CN104494792B - 海洋工程结构物运输装置及运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海洋工程领域，具体地，涉及一种海洋工程结构物运输装置及运输方法，用于运输大型海洋工程结构物。海洋工程结构物运输装置包括：舱身、舱首和舱尾，舱身两端分别与舱首、舱尾相连，舱身、舱首和舱尾组成拥有内部空腔的密封结构，在舱身顶部沿舱身轴线由舱尾至舱首的方向依次设置液压阀门、进排水口、进排气孔、攀梯、带密封门人孔；进排水口、进排气孔的开关作业由液压阀门统一控制。本发明的运输装置相对于大型海洋工程结构物较小，且连接方式十分简单，装置回收速度快，效率高；无需雇佣大型半潜船，对拖航船舶能力要求不高，节约运输成本；利用运输装置进行运输不受海洋工程结构物的大小、形状的限制，适用范围较广。

Description

海洋工程结构物运输装置及运输方法

技术领域

本发明属于海洋工程领域，具体地，涉及一种海洋工程结构物运输装置及运输方法，用于运输大型海洋工程结构物。

背景技术

随着海洋工程的不断发展，导管架、钻井平台、油气生产设备等大型海洋工程结构物的运输需求快速增长，但作业深度的不断增加也使得海洋工程结构物也不断大型化，半潜船运输大型海洋工程结构物是现阶段主流的运输方法。因半潜船耗资巨大，技术含量极高，设计建造技术异常复杂，目前只有少数国家和地区具备半潜船的设计制造能力，全世界范围内半潜船数量在40艘左右，租赁费用极高，并且大型海洋工程结构物的运输特点是距离远、运速慢，故利用半潜船进行运输价格十分昂贵，且运输过程涉及装船、下沉、浮卸等多项高精密性操作技术，稍有不慎会引起巨大损失。从查阅的文献来看，尚未有利用辅助运输装置来进行大型海洋工程结构物运输的资料。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种海洋工程结构物运输装置及运输方法，该运输装置与大型海洋结构物的连接方式与打捞浮筒类似，通过调节装置的浮力实现结构物运输、下水就位，以及装置与结构物的分离作业，以解决半潜船运输过程复杂、运输难度较大等难题。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

海洋工程结构物运输装置，包括：舱身、舱首和舱尾，舱身两端分别与舱首、舱尾相连，舱身、舱首和舱尾组成拥有内部空腔的密封结构，其中：在舱身顶部沿舱身轴线由舱尾至舱首的方向依次设置液压阀门、进排水口、进排气孔、攀梯、带密封门人孔；进排水口、进排气孔的开关作业由液压阀门统一控制。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)、运输装置相对于大型海洋工程结构物较小，且连接方式十分简单，装置回收速度快，效率高；

(2)、无需雇佣大型半潜船，对拖航船舶能力要求不高，节约运输成本；

(3)、运输装置内部设置有加强筋，不易变形，能适应恶劣的海洋环境；

(4)、运输装置与结构物连接形式简单，可根据结构物形状设计装置在结构物上的分布形式；

(5)、运输装置使用寿命长，体积较小，运输、保管方便且易于维修；

(6)、运输装置为筒形，可以以全潜方式拖航，所受风浪、海流等阻力较小；

(7)、利用运输装置进行运输不受海洋工程结构物的大小、形状的限制，适用范围较广。

附图说明

图1是海洋工程结构物运输装置正视示意图；

图2是海洋工程结构物运输装置左视局部剖视示意图；

图3是海洋工程结构物运输装置俯视示意图；

图4是海洋工程结构物运输装置与八腿导管架连接正视图；

图5是海洋工程结构物运输装置与八腿导管架连接俯视图；

图6是海洋工程结构物运输装置与八腿导管架连接放大局部剖视示意图；

图7是利用运输船进行拖航运输示意图；

图8是海洋工程结构物运输装置与八腿导管架分离示意图；

图中：1、海洋工程结构物运输装置，2、加强筋，3、顶部拖环，4、顶部吊环，5、舱身吊环，6、橡胶护板，7、进排水口，8、进排气孔，9、液压阀门，10、攀梯，11、带密封门人孔，12、连接通道，13、减震垫，14、液压卸扣，15、导管架，16、连接杆，17、吊扣，18、运输船，19、舱身，20、舱首，21、舱尾，22、连接通道壁。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，海洋工程结构物运输装置1，包括：舱身19、舱首20和舱尾21，舱身19上设有进排水口7、连接通道12，其中：

舱身19为钢制薄壁圆柱壳体，舱首20、舱尾21均为钢制椭球形壳体，舱身19两端分别与舱首20、舱尾21通过焊接相连，舱身19、舱首20和舱尾21组成拥有内部空腔的密封结构；

舱身19内部设置三组加强筋2，三组加强筋2沿舱身19轴向均匀分布，每组加强筋2由四条钢筋组成，确保运输装置1在承受深水水压时不变形，运输装置1内部空腔全部注满水之后，运输装置1的重力大于浮力；

舱身19设有两个连接通道12，一个靠近舱首20、一个靠近舱尾21，连接通道12为圆柱壳体，连接通道12的轴线与舱身19的轴线垂直相交且贯穿舱身19，连接通道12的连接通道壁22与舱身19焊接保证运输装置1呈密封状态，连接通道壁22内包裹一层减震垫13，减震垫13采用弹性材料制作而成。

舱身19两侧在沿舱身19轴线方向上对称设置六条长条形橡胶护板6，每侧设置有三条，橡胶护板6的位置在两个连接通道12之间，橡胶护板6采用橡胶材料制作而成。

运输装置1两端端部各设有一个顶部拖环3，在舱首20和舱尾21上靠近顶部拖环3的位置均各设置两个顶部吊环4，顶部吊环4关于顶部拖环3对称分布；在每个连接通道12附近设置两个舱身吊环5，舱身吊环5关于连接通道12出口对称分布，共设置八个舱身吊环5。

在舱身19顶部沿舱身19轴线由舱尾21至舱首20的方向依次设置液压阀门9、进排水口7、进排气孔8、攀梯10、带密封门人孔11；进排水口7和进排气孔8均为薄壁圆柱通孔，分别用于运输装置1的注排水和注排气作业，进排水口7、进排气孔8的开关作业由液压阀门9统一控制，液压阀门9可以控制进排水口7进排水量的大小；带密封门人孔11一般呈密封状态，当需要检修时可以打开，检修人员可以通过攀梯10、带密封门人孔11进入运输装置1内进行日常检修。

图4至图6是运输装置1与导管架15连接方法，图7至图8是利用运输船18运输导管架15的示意图。

海洋工程结构物运输方法，采用上述海洋工程结构物运输装置1运输导管架15，包括以下步骤：

1、根据导管架15的湿重得到需要海洋工程结构物运输装置1的数量，为保证导管架15入水后姿态正确，需根据导管架15的重心等设计各海洋工程结构物运输装置1的位置；

2、海洋工程结构物运输装置1通过导管架15上的连接杆16穿入连接通道12与导管架15相连，当导管架15入水之后，连接杆16与连接通道12之间会产生较大的挤压力，实现二者的相互固定，顶部吊环4和舱身吊环5与安装有液压卸扣14的缆绳相连，缆绳另一端连接至导管架15上的吊扣17，可以起到辅助固定运输装置1的作用；

3、所有海洋工程结构物运输装置1与导管架15固定完成后，将海洋工程结构物运输装置1与导管架15组成的***吊放入水，***在水中处于悬浮状态，利用运输船18便可将其运输至安装位置附近；

4、运输至安装位置附近后，解开运输船18与导管架15相连的缆绳，如果导管架15需要翻转就位，则先将运输船18上的绞车上的缆绳连接导管架下端，之后利用水下机器人（ROV）或者潜水员打开导管架15下端处的运输装置1上的液压阀门9，对其进行注水作业，控制进水速度，绞车缆绳控制导管架的翻转速度。

5、翻转就位完成之后，将绞车与导管架15相连的缆绳拆除，继续进行运输装置1注水作业，当运输装置1的重力与浮力相近时，通过控制液压阀门9逐渐减小进水量，当连接杆16与连接通道12之间挤压力基本消失时，关闭液压阀门9，利用水下机器人（ROV）拆除顶部吊环4和舱身吊环5处液压卸扣14，将运输船18绞车上的缆绳与运输装置1上的舱身吊环5相连，通过收放缆绳作业将运输装置1拉离导管架15，完成分离作业。

Claims (6)

1.一种海洋工程结构物运输装置，包括：舱身、舱首和舱尾，舱身两端分别与舱首、舱尾相连，舱身、舱首和舱尾组成拥有内部空腔的密封结构，其特征在于：在舱身顶部沿舱身轴线由舱尾至舱首的方向依次设置液压阀门、进排水口、进排气孔、攀梯、带密封门人孔；进排水口、进排气孔的开关作业由液压阀门统一控制；

舱身内部设置三组加强筋，三组加强筋沿舱身轴向均匀分布，每组加强筋由四条钢筋组成，运输装置内部空腔全部注满水之后，运输装置的重力大于浮力；

舱身设有两个连接通道，一个靠近舱首、一个靠近舱尾，连接通道为圆柱壳体，连接通道的轴线与舱身的轴线垂直相交且贯穿舱身，连接通道的连接通道壁与舱身焊接保证运输装置呈密封状态，连接通道壁内包裹一层减震垫，减震垫采用弹性材料制作而成。

2.根据权利要求1所述的海洋工程结构物运输装置，其特征在于：舱身两侧在沿舱身轴线方向上对称设置六条长条形橡胶护板，每侧设置有三条，橡胶护板的位置在两个连接通道之间，橡胶护板采用橡胶材料制作而成。

3.根据权利要求2所述的海洋工程结构物运输装置，其特征在于：运输装置两端端部各设有一个顶部拖环，在舱首和舱尾上靠近顶部拖环的位置均各设置两个顶部吊环，顶部吊环关于顶部拖环对称分布；在每个连接通道附近设置两个舱身吊环，舱身吊环关于连接通道出口对称分布，共设置八个舱身吊环。

4.根据权利要求3所述的海洋工程结构物运输装置，其特征在于：进排水口和进排气孔均为薄壁圆柱通孔。

5.根据权利要求4所述的海洋工程结构物运输装置，其特征在于：舱身为钢制薄壁圆柱壳体，舱首、舱尾均为钢制椭球形壳体。

6.一种海洋工程结构物运输方法，采用权利要求5所述海洋工程结构物运输装置运输导管架，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、根据导管架的湿重得到需要海洋工程结构物运输装置的数量，为保证导管架入水后姿态正确，需根据导管架的重心设计各海洋工程结构物运输装置的位置；

(2)、海洋工程结构物运输装置通过导管架上的连接杆穿入连接通道与导管架相连，实现二者的相互固定，顶部吊环和舱身吊环与安装有液压卸扣的缆绳相连，缆绳另一端连接至导管架上的吊扣；

(3)、所有海洋工程结构物运输装置与导管架固定完成后，将海洋工程结构物运输装置与导管架组成的***吊放入水，***在水中处于悬浮状态，利用运输船便可将其运输至安装位置附近；

(4)、运输至安装位置附近后，解开运输船与导管架相连的缆绳，如果导管架需要翻转就位，则先将运输船上的绞车上的缆绳连接导管架下端，之后利用ROV或者潜水员打开导管架下端处的运输装置上的液压阀门，对其进行注水作业，控制进水速度，绞车缆绳控制导管架的翻转速度;

(5)、翻转就位完成之后，将绞车与导管架相连的缆绳拆除，继续进行运输装置注水作业，当运输装置的重力与浮力相近时，通过控制液压阀门逐渐减小进水量，当连接杆与连接通道之间挤压力基本消失时，关闭液压阀门，利用ROV拆除顶部吊环和舱身吊环处液压卸扣，将运输船绞车上的缆绳与运输装置上的舱身吊环相连，通过收放缆绳作业将运输装置拉离导管架，完成分离作业。