[實用新型]采用水下噴射氣流控制導管架平臺井口區碎冰堆積的裝置

有效

• 申請號: 201520874530.9
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN205100189U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 萬軍;郝寶齊;黃焱;張曉;董坤;杜夏英;張偉;倪先鋒;周曉艷;桑軍;陳文峰;趙希寶;肖輝;胡偉;李翔云
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油（中國）有限公司天津分公司
• 主分類號: E02B15/02
• 分類號: E02B15/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本實用新型屬于海洋工程技術領域，涉及一種防止流冰在導管架平臺井口區發生堆積的裝置。

背景技術

在全球的海洋中，海冰的分布面積為3770萬平方公里，占全球洋面的11.8％。如果加入冰山分布海域，則包括流冰在內的海冰面積為7260萬平方公里，占全球洋面的22.9％。由此可見，海冰在海洋中占據了重要的地位。而正是在這些長期或短期被海冰覆蓋的海域中，蘊藏了豐富的海洋資源，進而促使近三十年來，各國在寒冷海域中開展的經濟活動呈高速增長的態勢。其中，以海上油氣資源的開發、海洋可再生能源的利用和航運活動的發展最為迅猛，海上油氣開采平臺、海上風電機組等各類海洋工程結構相繼矗立在寒冷海域，這些海洋工程結構的安全性能就必然面臨著大面積流冰作用的威脅。

導管架式結構目前是我國淺水重冰區中的海上油氣平臺采用的主要結構型式，這種海洋工程結構有一個主要的特征，即井口區由一系列呈陣列型式排布的直立式套管組成。因此，在海面上存在大面積的漂移海冰時，導管架平臺井口區發生嚴重的碎冰堆積就成為我國淺水重冰區中常見的海冰災害現象。這種海冰堆積現象會引發一系列后續的工程事故，因此，必須采取有效的措施對流冰在導管架平臺井口區的堆積進行控制。

目前，對于導管架平臺井口區的碎冰堆積采用的控制措施包括：一)發生顯著堆積后人工清除；二)噴淋熱水融化。這些簡單的措施顯然在控制效果上存在嚴重的問題。首先，一旦碎冰發生顯著堆積后，采用人工清除的方法僅能對套管外表面的碎冰層進行干預，并且受到實際場地的限制，很難進行。其次，采用熱水噴淋的方法通常僅在短時間內可對碎冰堆的表層形成清除，很難形成整體的瓦解。同時，在冬季氣溫環境下，熱水的噴淋還可能進一步造成碎冰的深層凍結，進而致使碎冰堆積更加堅固。

目前，國際上的最新研究表明：碎冰在導管架平臺井口區的堆積進程存在以下重要規律：一)井口區局部流場的滯流效應是形成碎冰堆積的主要初始誘因；二)井口區隔水套管陣列與鄰近主樁腿形成的聯合結構滯留效應，是促使碎冰堆積規模快速發展的主要因素之一；三)碎冰堆積的水下部分規模大于其水上部分，即碎冰堆積的主要構成在水下；四)碎冰堆積進程具有很大的區域不均衡性，即大部分碎冰均堆積在首先與冰排發生作用的前兩排導管附近區域內；五)碎冰堆積進程一旦開始，其發展速度是迅速的，觸底式堆積一般在很短的時間內即可形成；六)發展最快、規模最大的碎冰堆積行為，發生在冰排向導管架結構井口區與主樁腿距離最近一側行進的過程中。因此，對于碎冰的過流動力以及下潛運動控制，成為有效控冰技術的關鍵性目標。然而，目前在現有的導管架平臺井口區碎冰堆積控制措施中，尚未出現能夠實現這一關鍵性目標的方法。

發明內容

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種采用水下噴射氣流控制導管架平臺井口區碎冰堆積的裝置，該裝置能夠防止流冰在導管架平臺井口區發生下潛堆積。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種采用水下噴射氣流控制導管架平臺井口區碎冰堆積的裝置，包括設置在距離海平面以下預設高程處的多個水下氣流噴射噴嘴，多個所述水下氣流噴射噴嘴分別布置在偏離井口區幾何中心的井口區中部、隔水套管陣列內側靠近四個角點位置處、破冰錐體與隔水套管陣列發生交叉的區域處和碎冰重點堆積區域，所有所述水下氣流噴射噴嘴的射流方向豎直向上；所有所述水下氣流噴射噴嘴通過高壓氣流輸送管路與空氣壓縮機連接，所述空氣壓縮機安放在平臺底層甲板上。

所有所述水下氣流噴射噴嘴距離海平面的高程均為2.5m，所有所述噴嘴的內徑均為45mm。

所述高壓氣流輸送管路包括與所述空氣壓縮機相連的輸送總管、與各噴嘴相連接的輸送支管以及設置在所述空氣壓縮機出口處的控制閥門，所述輸送總管與所有所述輸送支管連接，所述輸送總管和所述輸送支管的內徑均為120mm，所述輸送總管和所述輸送支管經由隔水套管群圍合的空間延伸至水下。