深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统。


背景技术：

2.海上起重平台，以其抗风浪能力强、甲板面积大、甲板可变载荷大、装载量大、适应水深范围大、人员居住舱室多等优点，成为超大型起重机的最佳载体。海上起重平台一般具有调遣航行、起重作业、风暴自存等多种工况，其特殊的作业功能需求对平台下沉上浮系统的设计提出了较高的要求。海上起重平台的上浮动作往往包含长期坐底后的破附底作业，即针对平台长期坐底后的附底问题，平台起浮时需要通过冲喷设备以克服平台吸附力，因此平台下沉上浮系统的设计往往包含冲喷系统的设计。
3.如cn108252286b公开的一种坐底式水上平台及其水上运输安装方法，其公开了坐底式平台需要搬迁移动时，把上部平台内部的压载水箱和四个浮力筒结构的空心圆筒内的压载海水按照起浮移动的设计程序往外排放压载海水(等于往外卸压载)，使坐底式平台产生向上浮力。并通过高压水喷射装备从四个浮力筒结构的浮力筒底座梳桩式结构内的管路往海底喷射高压水，使四个浮力筒结构的浮力筒底座梳桩式结构更容易脱离海底基面。通过把上部平台内部的压载水箱和四个浮力筒结构的空心圆筒内的压载海水按照起浮移动的设计程序往外排放压载海水,达到坐底式平台完全起浮为止。
4.但是其并未公开高压水喷射装备即高压冲喷系统的具体结构以及管路系统布置，此外，海上起重作业平台由于长期坐底会存在附底问题，加上平台自身是的重力，平台起浮时需要克服的吸附力非常大，高压冲喷系统仅仅单独使用高压水进行冲喷，不能达到很好的冲喷效果，冲喷效率较低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种冲喷效果好、冲喷效率高的深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，包括依次相连的供气系统、冲喷管路系统、喷嘴；
7.供气系统包括并列设置的启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶，启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶的进口上都设有带控制阀的进气管，三个进气管端部都连接到进气总管上，进气总管通过两条连接管道分别连接互为备用的启动空压机一和启动空压机二；启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶的出口上都设有带控制阀的出气管，启动空气瓶一、启动空气瓶二的两个出气管端部都连接到出气总管上，出气总管上设有连接至发电机组的发电用气支管；冲喷空气瓶的出气管上设有减压阀，且冲喷空气瓶的出气管通过管路连接至设置于安装平台的立柱内的消防水管路上，消防水管路与安装平台的下浮体壳底上的喷冲管路系统相连接；
8.冲喷管路系统包括压缩空气环管和消防水总管，压缩空气环管与供气系统中的出
气总管互相连接，压缩空气环管分为四路压缩空气总管分别接入安装平台的四根立柱内；四根立柱内各设置有一路消防水总管，立柱下浮体底部设有吸取海水的冲喷水泵为各路消防水总管提供消防水；
9.压缩空气总管在安装平台的立柱内分为三路压缩空气支管分别接入三个不同的冲喷区域，每一路压缩空气支管沿压缩空气流动方向依次设有蝶阀和止回阀；消防水总管在安装平台的立柱内分为三路消防水支管后也分别接入上述三个不同的冲喷区域，每一路消防水支管沿水流方向依次设有蝶阀和止回阀；同一区域的压缩空气支管和消防水支管合并为高压冲喷管路并由立柱接入平台下浮体壳底，最终接入底部的喷嘴结构，每一高压冲喷管路上都设置有一个连到风电安装平台中控的压力传感器pt。
10.作为一种优选的方案，所述出气总管上通过设置减压阀的备用喷冲支管与冲喷空气瓶的出气管的出气端相连通。
11.作为一种优选的方案，所述启动空气瓶一、启动空气瓶二上都设有压力传感器与压力表，启动空气瓶一设有自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关；启动空气瓶二设有自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关。
12.作为一种优选的方案，所述启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶上都设置有安全阀。
13.作为一种优选的方案，所述喷嘴结构均匀布置在浮体壳底上，喷嘴结构包括冲喷口，冲喷口管口穿设于下浮体壳底上，冲喷口管口与下浮体壳底接触部分设有密封结构；冲喷口外侧设置有焊接在下浮体壳底上的半管，半管的两端分别设有沿靠近半管轴线方向向冲喷口倾斜的端部斜板，端部斜板上沿与半管端沿之间设有介质出口。
14.作为一种优选的方案，所述下浮体壳底内底面上在冲喷管路的冲喷口处设有支撑冲喷管路的加强座，加强座通过套筒结构套设于冲喷口外部，加强座焊接于下浮体壳底。
15.作为一种优选的方案，所述下浮体壳底外底面上在冲喷管路的冲喷口处设有防堵塞保护网。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、本高压冲喷系统设置有消防水管路与压缩空气管路，消防水管路与压缩空气管路合并为高压冲喷管路并由立柱接入平台下浮体壳底，最终接入底部的喷冲支管及喷冲口，冲喷系统可以为平台提供压缩空气、消防水两种介质到喷冲管线用于平台长期坐底后的破附底作业，相比于高压冲喷水，压缩空气具有膨胀效应，压缩空气在冲喷过程中所产生的量能比较大，使用压缩空气进行冲喷可以在短时间内产生较好的冲喷效果、冲喷效率高。
18.2、冲喷管路的喷冲口设置为喷嘴结构，喷冲口设置有保护网，同时喷冲口外部半管两侧设置有端部斜板，保护网与端部斜板同时对喷冲口进行防堵塞保护，具有较好的保护效果。
19.3、高压冲喷系统中启动空压机一和启动空压机二出口设有连通管路，2台启动空压机互为备用，当起重一台空压机坏了，另外一台空压机可以给启动空气瓶充气，启动空压机还可以通过出口管路给冲喷空气瓶供气；冲喷空气瓶与启动空气瓶一、启动空气瓶二出口设有连通管路，应急情况下冲喷空气瓶可与启动空气瓶一、启动空气瓶二互为备用。
20.4、每个启动空气瓶都设置有一个压力传感器pt与压力表pi，压力传感器pt连到中
控，从而监测启动空气瓶内部压力，实现对启动空气瓶进行低压/高压报警；同时，每个启动空气瓶自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的最高压力开关和最低压力开关，自动控制启动空压机的启停。
21.5、启动空气瓶、冲喷空气瓶都分别对应设置有安全阀，安全阀提前预设有对应的压力值，当空气瓶中压力低于或高于设定压力值时，安全阀自动打开对应的空气瓶，防止故障的发生，实现了高压冲喷系统安全的双重保障。
附图说明
22.图1为实施例中深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统管路布置图。
23.图2为图1的c向局部放大图。
24.图3为实施例中喷冲口结构示意图。
25.图4为图3的a向视图。
26.图5为图3的b向视图。
27.图中：
28.1、供气系统2、冲喷管路系统3、喷嘴结构
29.101、启动压机一102、启动空压机二103、冲喷空气瓶
30.104、启动空气瓶二105、启动空气瓶一
31.201、压缩空气环管202、压缩空气总管203、消防水总管
32.204、压缩空气支管205、消防水支管206、高压冲喷管路
33.301、冲喷口302、下浮体壳底303、端部斜板303
34.304、半管305、保护网306、加强座
具体实施方式
35.下面结合附图，详细描述本实用新型的具体实施方案。
36.如图1-5所示，深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，包括依次相连的供气系统1、冲喷管路系统2、喷嘴3。
37.供气系统1包括并列设置的启动空气瓶一105、启动空气瓶二104、冲喷空气瓶103，启动空气瓶一105、启动空气瓶二104、冲喷空气瓶103的进口上都设有带控制阀的进气管，三个进气管端部都连接到进气总管上，进气总管通过两条连接管道分别连接互为备用的启动空压机一101和启动空压机二102；启动空气瓶一105、启动空气瓶二104、冲喷空气瓶103的出口上都设有带控制阀的出气管，启动空气瓶一105、启动空气瓶二104的两个出气管端部都连接到出气总管上，出气总管上设有连接至发电机组的发电用气支管；所述出气总管上通过设置减压阀的备用冲喷支管与冲喷空气瓶103的出气管的出气端相连通，冲喷空气瓶103的出气管上设有减压阀。应急情况下冲喷空气瓶103可与启动空气瓶一105、启动空气瓶二104互为备用。
38.启动空气瓶一105、启动空气瓶二104上都设有压力传感器与压力表，压力传感器连到中控，实现对启动空气瓶进行低压/高压报警，从而监测启动空气瓶内部压力，达到保护和预警作用。启动空气瓶一105设有自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关；启动空气瓶二104设有自动控制启动空压机一
或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关。启动空气瓶一105、启动空气瓶二104、冲喷空气瓶103上都设置有安全阀。
39.冲喷管路系统2包括压缩空气环管201和消防水总管203，压缩空气环管201与供气系统1中的出气总管互相连接，压缩空气环管201分为四路压缩空气总管202分别接入安装平台的四根立柱内；四根立柱内各设置有一路消防水总管203，立柱下浮体底部通过冲喷水泵为各路消防水总管203提供消防水，消防水可以通过冲喷水泵就地取材，使用海水作为消防水进行冲喷，大大降低了冲喷成本，且使用方便。
40.压缩空气总管202在安装平台的立柱内分为三路压缩空气支管204接入三个不同的冲喷区域，每一路压缩空气支管204沿压缩空气流动方向依次设有蝶阀和止回阀，蝶阀用于控制压缩空气支管204的通断，止回阀用于防止消防水支管205内的消防水跑到压缩空气支管204中；消防水总管203在安装平台的立柱内分为三路消防水支管205接入三个不同的冲喷区域，每一路消防水支管205沿水流方向依次设有蝶阀和止回阀，蝶阀用于控制消防水支管205的通断，止回阀用于防止压缩空气支管204内的压缩空气跑到消防水支管205中。
41.同一区域的压缩空气支管204和消防水支管205合并为高压冲喷管路206并由立柱接入平台下浮体壳底，最终接入底部的喷嘴结构3，高压冲喷管路206可以为平台提供压缩空气、消防水两种介质到冲喷管线用于平台长期坐底后的破附底作业。每一高压冲喷管路206上都设置有一个连到风电安装平台中控的压力传感器pt，压力传感器pt连到中控，实现对高压冲喷管路206进行低压/高压报警，从而监测高压冲喷管路206内部压力，达到保护和预警作用。
42.喷嘴结构3均匀布置在浮体壳底302上，所述喷嘴结构3包括冲喷口301，冲喷口301管口穿设于下浮体壳底302上，冲喷口301管口与下浮体壳底302接触部分设有密封结构，所述密封结构采用弹性密封圈，密封结构具有较好的密封效果，用于防止下浮体壳底302外部的水进入到下壳体；下浮体壳底302外底面上在冲喷管路的冲喷口301处设有保护网305，设置保护网305对冲喷口进行防堵塞保护，具有较好的保护效果。所述下浮体壳底302内底面上在冲喷管路的冲喷口301处设有支撑冲喷管路的加强座306，所述加强座306通过套筒结构套设于冲喷口301外部，同时所述加强座306焊接于下浮体壳底302，对冲喷口301起到了较好的稳固作用。保护网305外侧设置有中部焊接在下浮体壳底302上的半管304，半管304的两端分别设有沿靠近半管轴线方向向冲喷口301倾斜的端部斜板303，端部斜板303与半管304采用焊接的方式连接，端部斜板303上沿与半管304端沿之间设有介质出口。
43.深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统的工作方法：
44.工作模式一：
45.步骤1：系统启动初始化
46.确认冲喷空气瓶103中压缩空气气压是否满足冲喷要求(25bar-30bar)，若满足，则执行步骤2，若不满足，则通过最高压力开关或最低压力开关自动控制停止或者打开启动空压机一101或启动空压机二102往冲喷空气瓶103中充气，直至冲喷空气瓶103内压缩空气气压满足冲喷要求(25bar-30bar)执行步骤2；
47.步骤2：启动消防水冲喷
48.打开各路消防水支管205上的蝶阀，打开消防水总管203上的冲喷水泵为各路消防水总管203提供高压消防水，高压消防水经过各路消防水支管205到达各个高压冲喷管路
206连接的冲喷结构3进行海水冲喷；
49.步骤3：切换至压缩空气冲喷
50.当设置于各个高压冲喷管路206上的压力传感器pt监测到对应高压冲喷管路206中的压力值超过预先设定的压力值2bar时，说明此冲喷区域发生堵塞或者消防水无法实现冲喷，则打开对应冲喷区域压缩空气支管204上的蝶阀，切断对应冲喷区域消防水支管205上的蝶阀，启动冲喷空气瓶103，将此区域中高压冲喷管路206切换为压缩空气支管204提供压缩空气进行冲喷，其他区域的蝶阀保持原有状态，仍然采用高压消防水冲喷；
51.此处设计用于应对部分冲喷区域使用海水无法实现冲喷的情况，发生此情况时切换为冲喷效果较好的压缩空气冲喷，灵活性好，同时可以实现高压冲喷管路206内部压力，达到保护和预警作用；
52.步骤4：切换至消防水冲喷
53.切换为压缩空气冲喷的区域冲喷时间经过20min或者当此区域的高压冲喷管路206上的压力传感器pt监测到其压力低于起始值2bar时，关闭冲喷空气瓶103，打开对应冲喷区域中消防水支管205上的蝶阀，同时切断对应冲喷区域压缩空气支管204上的蝶阀，切换至消防水支管205冲喷管路，继续使用高压消防水冲喷；
54.步骤5：停止冲喷
55.当所有高压冲喷管路206上的压力传感器pt监测到对应区域高压冲喷管路206中压力都低于起始值3bar时，关闭消防水总管203上的冲喷水泵，同时关闭冲喷管路系统2中的所有蝶阀，执行平台上浮动作。
56.工作模式一主要采用海水进行冲喷，海水可以就地取材，大大降低了冲喷成本，且使用方便，但相较于压缩空气冲喷，海水冲喷效果较差，冲喷效率较低，适用于低成本、对操作时间没有要求的情况。
57.工作模式二：
58.步骤1：系统启动初始化
59.确认冲喷空气瓶103中压缩空气气压是否满足冲喷要求(25bar-30bar)，若满足，则执行步骤2，若不满足，则通过最高压力开关或最低压力开关自动控制停止或者打开启动空压机一101或启动空压机二102往冲喷空气瓶103中充气，直至冲喷空气瓶103内压缩空气气压满足冲喷要求(25bar-30bar)执行步骤2；
60.步骤2：启动消防水冲喷
61.打开各路消防水支管205上的蝶阀，打开消防水总管203上的冲喷水泵为各路消防水总管203提供高压消防水，高压消防水经过各路消防水支管205到达各个高压冲喷管路206连接的冲喷结构3进行消防水冲喷；
62.持续冲喷1h，执行步骤4；如果进行消防水冲喷过程中(1h时间内)，设置于高压冲喷管路206上的压力传感器pt监测到对应冲喷区域的高压冲喷管路206中的压力值超过预先设定的压力值2bar时，说明此冲喷区域发生堵塞或者海水无法实现冲喷，执行步骤3；
63.步骤3：局部切换至压缩空气冲喷
64.打开对应冲喷区域压缩空气支管204上的蝶阀，切断对应冲喷区域消防水支管205上的蝶阀，启动冲喷空气瓶103，将此区域中高压冲喷管路206切换为压缩空气支管204提供压缩空气进行冲喷，其他区域的蝶阀保持原有状态，仍然采用高压消防水冲喷；
65.当压力传感器pt监测到对应冲喷区域的高压冲喷管路206中的压力值低于预先设定的压力值时2bar，关闭冲喷空气瓶103，打开对应冲喷区域中消防水支管205上的蝶阀，同时切断对应冲喷区域压缩空气支管204上的蝶阀，切换至消防水支管205冲喷管路，继续使用高压消防水冲喷，直至满足冲喷时间达到1h；
66.步骤4：启动压缩空气冲喷
67.打开所有冲喷区域压缩空气支管204上的蝶阀，切断所有冲喷区域消防水支管205上的蝶阀，关闭消防水总管203上的冲喷水泵，同时启动冲喷空气瓶103，将所有高压冲喷管路206切换为压缩空气支管204提供压缩空气进行冲喷；
68.步骤5：停止冲喷
69.当所有高压冲喷管路206上的压力传感器pt监测到对应区域高压冲喷管路206中压力都低于起始值3bar时，关闭冲喷空气瓶103，同时关闭冲喷管路系统2中的所有蝶阀，执行平台上浮动作。
70.工作模式二先采用海水进行初步冲喷，后切换压缩空气冲喷管路使用压缩空气进行冲喷，相比于海水冲喷，压缩空气具有膨胀效应，压缩空气在冲喷过程中所产生的量能比较大，使用压缩空气进行冲喷可以在短时间内产生较好的冲喷效果、冲喷效率高，但压缩空气成本较高，因此模式二适用于对操作时间有要求，适用于快速上浮、快速冲喷的情况。
71.上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：包括依次相连的供气系统、冲喷管路系统、喷嘴；供气系统包括并列设置的启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶，启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶的进口上都设有带控制阀的进气管，三个进气管端部都连接到进气总管上，进气总管通过两条连接管道分别连接互为备用的启动空压机一和启动空压机二；启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶的出口上都设有带控制阀的出气管，启动空气瓶一、启动空气瓶二的两个出气管端部都连接到出气总管上，出气总管上设有连接至发电机组的发电用气支管；冲喷空气瓶的出气管上设有减压阀，且冲喷空气瓶的出气管通过管路连接至设置于安装平台的立柱内的消防水管路上，消防水管路与安装平台的下浮体壳底上的喷冲管路系统相连接；冲喷管路系统包括压缩空气环管和消防水总管，压缩空气环管与供气系统中的出气总管互相连接，压缩空气环管分为四路压缩空气总管分别接入安装平台的四根立柱内；四根立柱内各设置有一路消防水总管，立柱下浮体底部设有吸取海水的冲喷水泵为各路消防水总管提供消防水；压缩空气总管在安装平台的立柱内分为三路压缩空气支管分别接入三个不同的冲喷区域，每一路压缩空气支管沿压缩空气流动方向依次设有蝶阀和止回阀；消防水总管在安装平台的立柱内分为三路消防水支管后也分别接入上述三个不同的冲喷区域，每一路消防水支管沿水流方向依次设有蝶阀和止回阀；同一区域的压缩空气支管和消防水支管合并为高压冲喷管路并由立柱接入平台下浮体壳底，最终接入底部的喷嘴结构，每一高压冲喷管路上都设置有一个连到风电安装平台中控的压力传感器pt。2.如权利要求1所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述出气总管上通过设置减压阀的备用喷冲支管与冲喷空气瓶的出气管的出气端相连通。3.如权利要求1所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述启动空气瓶一、启动空气瓶二上都设有压力传感器与压力表，启动空气瓶一设有自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关；启动空气瓶二设有自动控制启动空压机一或启动空压机二中正在工作者的启停的最高压力开关和最低压力开关。4.如权利要求3所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶上都设置有安全阀。5.如权利要求1-4中任意一项所述的所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述喷嘴结构均匀布置在浮体壳底上，喷嘴结构包括冲喷口，冲喷口管口穿设于下浮体壳底上，冲喷口管口与下浮体壳底接触部分设有密封结构；冲喷口外侧设置有焊接在下浮体壳底上的半管，半管的两端分别设有沿靠近半管轴线方向向冲喷口倾斜的端部斜板，端部斜板上沿与半管端沿之间设有介质出口。6.如权利要求5所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述下浮体壳底内底面上在冲喷管路的冲喷口处设有支撑冲喷管路的加强座，加强座通过套筒结构套设于冲喷口外部，加强座焊接于下浮体壳底。7.如权利要求5所述的一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，其特征在于：所述下浮体壳底外底面上在冲喷管路的冲喷口处设有防堵塞保护网。

技术总结
本实用新型公开了一种深潜坐底风电安装平台高压冲喷系统，包括依次相连的供气系统、冲喷管路系统、喷嘴；供气系统包括并列设置的启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶，启动空气瓶一、启动空气瓶二、冲喷空气瓶的进口都连接到进气总管上，进气总管通过两条连接管道分别连接互为备用的启动空压机一和启动空压机二；启动空气瓶一、启动空气瓶二的两个出气管端部都连接到出气总管上，出气总管上设有连接至发电机组的发电用气支管；冲喷空气瓶的出气管上设有减压阀，且冲喷空气瓶的出气管通过管路连接至设置于安装平台的立柱内的消防水管路上。管路上。管路上。


技术研发人员：孙笑天 饶广龙 李晓龙 尚勇志 奚乾蛟 余国斌 薛海波 崔亚昆 郑永 许振宝 章庆生 张宇凡
受保护的技术使用者：上海雄程海洋工程股份有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/7