海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置及運(yùn)輸方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于海洋工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置及運(yùn)輸方法，用于運(yùn)輸大型海洋工程結(jié)構(gòu)物。海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置包括：艙身、艙首和艙尾，艙身兩端分別與艙首、艙尾相連，艙身、艙首和艙尾組成擁有內(nèi)部空腔的密封結(jié)構(gòu)，在艙身頂部沿艙身軸線由艙尾至艙首的方向依次設(shè)置液壓閥門、進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔、攀梯、帶密封門人孔；進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔的開關(guān)作業(yè)由液壓閥門統(tǒng)一控制。本發(fā)明的運(yùn)輸裝置相對于大型海洋工程結(jié)構(gòu)物較小，且連接方式十分簡單，裝置回收速度快，效率高；無需雇傭大型半潛船，對拖航船舶能力要求不高，節(jié)約運(yùn)輸成本；利用運(yùn)輸裝置進(jìn)行運(yùn)輸不受海洋工程結(jié)構(gòu)物的大小、形狀的限制，適用范圍較廣。
【專利說明】海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置及運(yùn)輸方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置及運(yùn)輸方法，用于運(yùn)輸大型海洋工程結(jié)構(gòu)物。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋工程的不斷發(fā)展，導(dǎo)管架、鉆井平臺、油氣生產(chǎn)設(shè)備等大型海洋工程結(jié)構(gòu)物的運(yùn)輸需求快速增長，但作業(yè)深度的不斷增加也使得海洋工程結(jié)構(gòu)物也不斷大型化，半潛船運(yùn)輸大型海洋工程結(jié)構(gòu)物是現(xiàn)階段主流的運(yùn)輸方法。因半潛船耗資巨大，技術(shù)含量極高，設(shè)計(jì)建造技術(shù)異常復(fù)雜，目前只有少數(shù)國家和地區(qū)具備半潛船的設(shè)計(jì)制造能力，全世界范圍內(nèi)半潛船數(shù)量在40艘左右，租賃費(fèi)用極高，并且大型海洋工程結(jié)構(gòu)物的運(yùn)輸特點(diǎn)是距離遠(yuǎn)、運(yùn)速慢，故利用半潛船進(jìn)行運(yùn)輸價格十分昂貴，且運(yùn)輸過程涉及裝船、下沉、浮卸等多項(xiàng)高精密性操作技術(shù)，稍有不慎會引起巨大損失。從查閱的文獻(xiàn)來看，尚未有利用輔助運(yùn)輸裝置來進(jìn)行大型海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸?shù)馁Y料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置及運(yùn)輸方法，該運(yùn)輸裝置與大型海洋結(jié)構(gòu)物的連接方式與打撈浮筒類似，通過調(diào)節(jié)裝置的浮力實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸、下水就位，以及裝置與結(jié)構(gòu)物的分離作業(yè)，以解決半潛船運(yùn)輸過程復(fù)雜、運(yùn)輸難度較大等難題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案:
海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，包括:艙身、艙首和艙尾，艙身兩端分別與艙首、艙尾相連，艙身、艙首和艙尾組成擁有內(nèi)部空腔的密封結(jié)構(gòu)，其中:在艙身頂部沿艙身軸線由艙尾至艙首的方向依次設(shè)置液壓閥門、進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔、攀梯、帶密封門人孔；進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔的開關(guān)作業(yè)由液壓閥門統(tǒng)一控制。
[0005]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)、運(yùn)輸裝置相對于大型海洋工程結(jié)構(gòu)物較小，且連接方式十分簡單，裝置回收速度快，效率高；
(2)、無需雇傭大型半潛船，對拖航船舶能力要求不高，節(jié)約運(yùn)輸成本；
(3)、運(yùn)輸裝置內(nèi)部設(shè)置有加強(qiáng)筋，不易變形，能適應(yīng)惡劣的海洋環(huán)境；
(4)、運(yùn)輸裝置與結(jié)構(gòu)物連接形式簡單，可根據(jù)結(jié)構(gòu)物形狀設(shè)計(jì)裝置在結(jié)構(gòu)物上的分布形式；
(5)、運(yùn)輸裝置使用壽命長，體積較小，運(yùn)輸、保管方便且易于維修；
(6)、運(yùn)輸裝置為筒形，可以以全潛方式拖航，所受風(fēng)浪、海流等阻力較?。?br> (7)、利用運(yùn)輸裝置進(jìn)行運(yùn)輸不受海洋工程結(jié)構(gòu)物的大小、形狀的限制，適用范圍較廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置正視示意圖；
圖2是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置左視局部剖視示意圖；
圖3是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置俯視示意圖；
圖4是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與八腿導(dǎo)管架連接正視圖；
圖5是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與八腿導(dǎo)管架連接俯視圖；
圖6是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與八腿導(dǎo)管架連接放大局部剖視示意圖；
圖7是利用運(yùn)輸船進(jìn)行拖航運(yùn)輸示意圖；
圖8是海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與八腿導(dǎo)管架分離示意圖；
圖中:1、海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，2、加強(qiáng)筋，3、頂部拖環(huán)，4、頂部吊環(huán)，5、艙身吊環(huán)，6、橡膠護(hù)板，7、進(jìn)排水口，8、進(jìn)排氣孔，9、液壓閥門，10、攀梯，11、帶密封門人孔，12、連接通道，13、減震墊，14、液壓卸扣，15、導(dǎo)管架，16、連接桿，17、吊扣，18、運(yùn)輸船，19、艙身，20、艙首，21、艙尾，22、連接通道壁。

【具體實(shí)施方式】
[0007]如圖1、圖2、圖3所示，海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置1，包括:艙身19、艙首20和艙尾21，艙身19上設(shè)有進(jìn)排水口 7、連接通道12，其中:
艙身19為鋼制薄壁圓柱殼體，艙首20、艙尾21均為鋼制橢球形殼體，艙身19兩端分別與艙首20、艙尾21通過焊接相連，艙身19、艙首20和艙尾21組成擁有內(nèi)部空腔的密封結(jié)構(gòu)；
艙身19內(nèi)部設(shè)置三組加強(qiáng)筋2，三組加強(qiáng)筋2沿艙身19軸向均勻分布，每組加強(qiáng)筋2由四條鋼筋組成，確保運(yùn)輸裝置I在承受深水水壓時不變形，運(yùn)輸裝置I內(nèi)部空腔全部注滿水之后，運(yùn)輸裝置I的重力大于浮力；
艙身19設(shè)有兩個連接通道12，一個靠近艙首20、一個靠近艙尾21，連接通道12為圓柱殼體，連接通道12的軸線與艙身19的軸線垂直相交且貫穿艙身19，連接通道12的連接通道壁22與艙身19焊接保證運(yùn)輸裝置I呈密封狀態(tài)，連接通道壁22內(nèi)包裹一層減震墊13，減震墊13采用彈性材料制作而成。
[0008]艙身19兩側(cè)在沿艙身19軸線方向上對稱設(shè)置六條長條形橡膠護(hù)板6，每側(cè)設(shè)置有三條，橡膠護(hù)板6的位置在兩個連接通道12之間，橡膠護(hù)板6采用橡膠材料制作而成。
[0009]運(yùn)輸裝置I兩端端部各設(shè)有一個頂部拖環(huán)3，在艙首20和艙尾21上靠近頂部拖環(huán)3的位置均各設(shè)置兩個頂部吊環(huán)4，頂部吊環(huán)4關(guān)于頂部拖環(huán)3對稱分布；在每個連接通道12附近設(shè)置兩個艙身吊環(huán)5，艙身吊環(huán)5關(guān)于連接通道12出口對稱分布，共設(shè)置八個艙身吊環(huán)5。
[0010]在艙身19頂部沿艙身19軸線由艙尾21至艙首20的方向依次設(shè)置液壓閥門9、進(jìn)排水口 7、進(jìn)排氣孔8、攀梯10、帶密封門人孔11 ;進(jìn)排水口 7和進(jìn)排氣孔8均為薄壁圓柱通孔，分別用于運(yùn)輸裝置I的注排水和注排氣作業(yè)，進(jìn)排水口 7、進(jìn)排氣孔8的開關(guān)作業(yè)由液壓閥門9統(tǒng)一控制，液壓閥門9可以控制進(jìn)排水口 7進(jìn)排水量的大?。粠芊忾T人孔11 一般呈密封狀態(tài)，當(dāng)需要檢修時可以打開，檢修人員可以通過攀梯10、帶密封門人孔11進(jìn)入運(yùn)輸裝置I內(nèi)進(jìn)行日常檢修。
[0011]圖4至圖6是運(yùn)輸裝置I與導(dǎo)管架15連接方法，圖7至圖8是利用運(yùn)輸船18運(yùn)輸導(dǎo)管架15的不意圖。
[0012]海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸方法，采用上述海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I運(yùn)輸導(dǎo)管架15，包括以下步驟:
1、根據(jù)導(dǎo)管架15的濕重得到需要海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I的數(shù)量，為保證導(dǎo)管架15入水后姿態(tài)正確，需根據(jù)導(dǎo)管架15的重心等設(shè)計(jì)各海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I的位置；
2、海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I通過導(dǎo)管架15上的連接桿16穿入連接通道12與導(dǎo)管架15相連，當(dāng)導(dǎo)管架15入水之后，連接桿16與連接通道12之間會產(chǎn)生較大的擠壓力，實(shí)現(xiàn)二者的相互固定，頂部吊環(huán)4和艙身吊環(huán)5與安裝有液壓卸扣14的纜繩相連，纜繩另一端連接至導(dǎo)管架15上的吊扣17，可以起到輔助固定運(yùn)輸裝置I的作用；
3、所有海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I與導(dǎo)管架15固定完成后，將海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置I與導(dǎo)管架15組成的系統(tǒng)吊放入水，系統(tǒng)在水中處于懸浮狀態(tài)，利用運(yùn)輸船18便可將其運(yùn)輸至安裝位置附近；
4、運(yùn)輸至安裝位置附近后，解開運(yùn)輸船18與導(dǎo)管架15相連的纜繩，如果導(dǎo)管架15需要翻轉(zhuǎn)就位，則先將運(yùn)輸船18上的絞車上的纜繩連接導(dǎo)管架下端，之后利用水下機(jī)器人(ROV)或者潛水員打開導(dǎo)管架15下端處的運(yùn)輸裝置I上的液壓閥門9，對其進(jìn)行注水作業(yè)，控制進(jìn)水速度，絞車?yán)|繩控制導(dǎo)管架的翻轉(zhuǎn)速度。
[0013]5、翻轉(zhuǎn)就位完成之后，將絞車與導(dǎo)管架15相連的纜繩拆除，繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)輸裝置I注水作業(yè)，當(dāng)運(yùn)輸裝置I的重力與浮力相近時，通過控制液壓閥門9逐漸減小進(jìn)水量，當(dāng)連接桿16與連接通道12之間擠壓力基本消失時，關(guān)閉液壓閥門9，利用水下機(jī)器人(ROV)拆除頂部吊環(huán)4和艙身吊環(huán)5處液壓卸扣14，將運(yùn)輸船18絞車上的纜繩與運(yùn)輸裝置I上的艙身吊環(huán)5相連，通過收放纜繩作業(yè)將運(yùn)輸裝置I拉離導(dǎo)管架15，完成分離作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，包括:艙身、艙首和艙尾，艙身兩端分別與艙首、艙尾相連，艙身、艙首和艙尾組成擁有內(nèi)部空腔的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:在艙身頂部沿艙身軸線由艙尾至艙首的方向依次設(shè)置液壓閥門、進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔、攀梯、帶密封門人孔；進(jìn)排水口、進(jìn)排氣孔的開關(guān)作業(yè)由液壓閥門統(tǒng)一控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:艙身內(nèi)部設(shè)置三組加強(qiáng)筋，三組加強(qiáng)筋沿艙身軸向均勻分布，每組加強(qiáng)筋由四條鋼筋組成，運(yùn)輸裝置內(nèi)部空腔全部注滿水之后，運(yùn)輸裝置的重力大于浮力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:艙身設(shè)有兩個連接通道，一個靠近艙首、一個靠近艙尾，連接通道為圓柱殼體，連接通道的軸線與艙身的軸線垂直相交且貫穿艙身，連接通道的連接通道壁與艙身焊接保證運(yùn)輸裝置呈密封狀態(tài)，連接通道壁內(nèi)包裹一層減震墊，減震墊采用彈性材料制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:艙身兩側(cè)在沿艙身軸線方向上對稱設(shè)置六條長條形橡膠護(hù)板，每側(cè)設(shè)置有三條，橡膠護(hù)板的位置在兩個連接通道之間，橡膠護(hù)板采用橡膠材料制作而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:運(yùn)輸裝置兩端端部各設(shè)有一個頂部拖環(huán)，在艙首和艙尾上靠近頂部拖環(huán)的位置均各設(shè)置兩個頂部吊環(huán)，頂部吊環(huán)關(guān)于頂部拖環(huán)對稱分布；在每個連接通道附近設(shè)置兩個艙身吊環(huán)，艙身吊環(huán)關(guān)于連接通道出口對稱分布，共設(shè)置八個艙身吊環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:進(jìn)排水口和進(jìn)排氣孔均為薄壁圓柱通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置，其特征在于:艙身為鋼制薄壁圓柱殼體，艙首、艙尾均為鋼制橢球形殼體。
8.—種海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸方法，采用權(quán)利要求1-7之一所述海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置運(yùn)輸導(dǎo)管架，其特征在于，包括以下步驟: (1)、根據(jù)導(dǎo)管架的濕重得到需要海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置的數(shù)量，為保證導(dǎo)管架入水后姿態(tài)正確，需根據(jù)導(dǎo)管架的重心設(shè)計(jì)各海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置的位置； (2)、海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置通過導(dǎo)管架上的連接桿穿入連接通道與導(dǎo)管架相連，實(shí)現(xiàn)二者的相互固定，頂部吊環(huán)和艙身吊環(huán)與安裝有液壓卸扣的纜繩相連，纜繩另一端連接至導(dǎo)管架上的吊扣； (3)、所有海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與導(dǎo)管架固定完成后，將海洋工程結(jié)構(gòu)物運(yùn)輸裝置與導(dǎo)管架組成的系統(tǒng)吊放入水，系統(tǒng)在水中處于懸浮狀態(tài)，利用運(yùn)輸船便可將其運(yùn)輸至安裝位置附近； (4)、運(yùn)輸至安裝位置附近后，解開運(yùn)輸船與導(dǎo)管架相連的纜繩，如果導(dǎo)管架需要翻轉(zhuǎn)就位，則先將運(yùn)輸船上的絞車上的纜繩連接導(dǎo)管架下端，之后利用ROV或者潛水員打開導(dǎo)管架下端處的運(yùn)輸裝置上的液壓閥門，對其進(jìn)行注水作業(yè)，控制進(jìn)水速度，絞車?yán)|繩控制導(dǎo)管架的翻轉(zhuǎn)速度； (5)、翻轉(zhuǎn)就位完成之后，將絞車與導(dǎo)管架相連的纜繩拆除，繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)輸裝置注水作業(yè)，當(dāng)運(yùn)輸裝置的重力與浮力相近時，通過控制液壓閥門逐漸減小進(jìn)水量，當(dāng)連接桿與連接通道之間擠壓力基本消失時，關(guān)閉液壓閥門，利用ROV拆除頂部吊環(huán)和艙身吊環(huán)處液壓卸扣，將運(yùn)輸船絞車上的纜繩與運(yùn)輸裝置上的艙身吊環(huán)相連，通過收放纜繩作業(yè)將運(yùn)輸裝置拉離導(dǎo)管架，完成分離作業(yè)。
【文檔編號】B63B38/00GK104494792SQ201410774001
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】曹宇光, 聶文俊, 胡雪揚(yáng), 張士華, 徐松森, 樊敦秋, 史永晉, 蒙占彬, 黃小光, 崔希君, 徐國強(qiáng) 申請人:中國石油大學(xué)(華東)