nèi)部取出；
[0024]7)將高壓沖泥管系統(tǒng)從連接通道放入操作筒內(nèi)部，高壓沖泥管系統(tǒng)噴出高壓水沖散稀釋操作筒內(nèi)部的淤泥，形成泥漿，然后將高壓沖泥管系統(tǒng)從操作筒內(nèi)部取出；再將潛污泵放入操作筒內(nèi)部，潛污泵將操作筒內(nèi)部的泥衆(zhòng)通過排污管道排放到操作筒外部，最后將潛污泵從操作筒內(nèi)部取出；
[0025]8)重復(fù)第7)步驟，直至操作筒內(nèi)部的泥面達(dá)到深度要求；
[0026]9)施工工具和作業(yè)人員通過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部，對(duì)隔水套管進(jìn)行切割，將切割下來的隔水套管、施工工具從連接通道吊裝至施工平臺(tái)上，作業(yè)人員從連接通道離開操作筒內(nèi)部；
[0027]10)將操作筒從泥中頂出并上浮，直至將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒連接，再使用拖船將水下干式切割艙拖離。
[0028]優(yōu)選的，操作筒為吸力錨筒，操作筒上設(shè)有泵接口和注氣孔，泵接口與吸力錨注排水設(shè)備連通，注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；連接通道上還設(shè)有能隔離外部空氣和操作筒內(nèi)部的隔離結(jié)構(gòu)；
[0029]其中，步驟5)具體為:在連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備排出操作筒內(nèi)部的水，使操作筒受到負(fù)壓沉入泥中；當(dāng)操作筒到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，關(guān)閉吸力錨注排水設(shè)備，停止排水，移除連接通道上的隔離結(jié)構(gòu)；
[0030]其中，步驟10)具體包括以下步驟:
[0031 ] ①在連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，打開吸力錨注排水設(shè)備，使海水自然流進(jìn)操作筒內(nèi)部，直到完全注滿操作筒內(nèi)部空間；
[0032]②啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備向操作筒內(nèi)部注水，使操作筒從泥面中頂出；
[0033]③打開注氣管路上的開關(guān)閥門并向操作筒內(nèi)注氣，使水下干式切割艙繼續(xù)上升，當(dāng)水下干式切割艙上升到一定高度后，將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒連接，再使用拖船將水下干式切割艙拖離。
[0034]優(yōu)選的，在步驟4)中，在解除可解脫浮筒之前，先使用三條拖船沿三個(gè)不同方向同時(shí)拖拽水下干式切割艙，直至水下干式切割艙準(zhǔn)確定位于待切割的隔水套管的上方。
[0035]優(yōu)選的，操作筒上設(shè)有注氣孔，注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；在步驟4)中，在解除可解脫浮筒之前，高壓空氣系統(tǒng)通過注氣管路向操作筒內(nèi)部注氣，使水下干式切割艙暫時(shí)浮起，再解除可解脫浮筒，然后逐漸放氣使水下干式切割艙平穩(wěn)下沉。
[0036]優(yōu)選的，水下干式切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，攝像頭電纜位于操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，攝像頭電纜靠近施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接；在步驟6)中，當(dāng)將潛污泵從操作筒內(nèi)部取出后，將旋轉(zhuǎn)攝像頭通過連接通道放入操作筒內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察操作筒內(nèi)部狀況后，再將旋轉(zhuǎn)攝像頭從操作筒內(nèi)部取出。
[0037]優(yōu)選的，水下干式切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，攝像頭電纜位于操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，攝像頭電纜靠近施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接；在步驟7)中，當(dāng)將潛污泵從操作筒內(nèi)部取出后，將旋轉(zhuǎn)攝像頭通過連接通道放入操作筒內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察操作筒內(nèi)部狀況后，再將旋轉(zhuǎn)攝像頭從操作筒內(nèi)部取出。
[0038]優(yōu)選的，施工平臺(tái)上還設(shè)有能測(cè)量海底泥面深度的測(cè)深系統(tǒng)；在步驟8)中，通過測(cè)深系統(tǒng)判斷操作筒內(nèi)部的泥面是否達(dá)到深度要求。
[0039]優(yōu)選的，水下干式切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部的通氣管，通氣管靠近施工平臺(tái)的一端與鼓風(fēng)機(jī)連通，通氣管位于操作筒內(nèi)部的一端為開口 ；在步驟9)中，在施工人員的施工過程中，鼓風(fēng)機(jī)通過通氣管將外部空氣不斷吹入操作筒內(nèi)部。
[0040]如上所述，本發(fā)明水下干式切割艙及使用方法，具有以下有益效果:
[0041]該水下干式切割艙及使用方法，利用吸力錨的自安裝性能，在操作筒內(nèi)部創(chuàng)造一個(gè)能夠使施工人員施工作業(yè)的干式環(huán)境，使切除廢棄平臺(tái)的隔水套管、樁腿等施工更加容易方便，而且這套施工設(shè)備能夠多次重復(fù)使用，施工時(shí)間短，節(jié)約成本，切割完成后可以完全恢復(fù)海水環(huán)境，對(duì)海洋生態(tài)無任何影響，為我國(guó)廢棄石油平臺(tái)拆除提供了有效的技術(shù)支持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1顯示為本發(fā)明水下干式切割艙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖2顯示為圖1所示的水下干式切割艙的操作筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖3顯示為圖1所示的水下干式切割艙的隔離結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖4至圖19為圖1所示的水下干式切割艙的使用方法的步驟示意圖。
[0046]元件標(biāo)號(hào)說明
[0047]1施工平臺(tái)
[0048]2操作筒
[0049]31施工通道
[0050]32人工通道
[0051]4隔離機(jī)構(gòu)
[0052]41盲孔法蘭
[0053]42可拆卸螺栓
[0054]43環(huán)形凸緣
[0055]44O型密封圈
[0056]51泵接口
[0057]52吸力錨注排水設(shè)備
[0058]6注氣孔
[0059]71排污管道
[0060]72潛污泵
[0061]8高壓沖泥管系統(tǒng)
[0062]91攝像頭電纜
[0063]92旋轉(zhuǎn)攝像頭
[0064]101通氣管
[0065]102鼓風(fēng)機(jī)
[0066]11隔水套管
[0067]12隔水套管水泥塞
[0068]13可解脫浮筒[0069]14拖船【具體實(shí)施方式】
[0070]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0071]請(qǐng)參閱圖1至圖19。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0072]如圖1、圖2、圖9和圖11所示，本發(fā)明提供一種水下干式切割艙，它包括位于水上的施工平臺(tái)I和位于水下的上端封閉下端開口的操作筒2，施工平臺(tái)I上設(shè)有多個(gè)連接通道，連接通道使外部空氣和操作筒2內(nèi)部相連通；切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒2內(nèi)部的排污管道71，排污管道71位于操作筒2內(nèi)部的一端與潛污泵72連通，排污管道71靠近施工平臺(tái)I的一 端與外部空氣連通；切割艙還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒2內(nèi)部的高壓沖泥管系統(tǒng)8，高壓沖泥管系統(tǒng)8靠近施工平臺(tái)I的一端與高壓水系統(tǒng)連通，高壓水系統(tǒng)控制高壓沖泥管系統(tǒng)8噴出高壓水。
[0073]該水下干式切割艙，將操作筒2打入海底淤泥中，將待切割的隔水套管11罩在操作筒2內(nèi)部，通過潛污泵72將操作筒2內(nèi)部的水排出后，再使用高壓沖泥管系統(tǒng)8沖散隔水套管11附近的淤泥，并使用潛污泵72將泥漿排出，直至操作筒2內(nèi)部的泥面深度達(dá)到切割要求，然后再派人進(jìn)入操作筒2內(nèi)部進(jìn)行切割隔水套管11的工作。這樣施工人員在無水的干燥環(huán)境下進(jìn) 行切割作業(yè)，比現(xiàn)有技術(shù)中的水下作業(yè)要容易的多，提高了工作效率，降低了工作成本。且由于用操作筒2罩在隔水套管11上，使高壓沖泥管系統(tǒng)8、潛污泵72進(jìn)行排泥作業(yè)時(shí)，只需排除操作筒2內(nèi)部的淤泥，大大減少了排泥量，提高了工作效率，降低了工作成本。
[0074]連接通道上還設(shè)有能隔離外部空氣和操作筒2內(nèi)部的隔離結(jié)構(gòu)4 ;操作筒2為吸力錨筒，操作筒2上設(shè)有泵接口 51和注氣孔6，泵接口 51與吸力錨注排水設(shè)備52連通，注氣孔6通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門，在不注氣的情況下，開關(guān)閥門總是處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0075]操作筒2為吸力錨筒，吸力錨是一種非打入性的淺基礎(chǔ)，吸力錨筒貌似倒置的水桶，頂端封閉，下端敞開，所以有時(shí)也稱為桶型基礎(chǔ)或筒型基礎(chǔ)。吸力錨的沉樁原理是:吸力錨筒沉入水中，利用其自重產(chǎn)生一定貫入深度的初始入泥，形成一個(gè)封閉系統(tǒng)；使用吸力錨注排水設(shè)備52抽吸吸力錨筒內(nèi)的水，使吸力錨筒內(nèi)產(chǎn)生低于外部的水壓，利用筒頂內(nèi)、外的負(fù)壓差將吸力錨筒壓入土中。吸力錨的起樁原理是:使用吸力錨注排水設(shè)備52向吸力錨筒內(nèi)注水，利用筒頂內(nèi)、外的正壓差將吸力錨筒頂出泥面。海底土壤和筒壁之間摩擦阻力可以阻止海水進(jìn)入吸力錨筒內(nèi)部，因此吸力錨筒和海底土壤可以形成一個(gè)獨(dú)立的環(huán)境，通過排水和清泥使待切割的隔水套管11處在干式的空間內(nèi)，操作人員可以進(jìn)行在干燥環(huán)境下切割，切割完成后可完全恢復(fù)海水環(huán)境，對(duì)海洋生態(tài)無任何影響。
[0076]操作筒2也可使用其他操作方式如液壓控制，控制操作筒2的升降，使操作筒2壓入泥中或從泥中頂出。
[0077]連接通道的數(shù)量為三個(gè)，其中兩個(gè)為施工通道31，一個(gè)為人工通道32，人工通道32設(shè)有豎直的爬梯，施工人員可通過爬梯進(jìn)入操作筒2內(nèi)部。施工平臺(tái)I主要是提供施工人員和放置工具設(shè)備等的地方，施工通道31是施工工具如鋼管切割機(jī)、絞車、手拉葫蘆等進(jìn)出操作筒2內(nèi)部的通道，同時(shí)也使施工人員在漏水等危急情況下能夠用絞車迅速安全地上升到施工平臺(tái)I。施工通道31位于操作筒內(nèi)部的端口為從上至下截面積依次增大的喇叭口，施工通道31下端做成圓弧狀喇叭口，以便施工工具在回收時(shí)能夠順利地從施工通道31拉上去而不被卡住，且能夠使人員在外力的幫助下快速進(jìn)入施工通道31時(shí)而不受傷害。施工通道31和人工通道32是進(jìn)出操作筒2內(nèi)部的通道，同時(shí)也是施工平臺(tái)I的支撐，需要一定的強(qiáng)度。
[0078]如圖11、圖14所示，它還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒2內(nèi)部的攝像頭電纜91，攝像頭電纜91位于操作筒2內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭92連接，攝像頭電纜91靠近施工平臺(tái)I的一端與監(jiān)控裝置連接。旋轉(zhuǎn)攝像頭92可以360度旋轉(zhuǎn)，用于觀察在施工過程中操作筒2內(nèi)部的狀況。
[0079]如圖15所示，它還包括能穿過連接通道進(jìn)入操作筒2內(nèi)部的通氣管101，通氣管101靠近施工平臺(tái)I的一端與鼓風(fēng)機(jī)102連通，通氣管101位于操作筒2內(nèi)部的一端為開口。鼓風(fēng)機(jī)102放置在施工平臺(tái)I上，通過通氣管101向操作筒2內(nèi)部吹氣，使操作筒2內(nèi)部強(qiáng)制通風(fēng)換氣，保證操作筒2內(nèi)部的施工人員的工作安全。
[0080]如圖3所示，隔離機(jī)構(gòu)4包括能蓋在連接通道上部端口的盲孔法蘭41，盲孔法蘭41與連接通道上部端口通過可拆卸螺栓42連接。連接通道上部端口設(shè)有沿徑向向外凸出的環(huán)形凸緣43，可拆卸螺栓42固定在環(huán)形凸緣43上，環(huán)形凸緣43與盲孔法蘭41的相對(duì)面之間設(shè)有O型密封圈44。當(dāng)需要將外部空氣和操作筒2內(nèi)部隔離時(shí)，將盲孔法蘭41放置在連接通道上部端口上，并使用可拆卸螺栓42固定；當(dāng)需要將外部空氣和操作筒2內(nèi)部連通時(shí)，將可拆卸螺栓42拆除，并將盲孔法蘭41移開。其中，O型密封圈44增加了環(huán)形凸緣43與盲孔法蘭41之間的密封性。
[0081]施工平臺(tái)I上還設(shè)有能測(cè)量海底泥面深度的測(cè)深系統(tǒng)。測(cè)深系統(tǒng)采用聲納測(cè)深，首先測(cè)量操作筒2外的泥面深度，在排泥完成后，再?gòu)倪B接通道測(cè)量?jī)?nèi)部泥面的深度，其外部泥面和內(nèi)部泥面的差值即是深坑深度，一般地為3?5米。
[0082]一種使用上述水下干式切割艙的方法，包括以下步驟:
[0083]I)在需要切割的位于海底的隔水套管11內(nèi)設(shè)置隔水套管水泥塞12，將隔水套管11堵死；隔水套管水泥塞12主要是由封堵器和水泥漿組成的，防止隔水套管11內(nèi)殘存油氣污染水體，也能防止水下切割時(shí)發(fā)生爆燃的危險(xiǎn)，如圖4所示；
[0084]2)將水下干式切割艙與可解脫浮筒13固定，使水下干式切割艙浮在水面上；可解脫浮筒與水下干式切割艙采用可解脫的液壓連接形式，增加了浮拖的穩(wěn)定性，如圖5所示；
[0085]3)采用拖船14將水下干式切割艙拖到待切割的隔水套管11的上方，如圖6所示；
[0086]4)先使用三條拖船14沿三個(gè)不同方向同時(shí)拖拽水下干式切割艙，直至水下干式切割艙準(zhǔn)確定位于待切割的隔水套管11的上方，其中三條拖船14之間均呈120度角進(jìn)行定位；高壓空氣系統(tǒng)可通過注氣管路向操作筒2內(nèi)部注氣，使水下干式切割艙暫時(shí)浮起，再解除可解脫浮筒13，然后逐漸放氣使水下干式切割艙平穩(wěn)下沉，水下干式切割艙下沉至操作筒2的下端位于海底泥面上，此時(shí)隔水套管11的上端位于操作筒2內(nèi)部；在解除可解脫浮筒13之前，高壓空氣系統(tǒng)向操作筒2內(nèi)部注氣，這樣可以使水下干式切割艙不會(huì)迅速下降，能平穩(wěn)地下沉至海底泥面，如圖7至圖8所示；
[0087]5)將操作筒2壓入泥中，直至達(dá)到預(yù)定深度；具體為，在連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)4隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備52排出操作筒2內(nèi)部的水，使操作筒2受到負(fù)壓沉入泥中；當(dāng)操作筒2到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，關(guān)閉吸力錨注排水設(shè)備52，停止排水，如圖9所示；
[0088]6)移除連接通道上的隔離結(jié)構(gòu)4，從連接通道將潛污泵72放入操作筒2內(nèi)部的水中，潛污泵72將操作筒2內(nèi)部的水通過排污管道71排放到操作筒2外部,操作筒2內(nèi)部的水排放完畢后，再將潛污泵72從操作筒2內(nèi)部取出；當(dāng)將潛污泵72從操作筒2內(nèi)部取出后，將旋轉(zhuǎn)攝像頭92通過連接通道放入操作筒2內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察操作筒2內(nèi)部狀況后，再將旋轉(zhuǎn)攝像頭92從操作筒2內(nèi)部取出，如圖10至圖11所示；
[0089]7)將高壓沖泥管系統(tǒng)從連接通道放入操作筒2內(nèi)部，高壓沖泥管系統(tǒng)噴出高壓水沖散稀釋操作筒2內(nèi)部的淤泥，形成泥漿，然后將高壓沖泥管系統(tǒng)從操作筒2內(nèi)部取出；再將潛污泵72放入操作筒2內(nèi)部，潛污泵72將操作筒2內(nèi)部的泥漿通過排污管道71排放到操作筒2外部，最后將潛污泵72從操作筒2內(nèi)部取出；當(dāng)將潛污泵72從操作筒2內(nèi)部取出后，將旋轉(zhuǎn)攝像頭92通過連接通道放入操作筒2內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察操作筒2內(nèi)部狀況后，再將旋轉(zhuǎn)攝像頭92從操作筒2內(nèi)部取出，旋轉(zhuǎn)攝像頭92用于仔細(xì)觀察操作筒2內(nèi)部的情況、操作筒2筒壁的泥土保壓情況，以確保施工人員進(jìn)入操作筒2內(nèi)部后的安全，如圖12至圖14所示；
[0090]8)重復(fù)第7)步驟，直至操作筒2內(nèi)部的泥面達(dá)到深度要求；其中，可通過測(cè)深系統(tǒng)測(cè)量操作筒2外部和內(nèi)部泥面的差值，從而判斷操作筒2內(nèi)部的泥面是否達(dá)到深度要求；
[0091]9)施工工具和作業(yè)人員通過連接通道進(jìn)入操作筒2內(nèi)部，對(duì)隔水套管11進(jìn)行切害I]，將切割下來的隔水套管11、施工工具從連接通道用絞車吊出至施工平臺(tái)I上，施工人員從連接通道離開操作筒2內(nèi)部；在施工人員的施工過程中，鼓風(fēng)機(jī)102通過通氣管101將外部空氣不斷吹入操作筒2內(nèi)部，如圖15所示；
[0092]10)將操作筒2從泥中頂出并上浮，直至將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒13連接，再使用拖船14將水下干式切割艙拖離，具體包括以下步驟，
[0093]①在連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)4隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，打開吸力錨注排水設(shè)備52，使海水自然流進(jìn)操作筒2內(nèi)部，直到完全注滿操作筒2內(nèi)部空間，如圖16所示；
[0094]②啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備52向操作筒2內(nèi)部注水，使操作筒2從泥面中頂出，如圖17所示；
[0095]③打開注氣管路上的開關(guān)閥門并向操作筒2內(nèi)注氣，使水下干式切割艙繼續(xù)上升，當(dāng)水下干式切割艙上升到一定高度后，將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒13連接，再使用拖船14將水下干式切割艙拖離，如圖18所示；
[0096]11)施工作業(yè)遺留下的深坑在海水的作用下逐漸被海底淤泥填滿，如圖19所示。[0097]綜上所述，本發(fā)明水下干式切割艙及使用方法，利用吸力錨的自安裝性能，在操作筒內(nèi)部創(chuàng)造一個(gè)能夠使施工人員施工作業(yè)的干式環(huán)境，使切除廢棄平臺(tái)的隔水套管、樁腿等施工更加容易方便，而且這套施工設(shè)備能夠多次重復(fù)使用，施工時(shí)間短，節(jié)約成本，切割完成后可以完全恢復(fù)海水環(huán)境，對(duì)海洋生態(tài)無任何影響，為我國(guó)廢棄石油平臺(tái)拆除提供了有效的技術(shù)支持。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0098]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種水下干式切割艙，其特征在于:它包括位于水上的施工平臺(tái)和位于水下的上端封閉下端開口的操作筒，所述施工平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)連接通道，所述連接通道使外部空氣和所述操作筒內(nèi)部相連通；所述切割艙還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的排污管道，所述排污管道位于所述操作筒內(nèi)部的一端與潛污泵連通，所述排污管道靠近所述施工平臺(tái)的一端與外部空氣連通；所述切割艙還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的高壓沖泥管系統(tǒng)，所述高壓沖泥管系統(tǒng)靠近所述施工平臺(tái)的一端與高壓水系統(tǒng)連通，所述高壓水系統(tǒng)控制所述高壓沖泥管系統(tǒng)噴出高壓水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙，其特征在于:所述操作筒為吸力錨筒，所述操作筒上設(shè)有泵接口和注氣孔，所述泵接口與吸力錨注排水設(shè)備連通，所述注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，所述注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；所述連接通道上還設(shè)有能隔離外部空氣和操作筒內(nèi)部的隔離結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下干式切割艙，其特征在于:所述隔離機(jī)構(gòu)包括能蓋在所述連接通道上部端口的盲孔法蘭，所述盲孔法蘭與所述連接通道上部端口通過可拆卸螺栓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙，其特征在于:所述連接通道的數(shù)量為三個(gè)，其中兩個(gè)為施工通道，一個(gè)為人工通道，所述人工通道設(shè)有豎直的爬梯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下干式切割艙，其特征在于:所述施工通道位于所述操作筒內(nèi)部的端口為從上至下截面積依次增大的喇叭口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙，其特征在于:它還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，所述攝像頭電纜位于所述操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，所述攝像頭電纜靠近所述施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙，其特征在于:它還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的通氣管，所述通氣管靠近所述施工平臺(tái)的一端與鼓風(fēng)機(jī)連通，所述通氣管位于所述操作筒內(nèi)部的一端為開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙，其特征在于:所述施工平臺(tái)上還設(shè)有能測(cè)量海底泥面深度的測(cè)深系統(tǒng)。
9.一種使用權(quán)利要求1所述的水下干式切割艙的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)在需要切割的位于海底的隔水套管內(nèi)設(shè)置隔水套管水泥塞，將所述隔水套管堵死； 2)將水下干式切割艙與可解脫浮筒固定，使所述水下干式切割艙浮在水面上； 3)采用拖船將水下干式切割艙拖到待切割的隔水套管的上方； 4)解除可解脫浮筒，使水下干式切割艙下沉，直至操作筒的下端位于海底泥面上，此時(shí)隔水套管的上端位于操作筒內(nèi)部； 5)將所述操作筒壓入泥中，直至達(dá)到預(yù)定深度； 6)從連接通道將潛污泵放入操作筒內(nèi)部的水中，所述潛污泵將操作筒內(nèi)部的水通過排污管道排放到操作筒外部，操作筒內(nèi)部的水排放完畢后，再將所述潛污泵從操作筒內(nèi)部取出； 7)將高壓沖泥管系統(tǒng)從連接通道放入操作筒內(nèi)部，所述高壓沖泥管系統(tǒng)噴出高壓水沖散稀釋操作筒內(nèi)部的淤泥，形成泥漿，然后將所述高壓沖泥管系統(tǒng)從操作筒內(nèi)部取出；再將潛污泵放入操作筒內(nèi)部，所述潛污泵將操作筒內(nèi)部的泥衆(zhòng)通過排污管道排放到操作筒外部，最后將潛污泵從操作筒內(nèi)部取出； 8)重復(fù)第7)步驟，直至所述操作筒內(nèi)部的泥面達(dá)到深度要求； 9)施工工具和作業(yè)人員通過連接通道進(jìn)入操作筒內(nèi)部，對(duì)隔水套管進(jìn)行切割，將切割下來的隔水套管、施工工具從連接通道吊裝至所述施工平臺(tái)上，作業(yè)人員從連接通道離開操作筒內(nèi)部； 10)將所述操作筒從泥中頂出并上浮，直至將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒連接，再使用拖船將水下干式切割艙拖離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述操作筒為吸力錨筒，所述操作筒上設(shè)有泵接口和注氣孔，所述泵接口與吸力錨注排水設(shè)備連通，所述注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，所述注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；所述連接通道上還設(shè)有能隔離外部空氣和操作筒內(nèi)部的隔離結(jié)構(gòu)； 其中，步驟5)具體為，在所述連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備排出操作筒內(nèi)部的水，使操作筒受到負(fù)壓沉入泥中；當(dāng)操作筒到達(dá)預(yù)定深度時(shí)，關(guān)閉吸力錨注排水設(shè)備，停止排水，移除所述連接通道上的隔離結(jié)構(gòu)； 其中，步驟10)具體包括以下步驟， ①在連接通道上使用隔離結(jié)構(gòu)隔絕外部空氣和操作筒內(nèi)部空氣，并使注氣管路上的開關(guān)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，打開吸力錨注排水設(shè)備，使海水自然流進(jìn)操作筒內(nèi)部，直到完全注滿操作筒內(nèi)部空間； ②啟動(dòng)吸力錨注排水設(shè)備向操作筒內(nèi)部注水，使操作筒從泥面中頂出；`` ③打開注氣管路上的開關(guān)閥門并向操作筒內(nèi)注氣，使水下干式切割艙繼續(xù)上升，當(dāng)水下干式切割艙上升到一定高度后，將水下干式切割艙與位于水面上的可解脫浮筒連接，再使用拖船將水下干式切割艙拖離。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:在步驟4)中，在解除可解脫浮筒之前，先使用三條拖船沿三個(gè)不同方向同時(shí)拖拽水下干式切割艙，直至水下干式切割艙準(zhǔn)確定位于待切割的隔水套管的上方。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述操作筒上設(shè)有注氣孔，所述注氣孔通過注氣管路與高壓空氣系統(tǒng)連通，所述注氣管路上設(shè)有開關(guān)閥門；在步驟4)中，在解除所述可解脫浮筒之前，所述高壓空氣系統(tǒng)通過注氣管路向操作筒內(nèi)部注氣，使水下干式切割艙暫時(shí)浮起，再解除所述可解脫浮筒，然后逐漸放氣使水下干式切割艙平穩(wěn)下沉。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述水下干式切割艙還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，所述攝像頭電纜位于所述操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，所述攝像頭電纜靠近所述施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接；在步驟6)中，當(dāng)將所述潛污泵從所述操作筒內(nèi)部取出后，將所述旋轉(zhuǎn)攝像頭通過所述連接通道放入所述操作筒內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察所述操作筒內(nèi)部狀況后，再將所述旋轉(zhuǎn)攝像頭從所述操作筒內(nèi)部取出。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述水下干式切割艙還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的攝像頭電纜，所述攝像頭電纜位于所述操作筒內(nèi)部的一端與旋轉(zhuǎn)攝像頭連接，所述攝像頭電纜靠近所述施工平臺(tái)的一端與監(jiān)控裝置連接；在步驟7)中，當(dāng)將所述潛污泵從所述操作筒內(nèi)部取出后，將所述旋轉(zhuǎn)攝像頭通過所述連接通道放入所述操作筒內(nèi)部，通過監(jiān)控裝置觀察所述操作筒內(nèi)部狀況后，再將所述旋轉(zhuǎn)攝像頭從所述操作筒內(nèi)部取出。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述施工平臺(tái)上還設(shè)有能測(cè)量海底泥面深度的測(cè)深系統(tǒng)；在步驟8)中，通過測(cè)深系統(tǒng)判斷操作筒內(nèi)部的泥面是否達(dá)到深度要求。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用水下干式切割艙的方法，其特征在于:所述水下干式切割艙還包括能穿過所述連接通道進(jìn)入所述操作筒內(nèi)部的通氣管，所述通氣管靠近所述施工平臺(tái)的一端與鼓風(fēng)機(jī)連通，所述通氣管位于所述操作筒內(nèi)部的一端為開口 ；在步驟9)中，在施工人員的施工過程中，所 述鼓風(fēng)機(jī)通過所述通氣管將外部空氣不斷吹入操作筒內(nèi)部。
【文檔編號(hào)】B26D7/00GK103507109SQ201310473184
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉愛永, 范會(huì)渠, 繆泉明 申請(qǐng)人:上海利策科技股份有限公司