CN107685837A - 自升平台及其潜水泵系统、潜水泵升降方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自升平台及其潜水泵系统、潜水泵升降方法。一种自升平台潜水泵系统包括潜水泵塔及基座。基座对应于潜水泵塔设置。基座包括本体及承载板。本体固定设于自升平台的桩靴上表面。承载板设于本体远离桩靴的一端。潜水泵塔的下端能够承载于承载板上，以使潜水泵塔随基座升降。通过上述自升平台及其潜水泵系统利用上述升降方法，可以避免使用甲板吊或其他动力提升设备单独对潜水泵进行升降。减少平台采购及维护成本，减少平台重量，增大平台可用空间。

Description

自升平台及其潜水泵系统、潜水泵升降方法

技术领域

本发明涉及自升式平台领域，尤其涉及自升平台及其潜水泵的升降系统、升降方法。

背景技术

潜水泵是自升式平台海水供应的设备，其作用主要有：为自升式平台压载舱注入海水，满足压载要求；为没有单独配置预压载泵的平台供应预压载海水；为平台冷却系统，海水消防系统，制氮系统及平台正常工作需要海水的其他系统提供海水源，因此，潜水泵相对于整个平台具有极其重要作用。

通常潜水泵放置于平台上，当需要使用潜水泵的时候，需要将潜水泵下放于海平面以下正常的工作深度，才能保证潜水泵能够正常工作。如图1所示，传统的潜水泵操作方式为潜水泵在平台从漂浮状态提升到工作状态整个过程中。初始状态下，潜水泵和平台主船体结构通过锁紧装置固定在一起。平台漂浮，桩腿下降，潜水泵与主船体保持静止。当桩腿继续下降，桩腿的桩靴伸入到海床的泥土里，主船体仍漂浮在海平面。随后，为满足主船体与海平面之间的气隙要求，需要将主船体提升到正常工作状态的高度。潜水泵随着主船体提升而提升。当主船体提升到正常工作状态的高度时，由于潜水泵的入水口的深度需要满足潜水泵的工作要求，则再通过甲板吊或是其他动力升降设备把潜水泵调整到适当深度。此种做法需要单独操作甲板吊或是其他动力升降设备，且有些平台受布置限制。当甲板吊不能顺利便捷的实现潜水泵的升降操作的时候，就需要增加额外的潜水泵升降设备，如绞车，相应就会增加平台采购及维护成本，增加平台重量，降低平台可用空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够方便升降潜水泵的自升平台及其潜水泵系统、潜水泵升降方法。

一种自升平台潜水泵系统，包括：

潜水泵塔；

基座，对应于所述潜水泵塔设置，所述基座包括本体及承载板，所述本体固定设于自升平台的桩靴上表面，所述承载板设于所述本体远离所述桩靴的一端；所述潜水泵塔的下端能够承载于所述承载板上，以使所述潜水泵塔随所述基座升降。

在其中一实施方式中，所述本体与所述承载板连接的一端为小头端，远离所述承载板的另一端为大头端。

在其中一实施方式中，所述承载板与水平面平行。

在其中一实施方式中，所述本体由多个支撑板围合而成；各支撑板具有上侧边、下侧边，各支撑板的上侧边与水平面平行并与所述承载板连接，各支撑板的下侧边与桩靴连接。

在其中一实施方式中，所述潜水泵塔包括潜水泵管线及设置于潜水泵管线下端的保护管，所述保护管能够套设于潜水泵的外侧，所述保护管的下端压持于所述承载板上。

在其中一实施方式中，所述潜水泵塔还包括上端法兰，所述上端法兰设于所述保护管的上端，用于连接所述保护管与所述潜水泵管线。

在其中一实施方式中，所述潜水泵塔还包括顶丝，所述顶丝穿设于所述保护管的侧壁上，所述顶丝位于所述保护管内的一端用于与所述潜水泵抵持。

在其中一实施方式中，所述保护管的底部开设有入水孔。

在其中一实施方式中，所述潜水泵塔还包括连接板，所述连接板设于所述保护管的下端，所述连接板的尺寸大于所述保护管的口径，所述保护管的底端端面与所述连接板的周缘连接，所述连接板的中部开设有通孔。

一种自升平台，包括主船体、可升降地穿设于所述主船体上的桩腿、以及设置于所述主船体上用于锁紧潜水泵塔的锁紧装置；所述桩腿底部设有桩靴；其特征在于，包括上述自升平台潜水泵系统，所述潜水泵塔可升降地设置于所述桩腿内，所述桩靴的上表面对应于所述潜水泵塔设有基座，所述潜水泵塔能够承载于所述基座上并随所述桩腿的升降而升降。

一种潜水泵升降方法，包括：

在桩靴上提供一基座，且基座能够承载潜水泵塔；

潜水泵塔放置于基座上，潜水泵塔和主船体处于分离状态；

桩腿下降，潜水泵塔随桩靴下降，当潜水泵下降深度达到阈值时，潜水泵塔与主船体锁紧；

桩腿继续下降至工作位置；

提升主船体，带动潜水泵塔一同提升，主船体提升到工作位置时，使得潜水泵塔上的潜水泵同时达到工作位置。

在上述自升平台潜水泵系统中，根据上述升降方法，通过基座可以先将潜水泵放下进入海面以下，承载板承载潜水泵的重量，防止潜水泵由于重力下落。并且，基座固定在桩靴上，潜水泵可以随桩靴运动而运动。当潜水泵随桩靴下降到预定位置的时候，则通过自升平台自身的升降系统，使自升平台提升到自升平台的工作位置，同时潜水泵达到工作位置。

因此，通过上述自升平台及其潜水泵系统利用上述升降方法，可以避免使用甲板吊或其他动力提升设备单独对潜水泵进行升降。潜水泵的升降依靠自升平台提升过程中桩靴下降和平台上升的相对运动实现潜水泵准确定位，无需额外的潜水泵升降设备，减少平台采购及维护成本，减少平台重量，增大平台可用空间。

附图说明

图1为本实施方式的自升平台的结构示意图；

图2为根据图1所示的自升平台潜水泵系统的结构示意图；

图3为根据图1所示的自升平台潜水泵系统的部分结构示意图；

图4为本实施方式的自升平台潜水泵的升降方法的流程图。

附图标记说明如下：1、主船体；2、潜水泵；3、桩腿；31、桩靴；33、斜坡；34、斜板；4、锁紧装置；10、自升平台潜水泵系统；12、基座；121、本体；122、承载板；123、斜面；124、支撑板；13、潜水泵塔；131、排水管；132、电缆线；14、保护管；141、入水孔；15、上端法兰；16、顶丝；17、连接板。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”“上”、“下”及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

请同时参阅图1及图2，本发明提供一种自升平台。自升平台包括主船体1、可升降地穿设于主船体1上的桩腿3、以及设置于主船体1上用于锁紧潜水泵塔13的锁紧装置4及自升平台潜水泵升降系统10。

桩腿3为支持在海底并利用升降装置升降平台主船体的筒式或桁架式结构。桩腿3的底部设有尖头，便于打入海底深层，方便桩腿3下降。桩靴31是设于桩腿3的底部，用于避免持力层被桩腿3的尖头破坏。当桩腿3需要定位的时候，桩靴31与持力层相作用，防止桩腿3发生继续缓慢沉降。

具体在本实施方式中，桩靴31的上表面设有斜坡33。斜坡33由桩靴31的中心处向外周缘延伸，且斜坡33的高度由中心向外逐渐递减。具体地，桩靴31为钢板拼接结构。桩靴31包括斜板34。可以理解，桩靴31可以为框架结构，斜坡33由斜梁倾斜形成。桩靴31还可以为钢筋混凝土浇筑件。

自升平台潜水泵升降系统10包括基座12及潜水泵塔13。潜水泵塔13可升降地设置于桩腿3内。潜水泵2设于潜水泵塔13的下端。基座12固定设于桩靴31的上表面，且对应于潜水泵塔13设置。潜水泵塔13能够承载于基座12上并随桩腿的升降而升降。

基座12包括本体121及用于承载潜水泵塔13的承载板122。本体121固定设于桩靴31的上表面上。承载板122设于本体121远离桩靴31的一端。潜水泵塔13的下端承载于承载板122上。

请参阅图3，具体在本实施方式中，由于桩靴31设有斜坡33，则本体121靠近桩靴31的一端端面为斜面123，斜面123与斜坡33配合连接。斜面123与斜坡33可以保持良好接触，增大本体121与桩靴31的接触面积，使本体121能够较好的分散来自潜水泵2的压力。

可以理解，桩靴31还可以为平面或弧面，则相应地，本体121靠近桩靴31的一端端面为平面或弧面。本体121靠近桩靴31的一端端面根据桩靴31表面结构设计，保证本体121靠近桩靴31的一端端面能和桩靴31表面良好接触即可。

为保证本体121与桩靴31之间的连接强度，本体121与桩靴31为焊接连接。并且，本体121的下端与桩靴31焊接的焊缝较大，以增强本体121与桩靴31的连接强度。可以理解，本体121与桩靴31还可以为卡接或通过螺栓连接等，只要保证本体121能够定位于桩靴31上即可。

本体121与承载板122连接的一端为小头端，本体121远离承载板122的另一端为大头端。本体121与承载板122连接的一端为大头端，大头端可以增大本体121与承载板122之间的接触面积，可以使潜水泵2的重力通过本体121均匀分散在桩靴31上，防止桩靴31与基座12之间受力集中，导致基座12或桩靴31变形，保证基座12的稳定性。

具体在本实施方式中，本体121由板拼接形成。本体121包括支撑板124。支撑板124包括上侧边、下侧边。支撑板124的上侧边与承载板122连接，支撑板124的上侧边与水平面平行，使与支撑板124的上侧边相抵接的承载板122与水平面平行。可以理解，支撑板124可以为多个，多个支撑板124并列设置，以增强本体121的强度。承载板122与支撑板124的钢板材质通常选用船用钢板，专业用钢的牌号为AH36的钢板或同等级别材质。

可以理解，本体121并不限于上述结构形状，本体121还可以为环状结构或实心方体结构等。本体121只要能够与桩靴31能够实现固定连接，稳定接触，保证承载板122与水平面平行即可。

潜水泵塔13包括潜水泵管线130及保护管14。潜水泵管线130设于潜水泵塔13的上端。保护管14设于潜水泵管线130的下端。保护管14套设于潜水泵2的外侧，保护管14的下端压持于承载板122上。

请参阅图2，潜水泵管线130包括排水管131及电缆线132。潜水泵塔13在潜水泵2的顶部设有排水管131及电缆线132。由于潜水泵2通常位于液面下5~10米进行工作，则潜水泵2需要一定长度的潜水泵管线实现潜水泵2的水下工作，通常潜水泵管线长40米~65米。

潜水泵2用于将液体泵入并加压排出。潜水泵2的电机使叶轮高速旋转，液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢。压力逐渐增加，然后从潜水泵2吸口进入排水管131，最终从排水管131流出。

保护管14套设于潜水泵2的外侧。并且，保护管14的长度要大于潜水泵2的长度，以使潜水泵2能够完全收容于保护管14内。保护管14的下端压持于承载板122上。保护管14承担潜水泵管线130的重量。保护管14的厚度需要经过强度计算来确定。保护管14的材质满足具体自升平台1使用管路通用标准要求。具体地，保护管14采用船用钢管。当潜水泵2竖直放置时，潜水泵管线130的重力会通过保护管14分散到承载板122上，防止管线较重，压坏潜水泵2。

并且，潜水泵2外安装的保护管14能很好保护潜水泵2，防止潜水泵2在海水中受到其他物体碰撞，影响潜水泵2使用寿命。

具体在本实施方式中，保护管14的底部开设有入水孔141。入水孔141为多个，并且多个入水孔141围绕保护管14的四周开设。

并且，潜水泵塔13还包括上端法兰15。上端法兰15连接保护管14的上端与潜水泵塔13，使保护管14与潜水泵2吸口连通。

可以理解，上端法兰15的标准和规格要与所选保护管14相匹配，并与保护管14焊接连接。根据潜水泵电缆线的布置情况，法兰还开设有圆弧形的过线孔。过线孔可以保证上端法兰15与保护管14顺利焊接，不受潜水泵2电缆线的影响。

海水从保护管14底部的入水孔141进入保护管14内，在潜水泵吸口的吸力下流过潜水泵电机而进入潜水泵吸口。潜水泵电机四周海水不断被替换，热交换后的热量及时被带走，增强电机冷却效果。并且，保护管14的内径要大于潜水泵2的最大直径，并且保护管14的内径要满足潜水泵进口海水量需求，以保证潜水泵能够正常工作。

潜水泵塔13还包括顶丝16。顶丝16是螺丝的紧固原理，多数用在轴和套之间防止轴和套在使用过程中轴对套发生相对运动位置变化的紧固件。具体在本实施方式中，顶丝16穿设于保护管14的侧壁上，顶丝16位于保护管14内的一端与潜水泵2抵持。顶丝16防止保护管14与潜水泵2之间发生相对运动。顶丝16为多个，保护管14的侧壁上开设有多个顶丝孔（图未标），以供多个顶丝16穿过，保证保护管14与潜水泵2之间相对位置稳定。具体地，顶丝16至少为6个，分成上、下两排，每排顶丝16数量不少于三个。根据潜水泵2结构确定顶丝16与保护管14的相对位置，要保证顶丝16和潜水泵2的接触位置为潜水泵2坚硬处，且挤压之后不会有变形的位置。顶丝16通常为不锈钢材质。

潜水泵塔13还包括连接板17。连接板17设于保护管14的下端，连接板17的尺寸大于保护管14的口径，保护管14的底端端面与连接板17的周缘连接，连接板17的中部开设有通孔。连接板17增加保护管14和基座接触面积，通孔可以增加进水量。连接板17为圆形板。连接板17的直径大于保护管14的直径。具体地，连接板17的直径比保护管14外径大30毫米，保证连接板17与保护管14之间的焊接空间。

同样，承载板122为水平正方形钢板。承载板122的边长大于潜水泵2的最大直径，保证连接板17能够放置在承载板122上。

连接板17厚度满足强度要求，材质为满足平台具体设计要求，通常选用船用钢板，专业用钢的牌号为AH36的钢板或同等级别材质。

请同时参阅图1及图4，一种潜水泵升降方法，包括：

步骤S200，在桩靴31上提供一基座12，且基座12能够承载潜水泵塔13。

步骤S210，潜水泵2放置于基座12上，潜水泵塔13和主船体1处于分离状态。

潜水泵塔13整体放置在桩靴31上的承载板122上，桩腿3准备下降，主船体1处于漂浮状态。潜水泵管线130与主船体1的锁紧装置4处于断开状态，潜水泵2随桩靴31相对于主船体1发生相对运动。

步骤S220，桩腿3下降，潜水泵塔13随桩靴31下降，当潜水泵2下降深度达到阈值时，潜水泵塔13与主船体1锁紧。

桩腿3、桩靴31在平台提升装置驱动下开始下降，潜水泵塔13也随着桩腿3、桩靴31下降。当潜水泵2到达深度阈值时，潜水泵塔13和主船体1通过锁紧装置4锁紧。深度阈值为主船体1工作海域的气隙值与潜水泵2正常工作情况下入水深度之和。

步骤S230，桩腿3继续下降到工作位置。

由于潜水泵塔13与主船体1通过平台的锁紧装置4锁紧，潜水泵塔13和主船体1相对处于静止状态。桩腿3、桩靴31继续下降，潜水泵塔13的下端和基座12脱离。桩腿3、桩靴31继续下降，到达海床，即达到桩腿3的工作位置。

步骤S240，提升主船体1，带动潜水泵塔13一同提升，主船体1提升到工作位置，使得潜水泵塔13上的潜水泵2同时达到工作位置。

主船体1通过其自身的预压载系统提升到正常工作高度。潜水泵塔13和主船体1相对处于静止状态，随着主船体1提升，一同达到主船体1的工作高度。

由于深度阈值为主船体1工作海域气隙值与潜水泵2正常工作情况下入水深度之和，则潜水泵2所在深度正好为潜水泵2的正常情况下的入水深度，即潜水泵2达到工作位置。

通过上述潜水泵升降方法，整个过程不需要使用甲板吊或是其他动力提升设备，且潜水泵2正常工作后，潜水泵电机冷却效果和保护罩的保护功能都能够很好实现。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种自升平台潜水泵系统，其特征在于，包括：

潜水泵塔；

基座，对应于所述潜水泵塔设置，所述基座包括本体及承载板，所述本体固定设于自升平台的桩靴上表面，所述承载板设于所述本体远离所述桩靴的一端；所述潜水泵塔的下端能够承载于所述承载板上，以使所述潜水泵塔随所述基座升降。

2.根据权利要求1所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述本体与所述承载板连接的一端为小头端，远离所述承载板的另一端为大头端。

3.根据权利要求1所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述承载板与水平面平行。

4.根据权利要求1所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述本体由多个支撑板围合而成；各支撑板具有上侧边、下侧边，各支撑板的上侧边与水平面平行并与所述承载板连接，各支撑板的下侧边与桩靴连接。

5.根据权利要求1所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述潜水泵塔包括潜水泵管线及设置于潜水泵管线下端的保护管，所述保护管能够套设于潜水泵的外侧，所述保护管的下端压持于所述承载板上。

6.根据权利要求5所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述潜水泵塔还包括上端法兰，所述上端法兰设于所述保护管的上端，用于连接所述保护管与所述潜水泵管线。

7.根据权利要求5所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述潜水泵塔还包括顶丝，所述顶丝穿设于所述保护管的侧壁上，所述顶丝位于所述保护管内的一端用于与所述潜水泵抵持。

8.根据权利要求5所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述保护管的底部开设有入水孔。

9.根据权利要求5所述的自升平台潜水泵系统，其特征在于，所述潜水泵塔还包括连接板，所述连接板设于所述保护管的下端，所述连接板的尺寸大于所述保护管的口径，所述保护管的底端端面与所述连接板的周缘连接，所述连接板的中部开设有通孔。

10.一种自升平台，包括主船体、可升降地穿设于所述主船体上的桩腿、以及设置于所述主船体上用于锁紧潜水泵塔的锁紧装置；所述桩腿底部设有桩靴；其特征在于，包括权利要求1~9任意一项所述自升平台潜水泵系统，所述潜水泵塔可升降地设置于所述桩腿内，所述桩靴的上表面对应于所述潜水泵塔设有基座，所述潜水泵塔能够承载于所述基座上并随所述桩腿的升降而升降。

11.一种潜水泵升降方法，包括：

在桩靴上提供一基座，且基座能够承载潜水泵塔；

潜水泵塔放置于基座上，潜水泵塔和主船体处于分离状态；

桩腿下降，潜水泵塔随桩靴下降，当潜水泵下降深度达到阈值时，潜水泵塔与主船体锁紧；

桩腿继续下降至工作位置；

提升主船体，带动潜水泵塔一同提升，主船体提升到工作位置时，使得潜水泵塔上的潜水泵同时达到工作位置。