一種半潛式鉆井平臺和壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶和鉆井平臺領(lǐng)域，特別涉及一種半潛式鉆井平臺和壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，半潛式鉆井平臺上的壓載系統(tǒng)主要是依靠壓載栗通過抽水或者排水實現(xiàn)對壓載水艙的壓載水位進行控制，從而達(dá)到調(diào)整平臺吃水、浮態(tài)以及穩(wěn)性的目的，應(yīng)用的情況包括服務(wù)前期的下沉或上浮、鉆井移位時的下沉或上浮、載荷變化時吃水以及浮態(tài)調(diào)整等。
[0003]這類壓載系統(tǒng)對壓載水艙的位置無限制而且技術(shù)成熟，當(dāng)對半潛式鉆井平臺進行壓載時，通過海底門把海水吸入海水總管，再分配到各個壓載水艙;排載時，用離心栗把壓載水艙里面的水抽出，送到排舷外總管。同時，根據(jù)合理的設(shè)置也可以實現(xiàn)壓載水艙之間的壓載水的互相調(diào)撥。該類壓載系統(tǒng)造價昂貴，設(shè)備及管路復(fù)雜、安裝工作量大、占用平臺內(nèi)空間較大，維修也很不方便;進排水速度較慢、占用時間長。
[0004]為了解決上述問題，在船舶領(lǐng)域采用壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)，例如半潛船、半潛船是專門從事運輸大型海上石油鉆井平臺、大型艦船、潛艇、龍門吊、預(yù)是橋梁構(gòu)件等。常規(guī)的壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)工作原理是利用大排量的空氣壓縮機產(chǎn)生低壓空氣通過進氣管，將空氣注入壓載水艙中，在空氣壓力的作用下，壓載水艙中的水被排出，實現(xiàn)船舶上浮，此過程為排載過程。在壓載過程中，將壓載水艙的空氣排出，壓載水艙在艙內(nèi)和艙外壓差的作用下，水進入壓載水艙，實現(xiàn)船舶下潛。
[0005]現(xiàn)有的壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)存在以下缺陷。其一，當(dāng)進氣閥和排氣閥出現(xiàn)意外打開或者進氣管路漏氣時，壓載水艙內(nèi)的壓縮空氣外泄，使得壓載水艙的壓載水升高，會造成船體下潛或者傾斜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出一種半潛式鉆井平臺和壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)及方法，以提高壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0007]—方面，本發(fā)明提供了一種壓縮空氣調(diào)壓載方法，包括壓載水艙的壓載方法，壓載方法包括以下步驟:
[0008]步驟Al:在壓載水艙的壓載過程中，首先打開進氣閥，通過U型管向壓載水艙注入壓縮空氣，使U型管內(nèi)的水柱擠入壓載水艙；
[0009]步驟A2:將進氣閥關(guān)閉，將排氣閥打開，壓載水艙內(nèi)的壓縮空氣通過U型管排出，壓載水艙內(nèi)的壓載水位升高；
[0010]步驟A3:在壓載水艙壓載完成后，關(guān)閉排氣閥，打開進水閥向U型管注入水柱，使水柱高度與水平面相同。
[0011]進一步地，包括壓載水艙的排載方法，排載方法包括以下步驟:
[0012]步驟B1:在壓載水艙的排載過程中，打開進氣閥，通過U型管向壓載水艙注入壓縮空氣，壓載水艙內(nèi)的壓載水位下降；
[0013]步驟B2:壓載水艙排載完成后，關(guān)閉進氣閥，打開進水閥向U型管注入水柱，使水柱高度與水平面相同。
[0014]另一方面，本發(fā)明還提供了一種壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)，U型管的一端與壓載水艙相通，U型管的另一端與進排氣管路和進水管路相連接，在進排氣管路上設(shè)置有進氣閥和排氣閥，在進水管路上設(shè)置有進水閥。
[0015]進一步地，進排氣管路包括進氣管路和排氣管路，進氣閥設(shè)置在進氣管路上，排氣閥設(shè)置在排氣管路上。
[0016]進一步地，包括水栗和空氣壓縮機，水栗與進水管路相連接，空氣壓縮機與進氣管路相連接，排氣管路的出口與大氣相通。
[0017]進一步地，在壓載水艙壓載和排載完成后，向U型管注入水柱，使水柱高度與水平面相同。
[0018]進一步地，U型管的一端進出口位于壓載水艙上端，在壓載水艙下端開設(shè)有進水
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[0019]進一步地，進水口開設(shè)在壓載水艙的底部;U型管朝下延伸到壓載水艙底部下方，U型管折彎后，從壓載水艙底部進入壓載水艙內(nèi)，然后U型管朝向壓載水艙頂部延伸。
[0020]另外，本發(fā)明還提供了一種半潛式鉆井平臺，包括上述的壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)。
[0021]進一步地，包括甲板平臺和四個立柱，四個立柱布置在甲板平臺的前后左右四個方位上，壓載水艙安裝在每個立柱下方，每個壓載水艙相互獨立。
[0022]本發(fā)明的半潛式鉆井平臺和壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)及方法，采用U型管，U型管與進排氣管路和進水管路相連接。在壓載和排載完成后，通過進水管路向U型管內(nèi)注入水柱，利用水柱行成水封，使壓載水艙內(nèi)外壓力平衡，以提高壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)進氣閥和排氣閥出現(xiàn)意外打開或者進排氣管路漏氣時，由于U型管的水柱密封作用，壓載水艙內(nèi)壓力和壓載水艙外壓力平衡，壓載水艙內(nèi)的壓載水仍能保持不變，因此不會出現(xiàn)船體下潛或者傾斜。
【附圖說明】
[0023]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1為本發(fā)明壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的壓載狀態(tài)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的排載狀態(tài)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的平常狀態(tài)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明半潛式鉆井平臺示意圖；
[0028]圖5為圖4的壓載水艙布置不意圖。
【具體實施方式】
[0029]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明所述的U型管3是指至少有一個折彎成U型結(jié)構(gòu)的管路。例如將管路折彎成兩個U型結(jié)構(gòu)管路構(gòu)成的W型管，我們將此看成兩個U型管3。
[0031]下面結(jié)合圖1至5，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進一步詳細(xì)說明，
[0032]如圖1至3所示，本優(yōu)選實施例的一種壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)，包括壓載水艙1、U型管
3、進氣系統(tǒng)、栗水系統(tǒng)，在壓載水艙I底部開設(shè)有進水口 2。進氣系統(tǒng)包括進氣管路5和儲氣瓶(圖中未示出)及空氣壓縮機(圖中未示出)，空氣壓縮機通過進氣管路5向儲氣瓶供氣，儲氣瓶用于存儲壓縮空氣。栗水系統(tǒng)包括水栗(圖中未示出)和進水管路4，水栗的輸出口與進水管路4相連接。
[0033]如圖1所示，U型管3的一端與壓載水艙I相通，U型管3的另一端與進氣管路5和排氣管路6及進水管路4相連接，在進氣管路5上設(shè)置進氣閥50，在排氣管中上設(shè)置排氣閥60，在進水管路4上設(shè)置進水閥40，排氣管路6的出口與大氣相通。另外，進氣管路5和排氣管路6也可以合成一條進排氣管路，進氣閥50和排氣閥60采用三通閥替代。
[0034]U型管3朝下延伸到壓載水艙I底部下方，U型管3折彎后，從壓載水艙I底部進入壓載水艙I內(nèi)，然后U型管3朝向壓載水艙I頂部延伸。U型管3的一端進出口位于壓載水艙I上端，U型管3的一端進出口與壓載水艙I頂部存在一定的間距。U型管3朝向壓載水艙I頂部延伸的距離決定了壓載水艙I的最高壓載水位，也就是說U型管3的一端進出口一定要高于壓載水艙I的最高壓載水位。U型管3的一端進出口高度要低于U型管3的另一端進出口高度。另外，U型管3也可以不從壓載水艙I底部進入，可以直接從壓載水艙I上端進入。本發(fā)明的壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)，在壓載水艙I壓載和排載完成后，通過進水管路4向U型管3內(nèi)注入水柱，使水柱高度與水平面一樣高(如圖3所示)。利用水柱行成水封，以提高壓縮空氣調(diào)壓載系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)進氣閥50和排氣閥60出現(xiàn)意外打開或者進氣管路5或者排氣管路6及進水管路4漏氣時，由于U型管3的水柱密封作用，壓載水艙I內(nèi)壓力和壓載水艙I外壓力平衡，壓載水艙I內(nèi)的壓載水仍能保持不變，因此不會出現(xiàn)船體下潛或者傾斜。
[0035]本發(fā)明的壓縮空氣調(diào)壓載方法如下:
[0036]—、包括壓載水艙I的壓載方法，壓載方法包括以下步驟(如圖1所示):