半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半潛式起重平臺，以其抗風(fēng)浪能力強(qiáng)、甲板面積大、甲板可變載荷大、裝載量大、適應(yīng)水深范圍大、人員居住艙室多等優(yōu)點(diǎn)，成為超大型起重機(jī)的最佳載體。半潛式起重平臺一般具有調(diào)遣航行、起重作業(yè)、風(fēng)暴自存等多種工況，其特殊的作業(yè)功能需求對壓載系統(tǒng)的設(shè)計提出了較高的要求。
[0003]船式半潛式起重平臺通常由兩個下浮體、三?五對左右對稱的立柱、和一個上平臺組成。在調(diào)遣航行時，為減小阻力，水線位于下浮體處;在起重作業(yè)時，為保證作業(yè)具有良好的耐波性能，水線位于立柱中間處;在自存工況時，為提高平臺的抗風(fēng)暴能力，此時水線位于立柱下部。由于三種工況的平臺吃水及排水量差異巨大，因此通過在主船體的下浮體內(nèi)設(shè)置大量的壓載艙和壓載水注入和排出系統(tǒng)，以滿足在這三種工況下的轉(zhuǎn)換需要。
[0004]由于半潛式起重平臺在起重作業(yè)時需要在極短的時間內(nèi)起吊數(shù)千上萬噸的重物，而起吊載荷將對平臺產(chǎn)生巨大的傾覆力矩，對平臺浮態(tài)和穩(wěn)性產(chǎn)生重大影響。為保證安全作業(yè)，必須在反向加載大量的壓載水以部分抵消吊重產(chǎn)生的傾覆力矩。另外，在起重機(jī)帶載回轉(zhuǎn)時，巨大的起吊重物產(chǎn)生的傾覆力矩的方向在短時間內(nèi)發(fā)生改變，也必須通過壓載水的快速調(diào)載來平衡傾覆力矩的變化，否則會造成平臺傾斜加劇，并使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于下坡運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這是非常危險的。因此為保證起重作業(yè)安全，在平臺主體的立柱內(nèi)需設(shè)置大量的壓載艙和抗傾調(diào)載系統(tǒng)，用于壓載水的快速調(diào)駁，這是常規(guī)半潛式起重平臺所沒有的，后者由于調(diào)載量小、調(diào)載速度要求不高而一般采用功能單一的栗壓載系統(tǒng)，其不能滿足半潛式起重平臺巨大調(diào)載量需求情況下的快速、高效調(diào)載功能需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種半潛式起重平臺的壓載水系統(tǒng)及其操作方法，其采用壓載栗和壓縮空氣兩種壓載方式相結(jié)合的組合式壓載系統(tǒng)，即半潛式起重平臺下浮體內(nèi)的壓載水采用重力注入、壓縮空氣排水的方式，簡化壓載水管系統(tǒng)且調(diào)載速度快;起重作業(yè)時抗傾調(diào)載采用立柱內(nèi)特定壓載艙間應(yīng)用壓載水栗調(diào)載，便于控制調(diào)載水量，準(zhǔn)確保證壓載水量在相關(guān)壓載艙間調(diào)駁，滿足平臺穩(wěn)定性和起重機(jī)作業(yè)安全要求;突然失鉤等緊急起重作業(yè)情況下，采用壓縮空氣排空立柱內(nèi)抗傾調(diào)載用壓載水，減小平臺傾側(cè)角，提高平臺安全性。
[0006]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)，包括兩個下浮體、三至五對左右對稱的立柱和一個上平臺，該上平臺設(shè)有中央控制系統(tǒng);其特征在于，該兩下浮體內(nèi)分別從首至尾設(shè)數(shù)個壓載艙，其中一個下浮體內(nèi)設(shè)水栗壓載系統(tǒng)，下浮體內(nèi)每個壓載艙分別設(shè)進(jìn)排水閥和與壓縮空氣壓載系統(tǒng)連通的開口；每個左立柱內(nèi)設(shè)左立柱壓載艙，該左立柱壓載艙設(shè)有左高位排水閥;每個右立柱內(nèi)設(shè)右立柱壓載艙，該右立柱壓載艙設(shè)有右高位排水閥;水栗壓載系統(tǒng)設(shè)有海底閥，該海底閥通過管道分別與左立柱壓載艙和右立柱壓載艙底部進(jìn)水口相連；左立柱壓載艙和右立柱壓載艙之間通過相互調(diào)駁壓載水的管道連通;上平臺內(nèi)設(shè)有借助管道與下浮體內(nèi)和左右立柱內(nèi)的壓載艙相連接并由中央控制系統(tǒng)監(jiān)控的壓縮空氣壓載系統(tǒng)、用于測量各壓載艙壓載水液位高度的壓載艙液位測量單元以及用于控制操作應(yīng)急排放壓載水的應(yīng)急排放控制單元，上平臺內(nèi)還設(shè)有由中央控制系統(tǒng)監(jiān)控的用于測量平臺吃水量的吃水測量單元。
[0008]前述的半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)，其中，所述上平臺內(nèi)設(shè)有的用于測量平臺吃水量的吃水測量單元、用于測量各壓載艙壓載水液位高度的壓載艙液位測量單元以及用于控制操作應(yīng)急排放壓載水的應(yīng)急排放控制單元均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0009]本發(fā)明半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)的操作方法，其特征在于，包括下浮體內(nèi)壓載艙的重力進(jìn)水和壓縮空氣排水操作;立柱內(nèi)壓載艙的水栗壓載系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)水和排水作業(yè)操作；
[0010]下浮體內(nèi)壓載艙的重力進(jìn)水操作過程包括:
[0011]A、啟動壓縮空氣壓載系統(tǒng)，下浮體壓載艙中的空氣經(jīng)由壓縮空氣壓載系統(tǒng)設(shè)置在艙室頂部的的管道開口排出；B、打開進(jìn)排水閥，船外水靠重力從進(jìn)排水閥進(jìn)入下浮體壓載艙內(nèi)；C、對壓載艙液位測量單元和吃水測量單元進(jìn)行相應(yīng)的測量，直至達(dá)到船舶吃水要求，壓載操作完成，如圖3所示；
[0012]下浮體內(nèi)壓載艙的壓縮空氣排水操作過程包括:A、啟動壓縮空氣壓載系統(tǒng)，空氣流經(jīng)由壓縮空氣壓載系統(tǒng)設(shè)置在下浮體壓載艙頂部的的管道開口進(jìn)入到下浮體壓載艙內(nèi)；
B、打開進(jìn)排水閥，下浮體壓載艙中的壓載水在來自壓縮空氣壓載系統(tǒng)的高壓空氣作用下，通過進(jìn)排水閥排出壓載艙;C、對壓載艙液位測量單元和吃水測量單元進(jìn)行相應(yīng)的測量，直至達(dá)到船舶吃水要求，排水操作完成，如圖3所示；
[0013]立柱內(nèi)壓載艙的進(jìn)水作業(yè)操作過程包括:A、啟動水栗壓載系統(tǒng);B、打開海底閥，船外水經(jīng)水栗壓載系統(tǒng)打入立柱內(nèi)的壓載艙;C、通過壓載艙液位測量單元進(jìn)行測量，直至達(dá)到要求的液位，壓載操作完成，如圖4所示；
[0014]立柱內(nèi)壓載艙的排水作業(yè)操作過程包括:A、啟動水栗壓載系統(tǒng);B、打開海底閥，立柱壓載艙中的壓載水在水栗壓載系統(tǒng)作用下，通過海底閥排出船外;C、通過壓載艙液位測量單元進(jìn)行測量，直至達(dá)到要求的液位，排水操作完成，如圖4所示。
[0015]前述的半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)的操作方法，其中，所述立柱內(nèi)壓載艙的水栗壓載系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)水和排水作業(yè)用于左立柱內(nèi)壓載艙和右立柱內(nèi)壓載艙之間壓載水調(diào)載方式進(jìn)行抗傾調(diào)載操作，其步驟如下:當(dāng)起重機(jī)在左舷進(jìn)行起重作業(yè)時，啟動水栗壓載系統(tǒng)，將左立柱壓載艙的壓載水經(jīng)由壓載管道打到右立柱壓載艙內(nèi)，同時由中央控制系統(tǒng)控制開啟壓載艙液位測量單元進(jìn)行測量，直至達(dá)到要求的液位時，調(diào)載操作完成；當(dāng)起重機(jī)在右舷進(jìn)行起重作業(yè)時，啟動水栗壓載系統(tǒng)，將右立柱壓載艙的壓載水經(jīng)由壓載管道打到左立柱壓載艙內(nèi)，同時由中央控制系統(tǒng)控制開啟壓載艙液位測量單元進(jìn)行測量，直至達(dá)到要求的液位時，調(diào)載操作完成，如圖5所示。
[0016]前述的半潛式起重平臺壓載水系統(tǒng)的操作方法，其中，所述立柱內(nèi)壓載艙的水栗壓載系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)水和排水作業(yè)用于起重機(jī)作業(yè)時突然失去起重載荷的抗傾調(diào)載時，當(dāng)一舷起重機(jī)作業(yè)時突然失去起重載荷的緊急情況下，采用壓縮空氣快速排出另一舷立柱內(nèi)抗傾調(diào)載用壓載水的方式進(jìn)行，其步驟如下:當(dāng)左舷進(jìn)行起重作業(yè)的起重機(jī)突然失去起吊載荷時，由中央控制系統(tǒng)控制的應(yīng)急排放控制單元迅速對壓縮空氣壓載系統(tǒng)發(fā)出右立柱壓載艙快速排水指令，位于右舷的右立柱壓載艙的高位排水閥開啟，同時壓縮空氣進(jìn)入右立柱壓載艙，該右立柱壓載艙內(nèi)壓載水在壓縮空氣和自身重力作用下，快速排出船外；當(dāng)右舷進(jìn)行起重作業(yè)的起重機(jī)突然失去起吊載荷時，由中央控制系統(tǒng)控制的應(yīng)急排放控制單元迅速對壓載空氣壓載系統(tǒng)發(fā)出左立柱壓載艙快速排水的指令，位于左舷的左立柱壓載艙的高位排水閥開啟，同時壓縮空氣進(jìn)入左立柱壓載艙，艙內(nèi)壓載水在壓縮空氣和自身重力作用下，快速排出船外，達(dá)到船舶抗橫傾作用，如圖6所示。
[0017]本發(fā)明半潛式起重平臺的壓載水系統(tǒng)的有益效果，半潛式起重平臺的壓載水系統(tǒng)既要將壓載水注入壓載艙，又要將壓載水排至舷外;在調(diào)載時，還需要將一個或多個壓載艙的水駁運(yùn)至另一個或多個壓載艙。本發(fā)明在半潛式起重平臺內(nèi)設(shè)有數(shù)個壓載艙，優(yōu)化壓載水系統(tǒng)設(shè)計，保證系統(tǒng)簡單、功能可靠;采用壓載栗和壓縮空氣兩種壓載系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計，即下浮體內(nèi)的壓載水注入和排出采用重力進(jìn)水和壓縮空氣排水的方式，其