一种多工况可切换的平台海水供给系统

技术领域

本发明属于升降式海工平台上海水系统技术领域，具体为一种多工况可切换的平台海水供给系统。

背景技术

升降式海工平台有三种工况，漂浮状态，作业状态，升降系统调试状态。三种工况下，平台上主辅机都要运行以提供动力，而主辅机都需要海水系统来提供冷却，另外，平台的消防和钻井等作业都需要海水资源，所以，平台上的海水系统是在三种工况下都要提供必须和足够的海水供给服务的。

现有技术中，目前一般现有的海工平台海水服务系统，主要有以下缺点及不足：

1)漂浮状态和升桩作业状态分别为独立的一套海水服务系统，没有结合在一起，无法灵活切换，造成系统重复臃肿，资源浪费。

2)升降系统调试状态下，平台沿桩腿升降过程中离开海面，最高距离海面近百米，海底门和潜水泵无法使用，海水服务系统无内循环，无法提供平台必须的海水服务，需要借助平台以外的辅助船舶或岸基来提供海水资源和支援，海水需要被提升近百米高来供给平台，操作方案复杂，成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多工况可切换的平台海水供给系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多工况可切换的平台海水供给系统，基于海工平台的主船体部分进行海水供给，包括潜水泵B1、海水服务泵B2、消防泵B3、控制阀V1-V8、双球膨胀节S1、闭式回水管P1、开式排海管P2、潜水泵管段P3、海底门M1、海水缓冲舱C1、高液位报警仪LAH、低液位报警仪LAL、控制线E1以及控制单元K1；

所述海工平台包括主船体部分、桩腿、船底基线以及全船海水服务系统环网；

所述潜水泵B1，用于在作业工况下从海里进行吸水工作，供给全船海水服务系统环网；

所述海水服务泵B2，用于在漂浮工况下从海底门M1中进行吸水工作，供海工平台的各终端使用；

所述消防泵B3，用于在作业工况下从海水缓冲舱C1进行取水工作；

所述控制阀V1-V8，用于在作业工况、漂浮工况以及升降调试工况切换时对供给管段进行开闭合控制；

所述双球膨胀节S1，用于将管段出口与全船海水服务系统环网的法兰连接；

所述闭式回水管P1、开式排海管P2以及潜水泵管段P3，用于在不同工况下对海水在平台海水供给系统中进行水循坏；

所述高液位报警仪LAH以及低液位报警仪LAL，用于监控海水缓冲舱C1的液位高低和报警，并为远程启闭阀门和泵提供信号；

所述控制单元K1，用于对上述组成部分进行远程控制，上述组成部分由控制线E1接入控制单元K1，监控海水缓冲舱C1的实时状态，并遥控启闭对应阀门和泵，实现实时切换。

进一步优化本技术方案，所述双球膨胀节S1由橡胶内嵌编织网制作，两端是法兰，可提供较大的水平和垂直方向的位移量，用来补偿潜水泵管段拆装时的安装误差。

进一步优化本技术方案，所述高液位报警仪LAH高度一般设置为舱容的95％，用于以免缓冲舱加注海水过量从透气口溢出。

进一步优化本技术方案，所述的平台海水供给系统在漂浮工况下时，海工平台的主船体部分浸没在海里获得浮力，此刻，桩腿处于回收状态，其底部与船底基线平，使用海水服务泵B2从海底门M1吸水，保持控制阀V8关闭，控制阀V1和V7开启，将水输送至全船海水服务系统网络；海水服务泵B2和消防泵B3的位置应置在低于海面的位置，保持启动无障碍。

进一步优化本技术方案，所述的平台海水供给系统在作业工况下时，桩腿插入海底，主船体部分沿着桩腿上的齿条爬升，离开海面，保持气隙高度，进入作业状态，海底门M1无法使用，使用潜水泵B1从海里机械能吸水，供给全船海水服务系统环网。

进一步优化本技术方案，所述的平台海水供给系统在升降调试工况下时，主船体部分需要沿着桩腿上的齿条爬升到最大高度，然后下降回海面，走完一个完整的升降调试过程；此调试过程中，主船体部分相对于桩腿在不停的相对运动，潜水泵B1和海底门M1皆无法取水，使用海水服务泵B2从海水缓冲舱C1取水，输送给全船海水服务系统环网。

与现有技术相比，本发明提供了一种多工况可切换的平台海水供给系统，具备以下有益效果：

1、该多工况可切换的平台海水供给系统，在漂浮工况下，海水服务泵直接从船体海底门吸水，供给全船海水服务系统，冷却水直接开式排海；作业工况下，利用潜水泵从海里吸水，接入全船服务系统，冷却水直接开式排海；升降系统调试工况下，利用平台内部缓冲舱存储的海水，接入全船海水服务系统，冷却水返回缓冲舱进行闭式内循环。

2、该多工况可切换的平台海水供给系统，通过提供三种工况可使用的海水服务系统，并随时切换，系统简明，操作简便，容易维护和使用，成本较低；同时海水除一般服务外亦可满足消防系统使用，消防系统嵌入海水服务系统，同一源头供给，系统设计简明，使用方便。

3、该多工况可切换的平台海水供给系统，潜水泵及其出口管段具有多接口和多支撑位，吊机吊起后，手动支撑旋转即可完成支撑，力道不够可加装活动延伸杆，并用双球膨胀节连接，位移补偿量大，整体上具有操作简便实用，易于拆装和维护，成本较低的有益效果。

4、该多工况可切换的平台海水供给系统，通过设置控制单元，用于监控缓冲舱的液位高低和报警，并遥控启闭对应阀门和泵，实现实时切换。

附图说明

图1为本发明提出的一种多工况可切换的平台海水供给系统在漂浮工况下的结构示意图；

图2为本发明提出的一种多工况可切换的平台海水供给系统在作业工况下的结构示意图；

图3为本发明提出的一种多工况可切换的平台海水供给系统在升降调试工况下的结构示意图；

图4为本发明提出的一种多工况可切换的平台海水供给系统中的潜水泵管段提升示意图。

图中：B1、潜水泵；B2、海水服务泵；B3、消防泵；V1、控制阀；V2、控制阀；V3、控制阀；V4、控制阀；V5、控制阀；V6、控制阀；V7、控制阀；V8、控制阀；P1、闭式回水管；P2、开式排海管；P3、潜水泵管段；M1、海底门；C1、海水缓冲舱；LAH、高液位报警仪；LAL、低液位报警仪；E1、控制线；K1、控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种多工况可切换的平台海水供给系统，基于海工平台的主船体部分进行海水供给，包括潜水泵B1、海水服务泵B2、消防泵B3、控制阀V1-V8、双球膨胀节S1、闭式回水管P1、开式排海管P2、潜水泵管段P3、海底门M1、海水缓冲舱C1、高液位报警仪LAH、低液位报警仪LAL、控制线E1以及控制单元K1；

所述海工平台包括主船体部分、桩腿、船底基线以及全船海水服务系统环网；

所述潜水泵B1，用于在作业工况下从海里进行吸水工作，供给全船海水服务系统环网；

所述海水服务泵B2，用于在漂浮工况下从海底门M1中进行吸水工作，供海工平台的各终端使用；

所述消防泵B3，用于在作业工况下从海水缓冲舱C1进行取水工作；

所述控制阀V1-V8，用于在作业工况、漂浮工况以及升降调试工况切换时对供给管段进行开闭合控制；

所述双球膨胀节S1，用于将管段出口与全船海水服务系统环网的法兰连接；

所述闭式回水管P1、开式排海管P2以及潜水泵管段P3，用于在不同工况下对海水在平台海水供给系统中进行水循坏；

所述高液位报警仪LAH以及低液位报警仪LAL，用于监控海水缓冲舱C1的液位高低和报警，并为远程启闭阀门和泵提供信号；

所述控制单元K1，用于对上述组成部分进行远程控制，上述组成部分由控制线E1接入控制单元K1，监控海水缓冲舱C1的实时状态，并遥控启闭对应阀门和泵，实现实时切换。

具体的，所述双球膨胀节S1由橡胶内嵌编织网制作，两端是法兰，可提供较大的水平和垂直方向的位移量，用来补偿潜水泵管段拆装时的安装误差。

具体的，所述高液位报警仪LAH高度一般设置为舱容的95％，用于以免缓冲舱加注海水过量从透气口溢出。

实施例二：

请参阅图1，采用实施例一中所述的多工况可切换的平台海水供给系统在漂浮工况时，平台的主船体部分浸没在海里获得浮力，此刻，桩腿处于回收状态，其底部与船底基线平，避免浅水处触礁，潜水泵B1处于较高位置，无法使用。这种工况下，应使用海水服务泵B2从海底门M1吸水，保持控制阀V8关闭，控制阀V1和V7开启，泵将水输送至全船海水服务系统网络，供各终端使用，因海底门的水取之不竭，所以冷却后海水通过控制阀V6和开式排海管P2直接排海，保持控制阀V5关闭，控制阀V6开启。此工况下，消防泵B3亦从海底门M1取水输送入消防环网。海水服务泵B2，消防泵B3的位置应布置在低位，低于海面，具有足够净正吸入压头，保持启动无障碍。双球膨胀节S1处于拆除状态，控制阀V3保持关闭。

请参阅图2，作业工况下，桩腿插入海底，平台额主船体部分沿着桩腿上的齿条爬升，离开海面，保持在合理的气隙高度，进入作业状态。此刻，海底门M1无法使用，需要使用潜水泵B1从海里吸水，供给全船海水服务系统环网。同时如图4所示，利用吊机提升潜水泵B1及其潜水泵管段P3，将其泵体和吸入口浸没入海里，处于合理深度，然后操作手动支撑，顺时针旋转90°，托住潜水泵B1及其潜水泵管段P3，然后用双球膨胀节S1将管段出口与全船海水服务系统环网的法兰连接，连接好后其位置如图2所示，双球膨胀节S1用橡胶内嵌编织网制作，两端是法兰，可提供较大的水平和垂直方向的位移量，用来补偿潜水泵管段拆装时的安装误差。潜水泵管段P3上有多个固定点和连接管口，用于不同气隙作业高度时的连接。全船海水服务系统环网的冷却水直接通过控制阀V6和开式排海管P2开式排海。此刻，消防泵B3应从海水缓冲舱C1取水，所以控制阀V5应开启，让海水环网将舱C1注满后再关闭，以备需要时消防泵B3使用。此刻保持控制阀V7关闭，控制阀V8开启。

请参阅图3，升降调试工况下，平台的主船体部分需要沿着桩腿上的齿条爬升到最大高度，然后下降回海面，走完一个完整的升降调试过程。此调试过程中，平台主船体相对于桩腿在不停的相对运动，潜水泵B1和海底门M1皆无法取水，此时仅能使用海水服务泵B2从海水缓冲舱C1取水，输送给全船海水服务系统环网后，冷却水经控制阀V5和闭式回水管P1再次回到海水缓冲舱C1，进行海水服务内循环，此时，控制阀V5开启，控制阀V6保持关闭。消防泵B3亦只能从海水缓冲舱C1取水，根据船级社要求消防水需要满足最小30分钟的水量要求，计算出水量为Q1，另外，根据升降调试全过程最大时间(按4小时计算)，算出全船海水服务环网需要的冷却水量为Q2，从(Q1，Q2)里，取较大值，即为海水缓冲舱C1的最小设计容积。如容积不达标则可能出现冷却水量不够或者消防系统水量够用，影响升降系统调试和消防安全。另外，海水缓冲舱C1的最低液位应高于海水服务泵B2和消防泵B3的吸口位置，保持两泵具有足够净正吸入压头，启动无障碍。

同时控制单元K1用于实现实时远程切换。低液位报警仪LAL，LAH用于监控海水缓冲舱C1的液位高低和报警，并为远程启闭阀门和泵提供信号。低液位报警仪LAL高度对应的舱容积应为(Q1，Q2)里取较大值，高液位报警仪LAH高度一般设置为舱容的95％，以免海水缓冲舱C1加注海水过量从透气口溢出。LAL报警时，开启控制阀V5，由潜水泵B1或海水服务泵B2注入，直到LAH报警即关闭控制阀V5。

实施例三：

采用实施例一中所述的多工况可切换的平台海水供给系统在漂浮工况时，平台的主船体部分浸没在海里获得浮力，此刻，桩腿处于回收状态，其底部与船底基线平，避免浅水处触礁，潜水泵B1处于较高位置，无法使用。这种工况下，应使用海水服务泵B2从海底门M1吸水，保持控制阀V8关闭，控制阀V1和V7开启，泵将水输送至全船海水服务系统网络，供各终端使用，因海底门的水取之不竭，所以冷却后海水通过控制阀V6和开式排海管P2直接排海，保持控制阀V5关闭，控制阀V6开启。此工况下，消防泵B3亦从海底门M1取水输送入消防环网。海水服务泵B2，消防泵B3的位置应布置在低位，低于海面，具有足够净正吸入压头，保持启动无障碍。双球膨胀节S1处于拆除状态，控制阀V3保持关闭。

其中，实例布置中海水服务泵B2和消防泵B3吸口安装高度取高于船体基线2米，平台漂浮时海面正常水线为高于基线4米。

作业工况下，桩腿插入海底，平台额主船体部分沿着桩腿上的齿条爬升，离开海面，保持在合理的气隙高度，进入作业状态。此刻，海底门M1无法使用，需要使用潜水泵B1从海里吸水，供给全船海水服务系统环网。利用吊机提升潜水泵B1及其潜水泵管段P3，将其泵体和吸入口浸没入海里，处于合理深度，然后操作手动支撑，顺时针旋转90°，托住潜水泵B1及其潜水泵管段P3，然后用双球膨胀节S1将管段出口与全船海水服务系统环网的法兰连接，双球膨胀节S1用橡胶内嵌编织网制作，两端是法兰，可提供较大的水平和垂直方向的位移量，用来补偿潜水泵管段拆装时的安装误差。潜水泵管段P3上有多个固定点和连接管口，用于不同气隙作业高度时的连接。全船海水服务系统环网的冷却水直接通过控制阀V6和开式排海管P2开式排海。此刻，消防泵B3应从海水缓冲舱C1取水，所以控制阀V5应开启，让海水环网将舱C1注满后再关闭，以备需要时消防泵B3使用。此刻保持控制阀V7关闭，控制阀V8开启。

其中，本实施例中可实际选型长度600mm的膨胀节，水平位移±50mm，垂直位移±15mm，补偿量大，安装方便。

升降调试工况下，平台的主船体部分需要沿着桩腿上的齿条爬升到最大高度，然后下降回海面，走完一个完整的升降调试过程。此调试过程中，平台主船体相对于桩腿在不停的相对运动，潜水泵B1和海底门M1皆无法取水，此时仅能使用海水服务泵B2从海水缓冲舱C1取水，输送给全船海水服务系统环网后，冷却水经控制阀V5和闭式回水管P1再次回到海水缓冲舱C1，进行海水服务内循环，此时，控制阀V5开启，控制阀V6保持关闭。消防泵B3亦只能从海水缓冲舱C1取水，根据船级社要求消防水需要满足最小30分钟的水量要求，计算出水量为Q1，另外，根据升降调试全过程最大时间(按4小时计算)，算出全船海水服务环网需要的冷却水量为Q2，从(Q1，Q2)里，取较大值，即为海水缓冲舱C1的最小设计容积。如容积不达标则可能出现冷却水量不够或者消防系统水量够用，影响升降系统调试和消防安全。另外，海水缓冲舱C1的最低液位应高于海水服务泵B2和消防泵B3的吸口位置，保持两泵具有足够净正吸入压头，启动无障碍。

其中，如消防泵B3排水量为200m

同时控制单元K1用于实现实时远程切换。低液位报警仪LAL，LAH用于监控海水缓冲舱C1的液位高低和报警，并为远程启闭阀门和泵提供信号。低液位报警仪LAL高度对应的舱容积应为(Q1，Q2)里取较大值，高液位报警仪LAH高度一般设置为舱容的95％，以免海水缓冲舱C1加注海水过量从透气口溢出。LAL报警时，开启控制阀V5，由潜水泵B1或海水服务泵B2注入，直到LAH报警即关闭控制阀V5。

其中，海水缓冲舱C1实际取值230m

实施例四：

一种多工况可切换的平台海水供给系统，可根据不同类型的升降式海工平台进行灵活配置：根据需要配置多台泵，多个海底门，多个缓冲舱，增减遥控阀数量，以灵活满足实际需要，并互为备份功能。潜水泵和出口管段的长度可根据平台高度进行灵活配置，以满足实际需要。

本发明的有益效果是：

1、该多工况可切换的平台海水供给系统，在漂浮工况下，海水服务泵直接从船体海底门吸水，供给全船海水服务系统，冷却水直接开式排海；作业工况下，利用潜水泵从海里吸水，接入全船服务系统，冷却水直接开式排海；升降系统调试工况下，利用平台内部缓冲舱存储的海水，接入全船海水服务系统，冷却水返回缓冲舱进行闭式内循环。

2、该多工况可切换的平台海水供给系统，通过提供三种工况可使用的海水服务系统，并随时切换，系统简明，操作简便，容易维护和使用，成本较低；同时海水除一般服务外亦可满足消防系统使用，消防系统嵌入海水服务系统，同一源头供给，系统设计简明，使用方便。

3、该多工况可切换的平台海水供给系统，潜水泵及其出口管段具有多接口和多支撑位，吊机吊起后，手动支撑旋转即可完成支撑，力道不够可加装活动延伸杆，并用双球膨胀节连接，位移补偿量大，整体上具有操作简便实用，易于拆装和维护，成本较低的有益效果。

4、该多工况可切换的平台海水供给系统，通过设置控制单元，用于监控缓冲舱的液位高低和报警，并遥控启闭对应阀门和泵，实现实时切换。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。