CN105460183B - 水下自浮式隔水舱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下自浮式隔水舱及其使用方法，水下自浮式隔水舱包括一侧开放的舱体、以及设置在所述舱体内的隔板；所述隔板的四周侧边与所述舱体的内壁面密封连接，将所述舱体内部空间隔成两个腔室；一所述腔室连通所述舱体的开放侧，形成与船体外板对应的隔离腔，另一所述腔室位于所述隔离腔内侧，形成为所述舱体下水后提供浮力的密封腔。本发明的水下自浮式隔水舱，适用于水线下船体外板的焊接作业，将船体外板与海水隔开，避免背水焊接，提高焊接质量；并且，隔水舱在水下时浮力抵消自身的重力，方便潜水员在水下安装操作，提高潜水施工的效率。

Description

水下自浮式隔水舱及其使用方法

技术领域

本发明涉及水下作业技术领域，尤其涉及一种水下自浮式隔水舱及其使用方法。

背景技术

我国海上油田多数采取FPSO(Floating Production Storage and Offloadingvessel，浮式生产储油轮)结合平台的开采模式，FPSO一直在油田作业才能保证油田的持续生产，我国1986开始引入FPSO进行油田开采生产作业，至今已有将近30年的时间，由于长时间的海上作业，定期的对FPSO进行检修是必不可少的，但涉及到海上船体外板的焊接作业一直是一项难题。

FPSO不间断的在油田作业，船体内部结构长时间受到油气及化学品的腐蚀，船体内部主要受力结构损坏明显，尤其是水下部分。经检测发现：距船底三米高位置有条船体纵骨严重腐蚀穿孔，需要更换其纵骨，该位置处于水线以下；吊机底下的垂直框架严重变形，该框架是主要受力结构，长时间承受着吊机的压力，急需修复，该部分结构处于水线以下，角接在船体外板上。需要更换的纵骨和框架都是外板上的结构，外面是海水，如果直接在船体内部进行其切割及焊接作业，背水焊接及切割会损坏船体外板性能，虽然现在背水焊接工艺在不断的改进完善，但是仍有缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于隔离船体和水，避免背水焊接、提高焊接质量的水下自浮式隔水舱及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水下自浮式隔水舱，包括一侧开放的舱体、以及设置在所述舱体内的隔板；所述隔板的四周侧边与所述舱体的内壁面密封连接，将所述舱体内部空间隔成两个腔室；一所述腔室连通所述舱体的开放侧，形成与船体外板对应的隔离腔，另一所述腔室位于所述隔离腔内侧，形成为所述舱体下水后提供浮力的密封腔。

优选地，所述舱体上设有抽水孔和供气孔，所述抽水孔和供气孔连通所述隔离腔。

优选地，所述舱体上设有注水孔和排气孔，所述注水孔和排气孔连通所述密封腔。

优选地，所述舱体上对应所述隔离腔的位置还设有观察窗口。

优选地，所述舱体的开放侧设有环形的密封槽，用于放置密封圈。

优选地，所述舱体的开放侧设有内外的两层环形侧板，两层环形侧板之间的间隔形成所述密封槽。

优选地，位于外层的所述环形侧板与所述舱体的外壁面之间设有加强板。

优选地，所述舱体上还设有至少一个吊耳。

优选地，所述舱体上还设有至少一个把手。

本发明还提供一种水下自浮式隔水舱的使用方法，包括以下步骤：

S1、将舱体放入水中；

S2、将所述舱体以其开放侧覆盖在船体外板待焊接位置上，此时舱体的隔离腔与所述船体外板相接；

S3、将所述隔离腔内的水抽出，使所述舱体开放侧紧密接合在所述船体外板上，即可在船体内对待焊接位置进行焊接修复。

本发明的水下自浮式隔水舱，适用于水线下船体外板的焊接作业(尤其适合FPSO水线下船体外板)，将船体外板与海水隔开，避免背水焊接，提高焊接质量；并且，隔水舱在水下时浮力抵消自身的重力，方便潜水员在水下安装操作，提高潜水施工的效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的水下自浮式隔水舱在一角度上的结构示意图；

图2是本发明一实施例的水下自浮式隔水舱在另一角度上的结构示意图；

图3是本发明一实施例的水下自浮式隔水舱的剖面结构示意图；

图4是本发明的水下自浮式隔水舱安装到船体外板上的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，本发明一实施例的水下自浮式隔水舱，包括一侧开放的舱体1、以及设置在舱体1内的隔板2。隔板2的四周侧边与舱体1的内壁面密封连接，将舱体1内部空间隔成两个腔室；一腔室连通舱体1的开放侧，形成与船体外板对应的隔离腔10，另一腔室位于隔离腔10内侧，形成为舱体1下水后提供浮力的密封腔20。

舱体1安装到船体外板上后，通过隔离腔10和船体外板接合，抽出隔离腔10内的水后，将船体外板和水隔开，从而方便焊接作业。由于密封腔20呈密封状态，在舱体1下水后内部不会进水，因此可为舱体1提供浮力，以抵消舱体1自身的重力，方便潜水员在水下安装操作。

舱体1可由数个钢板焊接形成，形状不限，大小可根据船体外板上待焊接位置的大小而定。优选地，舱体1可为由数个平整的钢板焊接形成的方形箱体，不需进行钢板的压制，制作简单。舱体1在制成后对焊缝进行磁粉检验，确保其焊接质量。

隔板2同样可为钢板，通过焊接方式设置在舱体1的内部；焊接后对焊缝进行磁粉检验，确保其焊接质量。隔板2在舱体1内可与其开放侧相平行，也可相对倾斜；将舱体1内部空间隔成上下的两个腔室，即隔离腔10和密封腔20。此外，隔板2可为平整的钢板，也可具有直角弯折等形状的钢板，只要能将舱体1内部空间隔成连通开放侧的隔离腔10和提供浮力的密封腔20即可。

舱体1上设有抽水孔11和供气孔12，抽水孔11和供气孔12连通隔离腔10。抽水孔11用于连接抽水管，将隔离腔10内的水抽出。供气孔12用于连接供气管，为隔离腔10充入气体，平衡气压，更好将水抽出。抽水孔11和供气孔12的数量不限。在本实施例中，如图1、2所示，抽水孔11和供气孔12分别为一个，对应隔离腔10设置在舱体1的侧壁上。

抽水孔11和供气孔12上可设有阀门，用于控制抽水孔11和供气孔12的通断；当然，阀门也可为抽水管和供气管上自带。

舱体1上还设有注水孔13和排气孔14，注水孔13和排气孔14连通密封腔20。注水孔13和排气孔14分别用于连接注水管和排气管，以对密封腔20进行注水和排气，起到调节舱体1浮力的作用。注水孔13和排气孔14的数量不限。在本实施例中，如图1、2所示，注水孔13和排气孔14分别为一个，对应密封腔20设置在舱体1的侧壁上。

注水孔13和排气孔14上可设有阀门，用于控制注水孔13和排气孔14的通断；当然，阀门也可为注水管和排气管上自带。

舱体1上对应隔离腔10的位置还设有观察窗口15，用于观察隔离腔10内的情况。在对隔离腔10内抽水后，潜水员通过观察窗口15确认隔离腔10内是否无海水或是海水量满足焊接要求。观察窗口15优选在舱体1上靠近其开放侧，并且还优选靠近抽水孔11，利于更好地观察隔离腔10内水位及抽水情况。

观察窗口15可包括金属外框以及嵌设在金属外框内的钢化玻璃。

可以理解地，在舱体1上对应密封腔20的位置也可设有观察窗口，在需要调整隔离舱浮力而向密封腔20内注水时，可通过观察窗口观察密封腔20内注水情况。

进一步地，如图1、3所示，为了保证隔水舱安装到位后，隔水舱与船体外板之间有较好的密封性，在舱体1的开放侧设环形的密封槽16，用于放置密封圈(如密封胶条)。在舱体1接合在船体外板上后，抽出隔离腔10的水后，密封圈受挤压发生形变，表明隔水舱与船体外板之间密封性好。

其中，舱体1的开放侧设有内外的两层环形侧板17、18，两层环形侧板17、18之间的间隔形成密封槽16。环形侧板可由条形钢板沿舱体1的开放侧焊接在舱体1上形成。

进一步地，位于外层的环形侧板18与舱体1的外壁面之间设有加强板19，提高隔水舱的抗压能力，防止密封圈变形而影响隔水舱密封性。加强板19一侧焊接在舱体1的外壁面上，一侧焊接在环形侧板18上。加强板19为至少一个，多个时间隔分布。

另外，舱体1上还设有至少一个吊耳3，用于吊装及绑挂浮球、强力磁铁等工具，方便潜水员安装。优选地，吊耳3设置在舱体1的至少两相对外壁面上。

舱体1上还设有至少一个把手4，方便潜水员调整隔水舱的安装姿态。优选地，把手4设置在舱体1的与开放侧相背的外壁面上。

上述中，吊耳3、把手4均可通过焊接方式连接在舱体1上。

结合图3、4，本发明的水下自浮式隔水舱的使用方法，可包括以下步骤：

S1、将舱体1放入水中。隔离腔10在随着舱体1的下放，内部充满水。

S2、将舱体1以其开放侧覆盖在船体外板5待焊接位置上，此时舱体1的隔离腔10与船体外板5相接。

其中，放置在密封槽16内的密封圈与船体外板5接触。舱体1在船体外板5安装到位后，将抽水管110和供气管120的一端分别接在抽水孔11和供气孔12上，抽水管110和供气管120的另一端连接在船上的抽水泵和供气泵上。

S3、将隔离腔10内的水抽出，使舱体1开放侧紧密接合在船体外板5上，即可在船体内对待焊接位置进行焊接修复。

在隔离腔10内的水抽出后，密封圈可受挤压而变形，使得舱体1紧密贴合在船体外板5上，且表明两者之间的密封性良好。

在完成船体外板的焊接作业后，通过向隔离腔10内注入水，使得舱体1脱离船体外板5而可回收。

本发明的水下自浮式隔水舱，为了满足该隔水舱在FPSO水下各个水深能正常作业，考虑到FPSO的最大吃水为18米左右，同时确保水下施工的安全系数，故将隔水舱的设计深度定为20米，该隔水舱适用于20米及少于20米的水下。

具体地，参考图4，本发明的水下自浮式隔水舱使用时：

在FPSO甲板上确定合适的位置摆放抽水泵，并用绑扎带对抽水泵进行临时固定，抽水管110、供气管120安装到位；在隔水舱上绑扎好吊带、浮球，并用高强度绳索绑上四个强力磁铁7；把隔水舱挂到潜水入水系统的绞车上，隔水舱平稳后，操作绞车将隔水舱慢慢下放到水面，在水面处停留2分钟确定隔水舱稳定后再继续下放到水面下3m。

潜水员6下水到位，出潜水吊笼，绞车慢慢下放隔水舱，潜水员6监控并引导隔水舱到达船体外板5上安装位置(待焊接位置)，安装时确定隔水舱的观察窗口15处于低位；潜水员6将磁铁7放置到安装位置，打开磁铁开关；四个磁铁7全部打开，安装到位后，磁铁7拉力把隔水舱固定在船体外板5的安装位置，隔水舱与船体外板5形成了密闭空间。

FPSO甲板人员把抽水管110和供气管120下放到位，潜水员6把抽水管110和供气管120安装到隔水舱上，潜水员6用力拧紧管头，防止连接处漏水；潜水员6确定隔水舱安装完成后汇报给潜水监督，潜水监督下达指令开始抽水；同时潜水员6在旁边观察隔水舱状况，在抽水泵抽水时，由于隔水舱内海水被抽出，隔水舱受到海水压力的作用，海水压力将隔水舱挤压到船体外板5上，密封圈由于受到挤压的作用会有明显的变形，也证实了隔水舱密封性良好。

抽水完成后，潜水员6到观察窗口15观察确定隔水舱内海水已被抽出，符合焊接要求。

潜水员6在隔水舱上安装监控摄像头监控隔水舱情况，潜水员6出水。在进行焊接施工的过程中，船上值班人员看通过摄像头监控水下隔水舱的状况。

在完成船体骨材及加强材的更换后，经过12个小时的自然冷却，潜水员6下水回收隔水舱。回收时：潜水员6关掉四个磁铁7的开关，磁铁7失去磁力作用，关闭进气阀和抽水阀的开关，拆除供气管120和抽水管110，慢慢打开阀门，隔水舱的隔离腔10注水后，隔水舱自然脱落。确认隔水舱与船体外板5分离后，用绞车把隔水舱回收至甲板，完成施工作业。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种水下自浮式隔水舱，其特征在于，包括一侧开放的舱体(1)、以及设置在所述舱体(1)内的隔板(2)；所述隔板(2)的四周侧边与所述舱体(1)的内壁面密封连接，将所述舱体(1)内部空间隔成两个腔室；一所述腔室连通所述舱体(1)的开放侧，形成与船体外板(5)对应的隔离腔(10)，另一所述腔室位于所述隔离腔(10)内侧，形成为所述舱体(1)下水后提供浮力的密封腔(20)；

所述舱体(1)上设有抽水孔(11)和供气孔(12)，所述抽水孔(11)和供气孔(12)连通所述隔离腔(10)；所述舱体(1)的开放侧设有环形的密封槽(16)，用于放置密封圈；所述舱体(1)在所述隔离腔(10)内的水抽出、所述密封圈受挤压变形后紧密贴合在所述船体外板(5)上。

2.根据权利要求1所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，所述舱体(1)上设有注水孔(13)和排气孔(14)，所述注水孔(13)和排气孔(14)连通所述密封腔(20)。

3.根据权利要求1所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，所述舱体(1)上对应所述隔离腔(10)的位置还设有观察窗口(15)。

4.根据权利要求1所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，所述舱体(1)的开放侧设有内外的两层环形侧板(17、18)，两层环形侧板(17、18)之间的间隔形成所述密封槽(16)。

5.根据权利要求4所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，位于外层的所述环形侧板(18)与所述舱体(1)的外壁面之间设有加强板(19)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，所述舱体(1)上还设有至少一个吊耳(3)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的水下自浮式隔水舱，其特征在于，所述舱体(1)上还设有至少一个把手(4)。

8.一种权利要求1-7任一项所述的水下自浮式隔水舱的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将舱体(1)放入水中；

S2、将所述舱体(1)以其开放侧覆盖在船体外板(5)待焊接位置上，此时舱体(1)的隔离腔(10)与所述船体外板(5)相接；

S3、将所述隔离腔(10)内的水抽出，使所述舱体(1)开放侧紧密接合在所述船体外板(5)上，即可在船体内对待焊接位置进行焊接修复。