CN111762281A - 一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其包括安装在待拆上部模块下的预装拆除工装件和设置在船体上的对接模块和缓冲定位模块，所述对接模块由适配式拆除支撑臂与对接缓冲器母锥组成，所述适配式拆除支撑臂的底座固定在甲板上，所述对接缓冲器母锥固定在适配式拆除支撑臂顶部；所述缓冲定位模块包括碰垫、横向护舷和纵向护舷。本发明还公开所述基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除作业方法。本发明的有益效果是：所需辅助工装件重量小，通用性较强，甲板准备简单灵活；对上部模块的结构改造需求少，海上施工准备的总体工作量较少；具备施工效率高、施工成本低的优点。

Description

一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统及其作业 方法

技术领域

本发明涉及半潜船技术领域，具体为一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统及其作业方法。

背景技术

海上老旧平台的拆除，通常可以采用其安装的逆过程来进行。20纪末，大部分的海上固定平台的上部模块，采用了分模块吊装，并在海上完成整体组合的方式进行安装。这种安装方式耗时长，作业效率低。相应地，其逆过程式的拆解方式也存在同样问题。

随着海上施工装备作业能力的提高、新设备、新技术的出现，使得整体拆除成为可能且效率有了提升，现有整体拆除的作业模式极大地减少了海上作业时间，提高了作业效率。现有的具备整体拆除海上平台的设备主要包括：超大型浮吊、永久性双体拆装船和临时组合型双体拆装船等。但超大型浮吊设备价格高昂，且远洋调遣困难，成本极高。永久性的双体式拆装船除了船体成本高昂外，其配套支撑拆卸作业的机构，如液压支撑臂、可调节悬臂式配重等设备的成本也十分高昂，同时其对拆装市场依赖性强，抗市场风险能力较低。而临时组合型双体拆装船，则存在工程设计复杂，海上准备时间长，需要动员的海上资源多等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，使用半潜式多功能运输拆装船整体拆除海上导管架平台上部模块，具有通用性较强，甲板准备简单灵活，总体工作量较少，施工效率高、施工成本低等优点。

本发明的另一目的是提供一种所述基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除作业方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其包括安装在待拆上部模块下的预装拆除工装件和设置在船体上的对接模块和缓冲定位模块，所述对接模块由适配式拆除支撑臂与对接缓冲器母锥组成，所述适配式拆除支撑臂的底座固定在甲板上，所述对接缓冲器母锥固定在适配式拆除支撑臂顶部；所述缓冲定位模块包括碰垫、横向护舷和纵向护舷。

所述预装拆卸工装件包括对接缓冲器公锥和支撑过渡结构，所述支撑过渡结构安装在对接缓冲器公锥上部，且对接缓冲器公锥与支撑过渡结构为一体式设计。

所述待拆上部模块下部设置导管架，所述导管架上设置主支撑腿；所述支撑过渡结构焊接在导管架的主支撑腿或者上部模块的其它加强结构上。

所述主支撑腿的向内侧固定分离缓冲器和分离缓冲器受体，所述分离缓冲器与分离缓冲器受体之间为切割位置。

所述分离缓冲器内部设置预压缩橡胶体。

所述接缓冲器母锥上设置内部橡胶弹性模块。

所述碰垫为固定在船侧向边缘的橡胶碰垫条，用于提供侧向缓冲，其用作进船和出船阶段，导管架与船尾之间的横向缓冲。

所述横向护舷包括横向护舷基座、横向碰垫和导向碰垫，所述横向护舷基座焊接安装在船体侧壁的内槽，所述横向碰垫固定在横向护舷基座横向面，所述导向碰垫分别固定在所述横向护舷基座的两侧，用于进船和出船的导向。

所述横向碰垫包括横向碰垫面板、横向碰垫弹性体以及横向碰垫基座，所述横向碰垫基座通过焊接或铆接固定在横向护舷基座上，横向碰垫面板固定在横向碰垫基座上，在横向碰垫面板与横向碰垫基座之间设置横向碰垫弹性体。

一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除作业方法，基于所述基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其包括的步骤如下：

(1)安装在待拆上部模块下的预装拆除工装件，在切割位置切割导管架的主支撑腿；

(2)在船体上设置对接模块和缓冲定位模块；

(3)船体的双体式船尾抵近导管架，调整船体吃水位使对接模块与预装拆除工装件完成对接；

(4)调整船体吃水使导管架在切割处的完全分离，达到出船间隙后驶出导管架。

其中船体吃水通过调节船体和可移动浮箱内压载水量来实现。

本发明半潜式多功能运输拆装船的设计，根据拆除作业的工况的结构需求，双体式尾部的纵向与横向结构根据拆卸都进行了分布式强化，以应对拆卸作业时，货物重量集中、偏心、双体式尾部与舯部几何形状突变造成的水动力载荷突变等因素引起的船体结构负荷。适配式拆除支撑臂与船体强结构匹配，其顶部结构设计，适用于对接缓冲器母锥在其顶部任意位置的固定。通过适配式拆除支撑臂在主甲板上的位置以及与对接缓冲器母锥在配式拆除支撑臂顶部的位置的变动组合，可实现拆除作业支撑点的灵活布置，适用于不同类型的拆除作业需求；适配式拆除支撑臂及对接缓冲器母锥可反复使用，极大节省了作业成本。灵活布置可移动式浮箱，可以达到增强压排水能力、减小船体扭转力矩的目的，对提高拆除作业能力有着积极作用。布置于船体的碰垫系统，减小了拆除作业海上准备时间和施工成本。其可反复使用的特性，节约了施工设备成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用了半潜式多功能运输拆装船本身结构特点，所需辅助工装件重量小，通用性较强，甲板准备简单灵活；该作业方法的海上施工准备主要依托于导管架主支撑腿，而对上部模块的结构改造需求少，海上施工准备的总体工作量较少；具备施工效率高、施工成本低的优点。

附图说明

图1为半潜式多功能运输拆装船的立体图；

图2为多功能运输拆装船双体船尾纵向结构布置俯视图；

图3为半潜式多功能运输拆装船双体船尾横向结构布置俯视图；

图4为海上预装拆卸工装件布置立体图；

图5为上部模块与导管架分离立体图；

图6为适配式拆除支撑臂与对接缓冲器布置立体图之一(主甲板外)；

图7为适配式拆除支撑臂与对接缓冲器布置立体图之二(主甲板内)；

图8为可移动式浮箱置在拆除作业时的典型布置立体结构图；

图9为碰垫系统布置示意图；

图10为横向护舷的立体结构示意图；

图11为拆除作业抵达拆卸位置立体结构图；

图12为进船阶段关键工装件相对位置细节结构图；

图13为A区域细节构造结构图；

图14为拆除作业待拆装平台与导管架的分离细节结构图；

图15为B区域细节构造结构图；

图16为拆除作业完工后的船舶状态示意图。

具体实施方式

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。

一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其包括安装在待拆上部模块12下的预装拆除工装件和设置在船体上的对接模块和缓冲定位模块。其中船体为半潜式多功能运输拆装船。所述半潜式多功能运输拆装船如图1所示，其包括窄体式船艏延长部1、宽体式船舯艏部2以及双体式船尾3。所述船舯艏部2右舷靠前位置设置控制室4。在甲板上设置5只可移动式浮箱5。其中，可移动式浮箱5可根据作业需要，灵活移动到空旷甲板的任意处。所述浮箱5可是通过焊接或铆接的方式固定在船体甲板上。为满足拆除作业需求，所述双体式船尾3的主甲板内部纵向结构和横向加强结构设置密度进行了分布式设计。

如图2所示，纵向加强结构包括横向舱壁6和纵向舱壁7，所述横向舱壁6和纵向舱7在壁分隔舱室形成垂直隔板结构。在船体原有的纵向骨材8的基础上，在纵向骨材8旁增设若干内部纵向强桁材9。如图3所示，在船体横向上，在船体的强横梁10旁增设一系列的内部横向强桁材11。其中内部纵向强桁材9与内部横向强桁材11的设置密度考虑了拆卸作业时船体受力向船舯艏部2方向逐渐变大的规律，从而在船体设计阶段将拆卸作业的需求进行了整体考虑。

在海上拆卸施工前，需要在待拆上部模块12的下部导管架13的主支撑腿14上进行设置预装拆除工装件。如图4所示，所述预装拆卸工装件包括对接缓冲器公锥15和支撑过渡结构19，所述支撑过渡结构19安装在对接缓冲器公锥15上部，且对接缓冲器公锥15与支撑过渡结构19呈一体式设计。所述支撑过渡结构19焊接在导管架13的主支撑腿14或者上部模块12的其它加强结构上，分离缓冲器16和分离缓冲器受体18通过焊接安装在导管架13的主支撑腿14的向内侧。在分离缓冲器16内部设置预压缩的橡胶体32。

完成预装拆卸工装件的安装后，根据设计对下部导管架13的主支撑腿14进行切割，切割位置17处于分离缓冲器16与分离缓冲器受体18之间。上部模块12与下部导管架13分离后如图5所示，上部模块12与下部导管架13在切割位置17进行切割分离。

拆除作业前的船舶甲板准备包括对接模块、缓冲定位模块以及浮箱的安装和布置等。所述对接模块由适配式拆除支撑臂21与对接缓冲器母锥20组成，所述适配式拆除支撑臂21的底座固定在甲板上，所述对接缓冲器母锥20固定在适配式拆除支撑臂21顶部。所述适配式拆除支撑臂21的底座与甲板可以是焊接固定。底座与主甲板接触部位的长度和宽度与船体尾部内部纵向结构和横向加强结构的跨度呈倍数关系，可实现其底部外框架与船体强结构相对接，确保了待拆除平台的重量载荷能够有效传递到船体加强结构上。如图6和图7所示，所述适配式拆除支撑臂21固定在双体式船尾3的空槽区域的甲板边缘。所述对接缓冲器母锥20是焊接固定在适配式拆除支撑臂21顶部的任意位置。优选的，所述对接缓冲器母锥20固定在所述适配式拆除支撑臂21顶端背向空槽区域一侧，这样有利于提高强度和优化受力结构。在接缓冲器母锥20上表面设置内部橡胶弹性体31，用于提高接触缓冲效果。所述适配式拆除支撑臂21结构设计允许对接缓冲器母锥20固定在其顶部的任意位置来支撑上部模块12的重量。通过调整适配式拆除支撑臂21在主甲板的位置和方向以及对接缓冲器母锥20在支撑臂顶部的二次位置调节，可实现对接缓冲器母锥20位置的灵活布置，从而实现可适用于对不同结构特征的海上平台的支撑点布置，分别适用于不同待拆上部模块12。

可移动式浮箱5在拆除作业时，可作为配重使用，也可用于增加船体的压排水能力；其置于不同的位置、起到的作用也各不相同。如图8所示，所述可移动式浮箱5置于船艏延长部1主甲板上，可增加船艏船艏部1的重量和可调压载水量，可起到减小船尾吃水、并在压排水能力上，起到增加尾部拆除作业能力的作用。可移动式浮箱5固定在尾部外舷侧，在船体总纵强度足够的情况下，可起到减缓由模块重量偏心引起的船体扭转力矩，在结构强度维度上，起到增加尾部拆除作业能力的作用。

如图9所示，在拆除作业时，可移动式浮箱5在船舯艏部2主甲板上。可移动式浮箱5这样布置形式是综合提高压排水能力、减缓尾部结构扭转力矩两种因素的一种平衡型布置。当待拆除平台重量较小，偏心引起的船体扭转力矩较小时，可移动式浮箱5可布置在甲板面积更为宽阔的舯部区域。在双体式船尾3的空槽区域侧壁设置缓冲定位模块，所述缓冲定位模块包括碰垫、横向护舷22和纵向护舷23。所述碰垫24、横向护舷22和纵向护舷23固定在船体空槽区域侧壁上。为了最大限度地减少海上施工和安装，减少施工成本，拆除作业方法所需的碰垫24将最大限度的在安装在双体式船尾3的空槽区域侧壁上。所述碰垫24用于进出船辅助，可以是固定在船侧向边缘的橡胶碰垫条，用于提供侧向缓冲，其用于进船和出船阶段，导管架13与船尾侧壁之间的横向缓冲。所述横向护舷22用于抵达拆除位置后，精确定位船体与导管架13之间的横向相对位置并起到缓冲两者之间的横向相对运动的作用。所述横向护舷22固定在船体侧向边缘，如图10所示，其包括横向护舷基座28、横向碰垫和导向碰垫30，所述横向护舷基座28焊接安装在船体侧壁的内槽，所述横向碰垫固定在横向护舷基座28横向面，所述导向碰垫30分别固定在所述横向护舷基座28的两侧，用于进船和出船的导向。所述横向碰垫包括横向碰垫面板25、横向碰垫弹性体26以及横向碰垫基座27，所述横向碰垫基座27通过焊接或铆接固定在横向护舷基座28上，横向碰垫面板25固定在横向碰垫基座27上，在横向碰垫面板25与横向碰垫基座27之间设置横向碰垫弹性体26。所述导向碰垫30作为进船以及出船时导管架的主支撑腿14的导向及缓冲件，其通过进出船导向碰垫基座29焊接或铆接固定在横向护舷基座28上。纵向护舷23用于抵达拆除位置后，定位船体与导管架13之间的纵向位置以及缓冲两者之间的纵向相对运动，其结构与横向护舷22一样。所述纵向护舷23安装在所述双体船尾3空槽区域的纵向底部，可以与横线边缘接触。

如图11-15所示，拆除作业时，双体式船尾3朝向导管架13，在距离导管架13约500米处开始，在DP控制下移动至待拆平台前；其后在缓冲定位模块的辅助下，缓慢前进直至抵达待拆上部模块12的下部位置；然后，通过调节船体压载舱室以及可移动浮箱5的压载水来调节尾部吃水、改变对接缓冲器母锥20的高度，使其与上部模块12的对接缓冲器公锥15对接，对接缓冲器母锥20内部橡胶弹性体31在对接过程中起到缓冲的垂向及水平方向的冲击载荷的作用。在支撑起待拆上部模块12的重量后，通过调节压载进一步减小船尾吃水，从而实现导管架在切割处17的完全分离。在分离初期，设置在分离缓冲器16内部预压缩的橡胶体32将弹出，作用在分离缓冲器受体18的上部支撑面上，用于缓冲导管架13上下两体分离时产生的冲击载荷。半潜式多功能运输拆装船在达到设计间隙后，在DP控制下和碰垫的辅助下，缓慢驶离导管架。在船尾离开导管架500米左右后，完成上部模块的拆除作业，其完工船舶状态图如图16所示。

本发明提供的拆卸海上老旧平台的作业方法，适用于一种半潜式多功能运输拆装船，通过在该船型双体船尾的主甲板焊接适配式拆除支撑臂21，与海上待拆除平台的导管架13的主支撑腿14上预装的对接缓冲器锥20体进行对接，通过调节半潜式多功能运输拆装船的压载水来改变支撑臂高度，将待拆除平台重量从海上导管架顶升到半潜式多功能运输拆装船的支撑臂，从而实现海上老旧平台整体拆除的作业方法。

半潜式多功能运输拆装船的设计，根据拆装作业的工况的结构需求，双体式尾部的纵向与横向结构根据拆卸作业需求进行了分布式的强化，以应对拆卸作业时，由于货物重量集中、偏心、双体式尾部与舯部几何形状突变造成的水动力载荷突变等因素引起的船体结构负荷。在拆除作业前，需要进行的海上准备工况，具体为在待拆除平台上进行结构准备。在待拆平台下部导管架的主支撑桩腿上预装对接缓冲器公锥、分离缓冲器及其受体两类工装件；根据设计，对导管架桩腿进行切割，以确保整体拆除时，上部模块与下部导管架之间在物理结构上完全割离。拆除作业前的船舶甲板准备主要是根据设计预装的导管架对接缓冲器公锥位置，将适配式拆除支撑臂布置并焊接在船尾主甲板上，将对接缓冲器母锥布置并焊接在适配式拆除支撑臂的顶端，与待拆除平台上预装的对接缓冲器公锥位置匹配。根据待拆除平台的重量，布置半潜式多功能运输拆装船的可移动式浮箱，以达到增强压排水能力、减小由待拆除平台产生的船体扭转力矩的目的。

以上所述者，仅为本新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本新型实施的范围，即大凡依本新型申请专利范围及新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本新型专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，包括安装在待拆上部模块下的预装拆除工装件和设置在船体上的对接模块和缓冲定位模块，所述对接模块由适配式拆除支撑臂与对接缓冲器母锥组成，所述适配式拆除支撑臂的底座固定在甲板上，所述对接缓冲器母锥固定在适配式拆除支撑臂顶部；所述缓冲定位模块包括碰垫、横向护舷和纵向护舷。

2.根据权利要求1所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述预装拆卸工装件包括对接缓冲器公锥和支撑过渡结构，所述支撑过渡结构安装在对接缓冲器公锥上部，且对接缓冲器公锥与支撑过渡结构为一体式设计。

3.根据权利要求2所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述待拆上部模块下部设置导管架，所述导管架上设置主支撑腿；所述支撑过渡结构焊接在导管架的主支撑腿或者上部模块的加强结构上。

4.根据权利要求3所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述主支撑腿的向内侧固定分离缓冲器和分离缓冲器受体，所述分离缓冲器与分离缓冲器受体之间为切割位置。

5.根据权利要求4所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述分离缓冲器内部设置预压缩橡胶体。

6.根据权利要求1所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述对接缓冲器母锥上设置内部橡胶弹性体。

7.根据权利要求1所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述碰垫为固定在船侧向边缘的橡胶碰垫条。

8.根据权利要求7所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述横向护舷包括横向护舷基座、横向碰垫和导向碰垫，所述横向护舷基座焊接安装在船体侧壁的内槽，所述横向碰垫固定在横向护舷基座横向面，所述导向碰垫分别固定在所述横向护舷基座的两侧。

9.根据权利要求8所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，所述横向碰垫包括横向碰垫面板、横向碰垫弹性体以及横向碰垫基座，所述横向碰垫基座通过焊接或铆接固定在横向护舷基座上，横向碰垫面板固定在横向碰垫基座上，在横向碰垫面板与横向碰垫基座之间设置横向碰垫弹性体。

10.根据权利要求1所述的基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其特征在于，基于权利要求1-9任一所述的一种基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除作业方法，基于所述基于半潜式多功能运输拆装船的整体拆除系统，其包括的步骤如下：

(1)安装在待拆上部模块下的预装拆除工装件，在切割位置切割导管架的主支撑腿；

(2)在船体上设置对接模块和缓冲定位模块；

(3)船体的双体式船尾抵近导管架，调整船体吃水位使对接模块与预装拆除工装件完成对接；

(4)调整船体吃水使导管架在切割处的完全分离，达到出船间隙后驶出导管架。

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