[發(fā)明專利]深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410746065.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104692247B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志剛;王晉;謝毅;宋亞新;李斌;王法承
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司;北京高泰深海技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B66C13/08
• 分類號(hào): B66C13/08
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司12203
• 代理人: 高鳳榮

1.一種深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝方法，其特征在于：采用以下安裝步驟：

第一步：通過(guò)船用吊機(jī)，將結(jié)構(gòu)重塊起吊到絞車滑輪的正下方，然后，逐漸的將張力由船用吊機(jī)切換到絞車上，當(dāng)張力完全切換完畢之后，將船用吊機(jī)勾頭從連接結(jié)構(gòu)中的三角板上解脫；

第二步：通過(guò)絞車及絞車導(dǎo)向纜將結(jié)構(gòu)重塊下放至設(shè)定的海底深度就位，此時(shí)，絞車導(dǎo)向纜在結(jié)構(gòu)重塊的作用下保持鉛垂?fàn)顟B(tài)；

第三步：通過(guò)船用吊機(jī)，將深水水下結(jié)構(gòu)物進(jìn)行安裝與下放，隨著深水水下結(jié)構(gòu)物的下放，水平牽引纜與深水水下結(jié)構(gòu)物相連的一端，將隨著深水水下結(jié)構(gòu)物的下放而一起下放到海底，套裝在絞車導(dǎo)向纜上的滑動(dòng)卸扣將在重力作用下，沿著絞車導(dǎo)向纜實(shí)現(xiàn)與深水水下結(jié)構(gòu)物同步下放；當(dāng)深水水下結(jié)構(gòu)物在外力擾動(dòng)下發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在深水水下結(jié)構(gòu)物上兩根短纜將與水平牽引纜的一端一起扭轉(zhuǎn)，而水平牽引纜的另一端則被滑動(dòng)卸扣限制在絞車導(dǎo)向纜上，這樣一來(lái)，水平牽引纜將對(duì)深水水下結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生一個(gè)與扭轉(zhuǎn)方向相反的力矩，阻止深水水下結(jié)構(gòu)物發(fā)生扭轉(zhuǎn)，并迫使深水水下結(jié)構(gòu)物回到平衡位置；

第四步：當(dāng)深水水下結(jié)構(gòu)物安裝到海底就位以后，由水下機(jī)器人攜切割工具將短纜切斷，此時(shí)，安裝船便能夠啟動(dòng)絞車將結(jié)構(gòu)重塊連同水平牽引纜一起回收到安裝船上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝方法，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)重塊就位后所設(shè)定的海底間距為：10-20米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝方法，其特征在于：所述第三步中，深水水下結(jié)構(gòu)物以及套裝在絞車導(dǎo)向纜的相對(duì)位置是通過(guò)調(diào)節(jié)水平牽引纜的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)，水平牽引纜在結(jié)構(gòu)物下放過(guò)程中，呈略微繃緊狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝方法，其特征在于：所述第四步中，當(dāng)深水水下結(jié)構(gòu)物的重復(fù)安裝時(shí)，只需在下一個(gè)深水水下結(jié)構(gòu)物重新配備短纜即可繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)深水水下結(jié)構(gòu)物的安裝。

5.一種為實(shí)現(xiàn)上述方法的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于包括：一個(gè)用于產(chǎn)生鉛垂力的結(jié)構(gòu)重塊，垂直懸掛在結(jié)構(gòu)重塊上的絞車導(dǎo)向纜，其中，絞車導(dǎo)向纜上通過(guò)一個(gè)滑動(dòng)卡環(huán)與一水平牽引纜的一端套裝，水平牽引纜的另一端通過(guò)兩根短纜分別與安裝在深水水下結(jié)構(gòu)物連為一體，并呈三角狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于：所述絞車導(dǎo)向纜和結(jié)構(gòu)重塊之間是通過(guò)一連接結(jié)構(gòu)連接為一體，該連接結(jié)構(gòu)包括：依次安裝在第一個(gè)卸扣上的一旋轉(zhuǎn)接頭、三角板、第二個(gè)卸扣。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)重塊的材料為：鋼或者水泥混凝土；形狀為：規(guī)則的立方體或圓柱體結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)重塊上安裝有一供卸扣安裝的吊點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于：所述水平牽引纜為：無(wú)彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于：所述短纜通過(guò)卸扣及水下結(jié)構(gòu)物吊裝索具連接在深水水下結(jié)構(gòu)物或安裝在水下結(jié)構(gòu)物上，吊裝索具與船上絞車的纜繩相連，該纜繩用于引導(dǎo)和約束水平牽引纜，隨著深水水下結(jié)構(gòu)物的下放實(shí)現(xiàn)同步下放。

10.根據(jù)權(quán)利要求5或所述的深水水下結(jié)構(gòu)物防扭轉(zhuǎn)的安裝裝置，其特征在于：所述深水水下結(jié)構(gòu)物受到的豎直平面內(nèi)的外力矩采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：

M為深水水下結(jié)構(gòu)物109受到的豎直平面內(nèi)的外力矩；

m_c為結(jié)構(gòu)重塊的自重；

m_s為水下結(jié)構(gòu)物的自重；

g為重力加速度；

θ為絞車導(dǎo)向纜與豎直鉛垂線的夾角；

r為水平牽引纜連接點(diǎn)距離水下結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)中心的距離；

d為水平牽引纜的長(zhǎng)度；

l為絞車導(dǎo)向纜的有效長(zhǎng)度(絞車滑輪到滑動(dòng)卸扣之間的距離)；

β為水平牽引纜的旋轉(zhuǎn)角；

并根據(jù)深水水下結(jié)構(gòu)物主尺度信息以及安裝施工海域的環(huán)境條件，估算出深水水下結(jié)構(gòu)物在安裝下放過(guò)程中，受到的受到的豎直平面內(nèi)的外力矩M，且根據(jù)以上公式構(gòu)建如下函數(shù)：

通過(guò)給定函數(shù)參數(shù)的初值，對(duì)以上函數(shù)采用數(shù)值迭代的方法進(jìn)行求解，函數(shù)值y＝0表示恢復(fù)力矩與深水水下結(jié)構(gòu)物受到的外力矩M平衡。