CN111271028B - 一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，舱体外部结构组件垂直悬挂于水面支持组件上，并通过水面支持组件进行供电，舱体外部结构组件的内部安装用于执行排水、注水、补气和应急操作的机械组件，用于提供呼吸用氧的生命支持组件，以及用于提供舱内照明、设备供电和信号收集处理的电控组件；还包括干式舱舱口组件，当舱体外部结构组件和干式舱舱口组件对接时，舱体外部结构组件和干式舱舱口组件内部连通，形成供人员通行的垂直通道。本发明可用于对浅深度水下采油干式舱进行维保的人员干式常压进出，对人员健康没有伤害；本发明经济性好，维护费用低；本发明运输简单，可多油井共用同一套；本发明对航道、军事区无影响，应用范围广。

Description

一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***

技术领域

本发明涉及采油装置人员进出舱技术领域，尤其是一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***。

背景技术

随着渤海湾油田开发的深入，一些边际小型油田位于我国渤海受限区域内(军事区、航道区等)，海面上不允许建设工程设施。常规湿式水下生产***在技术上虽有望解决受限区域油田开发问题，但其设备复杂、技术门槛高、投资成本高的特性对大规模应用造成了极大的阻碍，会大幅降低油田开发经济效益，且其设备大部分为国外进口，不能满足我国军事区管理的要求，在后期维保方面也需人员带压操作，对人员身心健康带来很大危害。

目前的尝试包括采用升高立管，在进入干式舱作业前由施工船舶将立管安装就位，维保人员通过立管进入舱内，该方式升高立管需动用大型施工船舶配合，且准备时间较长，影响航道通行，且升高立管受水流作用影响较大，与立管底部连接的干式舱上的法兰结构较复杂，该种方法效率低，工作量大，可操作性不强。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，从而能在干式常压的环境下进出海底采油装置，且对接稳定快捷。

本发明所采用的技术方案如下：

一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，包括水面支持组件和舱体外部结构组件，舱体外部结构组件垂直悬挂于水面支持组件上，并通过水面支持组件进行供电，舱体外部结构组件的内部安装用于执行排水、注水、补气和应急操作的机械组件，用于提供呼吸用氧的生命支持组件，以及用于提供舱内照明、设备供电和信号收集处理的电控组件；还包括干式舱舱口组件，当舱体外部结构组件和干式舱舱口组件对接时，舱体外部结构组件和干式舱舱口组件内部连通，形成供人员通行的垂直通道。

其进一步技术方案在于：

舱体外部结构组件包括压载水舱，压载水舱为垂直设置的空心柱状结构，沿压载水舱的顶部外周垂直固接防撞架，防撞架为笼状框架结构，防撞架与压载水舱顶面之间还设置耐压载人舱，耐压载人舱为空心罐状结构，耐压载人舱的顶部安装有吊耳，耐压载人舱的底部垂直贯穿压载水舱顶面，并伸入压载水舱内腔，耐压载人舱的侧壁上安装供人员进出耐压载人舱内腔的上舱口盖，压载水舱的底部设置对接舱，对接舱的下部为空心鼓状结构，对接舱的上部为空心柱状结构，对接舱的上部贯穿压载水舱底面，并伸入压载水舱内腔，与耐压载人舱的底部留有间隙，还包括下舱口盖，下舱口盖贯穿对接舱的顶面和耐压载人舱的底面，使对接舱和耐压载人舱连通；

压载水舱的侧壁上安装供人员进出压载水舱内腔的压载水舱盖；对接舱的底部外缘沿周向向外延伸形成阶梯状凸缘，阶梯状凸缘内侧的对接舱底面上还开设安装槽，沿对接舱的底部边缘裹接密封圈，密封圈的一端包裹阶梯状凸缘的外端，并通过第一螺钉与阶梯状凸缘固接，密封圈的另一端嵌入安装槽内，并通过第二螺钉与安装槽的一侧壁面固接；

水面支持组件包括母船船体，母船船体上安装吊车和甲板绞车，吊车上安装有水上缆绳，水上缆绳的一端自吊车的头部垂下并栓接于吊耳上，甲板绞车上绕接水密电缆，水密电缆的一端与进出舱的电控组件连接；

机械组件包括空气瓶组、电动海水泵、控制阀组、对接部件和应急部件，压载水舱的内腔中，在对接舱上部外壁一处安装电动海水泵，耐压载人舱的内壁中部安装控制阀组，对接舱下部内腔的两侧分别安装有对接部件和应急部件；

对接部件包括水下电动绞车和折叠导向装置，水下电动绞车和折叠导向装置相对安装于对接舱下部内壁的两侧，水下电动绞车上绕接水下缆绳，水下缆绳的一端与水下电动绞车固接，另一端绕经折叠导向装置并垂直向下伸出对接舱与干式舱的舱口盖连接；应急部件包括手动泵、切割装置和应急蓄电池罐，控制阀组下方的耐压载人舱内壁上，安装用于驱动切割装置的手动泵，折叠导向装置上安装与水下缆绳靠接的切割装置；

电控组件包括照明部件、控制部件、接线部件；照明部件包括若干个安装于耐压载人舱内舱顶部的舱内照明灯，以及若干组安装于对接舱外壁水下照明灯，水下照明灯为由多个发光元件串联构成的灯条结构；控制部件包括操纵台和计算机罐，控制阀组一旁的耐压载人舱内壁上安装操纵台；接线部件包括接线箱、上穿舱接口和下穿舱接口，耐压载人舱的侧壁底部贯穿安装有上穿舱接口，对接舱下部的侧壁上贯穿安装有下穿舱接口；

生命支持组件包括闭路式正压氧气呼吸器，耐压载人舱的内壁一处靠接立式堆叠的闭路式正压氧气呼吸器；

压载水舱的顶面上，沿耐压载人舱的侧壁依次安装计算机罐、应急蓄电池罐和空气瓶组，计算机罐的一侧还固接有接线箱，计算机罐、接线箱和应急蓄电池罐的外部均设置水密结构；

干式舱舱口组件包括干式舱法兰，干式舱法兰包括与干式舱舱口垂直法兰连接面，法兰连接面上贴接防腐蚀层，防腐蚀层为覆盖法兰连接面的环状结构，防腐蚀层通过若干个沿防腐蚀层上表面周向垂直均布的第三螺钉，与法兰连接面固接。

本发明的有益效果如下：

本发明结构合理，操作方便，人员搭载于密闭的耐压载人舱内，舱内环境为干式常压，本发明上、下均连接缆绳，上方与母船上的吊车相连，下方与干式舱相连，对接舱与采油干式舱进行精准对接，待对接成功后形成干式通道，人员可便利地进出干式舱，本发明可用于对浅深度水下采油干式舱进行维保的人员干式常压进出，对人员健康没有伤害；本发明造价低，经济性好，后期维护保养费用低；本发明运输简单，可多油井共用同一套；本发明对航道、军事区无影响，应用范围广。

相较现有技术本发明还具有如下优势：

水面支持组件：通过吊车和甲板绞车，分别实现水上缆绳和电缆的收放工作，为舱体外部结构组件提供悬挂支撑；

舱体外部结构组件：提供一种易于运输的进出舱结构，外部有防撞架保护，内部结构紧凑，舱内人员垂直上下，对接舱与采油干式舱能精准对接，同时连接处设有良好的密封和防腐蚀结构；

安全性能：舱内为常压环境，对人员健康没有伤害；舱内设有生命支持组件，为人员水下作业提供纯净氧气；配套有应急部件，当水下缆绳需要紧急脱离时，可以通过应急部件快速切割；

经济性：本发明运输简单，可以多个油井共用一套，节约成本，且造价低廉，养护费用较低；本发明不会对航道和军事区规划产生影响，应用范围广泛。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的舱体外部结构组件侧视图(含电动海水泵处局部剖视)。

图3为本发明的舱体外部结构组件纵剖图。

图4为图2中的A处局部放大图。

图5为本发明的干式舱法兰局部俯视图。

图6为图5中的B-B剖视图。

其中：1、吊车；2、水上缆绳；3、水密电缆；4、甲板绞车；5、母船船体；6、水面；7、吊耳；8、防撞架；9、空气瓶组；10、舱内照明灯；11、压载水舱盖；12、压载水舱；13、下穿舱接口；14、对接舱；15、水下照明灯；16、密封圈；17、干式舱法兰；18、采油干式舱；19、采油树；20、耐压载人舱；21、上舱口盖；22、计算机罐；23、接线箱；24、水下缆绳；25、应急蓄电池罐；26、上穿舱接口；27、电动海水泵；28、操纵台；29、控制阀组；30、手动泵；31、下舱口盖；32、切割装置；33、折叠导向装置；34、闭路式正压氧气呼吸器；35、水下电动绞车；36、海底泥沙；

1401、阶梯状凸缘；1402、安装槽；1403、第一螺钉；1404、第二螺钉；

1701、防腐蚀层；1702、法兰连接面；1703、第三螺钉。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1～3所示，本发明包括水面支持组件和舱体外部结构组件，舱体外部结构组件垂直悬挂于水面支持组件上，并通过水面支持组件进行供电，舱体外部结构组件的内部安装用于执行排水、注水、补气和应急操作的机械组件，用于提供呼吸用氧的生命支持组件，以及用于提供舱内照明、设备供电和信号收集处理的电控组件；还包括干式舱舱口组件，当舱体外部结构组件和干式舱舱口组件对接时，舱体外部结构组件和干式舱舱口组件内部连通，形成供人员通行的垂直通道。

舱体外部结构组件包括压载水舱12，压载水舱12为垂直设置的空心柱状结构，沿压载水舱12的顶部外周垂直固接防撞架8，防撞架8为笼状框架结构，防撞架8与压载水舱12顶面之间还设置耐压载人舱20，耐压载人舱20为空心罐状结构，耐压载人舱20的顶部安装有吊耳7，耐压载人舱20的底部垂直贯穿压载水舱12顶面，并伸入压载水舱12内腔，耐压载人舱20的侧壁上安装供人员进出耐压载人舱20内腔的上舱口盖21，压载水舱12的底部设置对接舱14，对接舱14的下部为空心鼓状结构，对接舱14的上部为空心柱状结构，对接舱14的上部贯穿压载水舱12底面，并伸入压载水舱12内腔，与耐压载人舱20的底部留有间隙，还包括下舱口盖31，下舱口盖31贯穿对接舱14的顶面和耐压载人舱20的底面，使对接舱14和耐压载人舱20连通。

压载水舱12的侧壁上安装供人员进出压载水舱12内腔的压载水舱盖11。如图4所示，对接舱14的底部外缘沿周向向外延伸形成阶梯状凸缘1401，阶梯状凸缘1401内侧的对接舱14底面上还开设安装槽1402，沿对接舱14的底部边缘裹接密封圈16，密封圈16的一端包裹阶梯状凸缘1401的外端，并通过第一螺钉1403与阶梯状凸缘1401固接，密封圈16的另一端嵌入安装槽1402内，并通过第二螺钉1404与安装槽1402的一侧壁面固接。

水面支持组件包括母船船体5，母船船体5上安装吊车1和甲板绞车4，吊车1上安装有水上缆绳2，水上缆绳2的一端自吊车1的头部垂下并栓接于吊耳7上，甲板绞车4上绕接水密电缆3，水密电缆3的一端伸入水下并与电控组件连接，水密电缆3的一端与进出舱的电控组件连接。

机械组件包括空气瓶组9、电动海水泵27、控制阀组29、对接部件和应急部件，压载水舱12的内腔中，在对接舱14上部外壁一处安装电动海水泵27，耐压载人舱20的内壁中部安装控制阀组29，对接舱14下部内腔的两侧分别安装有对接部件和应急部件。

对接部件包括水下电动绞车35和折叠导向装置33，水下电动绞车35和折叠导向装置33相对安装于对接舱14下部内壁的两侧，水下电动绞车35上绕接水下缆绳24，水下缆绳24的一端与水下电动绞车35固接，另一端绕经折叠导向装置33并垂直向下伸出对接舱14与干式舱的舱口盖连接；应急部件包括手动泵30、切割装置32和应急蓄电池罐25，控制阀组29下方的耐压载人舱20内壁上，安装用于驱动切割装置32的手动泵30，折叠导向装置33上安装与水下缆绳24靠接的切割装置32。

电控组件包括照明部件、控制部件、接线部件；照明部件包括若干个安装于耐压载人舱20内舱顶部的舱内照明灯10，以及若干组安装于对接舱14外壁水下照明灯15，水下照明灯15为由多个发光元件串联构成的灯条结构；控制部件包括操纵台28和计算机罐22，控制阀组29一旁的耐压载人舱20内壁上安装操纵台28；接线部件包括接线箱23、上穿舱接口13和下穿舱接口26，耐压载人舱20的侧壁底部贯穿安装有上穿舱接口13，对接舱14下部的侧壁上贯穿安装有下穿舱接口26。

生命支持组件包括闭路式正压氧气呼吸器34，耐压载人舱20的内壁一处靠接立式堆叠的闭路式正压氧气呼吸器34。

压载水舱12的顶面上，沿耐压载人舱20的侧壁依次安装计算机罐22、应急蓄电池罐25和空气瓶组9，计算机罐22的一侧还固接有接线箱23，计算机罐22、接线箱23和应急蓄电池罐25的外部均设置水密结构。

如图5～6所示，干式舱舱口组件包括干式舱法兰17，干式舱法兰17包括与干式舱舱口垂直法兰连接面1702，法兰连接面1702上贴接防腐蚀层1701，防腐蚀层1701为覆盖法兰连接面1702的环状结构，防腐蚀层1701通过若干个沿防腐蚀层1701上表面周向垂直均布的第三螺钉1703，与法兰连接面1702固接。

本发明的具体工作原理如下：

水面支持组件：水密电缆3由多根芯线组成，为进出舱提供动力以及实现水下通讯和信号传输，甲板绞车4的作用是收放水密电缆3，还包括监测设备，监测设备布置于甲板上舱室中，主要为显示器、通讯设备等，用于监控进出舱内显示器上的数值及与进出舱内通话。

舱体外部结构组件：吊耳7的作用是进出舱起吊，防撞架8的作用是防止本发明在运输或起吊过程中发生碰撞损伤，压载水舱盖11的作用是便于人员进入压载水舱12内部，进行焊接、喷涂工作，压载水舱12的作用是调节进出舱在水下的重力和浮力，对接舱14的作用是与采油干式舱18对接，提供常压干式通道，耐压载人舱20的作用是给人员和舱内设备提供干式常压环境，上舱口盖21作用是供人员进出耐压载人舱20，下舱口盖31的作用是供人员进出对接舱14。

机械组件：空气瓶组9的作用是为对接舱14和压载水舱12的排水过程补气，电动海水泵27的作用为在对接舱14对接成功后，将对接舱14内的海水抽出，控制阀组29安装于载人舱内，由内部人员进行排水、注水、补气等操作；手动泵30的作用是为切割装置32提供能量，切割装置32的作用是应急情况下将连接到水下电动绞车35上的水下缆绳24切断；折叠导向装置33的作用是为连接到水下电动绞车35上的水下缆绳24提供导向，水下电动绞车35的作用是收放水下缆绳24。

生命支持组件：闭路式正压氧气呼吸器34的作用是阻断有毒气体，为舱内人员提供氧气。

电控组件：舱内照明灯10给舱内提供照明，水下照明灯15给舱外提供照明，下舱口盖31可以配套采用透明有机玻璃结构，构对接时人员可通过下舱口盖31观察外面情况，计算机罐22外部为水密耐压结构，计算机罐22作用是数据采集处理、控制量输出，接线箱23的作用包括为本发明的设备配电，以及将外部电源380伏的电压变压为设备所需电压，下穿舱接口13的作用是为对接舱14的舱内设备提供电源及信号接口，应急蓄电池罐25内设铅酸蓄电池，应急情况下给耐压载人舱20提供照明、通讯用电，上穿舱接口26的作用是为耐压载人舱20的舱内设备提供电源及信号接口，操纵台28主要布置有舱内电脑、监视器、操作按钮以及与母船甲板的通话设备等。

本发明的具体工作过程如下：

本发明装上母船后进入就位状态，就位状态指本发明技术状态良好，可随时下潜。潜水员下水将干式舱法兰17上的面板拆除，同时检查密封面完整性，再将对接舱14内水下电动绞车35上绕接的水下缆绳24挂至干式舱舱口盖上。打开本发明上舱口盖21，人员进入本发明，关闭上舱口盖21。启动吊车1，释放水上缆绳2，将本发明吊至水面6，同时启动甲板绞车4，缓慢释放水密电缆3。压载水舱12内注水，甲板绞车4持续释放水密电缆3，水下绞车收绞水下缆绳24，本发明沿着水下缆绳24缓慢接近采油干式舱18。本发明与采油干式舱18对接成功后，启动电动海水泵27，将对接舱14内水抽干，同时向对接舱14内补气，待对接舱14与载人舱内压力相同后打开下舱口盖31，脱开水下绞车连接到干式舱舱口盖上的水下缆绳24，人员穿好闭路式正压氧气呼吸器34，打开干式舱舱口盖，人员进入采油干式舱18进行作业。作业完成后，人员进入本发明，关闭干式舱舱口盖和本发明下舱口盖31，对接舱14注水，待对接舱14内外压力相等时，本发明与采油干式舱18脱离，启动吊车1，吊车1收绞水上缆绳2，同时甲板绞车4收绞水密电缆3，本发明上浮至水面6。压载水舱12排水，将本发明吊至甲板，人员出舱，完成一次采油干式舱18作业任务。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：包括水面支持组件和舱体外部结构组件，所述舱体外部结构组件垂直悬挂于水面支持组件上，并通过水面支持组件进行供电，所述舱体外部结构组件的内部安装用于执行排水、注水、补气和应急操作的机械组件，用于提供呼吸用氧的生命支持组件，以及用于提供舱内照明、设备供电和信号收集处理的电控组件；还包括干式舱舱口组件，当舱体外部结构组件和干式舱舱口组件对接时，舱体外部结构组件和干式舱舱口组件内部连通，形成供人员通行的垂直通道；

所述舱体外部结构组件包括压载水舱（12），所述压载水舱（12）为垂直设置的空心柱状结构，沿压载水舱（12）的顶部外周垂直固接防撞架（8），所述防撞架（8）为笼状框架结构，防撞架（8）与压载水舱（12）顶面之间还设置耐压载人舱（20），所述耐压载人舱（20）为空心罐状结构，耐压载人舱（20）的顶部安装有吊耳（7），耐压载人舱（20）的底部垂直贯穿压载水舱（12）顶面，并伸入压载水舱（12）内腔，耐压载人舱（20）的侧壁上安装供人员进出耐压载人舱（20）内腔的上舱口盖（21），所述压载水舱（12）的底部设置对接舱（14），所述对接舱（14）的下部为空心鼓状结构，对接舱（14）的上部为空心柱状结构，对接舱（14）的上部贯穿压载水舱（12）底面，并伸入压载水舱（12）内腔，与耐压载人舱（20）的底部留有间隙，还包括下舱口盖（31），所述下舱口盖（31）贯穿对接舱（14）的顶面和耐压载人舱（20）的底面，使对接舱（14）和耐压载人舱（20）连通；

所述机械组件包括空气瓶组（9）、电动海水泵（27）、控制阀组（29）、对接部件和应急部件，所述压载水舱（12）的内腔中，在对接舱（14）上部外壁一处安装电动海水泵（27），所述耐压载人舱（20）的内壁中部安装控制阀组（29），所述对接舱（14）下部内腔的两侧分别安装有对接部件和应急部件；

所述对接部件包括水下电动绞车（35）和折叠导向装置（33），所述水下电动绞车（35）和折叠导向装置（33）相对安装于对接舱（14）下部内壁的两侧，所述水下电动绞车（35）上绕接水下缆绳（24），所述水下缆绳（24）的一端与水下电动绞车（35）固接，另一端绕经折叠导向装置（33）并垂直向下伸出对接舱（14）与干式舱的舱口盖连接；

所述应急部件包括手动泵（30）、切割装置（32）和应急蓄电池罐（25），所述控制阀组（29）下方的耐压载人舱（20）内壁上，安装用于驱动切割装置（32）的手动泵（30），折叠导向装置（33）上安装与水下缆绳（24）靠接的切割装置（32）；

所述压载水舱（12）的侧壁上安装供人员进出压载水舱（12）内腔的压载水舱盖（11）；

所述对接舱（14）的底部外缘沿周向向外延伸形成阶梯状凸缘（1401），所述阶梯状凸缘（1401）内侧的对接舱（14）底面上还开设安装槽（1402），沿对接舱（14）的底部边缘裹接密封圈（16），密封圈（16）的一端包裹阶梯状凸缘（1401）的外端，并通过第一螺钉（1403）与阶梯状凸缘（1401）固接，密封圈（16）的另一端嵌入安装槽（1402）内，并通过第二螺钉（1404）与安装槽（1402）的一侧壁面固接。

2.如权利要求1所述的一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：所述水面支持组件包括母船船体（5），母船船体（5）上安装吊车（1）和甲板绞车（4），所述吊车（1）上安装有水上缆绳（2），所述水上缆绳（2）的一端自吊车（1）的头部垂下并栓接于吊耳（7）上，甲板绞车（4）上绕接水密电缆（3），所述水密电缆（3）的一端与进出舱的电控组件连接。

3.如权利要求1所述的一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：所述电控组件包括照明部件、控制部件、接线部件；

所述照明部件包括若干个安装于耐压载人舱（20）内舱顶部的舱内照明灯（10），以及若干组安装于对接舱（14）外壁水下照明灯（15），所述水下照明灯（15）为由多个发光元件串联构成的灯条结构；

所述控制部件包括操纵台（28）和计算机罐（22），所述控制阀组（29）一旁的耐压载人舱（20）内壁上安装操纵台（28）；

所述接线部件包括接线箱（23）、上穿舱接口（13）和下穿舱接口（26），所述耐压载人舱（20）的侧壁底部贯穿安装有上穿舱接口（13），所述对接舱（14）下部的侧壁上贯穿安装有下穿舱接口（26）。

4.如权利要求1所述的一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：所述生命支持组件包括闭路式正压氧气呼吸器（34），所述耐压载人舱（20）的内壁一处靠接立式堆叠的闭路式正压氧气呼吸器（34）。

5.如权利要求1所述的一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：所述压载水舱（12）的顶面上，沿耐压载人舱（20）的侧壁依次安装计算机罐（22）、应急蓄电池罐（25）和空气瓶组（9），所述计算机罐（22）的一侧还固接有接线箱（23），所述计算机罐（22）、接线箱（23）和应急蓄电池罐（25）的外部均设置水密结构。

6.如权利要求1所述的一种浅深度海底干式采油装置人员进出舱***，其特征在于：所述干式舱舱口组件包括干式舱法兰（17），所述干式舱法兰（17）包括与干式舱舱口垂直法兰连接面（1702），所述法兰连接面（1702）上贴接防腐蚀层（1701），所述防腐蚀层（1701）为覆盖法兰连接面（1702）的环状结构，所述防腐蚀层（1701）通过若干个沿防腐蚀层（1701）上表面周向垂直均布的第三螺钉（1703），与法兰连接面（1702）固接。

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