CN110906102B - 一种水下应急控油装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水下应急控油装置，包括防沉板、长裙板、入泥板、主外壳钢板、斜外壳钢板、顶部外壳钢板和钢结构框架，主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板安装在钢结构框架上并构成底端开口上端密闭的房型空间，防尘板水平设置在钢结构框架最下层，长裙板垂直设置在防尘板端部下方，入泥板有四个且设置在钢结构框架下端，每个斜外壳钢板上设置有四组减阻孔，每组减阻孔有两列，每组减阻孔上设置有一减阻结构。本发明可实现：当水下应急控油装置完全罩住泄漏点，通过ROV操作手柄101使密封滑板102移动到卡紧端实现减阻孔的关闭，将泄漏原油收集在水下应急控油装置中。

Description

一种水下应急控油装置

技术领域

本发明涉及一种水下应急控油装置，属于海洋石油工程领域。

背景技术

随着陆地上石油资源的紧缺，人们的目光逐渐聚集到了海洋石油的开采，随着海洋石油工程技术的不断提升，海洋石油开采平台数量急剧增加，这也对水下应急控油转接装置提出了更高的要求，其工作水深500m，压力5MPa，适用于抗剪强度5kPa～30kPa海底粘性土层或者砂土土层。这就使得控油转接系统的机械结构更加复杂，要求具有更高的稳定性，更快的响应速度和整体性能的提升，由此带来的控油装置的安装也更为复杂。

水下油气开发面临着恶劣的环境条件，波流冲蚀、海水腐蚀、机械破坏、海床运动等都会加剧水下开采设备的失效，尤其是海底油气的高压环境和石油喷发引起的高频振动使得石油管道的失效概率更高。海底油气一旦发生泄漏，势必给海洋环境和人类的生存带来巨大的改变，由此可见水下应急抢修装备的重要性，这也是水下应急控油装置不断研究改进的原因。

水下应急控油装置是执行水下应急维修的机械设备。该装置是在水下设施发生管道泄漏等事故时，快速准确地罩住漏油点，回收泄漏油气并将其输送到海面的母船上，最大程度上减小油气泄漏带来的经济损失和环境破坏，并为后续的维修救援提供充足的时间。水下应急控油装置由控油罩主体，减阻结构，防沉板，入泥板等组成，其中涉及的关键技术有下放减阻技术、回收提升技术、水下缓冲技术等。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种水下应急控油装置，是一种在水下发生油气泄露时的应急维修工具，能够实现水下泄漏点的原油收集，并配合水下应急控油罩的转接装置以及输油管线和海上的母船来实现泄露原油的回收功能。

本发明的目的是这样实现的：包括防沉板、长裙板、入泥板、主外壳钢板、斜外壳钢板、顶部外壳钢板和钢结构框架，主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板安装在钢结构框架上并构成底端开口上端密闭的房型空间，防沉板水平设置在钢结构框架最下层，长裙板垂直设置在防沉板端部下方，入泥板有四个且设置在钢结构框架下端，每个斜外壳钢板上设置有四组减阻孔，每组减阻孔有两列，每组减阻孔上设置有一减阻结构。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述钢结构框架层状结构，且顶层的截面是梯形，其余层截面是方形，所述斜外壳钢板有四个设置在结构框架顶层，其余每层对应的主外壳钢板有四个，对应的防沉板有八块且在水平方向形成八边形结构。

2.所述减阻结构包括设置在斜外壳钢板内密封滑板压盖、设置在密封滑板压盖与斜外壳钢板之间的密封滑板，密封滑板上设置有一ROV操作手柄和两列与减阻孔对应的孔状结构，每个孔状结构内设置有环形密封圈，密封滑板压盖是中间为四个方形孔的板状结构，在斜外壳钢板上设置有与ROV操作手柄配合的移动滑槽，密封滑板压盖上设置有放置密封滑板的凹槽结构且凹槽结构是具有5°倾角的斜面，可以实现密封滑板的卡紧。

3.所述防沉板上设置有疏水孔结构。

4.所述长裙板和入泥板的下端部均设置有具有铣槽的尖叉型结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过采用分层式的钢板结构，分层式结构更容易运输，根据不同泄漏事故可以通过层数的改变来调节控油罩高度，主外壳钢板连接处设有增强肋板，增加了控油罩整体结构的强度和刚度。2、本发明通过采用抽拉式的减阻结构，密封滑板压盖凹槽设计成具有5°倾角的斜面，在下放和回收过程通过ROV实现滑板与通道的错位，起到减小迎流面阻力的作用，在应急抢修工作过程将密封滑板移动到间距小的一端卡紧从而实现锁紧。密封滑板圆孔周围设计有安装环形密封圈的凹槽，可以实现锁紧状态的密封。3、每个斜外壳钢板上设有四组减阻孔，每组有两列，每组减阻孔与密封滑板、密封滑板压盖构成了一组减阻结构；每组减阻结构上设有一个供ROV操作手柄移动的槽，可以实现密封滑板的相对滑动。4、长裙防沉板底部裙板为分离式，多片长裙板沿防沉板周向均匀布置，可以有效防止控油装置工作过程的滑移，同时在长裙板顶部设置之间弯板和加强肋，便于安装的同时增加了结构的强度和刚度。5、本发明通过采用具有铣槽的尖叉型结构，减小控油装置下放过程中的入泥阻力，实现快速入泥。

附图说明

图1是本发明总体结构图；

图2是本发明钢结构框架结构图；

图3是本发明主外壳钢板结构图；

图4是本发明减阻结构示意图；

图5是本发明斜外壳钢板结构图；

图6是本发明密封滑板结构图；

图7是本发明密封滑板压盖结构图；

图8是本发明长裙板结构图；

图9是本发明尖叉型入泥板结构图。

图中主要标号说明：

1.减阻结构，2.支撑肋条，3.防沉板，4.长裙板，5.入泥板，6.主外壳钢板，7.斜外壳钢板，8.顶部外壳钢板，9.钢结构框架，101.ROV操作手柄，102.密封滑板，103.环形密封圈，104.密封滑板压盖。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明包括减阻结构、ROV操作手柄、控油罩罩体组件、支撑肋条、长裙防沉板结构和入泥板结构。所述的控油罩罩体组件包括钢结构框架、主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板，其中主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板安装在钢结构框架上，钢板中间通过螺栓连接和密封材料实现连接与密封；所述的减阻结构安装在控油罩组件中斜外壳钢板的内部，并通过螺栓连接安装在钢板上；所述的ROV操作手柄安装在密封滑板上；所述入泥板结构通过螺栓连接安装在钢框架底部；所述支撑肋条安装在主外壳钢板和防沉板上，所述的长裙防沉板结构安装在钢结构框架和防沉板上。

所述的控油罩罩体组件包括主外壳钢板、斜外壳钢板、顶部外壳钢板和钢结构框架。所述的主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板通过螺栓安装在钢结构框架上，形成底端开口上端密闭的房型空间从而罩住漏油点，并通过顶部与转接装置的连接实现泄漏原油向母船的输送，钢板为多层结构，每层之间通过螺栓实现连接并通过在夹层间加密封材料实现主体结构的密封。主外壳钢板结构是分层式的钢板结构，具有方便运输和便于调节的作用，同时每层钢板两端设计有均匀分布的加强肋，增加连接处的强度和刚度。

所述的减阻结构包括密封滑板、密封滑板压盖和环形密封圈。所述的密封滑板压盖通过螺栓连接安装在斜钢板外壳内部，密封滑板压盖凹槽设计成具有5°倾角的斜面；所述的密封滑板安装在斜外壳钢板和密封滑板压盖中间，所述的ROV操作手柄安装在密封滑板上，通过密封滑板的移动实现下放与回收过程中减小阻力的目的；所述的环形密封圈安装在密封滑板的凹槽内部，在控油装置工作时起到密封的作用。长裙板防沉板结构是安装在钢结构框架上的防沉板上设计有疏水口，在控油罩下放和回收过程可以减小在水下的阻力，提高下放和回收速度。长裙防沉板结构底部长裙板为分离式结构，在下放和回收提升过程可以减小阻力，在工作过程可以防止控油罩沿多个方向的滑移。长裙板顶部设有直角弯板和加强肋，提高了防沉板的强度与刚度。减阻结构是抽拉式的滑板结构，密封滑板压盖凹槽设计成具有5°倾角的斜面，可以实现密封滑板的卡紧。在下放和回收过程打开，使水流能通过控油罩体结构，减小水流的阻力，提高下放和回收速度，在装置工作过程关闭锁紧并保持密封状态。入泥板结构和长裙板防沉板结构，其特征是的入泥端设计成具有铣槽的尖叉型结构，从而减小入泥阻力，实现快速入泥。

结合图1-8，本发明主要由减阻结构1、支撑肋条2、防沉板3、长裙板4、入泥板5、主外壳钢板6、斜外壳钢板7、顶部外壳钢板8和钢结构框架9组成。主外壳钢板6、斜外壳钢板7和顶部外壳钢板8安装在钢结构框架9上，钢板中间通过螺栓连接和密封材料实现连接与密封；减阻结构1通过螺栓连接安装在控油罩组件中斜外壳钢板7的内部；入泥板5结构通过螺栓连接安装在钢框架底部；防沉板3结构安装在钢结构框架上；长裙板4结构通过通过螺栓连接将直角弯板与防沉板3和钢框架结构连接。

减阻结构1通过密封滑板压盖104通过螺栓连接安装在斜外壳钢板7内部；在安装螺栓前先将环形密封圈103安装在密封滑板102圆形凹槽内；将密封滑板102放置在斜外壳钢板7和密封滑板压盖104中间，以确保控油装置工作时的密封性；将ROV操作手柄101安装在密封滑板102上。

本发明安装步骤如下：

第一步：安装主外壳钢板6。将主外壳钢板6通过螺栓连接安装在钢结构框架9上，相邻的主外壳钢板6间通过螺栓连接安装在一起，并在中间安装密封橡胶圈；

第二步：安装减阻结构1。将ROV操作手柄101安装在密封滑板102上，将环形密封圈103安装在密封滑板102圆形凹槽内，将密封滑板102放置在斜外壳钢板7和密封滑板压盖104中间，再通过螺栓连接将密封滑板压盖104安装在斜外壳钢板7上；

第三步：安装斜外壳钢板7。将斜外壳钢板7通过螺栓连接安装在钢结构框架9上，并将相邻的斜外壳钢板7通过螺栓连接安装在一起，斜外壳钢板7的底部与主外壳钢板6顶部通过螺栓连接成为整体；

第四步：将顶部钢板8通过螺栓连接安装在钢结构框架9上；

第五步：将入泥板5通过螺栓连接安装在钢结构框架9上；

第六步：将防沉板3通过螺栓连接安装在钢结构框架9上；

第七步：将长裙板4通过螺栓连接安装在防沉板3和钢结构框架9上；

第八步：将支撑肋条2两端分别焊接在主外壳钢板6和防沉板3上。

本发明工作过程：

水下应急控油装置在下放过程中减阻结构1处于打开状态，在下放过程中可以减小水流阻力，加快下放速度。

当水下应急控油装置下放到泄漏点处，该装置通过自身重力实现入泥，入泥板5具有铣槽的尖叉型结构，减小整个装置的入泥阻力，加快抢修速度。当入泥板5完全入泥后，防沉板3可以阻止水下应急控油装置的进一步下沉，保证应急抢修工具的正常工作。

当水下应急控油装置完全罩住泄漏点，通过ROV操作手柄101使密封滑板102移动到卡紧端实现减阻孔的关闭，将泄漏原油收集在水下应急控油装置中。

综上，本发明公开了一种水下应急控油装置，包括减阻结构、ROV操作手柄、控油罩罩体组件、支撑肋条、长裙防沉板结构和入泥板结构。所述的控油罩罩体组件包括支撑框架、主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板。所述的减阻结构包括密封滑板、密封滑板压盖和环形密封圈。

本发明通过减阻结构1中的密封滑板沿密封滑板压盖凹槽的移动，改变与密封滑板压盖和斜外壳钢板上圆孔的相对位置，在下放和回收过程达到减小水流阻力的目的。控油罩罩体组件中的主外壳钢板6、斜外壳钢板7和顶部外壳钢板8通过密封连接成为一个密封罩体，实现对泄漏原油的收集，并通过顶部与转接装置的连接实现泄漏原油的输送。入泥板5是具有铣槽的尖叉型结构，可以实现减小入泥阻力，快速入泥的目的。长裙防沉板3的底部长裙板4设计成分离式，可以实现防止入泥后多个方向的滑移，同时具有铣槽的尖叉型结构也减小了入泥阻力，提高了入泥速度。

Claims (5)

1.一种水下应急控油装置，其特征在于：包括防沉板、长裙板、入泥板、主外壳钢板、斜外壳钢板、顶部外壳钢板和钢结构框架，主外壳钢板、斜外壳钢板和顶部外壳钢板安装在钢结构框架上并构成底端开口上端密闭的房型空间，防沉板水平设置在钢结构框架最下层，长裙板垂直设置在防沉板端部下方，入泥板有四个且设置在钢结构框架下端，每个斜外壳钢板上设置有四组减阻孔，每组减阻孔有两列，每组减阻孔上设置有一减阻结构；所述减阻结构包括设置在斜外壳钢板内的密封滑板压盖、设置在密封滑板压盖与斜外壳钢板之间的密封滑板，密封滑板上设置有一ROV操作手柄和两列与减阻孔对应的孔状结构，每个孔状结构内设置有环形密封圈，密封滑板压盖是中间为四个方形孔的板状结构，在斜外壳钢板上设置有与ROV操作手柄配合的移动滑槽，密封滑板压盖上设置有放置密封滑板的凹槽结构且凹槽结构是具有5°倾角的斜面，可以实现密封滑板的卡紧。

2.根据权利要求1所述的一种水下应急控油装置，其特征在于：所述钢结构框架是层状结构，且顶层的截面是梯形，其余层截面是方形，所述斜外壳钢板有四个设置在结构框架顶层，其余每层对应的主外壳钢板有四个，对应的防沉板有八块且在水平方向形成八边形结构。

3.根据权利要求2所述的一种水下应急控油装置，其特征在于：所述防沉板上设置有疏水孔结构。

4.根据权利要求2所述的一种水下应急控油装置，其特征在于：所述长裙板和入泥板的下端部均设置有具有铣槽的尖叉型结构。

5.根据权利要求3所述的一种水下应急控油装置，其特征在于：所述长裙板和入泥板的下端部均设置有具有铣槽的尖叉型结构。

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