本發(fā)明涉及一種用于深水井噴失控應(yīng)急救援的水下偏移安裝系統(tǒng)及其使用方法，屬于水下裝置安裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

海洋油氣田尤其是海洋深水油氣田開(kāi)發(fā)中，通常使用浮式工程船(平臺(tái))將水下裝置(如：水下采油樹(shù)、水下管匯等)安裝至海底泥面。在該安裝系統(tǒng)中，使用浮式工程船(平臺(tái))上的鋼絲繩或鉆桿連接水下裝置，在垂直于海底目標(biāo)位置的海面，通過(guò)下放、對(duì)中、定位、鎖緊等步驟完成水下裝置的安裝。水下裝置在安裝過(guò)程中的水平位移通過(guò)移動(dòng)浮式工程船(平臺(tái))來(lái)實(shí)現(xiàn)，垂直位移通過(guò)上提、下放鋼絲繩或鉆桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，并在安裝過(guò)程中使用補(bǔ)償器來(lái)克服波浪對(duì)安裝作業(yè)的影響。

但還存在另一種情況：當(dāng)水下油氣井發(fā)生井噴或海面裝置發(fā)生爆炸、燃燒時(shí)，需要將水下應(yīng)急處置裝置(如：水下封井器、水下管匯、水下基盤等)安裝至事故井或事故井附近。此時(shí)，由于海面存在危險(xiǎn)區(qū)域，浮式工程船(平臺(tái))無(wú)法靠近，在這種情況下常規(guī)安裝系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)水下裝置的安裝，無(wú)法實(shí)施事故井的封堵?lián)岆U(xiǎn)作業(yè)，原油泄漏造成環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于深水井噴失控應(yīng)急救援的水下偏移安裝系統(tǒng)及其使用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在離事故井海面較遠(yuǎn)的安全海域遠(yuǎn)程操作完成水下裝置的安裝作業(yè)，減少原油泄漏造成的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種深水井噴應(yīng)急用水下偏移安裝系統(tǒng)，其特征在于：它包括水下偏移安裝裝置，所述水下偏移安裝裝置包括浮箱、壓載艙、主框架、伸縮節(jié)、連接器和推進(jìn)器；所述壓載艙設(shè)置在所述浮箱的頂部組成浮力模塊，多個(gè)所述浮力模塊設(shè)置在所述主框架四周的不同方位且與所述主框架固定連接，所述浮力模塊用于驅(qū)動(dòng)所述水下偏移安裝裝置垂直運(yùn)動(dòng)；所述伸縮節(jié)垂直穿過(guò)所述主框架且固定連接在所述主框架的重心位置，所述伸縮節(jié)的下端設(shè)置所述連接器；在每一所述浮箱的底部設(shè)置所述推進(jìn)器，用于驅(qū)動(dòng)所述水下偏移安裝裝置水平運(yùn)動(dòng)。

它還包括水下機(jī)器人和海面浮式工程裝置，在所述主框架的外側(cè)壁上設(shè)置臍帶纜接口，所述海面浮式工程裝置上的臍帶纜通過(guò)所述水下機(jī)器人牽引與所述臍帶纜接口連接，所述海面浮式工程裝置通過(guò)所述臍帶纜將電、液動(dòng)力及控制信號(hào)傳遞至所述水下偏移安裝裝置。

所述連接器通過(guò)萬(wàn)向節(jié)活動(dòng)連接在所述伸縮節(jié)的下端。

在相鄰所述浮力模塊之間設(shè)置橫撐。

在所述主框架的外側(cè)壁上設(shè)置水下機(jī)器人操作面板。

本發(fā)明還提供了一種深水井噴應(yīng)急用水下偏移安裝系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

1)當(dāng)事故井出現(xiàn)井噴時(shí)，操作人員遠(yuǎn)程控制水下機(jī)器人觀察事故井的海底情況，預(yù)先清理妨礙水下裝置安裝的水下障礙物；

2)水下裝置通過(guò)連接器與水下偏移安裝裝置連接，海面浮式工程裝置將水下偏移裝置和水下裝置一起拖至事故井附近海面；

3)利用水下機(jī)器人將海面浮式工程裝置上的臍帶纜與水下偏移安裝裝置上的臍帶纜接口連接，操作人員在海面浮式工程裝置上通過(guò)臍帶纜遠(yuǎn)程控制水下偏移安裝裝置上的壓載艙加載，水下裝置隨水下偏移安裝裝置下沉至事故井附近；

4)再控制推進(jìn)器，使水下裝置隨水下偏移安裝裝置水平移至事故井的正上方；

5)再控制壓載艙加載，使水下裝置隨水下偏移安裝裝置進(jìn)一步下沉；

6)控制伸縮節(jié)伸長(zhǎng)，將水下裝置送至事故井并安裝鎖緊，通過(guò)適當(dāng)回收伸縮節(jié)來(lái)確認(rèn)水下裝置是否鎖緊；

7)水下裝置安裝完成后，控制連接器與水下裝置解鎖使水下偏移安裝裝置與水下裝置分離，再控制壓載艙卸載，水下偏移安裝裝置上浮至海面，水下裝置的安裝作業(yè)結(jié)束。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下特點(diǎn)：1、本發(fā)明通過(guò)海面浮式工程裝置遠(yuǎn)程控制水下偏移安裝裝置完成水下裝置的安裝，能夠在水下油氣井出現(xiàn)井噴或水面裝置發(fā)生燃燒、爆炸等事故，海面浮式工程裝置無(wú)法靠近事故井正上方海面時(shí)，實(shí)現(xiàn)水下裝置的安裝作業(yè)，節(jié)約搶險(xiǎn)救援時(shí)間，減少溢油造成的環(huán)境污染，降低事故造成的損失。2、本發(fā)明的連接器通過(guò)萬(wàn)向節(jié)活動(dòng)連接在伸縮節(jié)的下端，水下裝置通過(guò)連接器與水下偏移安裝裝置連接，水下裝置在水下運(yùn)輸或安裝過(guò)程中受到波浪等流體介質(zhì)沖擊時(shí)，水下裝置隨萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免水下裝置與連接器的連接處在大沖擊下發(fā)生破壞，并且在安裝時(shí)便于水下裝置與事故井的對(duì)接，有利于水下裝置的安裝。3、本發(fā)明的水下偏移安裝裝置的主框架外側(cè)壁上設(shè)置水下機(jī)器人操作面板，作為水下偏移安裝裝置的備用控制方式，能夠在臍帶纜無(wú)法將控制信號(hào)傳遞至水下偏移安裝裝置的情況下，通過(guò)水下機(jī)器人在操作面板上操作實(shí)現(xiàn)水下裝置的安裝。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的水下偏移安裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供了一種深水井噴應(yīng)急用水下偏移安裝系統(tǒng)，它包括：水下偏移安裝裝置1、水下機(jī)器人2和海面浮式工程裝置3。其中，水下偏移安裝裝置1包括浮箱11、壓載艙12、主框架13、伸縮節(jié)14、連接器15、臍帶纜接口16和推進(jìn)器17；壓載艙12設(shè)置在浮箱11的頂部組成浮力模塊，多個(gè)浮力模塊設(shè)置在主框架13四周的不同方位且與主框架13固定連接，浮力模塊用于驅(qū)動(dòng)水下偏移安裝裝置1垂直運(yùn)動(dòng)，在每一浮箱11的底部設(shè)置推進(jìn)器17，用于驅(qū)動(dòng)水下偏移安裝裝置1水平運(yùn)動(dòng)；在主框架13的外側(cè)壁上設(shè)置臍帶纜接口16，伸縮節(jié)14垂直穿過(guò)主框架13且固定連接在主框架13的重心位置，伸縮節(jié)14的下端設(shè)置連接器15。海面浮式工程裝置3上的臍帶纜31通過(guò)水下機(jī)器人2牽引與臍帶纜接口16連接，海面浮式工程裝置3通過(guò)臍帶纜31將電、液動(dòng)力及控制信號(hào)傳遞至水下偏移安裝裝置1。

上述實(shí)施例中，連接器15通過(guò)萬(wàn)向節(jié)18活動(dòng)連接在伸縮節(jié)14的下端，水下裝置4通過(guò)連接器15與水下偏移安裝裝置1連接，水下裝置4在水下運(yùn)輸或安裝過(guò)程中受到波浪等流體介質(zhì)沖擊時(shí)，水下裝置4隨萬(wàn)向節(jié)18轉(zhuǎn)動(dòng)將沖擊分散在水下裝置4的各個(gè)位置，避免水下裝置4在大沖擊下的結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)，萬(wàn)向節(jié)18便于水下裝置4與事故井5對(duì)接，有利于水下裝置4的安裝。

上述實(shí)施例中，相鄰浮力模塊之間設(shè)置橫撐19，能夠加強(qiáng)整個(gè)水下偏移安裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

上述實(shí)施例中，在主框架13的外側(cè)壁上設(shè)置水下機(jī)器人操作面板20，作為水下偏移安裝裝置1的備用控制方式，在水下作業(yè)，尤其是深水作業(yè)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)臍帶纜31無(wú)法將控制信號(hào)傳遞至水下偏移安裝裝置1等緊急情況時(shí)，操作人員可遠(yuǎn)程控制水下機(jī)器人2在水下機(jī)器人操作面板20上操作完成水下裝置4的安裝。

上述實(shí)施例中，海面浮式工程裝置3可采用浮式工程船或浮式工程平臺(tái)。

基于上述實(shí)施例提供的深水井噴應(yīng)急用水下偏移安裝系統(tǒng)，本發(fā)明還提出了一種深水井噴應(yīng)急用水下偏移安裝系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

1)事故井5出現(xiàn)井噴等緊急問(wèn)題，操作人員可遠(yuǎn)程控制水下機(jī)器人2觀察事故井5的海底情況，預(yù)先清理妨礙水下裝置4安裝的水下障礙物；

2)水下裝置4通過(guò)連接器15與水下偏移安裝裝置1連接，海面浮式工程裝置3將水下偏移裝置1和水下裝置4一起拖至事故井5附近海面；

3)利用水下機(jī)器人2將海面浮式工程裝置3上的臍帶纜31與水下偏移安裝裝置1上的臍帶纜接口16連接，操作人員在海面浮式工程裝置3上通過(guò)臍帶纜31遠(yuǎn)程控制水下偏移安裝裝置1上的壓載艙12加載，水下裝置4隨水下偏移安裝裝置1下沉至距事故井5垂直距離30米處；

4)再控制推進(jìn)器17，使水下裝置4隨水下偏移安裝裝置1水平移至事故井5的正上方；

5)再控制壓載艙12加載，使水下裝置4隨水下偏移安裝裝置1下沉至距事故井5垂直距離3米處；

6)控制伸縮節(jié)16伸長(zhǎng)，將水下裝置4送至事故井5并安裝鎖緊，可通過(guò)適當(dāng)回收伸縮節(jié)16來(lái)確認(rèn)水下裝置4是否鎖緊；

7)水下裝置4安裝完成后，控制連接器15與水下裝置4解鎖使水下偏移安裝裝置1與水下裝置4分離，再控制壓載艙12卸載，水下偏移安裝裝置1上浮至海面，水下裝置4的安裝作業(yè)結(jié)束。

上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。