CN106968630A - 一种深水井喷应急用水下偏移安装系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深水井喷应急用水下偏移安装系统及其使用方法，它包括水下偏移安装装置，水下偏移安装装置包括浮箱、压载舱、主框架、伸缩节、连接器和推进器；压载舱设置在浮箱的顶部组成浮力模块，多个浮力模块设置在主框架四周的不同方位且与主框架固定连接；伸缩节垂直穿过主框架且固定连接在主框架的重心位置，伸缩节的下端设置连接器；在每一所述浮箱的底部设置推进器，本发明通过海面浮式工程装置远程控制水下偏移安装装置完成水下装置的安装，能够在水下油气井出现井喷或水面装置发生燃烧、爆炸等事故，海面浮式工程装置无法靠近事故井正上方海面时，实现水下装置的安装作业，节约抢险救援时间，减少溢油造成的环境污染，降低事故损失。

Description

一种深水井喷应急用水下偏移安装系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于深水井喷失控应急救援的水下偏移安装系统及其使用方法，属于水下装置安装技术领域。

背景技术

海洋油气田尤其是海洋深水油气田开发中，通常使用浮式工程船(平台)将水下装置(如：水下采油树、水下管汇等)安装至海底泥面。在该安装系统中，使用浮式工程船(平台)上的钢丝绳或钻杆连接水下装置，在垂直于海底目标位置的海面，通过下放、对中、定位、锁紧等步骤完成水下装置的安装。水下装置在安装过程中的水平位移通过移动浮式工程船(平台)来实现，垂直位移通过上提、下放钢丝绳或钻杆来实现，并在安装过程中使用补偿器来克服波浪对安装作业的影响。

但还存在另一种情况：当水下油气井发生井喷或海面装置发生爆炸、燃烧时，需要将水下应急处置装置(如：水下封井器、水下管汇、水下基盘等)安装至事故井或事故井附近。此时，由于海面存在危险区域，浮式工程船(平台)无法靠近，在这种情况下常规安装系统无法实现水下装置的安装，无法实施事故井的封堵抢险作业，原油泄漏造成环境污染和经济损失。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于深水井喷失控应急救援的水下偏移安装系统及其使用方法，能够实现在离事故井海面较远的安全海域远程操作完成水下装置的安装作业，减少原油泄漏造成的环境污染和经济损失。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：它包括水下偏移安装装置，所述水下偏移安装装置包括浮箱、压载舱、主框架、伸缩节、连接器和推进器；所述压载舱设置在所述浮箱的顶部组成浮力模块，多个所述浮力模块设置在所述主框架四周的不同方位且与所述主框架固定连接，所述浮力模块用于驱动所述水下偏移安装装置垂直运动；所述伸缩节垂直穿过所述主框架且固定连接在所述主框架的重心位置，所述伸缩节的下端设置所述连接器；在每一所述浮箱的底部设置所述推进器，用于驱动所述水下偏移安装装置水平运动。

它还包括水下机器人和海面浮式工程装置，在所述主框架的外侧壁上设置脐带缆接口，所述海面浮式工程装置上的脐带缆通过所述水下机器人牵引与所述脐带缆接口连接，所述海面浮式工程装置通过所述脐带缆将电、液动力及控制信号传递至所述水下偏移安装装置。

所述连接器通过万向节活动连接在所述伸缩节的下端。

在相邻所述浮力模块之间设置横撑。

在所述主框架的外侧壁上设置水下机器人操作面板。

本发明还提供了一种深水井喷应急用水下偏移安装系统的使用方法，包括以下步骤：

1)当事故井出现井喷时，操作人员远程控制水下机器人观察事故井的海底情况，预先清理妨碍水下装置安装的水下障碍物；

2)水下装置通过连接器与水下偏移安装装置连接，海面浮式工程装置将水下偏移装置和水下装置一起拖至事故井附近海面；

3)利用水下机器人将海面浮式工程装置上的脐带缆与水下偏移安装装置上的脐带缆接口连接，操作人员在海面浮式工程装置上通过脐带缆远程控制水下偏移安装装置上的压载舱加载，水下装置随水下偏移安装装置下沉至事故井附近；

4)再控制推进器，使水下装置随水下偏移安装装置水平移至事故井的正上方；

5)再控制压载舱加载，使水下装置随水下偏移安装装置进一步下沉；

6)控制伸缩节伸长，将水下装置送至事故井并安装锁紧，通过适当回收伸缩节来确认水下装置是否锁紧；

7)水下装置安装完成后，控制连接器与水下装置解锁使水下偏移安装装置与水下装置分离，再控制压载舱卸载，水下偏移安装装置上浮至海面，水下装置的安装作业结束。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：1、本发明通过海面浮式工程装置远程控制水下偏移安装装置完成水下装置的安装，能够在水下油气井出现井喷或水面装置发生燃烧、爆炸等事故，海面浮式工程装置无法靠近事故井正上方海面时，实现水下装置的安装作业，节约抢险救援时间，减少溢油造成的环境污染，降低事故造成的损失。2、本发明的连接器通过万向节活动连接在伸缩节的下端，水下装置通过连接器与水下偏移安装装置连接，水下装置在水下运输或安装过程中受到波浪等流体介质冲击时，水下装置随万向节转动，避免水下装置与连接器的连接处在大冲击下发生破坏，并且在安装时便于水下装置与事故井的对接，有利于水下装置的安装。3、本发明的水下偏移安装装置的主框架外侧壁上设置水下机器人操作面板，作为水下偏移安装装置的备用控制方式，能够在脐带缆无法将控制信号传递至水下偏移安装装置的情况下，通过水下机器人在操作面板上操作实现水下装置的安装。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的水下偏移安装装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提供了一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，它包括：水下偏移安装装置1、水下机器人2和海面浮式工程装置3。其中，水下偏移安装装置1包括浮箱11、压载舱12、主框架13、伸缩节14、连接器15、脐带缆接口16和推进器17；压载舱12设置在浮箱11的顶部组成浮力模块，多个浮力模块设置在主框架13四周的不同方位且与主框架13固定连接，浮力模块用于驱动水下偏移安装装置1垂直运动，在每一浮箱11的底部设置推进器17，用于驱动水下偏移安装装置1水平运动；在主框架13的外侧壁上设置脐带缆接口16，伸缩节14垂直穿过主框架13且固定连接在主框架13的重心位置，伸缩节14的下端设置连接器15。海面浮式工程装置3上的脐带缆31通过水下机器人2牵引与脐带缆接口16连接，海面浮式工程装置3通过脐带缆31将电、液动力及控制信号传递至水下偏移安装装置1。

上述实施例中，连接器15通过万向节18活动连接在伸缩节14的下端，水下装置4通过连接器15与水下偏移安装装置1连接，水下装置4在水下运输或安装过程中受到波浪等流体介质冲击时，水下装置4随万向节18转动将冲击分散在水下装置4的各个位置，避免水下装置4在大冲击下的结构破坏，同时，万向节18便于水下装置4与事故井5对接，有利于水下装置4的安装。

上述实施例中，相邻浮力模块之间设置横撑19，能够加强整个水下偏移安装系统的结构强度和稳定性。

上述实施例中，在主框架13的外侧壁上设置水下机器人操作面板20，作为水下偏移安装装置1的备用控制方式，在水下作业，尤其是深水作业时，当出现脐带缆31无法将控制信号传递至水下偏移安装装置1等紧急情况时，操作人员可远程控制水下机器人2在水下机器人操作面板20上操作完成水下装置4的安装。

上述实施例中，海面浮式工程装置3可采用浮式工程船或浮式工程平台。

基于上述实施例提供的深水井喷应急用水下偏移安装系统，本发明还提出了一种深水井喷应急用水下偏移安装系统的使用方法，包括以下步骤：

1)事故井5出现井喷等紧急问题，操作人员可远程控制水下机器人2观察事故井5的海底情况，预先清理妨碍水下装置4安装的水下障碍物；

2)水下装置4通过连接器15与水下偏移安装装置1连接，海面浮式工程装置3将水下偏移装置1和水下装置4一起拖至事故井5附近海面；

3)利用水下机器人2将海面浮式工程装置3上的脐带缆31与水下偏移安装装置1上的脐带缆接口16连接，操作人员在海面浮式工程装置3上通过脐带缆31远程控制水下偏移安装装置1上的压载舱12加载，水下装置4随水下偏移安装装置1下沉至距事故井5垂直距离30米处；

4)再控制推进器17，使水下装置4随水下偏移安装装置1水平移至事故井5的正上方；

5)再控制压载舱12加载，使水下装置4随水下偏移安装装置1下沉至距事故井5垂直距离3米处；

6)控制伸缩节16伸长，将水下装置4送至事故井5并安装锁紧，可通过适当回收伸缩节16来确认水下装置4是否锁紧；

7)水下装置4安装完成后，控制连接器15与水下装置4解锁使水下偏移安装装置1与水下装置4分离，再控制压载舱12卸载，水下偏移安装装置1上浮至海面，水下装置4的安装作业结束。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：它包括水下偏移安装装置，所述水下偏移安装装置包括浮箱、压载舱、主框架、伸缩节、连接器和推进器；所述压载舱设置在所述浮箱的顶部组成浮力模块，多个所述浮力模块设置在所述主框架四周的不同方位且与所述主框架固定连接，所述浮力模块用于驱动所述水下偏移安装装置垂直运动；所述伸缩节垂直穿过所述主框架且固定连接在所述主框架的重心位置，所述伸缩节的下端设置所述连接器；在每一所述浮箱的底部设置所述推进器，用于驱动所述水下偏移安装装置水平运动。

2.如权利要求1所述的一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：它还包括水下机器人和海面浮式工程装置，在所述主框架的外侧壁上设置脐带缆接口，所述海面浮式工程装置上的脐带缆通过所述水下机器人牵引与所述脐带缆接口连接，所述海面浮式工程装置通过所述脐带缆将电、液动力及控制信号传递至所述水下偏移安装装置。

3.如权利要求1所述的一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：所述连接器通过万向节活动连接在所述伸缩节的下端。

4.如权利要求1所述的一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：在相邻所述浮力模块之间设置横撑。

5.如权利要求2所述的一种深水井喷应急用水下偏移安装系统，其特征在于：在所述主框架的外侧壁上设置水下机器人操作面板。

6.一种深水井喷应急用水下偏移安装系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当事故井出现井喷时，操作人员远程控制水下机器人观察事故井的海底情况，预先清理妨碍水下装置安装的水下障碍物；

2)水下装置通过连接器与水下偏移安装装置连接，海面浮式工程装置将水下偏移装置和水下装置一起拖至事故井附近海面；

3)利用水下机器人将海面浮式工程装置上的脐带缆与水下偏移安装装置上的脐带缆接口连接，操作人员在海面浮式工程装置上通过脐带缆远程控制水下偏移安装装置上的压载舱加载，水下装置随水下偏移安装装置下沉至事故井附近；

4)再控制推进器，使水下装置随水下偏移安装装置水平移至事故井的正上方；

5)再控制压载舱加载，使水下装置随水下偏移安装装置进一步下沉；

6)控制伸缩节伸长，将水下装置送至事故井并安装锁紧，通过适当回收伸缩节来确认水下装置是否锁紧；

7)水下装置安装完成后，控制连接器与水下装置解锁使水下偏移安装装置与水下装置分离，再控制压载舱卸载，水下偏移安装装置上浮至海面，水下装置的安装作业结束。