[0001] 本发明涉及一种自升下潜式水下作业平台及其 使用方法， 属于海洋工程技术领 域。

背景技术

[0002] 海上的水下作业需求繁多， 如海底油气设备安装、 检修， 水下管线布放， 以及 水下探测、 救助和打捞等作业。 目前水下作业都是采用小型且单一专用的装备 进行操作， 工作效率低、 成本高、 承载的负荷小、 协同配合能力和稳定性差， 难以适合恶劣海况下的安全作业要求。 因此， 需要提出一种新概念装备结构， 它具有作业范围大型化、 功能综合化、 操作稳定高效化， 以及移动快捷等特点 。 水下作业平台结构的大型化， 能提供下潜作业更大的甲板面积， 布置和安放 更多的作业仪器设备和特种工装器具， 承载大尺度和大负荷物件； 水下作业平 台功能的综合化， 能提供水下资源勘探、 油气资源辅助维护、 应急与救助打捞 等多种服务； 水下作业平台的操作控制稳定性， 能提供在大可变载荷条件下， 高精度、 高效率和高可靠性的水下特殊工程支持。

技术问题

[0003] 目前水下作业都是采用小型且单一专用的装备 进行操作， 工作效率低、 成本高 、 承载的负荷小、 协同配合能力和稳定性差， 难以适合恶劣海况下的安全作业 要求。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为了克服现有技术中存在的问题， 本发明提供一种自升下潜式水下作业平台及 其使用方法， 该作业平台应结构简单， 使用方便， 功能多样化， 操作控制稳定 性好。 能提供水下资源勘探、 油气资源辅助维护、 应急与救助打捞等多种服务 ； 在大可变载荷条件下， 能提供高精度、 高效率和高可靠性的水下特殊工程支 持。 [0005] 本发明采用的技术方案是： 一种自升下潜式水下作业平台， 它包括主船体、 位 于主船体后端下方的两个导管螺旋桨和位于主 船体前端甲板上的生活楼， 它还 包括桩腿、 塔吊、 下潜模块、 提升装置和龙门吊车， 所述主船体采用长方形结 构， 在主船体上设有一个贯通主船体型深范围的长 方形平台月池， 在主船体的 四角各设置一个桩腿， 在后端的一个桩腿上设有套在桩腿外围的塔吊 ， 平台月 池的两侧甲板上平行设置支撑龙门吊车的轨道 ， 平台月池的四角甲板上各设置 一个提升装置， 每个提升装置各通过一个钢缆连接一个尺寸比 平台月池小的下 潜模块的四角； 所述下潜模块采用多个桁架构件固定连接下潜 作业甲板和下潜 模块底板的结构； 所述平台月池的两侧壁上设有与两侧工作舱室 连接的水密门

[0006] 所述的一种自升下潜式水下作业平台的使用方 法， 采用的步骤如下：

[0007] (a) 自航工况： 该工况包括自升下潜式水下作业平台通过导管 螺旋桨推动航 行到作业海区和从作业海区返回， 以及在作业海区微调定位到作业点这三种情 况； 在自航工况吋， 桩腿上升， 桩靴收回到主船体内， 下潜模块回收到平台月 池内， 下潜模块底板底面与主船体船底面平齐， 压载水舱内无压载水， 塔吊和 龙门吊车收回到安全位置； 在作业海区微调定位吋， 动力定位系统控制导管螺 旋桨工作， 这吋塔吊和龙门吊车进行正常操作， 在平台月池内的下潜作业甲板 上布置测量设备；

[0008] (b) 压桩与站立工况： 自升下潜式水下作业平台到达海区作业点后， 桩腿下 降， 桩靴接触到海底； 这吋通过泵舱的压载泵给压载水舱注水， 增加主船体重 量， 并通过固桩区内的机构， 提升主船体离幵水面；

[0009] (c) 下潜模块水下作业工况： 在平台月池内的下潜作业甲板上布置测量设备

， 通过提升装置把下潜模块沉入水中， 进行水下或海底的作业， 完成作业后， 通过提升装置把下潜模块收回到平台月池内；

[0010] (d) 拔桩工况： 先通过固桩区内的机构下降主船体到水面， 排空压载水舱内 的压载水， 然后继续提升桩腿， 直到桩靴全部收回到主船体内；

[0011] (e)深海作业工况： 没有 （b) 和 （d) 工况。

发明的有益效果 有益效果

[0012] 这种自升下潜式水下作业平台包括主船体、 两个导管螺旋桨、 生活楼、 桩腿、 塔吊、 下潜模块、 提升装置和龙门吊车， 主船体采用长方形结构， 在主船体上 设有长方形平台月池， 四角各设置一个桩腿， 在后端的一个桩腿上设有套在桩 腿外围的塔吊， 平台月池的两侧甲板上平行设置支撑龙门吊车 的轨道， 平台月 池的四角甲板上各设置一个提升装置， 每个提升装置通过钢缆连接一个尺寸比 平台月池小的下潜模块的四角， 下潜模块采用多个桁架构件固定连接下潜作业 甲板和下潜模块底板的结构， 平台月池的两侧壁上设有与两侧工作舱室连接 的 水密门。 该作业平台结构简单， 使用方便， 功能多样化， 操作控制稳定性好。 能提供水下资源勘探、 油气资源辅助维护、 应急与救助打捞等多种服务； 在大 可变载荷条件下， 能提供高精度、 高效率和高可靠性的水下特殊工程支持。 对附图的简要说明

附图说明

[0013] 图 1是自升下潜式水下作业平台的立体图。

[0014] 图 2是自升下潜式水下作业平台的侧视图。

[0015] 图 3是自升下潜式水下作业平台的俯视图。

[0016] 图 4是自升下潜式水下作业平台的仰视图。

[0017] 图 5是自升下潜式水下作业平台的尾视图。

[0018] 图 6是自升下潜式水下作业平台的首视图。

[0019] 图 7是提升装置局部放大图。

[0020] 图 8是模块吊点局部放大图。

[0021] 图 9是门吊吊钩局部放大图。

[0022] 图 10是主船体内部舱室结构图。

[0023] 图 11是作业平台在水面漂浮状态下的下潜模块水� ��作业侧视图。

[0024] 图中： 1、 主船体， la、 工作舱室， lb、 机舱， lc、 压载水舱， ld、 淡水舱， 1 e、 燃油舱， lf、 泵舱， lg、 主甲板， lh、 固桩区， li、 进气管， lj、 排气口， 2 、 平台月池， 3、 水密门， 4、 导管螺旋桨， 5、 导流槽孔， 6、 桩腿， 6a、 桩靴， 6b、 销孔， 7、 塔吊， 7a、 吊臂， 7b塔吊吊钩， 7c塔吊控制室， 7d配重机构， 8、 生活楼， 8a、 直升机平台， 8b、 梯子， 8c、 窗口， 9、 下潜模块， 9a、 下潜作业 甲板， ％、 桁架构件， 9c、 下潜模块底板， 9d、 模块吊点， 10、 提升装置， 10a 、 绞车， 10b、 支架， 10c、 滑轮， 10d、 钢缆， 11、 龙门吊车， l la、 门吊吊钩， l ib. 轮子， 12、 轨道， 13、 救生艇。 。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0025] 以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。

[0026] 图 1表示出一种自升下潜式水下作业平台的整体� �构形式的立体图， 图 2、 3、 4 、 5、 6分别表示出它的侧视图、 俯视图、 仰视图、 尾视图和首视图。 这种自升 下潜式水下作业平台包括主船体 1和下潜模块 9结构。 主船体 1的首尾两端呈楔形 ， 以减小船体航行阻力； 主船体 1通过固桩区 lh结构与圆柱形桩腿 6连接， 桩腿 6 起到支撑主船体 1的作用， 主船体 1能够在沿着桩腿 6升降， 桩腿 6上设有销孔 6b ， 用于锁止主船体 1和桩腿 6的位置， 在桩腿 6底部设有桩靴 6a， 桩靴 6a能够增大 对海底的受力面积， 并提高桩腿 6对主船体 1的支撑力。 在主船体 1中部幵设平台 月池 2， 平台月池 2贯通主船体 1型深范围； 在平台月池 2中放置下潜模块 9， 下潜 模块 9的四角通过钢缆 10d与主船体 1的主甲板 lg上的提升装置 10连接 （如图 7所 示） ， 下潜模块 9通过提升装置 10的收放功能， 在平台月池 2下方下潜到水中或 海底作业。 提升装置 10由绞车 10a和支架 10b， 以及支架 10b上端的滑轮 10c组成， 钢缆 10d绕过滑轮 10c， 其一端与绞车 10a轮毂连接， 另一端与模块吊点 9d连接 （ 如图 8所示） 。 下潜模块 9由下潜作业甲板 9a、 下潜模块底板 9c， 以及连接下潜作 业甲板 9a和下潜模块底板 9c的桁架构件 9b组成， 模块吊点 9d设置在下潜作业甲板 9 _a 四角， 并与桁架构件％中的垂直杆件组成连续的传力 结构。 下潜模块 9的结构 重量轻， 水流阻力小， 能够提供稳定的下潜工作平台用于水下作业， 而且下潜 模块 ₉ 、 模块吊点 9d9和提升装置 10组成的机构方便于维护和保养。 在固桩区 lh 上端设置塔吊 7， 塔吊 7与固桩区 lh结构连续， 塔吊 7套在桩腿 6外围， 相互之间 没有运动干涉。 塔吊 7由吊臂 7a、 塔吊吊钩 7b、 塔吊控制室 7c和配重机构 7d组成 ， 吊臂 7a长度要满足主甲板 lg面积范围内的吊装要求， 塔吊 7除了满足主船体 1和 下潜模块 9吊装需求外， 还具有主船体 1与其周边辅助船舶之间的吊装需求。 在 主船体 1左右两舷的主甲板 lg上， 以及平台月池 2两侧， 设置两条对称的轨道 12 ， 轨道 12长度覆盖主船体 1纵向范围。 龙门吊车 11通过吊车轮子在轨道 12上滚动 ， 龙门吊车 11的横梁上设置门吊吊钩 11a (如图 9所示） ； 龙门吊车 11主要用于平 台月池 2内的下潜作业甲板 9a上的吊装服务， 也兼顾主甲板 lg和生活楼 8的吊装需 求。 生活楼 8是以撬罐模块形式， 吊装放置在主甲板 lg首部中间， 生活楼 8顶部 是直升机平台 8a， 侧面幵有窗口 8c， 并设置上下联通的梯子 8b， 梯子 8b还兼顾消 防与逃生通道， 使人员能够最快捷地达到设置在主船体 1首部两舷侧的救生艇 13 。 在主船体 1尾端底部， 设置流线型的导流槽孔 5 (如图 4所示） ， 使得水流顺畅 到达导管螺旋桨 4位置， 提高导管螺旋桨 4的推进效率。

[0027] 图 10表示出主船体 1揭幵主甲板 lg后的内部舱室结构图。 分别设置了工作舱室 1 a、 机舱 lb、 压载水舱 lc、 淡水舱 ld、 燃油舱 le和泵舱 lf。 在工作舱室 la的平台 月池 2内舷侧， 幵设水密门 3 ; 当下潜模块 9回收到平台月池 2里吋， 水密门 3打幵 ， 方便人员在下潜作业甲板 9a上工作和布放测试设备。 压载水舱 lc设置在桩腿 6 附近， 以提高桩腿 6的压桩能力。 淡水舱 Id设置在生活楼 8下方， 以方便供水设 施铺设。 在主甲板 lg上设置鹅颈进气管 li， 用于机舱 lb内主机设备供气。 在尾封 板上幵设排气口 lj， 通过管路与机舱 lb联通。

[0028] 图 11是作业平台在水面漂浮状态下的下潜模块水� ��作业侧视图。 对于深海作业 情况， 这吋桩腿 6长度有限， 桩靴 6a不能触及海底， 因此桩腿 6和桩靴 6a保持在自 航状态， 主船体 1漂浮在水面上； 导管螺旋桨 4通过动力定位系统控制方位； 下 潜模块 9通过提升机构 10下潜到水中或海底。

[0029] 上述的自升下潜式水下作业平台的使用方法采 用的步骤如下：

[0030] (a) 自航工况： 该工况包括自升下潜式水下作业平台通过导管 螺旋桨 4推动航 行到作业海区和从作业海区返回， 以及在作业海区微调定位到作业点这三种情 况。 在自航工况吋， 桩腿 6上升， 桩靴 6a收回到主船体 1内， 下潜模块 9回收到平 台月池 2内， 下潜模块底板 9c底面与主船体 1船底面平齐， 压载水舱 lc内无压载水 ， 以减小航行阻力。 塔吊 7和龙门吊车 11收回到安全位置。 在作业海区微调定位 吋， 动力定位系统控制导管螺旋桨 4工作， 这吋塔吊 7和龙门吊车 11可以进行正 常操作， 在平台月池 2内的下潜作业甲板 9a上布置测量设备和下潜工作前的准备 工作。

[0031] (b) 压桩与站立工况： 自升下潜式水下作业平台到达海区作业点后， 桩腿 6下 降， 桩靴 6a接触到海底； 这吋通过泵舱 If的压载泵给压载水舱 lc注水， 增加主船 体 1重量， 并通过固桩区 lh内的机构， 提升主船体 1离幵水面一定高度。

[0032] (c) 下潜模块水下作业工况： 在平台月池 2内的下潜作业甲板 9a上布置测量设 备和下潜工作前的准备工作。 然后通过提升机构 10把下潜模块 9沉入水中， 进行 水下或海底的作业。 完成作业后， 还是通过提升机构 10把下潜模块 9收回到平台 月池 2内。

[0033] (d) 拔桩工况： 先通过固桩区 lh内的机构下降主船体 1到水面， 排空压载水舱 lc内的压载水， 以增加主船体 1的有效浮力； 然后继续提升桩腿 6， 直到桩靴 6a全 部收回到主船体 1内。

[0034] (e) 深海作业工况： 没有 （b) 和 （d) 工况。

本发明的实施方式

[0035] 同最佳实施方式。

工业实用性

[0036] 这种自升下潜式水下作业平台包括主船体、 两个导管螺旋桨、 生活楼、 桩腿、 塔吊、 下潜模块、 提升装置和龙门吊车， 主船体采用长方形结构， 在主船体上 设有长方形平台月池， 四角各设置一个桩腿， 在后端的一个桩腿上设有套在桩 腿外围的塔吊， 平台月池的两侧甲板上平行设置支撑龙门吊车 的轨道， 平台月 池的四角甲板上各设置一个提升装置， 每个提升装置通过钢缆连接一个尺寸比 平台月池小的下潜模块的四角， 下潜模块采用多个桁架构件固定连接下潜作业 甲板和下潜模块底板的结构， 平台月池的两侧壁上设有与两侧工作舱室连接 的 水密门。 该作业平台结构简单， 使用方便， 功能多样化， 操作控制稳定性好。 能提供水下资源勘探、 油气资源辅助维护、 应急与救助打捞等多种服务； 在大 可变载荷条件下， 能提供高精度、 高效率和高可靠性的水下特殊工程支持。 序列表自由内容

[0037] 无。