CN103991511A - 海洋平台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，涉及一种海洋平台运输装置及运输方法，用于运输大型海洋平台。海洋平台运输装置包括船体、固定绞车、牵引绞车、底座、滑轨和滑靴；海洋平台运输装置为轴对称结构，关于纵轴对称，船体内部设有棱柱型压载舱，船体外侧沿纵向安装牵引绞车、固定绞车，船体顶部设滑道，滑道内安装有弹性滑块，弹性滑块可在滑道内滑动，弹性滑块顶部与底座底部固定，弹性滑块在滑道内的位置由摇箱调节；每个底座上铺设有滑轨，滑靴底部为滑轨槽，滑靴通过滑轨槽与滑轨相连。本发明的运输装置可在一定深度内全潜作业，能实现大型海洋平台下水过程自主分离，减短装船工期，降低施工成本，运输装置以半潜方式拖航，受水面风浪影响较小。

Description

海洋平台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，涉及一种海洋平台运输装置及运输方法，用于运输大型海洋平台。

背景技术

海洋工程不断发展和作业深度不断增加使得平台导管架和组块等海洋平台结构物越来越大型化，传统的起重运输方式对于此类结构物的运输无法适用，现阶段主流运输方式是采用滑移方法进行大型海洋平台装船和下水。在下水过程中大型海洋平台从开始翻转至完全入水翻转角度可达30°，运动过程中大型海洋平台和驳船整体重心的不断移动，需要经过实时的动态测量数据和精密的计算调节运输驳船压载舱内液位控制驳船的稳定。目前整个下水过程大型海洋平台的运动速度、轨迹、水深富裕度等都是靠现场经验和人工测量来控制，存在许多不稳定因素和安全隐患，如有不慎会带来极大灾难；并且大型海洋平台对于运输驳船能力要求十分苛刻，需要驳船体积很大并且有一定型深，对驳船纵向强度要求也十分高，此类驳船雇佣费用十分昂贵。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种海洋平台运输装置及运输方法，该运输装置可通过调节压载舱液位完全潜入水中实现和导管架分离，能够有效完成大型海洋平台的下水作业，解决现阶段主流滑移法对于运输驳船极高的能力要求，减小下水过程存在的驳船强度不够和失稳等安全隐患。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

海洋平台运输装置，包括：船体、固定绞车、牵引绞车、底座、滑轨和滑靴；海洋平台运输装置为轴对称结构，关于纵轴对称，船体内部设有棱柱型压载舱，船体外侧沿纵向安装牵引绞车、固定绞车，船体顶部设滑道，滑道内安装有弹性滑块，弹性滑块可在滑道内滑动，弹性滑块顶部与底座底部固定，弹性滑块在滑道内的位置由摇箱调节；每个底座上铺设有滑轨，滑靴底部为滑轨槽，滑靴通过滑轨槽与滑轨相连。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)、运输装置可在一定深度内全潜作业，能实现大型海洋平台下水过程自主分离。

(2)、无需雇佣大型专业运输船，雇佣有一定拖航能力船舶即可。

(3)、可实现大型海洋平台滑移装船，减短装船工期，降低施工成本。

(4)、可根据大型海洋平台结构形式调节滑轨间距和滑靴结构，实现不同结构形式大型海洋平台运输。

(5)、舷侧安装加强板可增加运输装置纵向强度，可承受装船时对装置产生的巨大弯矩。

(6)、各压载舱安装独立的注排水系统，可实现装船时滑轨与港口滑轨实时对接和自主分离时避免与大型海洋平台发生碰撞。

(7)、运输装置以半潜方式拖航，受水面风浪影响较小。

附图说明

图1是海洋平台运输装置主视示意图；

图2是海洋平台运输装置侧视示意图；

图3是海洋平台运输装置俯视示意图；

图4是图3的A-A向的半剖示意图；

图5是图3的B-B向的半剖示意图；

图6是适用于八桩腿导管架的滑靴及锁紧装置结构主视示意图；

图7是图6中滑靴及锁紧装置局部主视示意图；

图8是图6中滑靴及锁紧装置局部左视示意图；

图9是八桩腿导管架装船主视示意图；

图10是八桩腿导管架装船俯视示意图；

图11是八桩腿导管架装船完成准备拖航示意图；

图12是拖航完成后通过调节缆与辅助船连接准备下沉示意图；

图13a、图13b、图13c是运输装置下沉与八桩腿导管架分离示意图；

图14是拖曳船和辅助船通过收放调节缆回收运输装置示意图；

图中：1、船体，2、固定绞车，3、牵引绞车，4、底座，5、滑轨，6、摇箱，7、滑道，8、滑靴，9、加强板，10、进排气孔，11、注排水孔，12、外部防摩擦条，13、底部护板，14、压载舱，15、艏舱，16、中继器，17、集中控制缆，18、艏部拉环，19、艉部拉环，20、锁紧装置，21、拖曳船，22、辅助船，23、拖曳缆，24、辅助绞车，25、辅助调节缆，26、海洋平台运输装置，27、八桩腿导管架，28、卷扬机，29、系缆桩，30、系船钢缆，31、牵引钢缆，32、控制室，33、拖曳绞车，34、支撑凹槽，35、滑轨槽，36、甲板螺孔，37、底座螺孔，38、滑靴螺孔，39、锁紧螺孔，40、弹性滑块，41、合叶，42、薄壁圆柱壳。

具体实施方式

如图1至图7所示，海洋平台运输装置包括：船体1、固定绞车2、牵引绞车3、底座4、滑轨5和滑靴8；海洋平台运输装置为轴对称结构，关于纵轴对称(海洋平台运输装置行进方向为纵向)，其中：

船体1艏端为圆弧形，以减小拖航过程浪流阻力。

船体1舷侧中部安装有加强板9，增加海洋平台运输装置26沿纵向的强度；船体1四周有一圈外部防摩擦条12，外部防摩擦条12采用橡胶等弹性材料制作而成，减缓装船和运输过程与其他物体的碰撞；船体1底部同样连接一层弹性材料制成的底部护板13，减缓船体与海底礁石的碰撞；船体1艏端和艉部分别焊接艏部拉环18和艉部拉环19，艏部拉环18和艉部拉环19均为椭圆形，艏部拉环18用于连接拖曳缆23，艉部拉环19用于连接辅助调节缆25。

船体1内部设有五个大小相同的棱柱型压载舱14，船体1的前端设有艏舱15，艏舱15内设置中继器16；棱柱型压载舱14沿纵向均匀排列，每个压载舱14在顶部设有进排气孔10与外部相连，底部设有注排水孔11与外部相连，每个进排气孔10或注排水孔11都有独立的压载控制管线与艏舱15内的中继器16相连，压载控制管线铺设在船体1内，中继器16通过集中控制缆17与拖曳船21上的控制室32相连，由控制室32控制各压载舱14孔道阀门的开关，所述压载控制管线和集中控制装置都使用已有技术，附图未示。

船体1外侧沿纵向安装六个绞车，每侧分别安装三个；艏端绞车为牵引绞车3，通过回收与八桩腿导管架27相连的牵引钢缆31牵引八桩腿导管架27装船，中部绞车和艉部绞车为固定绞车2，固定绞车2放出系船钢缆30固定于港口系缆桩29上。

船体1内部靠近顶部甲板的位置有两个截面为矩形的空腔滑道7，船体1艏端和艉部分别设置，滑道7垂直于船体1纵轴；滑道7顶部设有矩形开口与外部相连，每条滑道7内安装有两个弹性滑块40，弹性滑块40可在滑道7内滑动，弹性滑块40顶部与底座4底部固定，弹性滑块40在滑道7内的位置由摇箱6调节，摇箱6位于两个底座4之间，每个底座4上铺设有滑轨5，调节弹性滑块40实现海洋平台运输装置26上滑轨5和港口滑轨对接，调节完成后，通过螺栓穿过底座螺孔37嵌入甲板螺孔36实现底座4在船体1甲板上的固定。

如图6至图8所示，滑靴8及锁紧装置20，滑靴8适用于八桩腿导管架27；滑靴8底部为滑轨槽35，滑轨槽35为楔形，滑靴8通过滑轨槽35与滑轨5相连，滑靴8通过螺栓穿过滑靴8底部的滑靴螺孔38，嵌入底座4上的底座螺栓37与底座4进行固定；滑靴8中部为支撑凹槽34，支撑凹槽34为半圆形，用于支撑八桩腿导管架27的两个桩腿；滑靴8上部通过合叶41与锁紧装置20相连，锁紧装置20主体为两个薄壁圆柱壳42，薄壁圆柱壳42半径稍微大于八桩腿导管架27桩腿半径，薄壁圆柱壳42可以绕合叶41旋转，锁紧装置20顶部为锁紧螺孔39，薄壁圆柱壳42通过螺栓穿过锁紧螺孔39进行锁紧。

如图9至图14所示，海洋平台运输方法，利用上述海洋平台运输装置运输八桩腿导管架27，包括以下步骤：

1、在港口上将滑靴8与滑轨5套接在一起，在滑靴8上安装八桩腿导管架27，安装完成之后，将滑靴8上锁紧装置20套牢八桩腿导管架27桩腿并用螺栓锁紧固定，八桩腿导管架27末端与卷扬机28的牵引钢缆31相连。

2、将海洋平台运输装置26拖至港口处，利用摇箱6调节甲板上滑轨5间距与港口滑轨5间距相同，并利用螺栓穿过底座4上的底座螺孔37固定，之后将甲板上滑轨5与港口滑轨5对接并通过控制室32调节各压载舱14水位使滑轨5对接处高度差在允许范围之内，调节完成后固定绞车2放出系船钢缆30固定于港口系缆桩29上，牵引绞车3放出牵引钢缆31与八桩腿导管架27端部相连，连接完成后通过牵引绞车3回收牵引钢缆31和卷扬机28放出牵引钢缆31实现八桩腿导管架27装船过程，在八桩腿导管架27装船过程中，海洋平台运输装置26承载不断变化，控制室32通过不断调节压载舱14水位使滑轨5对接处高度差满足装船要求。

3、装船完成后，控制室32调节压载舱14水位使海洋平台运输装置26恢复平稳，并使其保持半潜状态，之后拖曳船21上拖曳绞车33放出拖曳缆23连接至艏部拉环18。

4、连接完成之后，利用拖曳船21拖曳海洋平台运输装置26至八桩腿导管架27下水位置附近，辅助船22上的辅助绞车24放出辅助调节缆25连接至艉部拉环19。

5、连接完成之后，工作人员登上海洋平台运输装置26甲板解开与桩腿套牢的锁紧装置20，之后工作人员离开甲板，控制室32开始调节各压载舱14水位使海洋平台运输装置26下沉，当八桩腿导管架27开始接触水面后，加快海洋平台运输装置26下沉速度与八桩腿导管架27分离，保证艉部下沉速度大于艏部下沉速度，避免下沉过程中与八桩腿导管架27发生碰撞。

6、八桩腿导管架27完全入水后保持漂浮状态，压载舱14停止进水，通过调节拖曳缆23和辅助调节缆25使海洋平台运输装置26缓慢下沉至安全位置后横向拖曳海洋平台运输装置26远离八桩腿导管架27下水位置，之后控制室32调节压载舱14水位使海洋平台运输装置26上浮并以全潜拖航回港。

具体实施方式仅针对海洋平台结构中八桩腿导管架等大型海洋平台运输装置进行说明，本发明适用于大型海洋平台，也适用于其他大型海洋平台结构物。

Claims (10)

1.一种海洋平台运输装置，包括：船体、固定绞车、牵引绞车、底座、滑轨和滑靴；海洋平台运输装置为轴对称结构，关于纵轴对称，其特征在于：船体内部设有棱柱型压载舱，船体外侧沿纵向安装牵引绞车、固定绞车，船体顶部设滑道，滑道内安装有弹性滑块，弹性滑块可在滑道内滑动，弹性滑块顶部与底座底部固定，弹性滑块在滑道内的位置由摇箱调节；每个底座上铺设有滑轨，滑靴底部为滑轨槽，滑靴通过滑轨槽与滑轨相连。

2.根据权利要求1所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体内部设有五个大小相同的棱柱型压载舱，船体的前端设有艏舱，艏舱内设置中继器；棱柱型压载舱沿纵向均匀排列，每个压载舱在顶部设有进排气孔与外部相连，底部设有注排水孔与外部相连，每个进排气孔或注排水孔都有独立的压载控制管线与艏舱内的中继器相连，压载控制管线铺设在船体内，中继器通过集中控制缆与拖曳船上的控制室相连，由控制室控制各压载舱孔道阀门的开关。

3.根据权利要求1-2所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体内部靠近顶部甲板的位置有两个截面为矩形的空腔滑道，船体艏端和艉部分别设置，滑道垂直于船体纵轴；滑道顶部设有矩形开口与外部相连，每条滑道内安装有两个弹性滑块，弹性滑块可在滑道内滑动，弹性滑块顶部与底座底部固定，弹性滑块在滑道内的位置由摇箱调节，摇箱位于两个底座之间，每个底座上铺设有滑轨，调节弹性滑块实现海洋平台运输装置上滑轨和港口滑轨对接，调节完成后，通过螺栓穿过底座螺孔嵌入甲板螺孔实现底座在船体甲板上的固定。

4.根据权利要求1-3所述的海洋平台运输装置，其特征在于：滑靴适用于八桩腿导管架，滑靴底部为滑轨槽，滑轨槽为楔形，滑靴通过滑轨槽与滑轨相连，滑靴通过螺栓穿过滑靴底部的滑靴螺孔，嵌入底座上的底座螺栓与底座进行固定；滑靴中部为支撑凹槽，支撑凹槽为半圆形，用于支撑八桩腿导管架的两个桩腿；滑靴上部通过合叶与锁紧装置相连，锁紧装置主体为两个薄壁圆柱壳，薄壁圆柱壳半径稍微大于八桩腿导管架桩腿半径，薄壁圆柱壳可以绕合叶旋转，锁紧装置顶部为锁紧螺孔，薄壁圆柱壳通过螺栓穿过锁紧螺孔进行锁紧。

5.根据权利要求1-4所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体外侧沿纵向安装六个绞车，每侧分别安装三个；艏端绞车为牵引绞车，中部绞车和艉部绞车为固定绞车。

6.根据权利要求1-5所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体艏端和艉部分别焊接艏部拉环和艉部拉环，艏部拉环和艉部拉环均为椭圆形。

7.根据权利要求1-6所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体四周有一圈外部防摩擦条，外部防摩擦条采用橡胶等弹性材料制作而成。

8.根据权利要求1-7所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体底部同样连接一层弹性材料制成的底部护板。

9.根据权利要求1-8所述的海洋平台运输装置，其特征在于：船体艏端为圆弧形，船体舷侧中部安装有加强板。

10.一种海洋平台运输方法，利用权利要求1-9所述海洋平台运输装置运输八桩腿导管架，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、在港口上将滑靴与滑轨套接在一起，在滑靴上安装八桩腿导管架，安装完成之后，将滑靴上锁紧装置套牢八桩腿导管架桩腿并用螺栓锁紧固定，八桩腿导管架末端与卷扬机的牵引钢缆相连；

(2)、将海洋平台运输装置拖至港口处，利用摇箱调节甲板上滑轨间距与港口滑轨间距相同，并利用螺栓穿过底座上的底座螺孔固定，之后将甲板上滑轨与港口滑轨对接并通过控制室调节各压载舱水位使滑轨对接处高度差在允许范围之内，调节完成后固定绞车放出系船钢缆固定于港口系缆桩上，牵引绞车放出牵引钢缆与八桩腿导管架端部相连，连接完成后通过牵引绞车回收牵引钢缆和卷扬机放出牵引钢缆实现八桩腿导管架装船过程，在八桩腿导管架装船过程中，海洋平台运输装置承载不断变化，控制室通过不断调节压载舱水位使滑轨对接处高度差满足装船要求；

(3)、装船完成后，控制室调节压载舱水位使海洋平台运输装置恢复平稳，并使其保持半潜状态，之后拖曳船上拖曳绞车放出拖曳缆连接至艏部拉环；

(4)、连接完成之后，利用拖曳船拖曳海洋平台运输装置至八桩腿导管架下水位置附近，辅助船上的辅助绞车放出辅助调节缆连接至艉部拉环；

(5)、连接完成之后，工作人员登上海洋平台运输装置甲板解开与桩腿套牢的锁紧装置，之后工作人员离开甲板，控制室开始调节各压载舱水位使海洋平台运输装置下沉，当八桩腿导管架开始接触水面后，加快海洋平台运输装置下沉速度与八桩腿导管架分离，保证艉部下沉速度大于艏部下沉速度，避免下沉过程中与八桩腿导管架发生碰撞；

(6)、八桩腿导管架完全入水后保持漂浮状态，压载舱停止进水，通过调节拖曳缆和辅助调节缆使海洋平台运输装置缓慢下沉至安全位置后横向拖曳海洋平台运输装置远离八桩腿导管架下水位置，之后控制室调节压载舱水位使海洋平台运输装置上浮并以全潜拖航回港。