CN106379486A - 一种基底旋转装置以及浮态制造水下旋转工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基底旋转装置以及使用该装置的浮态制造水下旋转工艺，基底旋转装置包括绞车、吸附装置及调节机构，其中，吸附装置能够吸附在基底的底部并通过绳索与绞车连接；调节机构设置于绞车与吸附装置之间，用于使调节机构与吸附装置之间的绳索与基底的底部平行；在使用时，将调节机构及绞车固定于半潜驳船的甲板上，吸附装置吸附在基底底部，调节机构用于在半潜驳船下潜时，使调节机构与吸附装置之间的绳索与基底底部保持平行，在半潜驳船下潜且基底漂浮于液面上后，通过绞车收绞绳索实现基底的旋转；由此可见，上述的装置，结构简单，便于制造、布置及撤除，操作难度低，能够有效缩短作业时间，提高装置利用率和工作效率。

Description

一种基底旋转装置以及浮态制造水下旋转工艺

技术领域

本发明涉及海洋工程装备技术领域，特别涉及一种基底旋转装置以及浮态制造水下旋转工艺。

背景技术

我国南海油气储量丰富，其中70％蕴藏于深海区，深水钻井平台的缺乏严重制约了我国深海油气资源的开发。开展深水钻井平台高端装备的基础科学研究，建造自主知识产权的深水钻井平台，成为加速我国能源开发、维护南海石油安全和建设海洋强国的核心战略。

南通中远船务公司于2009年成功制造出SEVAN DRILLER平台，作为世界首座巨型筒形深海FPSO，其采用了大尺寸浮态制造方法，即在没有专用型超大船台和船坞的情况下，以水提供浮力，在水上“分层制造，逐层叠加”高效率低成本的新方法。初期，基底在半潜驳船上制造，由于半潜驳船的宽度小于基底的半径，所以基底无法一次性完成，必须进行水下旋转工艺，使得未完成部分旋转到半潜驳船甲板上，便于完成基底的制造。

现有技术中，中国专利CN101481001B提供了一种用于基底旋转的方法和装置，主要是在分段内圈舱壁处对称安装16根直径450mm，高度为5.5m的圆管，防止底层总段受水流影响而漂浮，并控制旋转后中心偏差；总段内底板中心线位置两根安装规格为300×15+200×20，高为5.5m的工型钢并焊接斜支撑加以固定，以此来标记分段的初始位置；在半潜驳船中心线位置安装两根规格为T300×15+200×20，高为5.5m的T型钢，并焊接斜撑加以固定，限制底层旋转偏差和中心线对位，即控制旋转90°；利用半潜驳船四角塔楼上的绞车及缆绳使总段旋转90°，从而实现水下旋转；上述装置存在以下问题：水下旋转的角度只能为90°，使得该装置不具有通用性；由于采用了焊接固定的方法，装置在操作中存在碰撞，容易对基底底层和半潜驳船造成损伤，装置自动化程度低，现场操作难度及强度大。

中国专利CN102673749B报道了一种用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置，主要采用弧形液压导轨，弧形液压底座，弧形液压支撑等装置对称布置在半潜驳船甲板上。当供电装置开启后，通过计算机控制弧形底座上的电磁线圈处于工作状态，使得装置的底座固定在半潜驳船甲板；通过计算机控制液压支撑驱动机使液压支撑升长，从而使液压支撑上处于工作状态下的液压线圈固定于钻井平台的底部；当钻井平台脱离半潜驳船甲板一定距离后，通过计算机控制液压支撑在液压导轨上移动一定的角度，该角度等于水下旋转角，此时，底层便完成了水下旋转；半潜驳船船上浮，计算机控制液压支撑使其缩短，最终完成旋转的钻井平台底层停靠在半潜驳船甲板的圆柱支撑上；移除装置，完成水下旋转工艺；这种方法虽然对前一方法作了改进，但仍然存在着不足之处，即装置的安装布置和撤除比较困难，对于整个系统地控制较复杂。

因此，如何提供一种基底旋转装置，使其结构简单，便于制造、布置以及撤除，降低操作难度，从而缩短作业时间，提高工作效率，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基底旋转装置以及浮态制造水下旋转工艺，以达到使其结构简单，便于制造、布置以及撤除，降低操作难度，从而缩短作业时间，提高工作效率的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种基底旋转装置，包括：

绞车；

吸附装置，能够吸附在基底的底部并通过绳索与所述绞车连接；

调节机构，设置于所述绞车与所述吸附装置之间，用于使所述调节机构与所述吸附装置之间的所述绳索与所述基底的底部平行。

优选地，所述调节机构包括用于将所述绳索顶起的纵向导向装置，所述纵向导向装置包括第一底座、可升降地设置于所述第一底座上的第一顶杆以及设置于所述第一顶杆顶部的第一滚轮，所述第一滚轮的轴向与所述第一顶杆的轴向垂直。

优选地，所述调节机构还包括用于改变所述绳索走向的横向导向装置，所述横向导向装置包括第二底座，可升降地设置于所述第二底座上的的第二顶杆以及设置于所述第二顶杆顶部的第二滚轮，所述第二滚轮的轴向与所述第二顶杆的轴向平行。

优选地，所述第一顶杆以及所述第二顶杆中靠近所述吸附装置的一个的侧壁上设置有第一缓冲装置，所述吸附装置的外壁上设置有第二缓冲装置，所述第一缓冲装置能够与所述第二缓冲装置接触配合用于防止所述第一顶杆以及所述第二顶杆中靠近所述吸附装置的一个与所述吸附装置碰撞。

优选地，所述吸附装置包括主体、固定于所述主体上用于连接所述绳索的连接装置以及设置于所述主体上的电磁吸附机构。

优选地，所述第二缓冲装置与所述连接装置设置于所述主体的同一侧。

一种浮态制造水下旋转工艺，包括步骤：

1)计算基底需要旋转的角度θ；

2)根据所述角度θ，在半潜驳船甲板上布置如上任一项所述的基底旋转装置，其中，所述绞车以及所述调节机构固定于所述半潜驳船的甲板上，所述吸附装置吸附于所述基底的底部，且所述吸附装置到所述基底的中心的连线与所述调节机构最靠近所述吸附装置的部分到所述基底的中心的连线的夹角为所述角度θ，所述调节机构最靠近所述吸附装置的部分到所述基底的中心的距离不大于所述基底的半径；

3)所述半潜驳船下潜，直到所述基底脱离所述半潜驳船漂浮于液面上，与此同时，所述调节机构调节所述绳索的位置，使所述调节机构与所述吸附装置之间的所述绳索与所述基底的底部平行；

4)启动所述绞车收绞所述绳索，直到所述吸附装置与所述调节机构接触；

5)所述绞车保持所述绳索处于张紧状态，所述半潜驳船开始上浮，与此同时，所述调节机构相应动作避免与所述基底碰撞，直到所述半潜驳船重新将所述基底托起，所述基底完成旋转操作。

优选地，所述吸附装置吸附于所述基底底部的边缘。

优选地，在所述步骤中，布置两套所述基底旋转装置，两套所述基底旋转装置关于所述基底的中心呈中心对称。

优选地，所述半潜驳船上设置有多根用于支撑所述基底的支撑杆以及多根沿所述基底内壁周向分布的用于对所述基底进行径向限位的定位杆。

从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种基底旋转装置以及使用该装置的浮态制造水下旋转工艺，基底旋转装置包括绞车、吸附装置以及调节机构，其中，吸附装置能够吸附在基底的底部并通过绳索与绞车连接；调节机构设置于绞车与吸附装置之间，用于使调节机构与吸附装置之间的绳索与基底的底部平行；

在使用时，首先计算基底需要旋转的角度，根据角度θ，在半潜驳船甲板上布置基底旋转装置，其中，绞车以及调节机构固定于半潜驳船的甲板上，吸附装置吸附于基底的底部，且吸附装置到基底的中心的连线与调节机构最靠近吸附装置的部分到基底的中心的连线的夹角为角度θ，调节机构最靠近吸附装置的部分到基底的中心的距离不大于基底的半径，最好使调节机构最靠近吸附装置的部分到基底的中心的距离与吸附装置到基底的中心的距离相同，然后，半潜驳船下潜至基底脱离半潜驳船漂浮于液面上，与此同时，调节机构调节绳索的位置，使调节机构与吸附装置之间的绳索与基底的底部平行；启动绞车收绞绳索，直到吸附装置与调节机构接触；绞车保持绳索处于张紧状态，半潜驳船开始上浮，与此同时，调节机构相应动作避免与基底碰撞，直到半潜驳船重新将基底托起，基底完成旋转操作，操作完成后，可将吸附装置从基底上拆除，并将整套基底旋转装置从基底下方撤除，以便于投入到下一旋转作业中；由此可见，上述的装置，结构简单，便于制造、布置及撤除，操作难度低，能够有效缩短作业时间，提高装置利用率和工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基底旋转装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基底旋转装置中纵向导向装置的主视图；

图3为本发明实施例提供的基底旋转装置中纵向导向装置的侧视图；

图4为本发明实施例提供的基底旋转装置中横向导向装置的主视图；

图5为本发明实施例提供的基底旋转装置中吸附装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基底旋转装置在作业中的布置方位图。

具体实施方式

本发明提供了一种基底旋转装置以及浮态制造水下旋转工艺，以达到使其结构简单，便于制造、布置以及撤除，降低操作难度，从而缩短作业时间，提高工作效率的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基底旋转装置的结构示意图。

本发明实施例提供的一种基底旋转装置，包括绞车1、吸附装置3以及调节机构2。

其中，吸附装置3能够吸附在基底7的底部并通过绳索4与绞车1连接；调节机构2设置于绞车1与吸附装置3之间，用于使调节机构2与吸附装置3之间的绳索4与基底7的底部平行。

与现有技术相比，本发明实施例提供的基底旋转装置，在使用时，首先计算基底7需要旋转的角度，根据角度θ，在半潜驳船甲板10上布置基底旋转装置，其中，绞车1以及调节机构2固定于半潜驳船的甲板10上，吸附装置3吸附于基底7的底部，且吸附装置3到基底7的中心的连线与调节机构2最靠近吸附装置3的部分到基底7的中心的连线的夹角为角度θ，调节机构2最靠近吸附装置3的部分到基底7的中心的距离不大于基底7的半径，最好使调节机构2最靠近吸附装置3的部分到基底7的中心的距离与吸附装置3到基底7的中心的距离相同，然后，半潜驳船下潜至基底7脱离半潜驳船漂浮于液面上，与此同时，调节机构2调节绳索4的位置，使调节机构2与吸附装置3之间的绳索4与基底7的底部平行；启动绞车1收绞绳索4，直到吸附装置3与调节机构2接触；绞车1保持绳索4处于张紧状态，半潜驳船开始上浮，与此同时，调节机构2相应动作避免与基底7碰撞，直到半潜驳船重新将基底7托起，基底7完成旋转操作，操作完成后，可将吸附装置3从基底7上拆除，并将整套基底旋转装置从基底7下方撤除，以便于投入到下一旋转作业中；由此可见，上述的装置，结构简单，便于制造、布置及撤除，操作难度低，能够有效缩短作业时间，提高装置利用率和工作效率。

调节机构2主要用于将绳索4顶起，使调节机构2与吸附装置3之间的绳索4与基底7底部保持平行，因此，在本发明实施例中，请参阅图2和图3，图2为本发明实施例提供的基底旋转装置中纵向导向装置的主视图，图3为本发明实施例提供的基底旋转装置中纵向导向装置的侧视图，调节机构2包括用于将绳索4顶起的纵向导向装置21，纵向导向装置21包括第一底座211、可升降地设置于第一底座211上的第一顶杆212以及设置于第一顶杆212顶部的第一滚轮213，第一滚轮213的轴向与第一顶杆212的轴向垂直。驱动第一顶杆212升降的方式很多，比如在第一顶杆212与第一底座211之间设置活塞缸，依靠液压或气压实现第一顶杆212的升降，当然，还可以采用其他的结构，在此不再一一赘述。

由于调节机构2需要布置于半潜驳船的甲板10上，为了便于调节机构2的布置，在本发明实施例中，请参阅图4，图4为本发明实施例提供的基底旋转装置中横向导向装置的主视图，调节机构2还包括用于改变绳索4走向的横向导向装置22，横向导向装置22包括第二底座221，可升降地设置于第二底座221上的的第二顶杆222以及设置于第二顶杆222顶部的第二滚轮223，第二滚轮223的轴向与第二顶杆222的轴向平行。横向导向装置22的数量可以是一个，也可以是多个，根据需要进行设置即可。

图1中所示的基底旋转装置仅仅是本发明实施例提供的一种布置方式，其可以进行调整，比如，纵向导向装置21及横向导向装置22的数量、纵向导向装置21以及横向导向装置22的布置位置等等，均可以做出相应的调整以适应不同的需求。

为了避免吸附装置3与调节机构2发生碰撞，导致损坏，在本发明实施例中，如图2和图3中所示，第一顶杆212以及第二顶杆222中靠近吸附装置3的一个的侧壁上设置有第一缓冲装置5，与之对应地，请参阅图5，图5为本发明实施例提供的基底旋转装置中吸附装置的结构示意图，吸附装置3的外壁上设置有第二缓冲装置6，第一缓冲装置5能够与第二缓冲装置6接触配合用于防止第一顶杆212以及第二顶杆222中靠近吸附装置3的一个与吸附装置3碰撞。

进一步优化上述技术方案，如图5中所示，在本发明实施例中，吸附装置3包括主体31、固定于主体31上用于连接绳索4的连接装置33以及设置于主体31上的电磁吸附机构32。

优选地，在本发明实施例中，第二缓冲装置6与连接装置33设置于主体31的同一侧。

本发明还提供了一种浮态制造水下旋转工艺，包括步骤：

S1：计算基底7需要旋转的角度θ；

S2：根据角度θ，在半潜驳船甲板10上布置如上任一项的基底旋转装置，请参阅图6，图6为本发明实施例提供的基底旋转装置在作业中的布置方位图，其中，绞车1以及调节机构2固定于半潜驳船的甲板10上，吸附装置3吸附于基底7的底部，且吸附装置3到基底7的中心的连线与调节机构2最靠近吸附装置3的部分到基底7的中心的连线的夹角为角度θ，调节机构2最靠近吸附装置3的部分到基底7的中心的距离不大于基底7的半径；

S3：半潜驳船下潜，直到基底7脱离半潜驳船漂浮于液面上，与此同时，调节机构2调节绳索4的位置，使调节机构2与吸附装置3之间的绳索4与基底7的底部平行；

S4：启动绞车1收绞绳索4，直到吸附装置3与调节机构2接触；

S5：绞车1保持绳索4处于张紧状态，半潜驳船开始上浮，与此同时，调节机构2相应动作避免与基底7碰撞，直到半潜驳船重新将基底7托起，基底7完成旋转操作。

进一步优化上述技术方案，为了能够产生最大的力矩，在本发明实施例中，吸附装置3吸附于基底7底部的边缘。当然图6中所示的纵向导向装置21最好也对应基底7底部的边缘的位置设置于半潜驳船的甲板10上，从而使纵向导向装置21到基底7中心的距离与吸附装置3到基底7中心的距离基本一致。

为了保证在旋转过程中，基底7受力均匀，防止基底7在一侧受力的情况下与半潜驳船上的定位装置之间发生剧烈摩擦，影响旋转效率及施工质量，因此，在本发明实施例的步骤S2中，布置两套基底旋转装置，两套基底旋转装置关于基底7的中心呈中心对称。

进一步地，为了对基底7起到良好地支撑以便于施工，同时又能够保证基底7在旋转过程中不发生漂移，在本发明实施例中，半潜驳船上设置有多根用于支撑基底7的支撑杆9以及多根沿基底7内壁周向分布的用于对基底7进行径向限位的定位杆8。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基底旋转装置，其特征在于，包括：

绞车(1)；

吸附装置(3)，能够吸附在基底(7)的底部并通过绳索(4)与所述绞车(1)连接；

调节机构(2)，设置于所述绞车(1)与所述吸附装置(3)之间，用于使所述调节机构(2)与所述吸附装置(3)之间的所述绳索(4)与所述基底(7)的底部平行。

2.根据权利要求1所述的基底旋转装置，其特征在于，所述调节机构(2)包括用于将所述绳索(4)顶起的纵向导向装置(21)，所述纵向导向装置(21)包括第一底座(211)、可升降地设置于所述第一底座(211)上的第一顶杆(212)以及设置于所述第一顶杆(212)顶部的第一滚轮(213)，所述第一滚轮(213)的轴向与所述第一顶杆(212)的轴向垂直。

3.根据权利要求2所述的基底旋转装置，其特征在于，所述调节机构(2)还包括用于改变所述绳索(4)走向的横向导向装置(22)，所述横向导向装置(22)包括第二底座(221)，可升降地设置于所述第二底座(221)上的的第二顶杆(222)以及设置于所述第二顶杆(222)顶部的第二滚轮(223)，所述第二滚轮(223)的轴向与所述第二顶杆(222)的轴向平行。

4.根据权利要求3所述的基底旋转装置，其特征在于，所述第一顶杆(212)以及所述第二顶杆(222)中靠近所述吸附装置(3)的一个的侧壁上设置有第一缓冲装置(5)，所述吸附装置(3)的外壁上设置有第二缓冲装置(6)，所述第一缓冲装置(5)能够与所述第二缓冲装置(6)接触配合用于防止所述第一顶杆(212)以及所述第二顶杆(222)中靠近所述吸附装置(3)的一个与所述吸附装置(3)碰撞。

5.根据权利要求4所述的基底旋转装置，其特征在于，所述吸附装置(3)包括主体(31)、固定于所述主体(31)上用于连接所述绳索(4)的连接装置(33)以及设置于所述主体(31)上的电磁吸附机构(32)。

6.根据权利要求5所述的基底旋转装置，其特征在于，所述第二缓冲装置(6)与所述连接装置(33)设置于所述主体(31)的同一侧。

7.一种浮态制造水下旋转工艺，其特征在于，包括步骤：

1)计算基底(7)需要旋转的角度θ；

2)根据所述角度θ，在半潜驳船甲板(10)上布置如权利要求1-6任一项所述的基底旋转装置，其中，所述绞车(1)以及所述调节机构(2)固定于所述半潜驳船的甲板(10)上，所述吸附装置(3)吸附于所述基底(7)的底部，且所述吸附装置(3)到所述基底(7)的中心的连线与所述调节机构(2)最靠近所述吸附装置(3)的部分到所述基底(7)的中心的连线的夹角为所述角度θ，所述调节机构(2)最靠近所述吸附装置(3)的部分到所述基底(7)的中心的距离不大于所述基底(7)的半径；

3)所述半潜驳船下潜，直到所述基底(7)脱离所述半潜驳船漂浮于液面上，与此同时，所述调节机构(2)调节所述绳索(4)的位置，使所述调节机构(2)与所述吸附装置(3)之间的所述绳索(4)与所述基底(7)的底部平行；

4)启动所述绞车(1)收绞所述绳索(4)，直到所述吸附装置(3)与所述调节机构(2)接触；

5)所述绞车(1)保持所述绳索(4)处于张紧状态，所述半潜驳船开始上浮，与此同时，所述调节机构(2)相应动作避免与所述基底(7)碰撞，直到所述半潜驳船重新将所述基底(7)托起，所述基底(7)完成旋转操作。

8.根据权利要求7所述的浮态制造水下旋转工艺，其特征在于，所述吸附装置(3)吸附于所述基底(7)底部的边缘。

9.根据权利要求7所述的浮态制造水下旋转工艺，其特征在于，在所述步骤2)中，布置两套所述基底旋转装置，两套所述基底旋转装置关于所述基底(7)的中心呈中心对称。

10.根据权利要求7所述的浮态制造水下旋转工艺，其特征在于，所述半潜驳船上设置有多根用于支撑所述基底(7)的支撑杆(9)以及多根沿所述基底(7)内壁周向分布的用于对所述基底(7)进行径向限位的定位杆(8)。