CN101475046A - 基于l型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，依次包括L型漂浮平台的搭建、船底推进器安装口封盖拆除、推进器吊装下水及推进器移位、定位和安装步骤。本发明克服目前现有技术的缺陷和困难，利用L型漂浮平台作为推进器的移位、定位和位置调整平台，可操作性和适应性强。
Description
技术领域：
本发明属于深海工程装备和大型船舶修理及建造技术领域，是一种推进器的安装工艺。
背景技术：
随着陆地油气能源的逐渐减少，以及人类对海洋的油气开发向深水海域和远海不断发展，需要建造能够适应多海洋环境的超深海钻井储油平台(FDSO)及其他勘探用装备，为使石油气开采、勘探等各项活动能够顺利进行，必须解决深海地域定位作业的要求。传统的多点锚泊***已经无法满足，而动力定位***可以不用锚系而自动保持海上浮动装置的定位，即保持海上浮动装置在某一位置和艏向，从而提供海洋作业的稳定作业环境。动力定位***由船位显示仪、计算机控制***和推进器等部件组成，计算机根据船位仪在线所测的船位数值发出控制信号，控制推进器的动作，改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，达到调节和保持船位的目的。采用动力定位的海上浮动装置，减少了海上作业时的抛锚工序，不受锚系长度的限制，定位成本与水深无关，操作方便。
目前海洋浮动装置的服务海域复杂性、深度和工作能力越来越大，对动力定位***也提出了更高的要求，相应的动力定位***中的主要工作部件推进器也越来越复杂和庞大，推进器的安装精度和工艺直接影响到动力定位***的运转和海洋浮动装置的定位精度，是海工制造企业在建造海工装备时必须解决的难题。一般推进器安装分为水下和船坞上安装两种，对于小型推进器可以直接在船坞上安装，对于中型推进器一般选择水下安装，利用吊机和潜水员的合作一起完成推进器的安装，而对于大型推进器常利用驳船和吊机实现安装，传统的大型推进器安装工艺主要的缺点在于推进器位置和深度的控制和调整比较困难，需要借助于驳船和特定的固定装置，安装精度低，工作强度大，效率很低，建造周期长。经检索国内外已有为数不多的关于推进器安装的专利技术报道，美国Anders Marius Liaanen申请的Vessel propulsion and/orsteering means(船舶推进器/操纵方法)，批准号为US4046096，其安装方法是利用两个套管，一个是固定在船底安装口的垂直套管，另一个是用于轴向移动的临时套管，临时套管上安装有可旋转的中空圆柱，中空圆柱上安装推进器，通过操控圆柱和临时套管的配合使用，将推进器安装完毕，最后卸除中空圆柱和临时套管，该发明仅适用于小型和中型船舶推进器的安装。美国专利US4036163所述的Apparatus formounting and dismounting submerged propeller unit for a floatingbody(水下安装和卸除浮动装置推进器的装置)，其原理是利用布置在舱内的可移动密封筒，密封筒内工作人员和潜水员进行通信联络和拆除工作，定位是采用推进器安装法兰螺孔和船底安装口螺孔对准的方式，该发明定位不准确，随意性太大，也不适用于大型推进器的移位和安装。中国专利中涉及动力定位***和推进器安装的专利特别少，CN1191830A报导了一种动力定位装载浮船控制油轮的位置，装载浮船具有多个推力器用来相对近海设施将装载浮船和油轮定位于一安全的位置。大部分推进器专利都是涉及船用推进器的新型设计，例如CN201176258报道了一种重载L型蜗轮回转式可升降全回转推进器。目前国内外报导的关于海洋工程装备和船舶推进器的安装方法都属于中小型推进器的安装，而且定位不准确。另外大型FDSO动力定位***推进器如果不借助于漂浮装置，推进器水下安装难以精确定位和安全安装。
发明内容：
本发明的目的是克服目前现有技术的缺陷和困难，提供一种利用L型漂浮平台作为推进器的移位、定位和位置调整平台，可操作性和适应性强的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺。
本发明采用的技术解决方案是：
一种基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：依次包括L型漂浮平台的搭建、船底推进器安装口封盖拆除、推进器吊装下水及推进器移位、定位和安装步骤；所述的L型漂浮平台的搭建通过在驳船或特定漂浮平台上固定L型支架，用于推进器位置的确定、安置、移位和定位；所述的船底推进器安装口封盖拆除依次包括舱内临时上封盖的安装和安装口封盖拆除及安装口封盖的吊离步骤；所述的推进器吊装下水由设在海洋工程装备平台上的吊车来实现；所述的推进器移位、定位和安装由L型漂浮平台的移动和调整来实现，在推进器和船底安装位置定位匹配好以后由潜水员完成安装工作。
L型漂浮平台包括驳船或特定漂浮平台、固定连接部件、L型支架、推进器安置平板和调节机构五部分；驳船或特定漂浮平台是L型支架的固定平台，通过固定连接部件将L型支架固定在漂浮平台上，调节机构用螺栓和L型支架的下部连接，调节机构利用电机能够实现X、Y、Z方向的平移和Z方向的旋转，推进器安置平板安装在调节机构5的正上方，采用螺栓连接，安置平板在调节机构的作用下能够实现Z方向的平移和旋转；安置推进器的L型支架的吃水深度H1大于钻井平台吃水深度H2，H1＝H2+H推进器+2500mm，L型支架的宽度W大于钻井平台上推进器安装中心和钻井平台最大外缘之间距离D，W＝D+2500mm。
L型支架的搭建首先是利用主圆杆和细副圆杆搭建成L型桁架，作为L型支架的本体，各杆件通过焊接连接而成。
所述的船底推进器安装口封盖拆除通过以下步骤实现，在干式环境下由船舱内进入船底推进器安装口，完成临时上封盖的安装，水下拆除三个吊孔封盖，拆除保护推进器螺旋桨安装部位的下封盖，先通过吊孔在水下为下封盖的三个侧挂勾挂钩，挂完后提紧三个吊钩；在舱内拆除下封盖全部固定螺栓的一半，封住螺孔，以防舱内进水；缓慢放松舱内的三个吊索，使得下封盖脱离船底，潜水员水下摘除三个吊索，同时甲板平台上的吊机将下封盖吊起，从船舱内的三个导杆内放出吊装推进器的吊索，直至船底下。
所述的推进器吊装下水包括以下吊放顺序，用甲板吊车上的吊钩挂在推进器螺旋桨侧部的主吊环上，利用吊车缓慢将推进器放入水中，放置在L型漂浮平台的安置平板上，潜水员入水，将从导杆出来的三根吊索分别挂在推进器螺旋桨的三个分吊钩上，缓慢将甲板吊车的主吊索完全放松后，由潜水员卸去主吊环上的主吊索，甲板吊车收回主吊索。
推进器移位、定位和安装通过以下步骤实现：移动L型漂浮平台到钻井平台底部下面，利用遥控技术，通过调节机构调整安置平板，使推进器到指定位置，开启船舱内的三个分吊索吊机，将三吊索提起，待推进器上部接口完全进入原船底推进器安装口下封盖所处位置后，潜水员下水进行推进器的安装固定，安装完毕后潜水员在水中开启临时上封盖与下封盖之间的阀门，并通过连接螺栓中的通气口充气，以排除密封腔室内的水，并检查腔室内是否有水泄露，最后开启临时上封盖，至此推进器安装工作完成，通过运送机构在L型漂浮平台上重新安置推进器，进入下一个推进器的安装作业。
推进器移位是通过L型漂浮平台的整体移动来实现的，在移动过程中推进器与L型漂浮平台是相对静止的。
推进器安装时应满足下列下水条件：风速≤6级，流速≤2.0m/s，有义波高≤0.5m，作业区域水深≥L型支架的吃水深度H1，半潜驳下潜区域无突出异物。
本发明具有如下技术优势：
1.采用L型漂浮平台，适用性广，在浮力的作用下，安装省力，任何吨位的推进器和其他部件都可以用此法来实现水下安装工艺；安装精度高，推进器移位和定位时，可以通过遥控调整推进器的位置；操作工艺简单，施工人员无需专门培训即能操作；工期缩短而且成本低，因为L型漂浮平台可以实现多台顺序安装，减少了中间等待和准备时间。
2.在吊机吊起推进器的同时利用起吊力实现推进器与船底的密封，密封方便快捷。
3.船底推进器安装口封盖拆除工艺采用上封盖预安装和下封盖拆除两步骤，使工序有层次性，在保证精度的前提下，实现快速正确安装，而且能够保护螺旋桨安装部位和密封性。
4.推进器安装过程中推进器吊离下水和起吊推进器与钻井平台底部固定部位对准固定的工序是采用不同的吊机和工序，推进器吊离下水是采用平台甲板上的主吊机，而推进器固定对准是由船舱内的吊机用三根吊索实现的，工序层次分明，施力均匀，安装方便。其中船舱内吊机的三根吊索是从导杆中引出，和推进器起吊部位一起配合使用保证了装配精度。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是L型漂浮平台的结构图。
图2是船底推进器安装口图的主视图。
图3是图2A-A视图。
图4、图5、图6、图7是基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装主要步骤示意图。
图8是下封盖中吊孔封盖的位置示意图。
图9是起吊下封盖时侧挂勾示意图。
图10是推进器示意图。
图中：(1)漂浮平台 (2)固定连接部件 (3)L型支架 (4)安置平板 (5)调节机构 (6)临时上封盖 (7)阀门 (8)吊孔封盖 (9)吊孔 (10)下封盖 (11)侧挂勾 (12)吊索 (13)导杆 (14)甲板吊车(15)吊钩 (16)主吊环 (17)推进器 (18)SEVAN650钻井平台 (19)主吊索 (20)钻井平台底部 (21)L型漂浮平台甲板面 (22)副圆杆 (23)密封腔室 (24)主圆杆 (25)钢板 (26)钢板 (27)钢板 (28)支撑管 (29)工字钢 (30)调节机构在L型支架上的安装位置
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细叙述。本实施例以SEVAN 650圆筒形海洋钻井储油平台的推进器安装来说明，整个工艺包括L型漂浮平台的搭建，船底推进器安装口封盖拆除，推进器吊装下水，推进器移位、定位和安装，L型漂浮平台的搭建包括下水条件的测试，L型支架的搭建，推进器安置平板和调节机构的连接固定，漂浮平台和L型支架的连接固定，推进器在L型漂浮平台甲板上的放置，船底推进器安装口封盖拆除工艺包括舱内临时上封盖的安装，安装口封盖拆除以及安装口封盖的吊离，推进器吊装下水包括推进器在安置平板上的放置，推进器安装前的准备工作，推进器移位、定位和安装包括L型漂浮平台的移位，推进器与船底安装口相对位置的定位，推进器的安装。
主要几个步骤具体描述如下：
1.下水条件的测试
利用各种仪器获取各参数，包括风速，水流流速，有义波高，作业区域水深，钻井平台(SEVAN650)吃水深度H2，L型漂浮平台的吃水深度H1，如果不满足下列条件则另选时日：风速≤6级(浦氏风标)，流速≤2.0m/s，有义波高≤0.5m，作业区域水深≥L型支架的吃水深度H1，作业区域无突出异物。
2.L型支架的搭建
如图1所示，L型漂浮平台包括驳船或特定漂浮平台1、固定连接部件2、L型支架3、推进器安置平板4和调节机构5五部分，驳船或特定漂浮平台1是L型支架3的固定平台，通过固定连接部件2将L型支架3固定在漂浮平台1上，推进器安置平板4用于调整和放置推进器17，调节机构5通过调整安置平板4达到调整推进器位置的目的。其中L型支架3的搭建过程如下，利用主圆杆24和细副圆杆22搭建成L型桁架，作为L型支架的本体，各杆件通过焊接连接而成，在搭建过程中需要注意承力主圆杆24和副圆杆22之间的距离和角度，以保证L型支架3的强度和最终形成位置，其中L型支架的吃水深度H1＝H2+H推进器+2500mm(H推进器为推进器的高度)，L型支架的宽度W＝D+2500mm(D为钻井平台18上推进器安装中心和钻井平台最大外缘之间距离)。
3.推进器安置平板和调节机构的连接固定
L型支架3的位置30处的中心，将调节机构5放置于位置30的中心，利用螺栓和L型支架3连接，调节机构5利用电机能够实现X、Y、Z方向的平移和Z方向的旋转，推进器安置平板4安装在调节机构5的正上方，采用螺栓连接，安置平板4在调节机构5的作用下能够实现Z方向的平移和旋转。
4.漂浮平台和L型支架的连接固定
L型支架3需要固定在漂浮平台1上，先将钢板25、钢板26和钢板27焊接成截面U型框架，在U型框架内部焊接有多根支撑管28以增强U型框强度，通过2根工字钢29和L型支架的4根主圆杆24焊接在一起，再将2根工字钢焊接在钢板25上，通过螺栓将钢板27紧固在漂移平台1上。
5.推进器在L型漂浮平台甲板上的放置
在L型漂浮平台甲板面21上安装有移动轨道，轨道上安装有两块平板和限位装置，平板可沿着轨道滑动，两平板之间间距为6000mm，推进器17通过吊机14放置于平板之上，当第一个推进器安装完毕后，卸除第一块平板，第二块平板滑动至限位装置，进入下一个推进器的安装进程。
6.舱内临时上封盖的安装
在安装推进器17之前，为保持舱内的密封性，首先需要在舱内将船底推进器安装口处安装临时封盖，即临时上封盖6，安装人员在干式环境下由船舱内进入船底推进器安装口位置，利用螺栓将临时上封盖6固定在船底推进器安装口部位，关闭临时上封盖与下封盖之间密封腔室23上的阀门7，水下拆除三个吊孔封盖8。
7.安装口封盖拆除
下封盖10是用来保护推进器螺旋桨安装部位，在安装推进器之前需要拆除，拆除顺序如图4～图6所示，先通过吊孔9在水下为下封盖10的三个侧挂勾11挂钩，挂完后利用吊机14提紧三个吊钩；在舱内拆除下封盖10全部固定螺栓的一半，用封盖封住螺孔，以防舱内进水。
8.安装口封盖的吊离
利用舱内吊机缓慢放松舱内的三个吊索12，使得下封盖10脱离船底20，潜水员水下摘除三个吊索12，同时甲板平台上的吊机14将下封盖10吊起，从船舱内的三个导杆13内放出吊装推进器的吊索12，直至船底下，为下一步起吊推进器做准备。
9.推进器在安置平板上的放置
将L型漂浮平台移动到甲板吊车14的作业范围之内，用甲板吊车14上的吊钩15挂在推进器螺旋桨侧部的主吊环16上，吊离L型漂浮平台1，工作人员测量L型漂浮平台1上主圆管24外侧和吊索19的距离，判断吊索19与安置平板4中心的偏差，偏差不超过600mm，利用吊车14缓慢将推进器17放入水中，沉放在L型漂浮平台的安置平板4上。
10.推进器安装前的准备工作
潜水员入水，因为安装口封盖的吊离步骤中已经放下三根吊索12，现将从舱内导杆13出来的三根吊索12分别挂在推进器17的三个分吊钩18上，缓慢将甲板吊车的吊索19完全放松后，由潜水员卸去主吊环16上的吊索19，甲板吊车14收回主吊索19。
11.L型漂浮平台的移位
在推进器安装到船底前，必须将推进器移动到钻井平台18底部20下面，即移动到船底安装口的正下方位置，在垂直方向推进器中心线和安装口中心线位置偏差不要超过400mm，推进器17的移动通过整体移动L型漂浮平台来实现。
12.推进器与船底安装口相对位置的定位
利用遥控技术，通过调节机构5调整安置平板4，使推进器17到船底安装口的正下方位置，在垂直方向推进器中心线和安装口中心线位置偏差不要超过40mm，开启船舱内的三个分吊索吊机，缓缓将三吊索12提起，待推进器上部接口完全进入原船底推进器安装口下封盖10所处位置后，完成定位。
13.推进器的安装
当舱内吊机吊起推进器后，因为推进器前端具有小锥度，因此可利用起吊力实现推进器与船底的密封，潜水员在水下利用螺栓将推进器固定在船底安装口位置，螺栓的紧固可以在干式环境下实施，安装完毕后潜水员在水中开启阀门7，并通过连接螺栓中的通气口充气，以排除密封腔室23内的水，并检查腔室内是否有水泄露，最后开启临时上封盖6，至此推进器安装工作完成。L型漂浮平台外移，L型支架3上的安置平板4移出船底，然后通过L型漂浮平台上的运送机构在漂浮平台上的平板上重新安置推进器，进入下一个推进器的安装作业。
Claims (8)
1、一种基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：依次包括L型漂浮平台的搭建、船底推进器安装口封盖拆除、推进器吊装下水及推进器移位、定位和安装步骤；所述的L型漂浮平台的搭建通过在驳船或特定漂浮平台上固定L型支架，用于推进器位置的确定、安置、移位和定位；所述的船底推进器安装口封盖拆除依次包括舱内临时上封盖的安装和安装口封盖拆除及安装口封盖的吊离步骤；所述的推进器吊装下水由设在海洋工程装备平台上的吊车来实现；所述的推进器移位、定位和安装由L型漂浮平台的移动和调整来实现，在推进器和船底安装位置定位匹配好以后由潜水员完成安装工作。
2、根据权利要求1所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：L型漂浮平台包括驳船或特定漂浮平台、固定连接部件、L型支架、推进器安置平板和调节机构五部分；驳船或特定漂浮平台是L型支架的固定平台，通过固定连接部件将L型支架固定在漂浮平台上，调节机构用螺栓和L型支架的下部连接，调节机构利用电机能够实现X、Y、Z方向的平移和Z方向的旋转，推进器安置平板安装在调节机构5的正上方，采用螺栓连接，安置平板在调节机构的作用下能够实现Z方向的平移和旋转；安置推进器的L型支架的吃水深度H1大于钻井平台吃水深度H2，H1＝H2+H推进器+2500mm，L型支架的宽度W大于钻井平台上推进器安装中心和钻井平台最大外缘之间距离D，W＝D+2500mm。
3、根据权利要求2所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：L型支架的搭建首先是利用主圆杆和细副圆杆搭建成L型桁架，作为L型支架的本体，各杆件通过焊接连接而成。
4、根据权利要求1、2或3所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：所述的船底推进器安装口封盖拆除通过以下步骤实现，在干式环境下由船舱内进入船底推进器安装口，完成临时上封盖的安装，水下拆除三个吊孔封盖，拆除保护推进器螺旋桨安装部位的下封盖，先通过吊孔在水下为下封盖的三个侧挂勾挂钩，挂完后提紧三个吊钩；在舱内拆除下封盖全部固定螺栓的一半，封住螺孔，以防舱内进水；缓慢放松舱内的三个吊索，使得下封盖脱离船底，潜水员水下摘除三个吊索，同时甲板平台上的吊机将下封盖吊起，从船舱内的三个导杆内放出吊装推进器的吊索，直至船底下。
5、根据权利要求1、2或3所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：所述的推进器吊装下水包括以下吊放顺序，用甲板吊车上的吊钩挂在推进器螺旋桨侧部的主吊环上，利用吊车缓慢将推进器放入水中，放置在L型漂浮平台的安置平板上，潜水员入水，将从导杆出来的三根吊索分别挂在推进器螺旋桨的三个分吊钩上，缓慢将甲板吊车的主吊索完全放松后，由潜水员卸去主吊环上的主吊索，甲板吊车收回主吊索。
6、根据权利要求1、2或3所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：推进器移位、定位和安装通过以下步骤实现：移动L型漂浮平台到钻井平台底部下面，利用遥控技术，通过调节机构调整安置平板，使推进器到指定位置，开启船舱内的三个分吊索吊机，将三吊索提起，待推进器上部接口完全进入原船底推进器安装口下封盖所处位置后，潜水员下水进行推进器的安装固定，安装完毕后潜水员在水中开启临时上封盖与下封盖之间的阀门，并通过连接螺栓中的通气口充气，以排除密封腔室内的水，并检查腔室内是否有水泄露，最后开启临时上封盖，至此推进器安装工作完成，通过运送机构在L型漂浮平台上重新安置推进器，进入下一个推进器的安装作业。
7、根据权利要求6所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：推进器移位是通过L型漂浮平台的整体移动来实现的，在移动过程中推进器与L型漂浮平台是相对静止的。
8、根据权利要求1、2或3所述的基于L型漂浮平台的大型推进器水下安装工艺，其特征在于：推进器安装时应满足下列下水条件：风速≤6级，流速≤2.0m/s，有义波高≤0.5m，作业区域水深≥L型支架的吃水深度H1，半潜驳下潜区域无突出异物。
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