1.一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒,其特征在于:包括外層浮筒(1)和內(nèi)層浮筒(5);所述的內(nèi)層浮筒(5)嵌套于外層浮筒(1)內(nèi);
所述的外層浮筒(1)主體為環(huán)柱體結(jié)構(gòu),外層浮筒(1)外壁底部邊緣連接四個(gè)懸臂浮筒(2),四個(gè)懸臂浮筒(2)沿周向均布,呈輻射狀,懸臂浮筒(2)末端采用桁架結(jié)構(gòu)(14),桁架結(jié)構(gòu)(14)的外端連接系泊纜繩(15),外層浮筒(1)由四根系泊纜繩(15)系泊在海床(22)的樁基(16)上;外層浮筒內(nèi)壁(19)沿圓周均布四條豎直滑道(3),滑道(3)貫穿整個(gè)外層浮筒內(nèi)壁(19);在相鄰兩豎直滑道(3)之間的內(nèi)壁中央,離浮筒底端1/3柱高處設(shè)置限位體A(4);
所述的內(nèi)層浮筒(5)主體為圓柱體結(jié)構(gòu),內(nèi)層浮筒外壁(20)沿圓周均布四個(gè)豎直凸出體(6),凸出體(6)寬度B1小于滑道(3)的寬度B,凸出體(6)與內(nèi)層浮筒(5)等高;所述的凸出體(6)位于外層浮筒(1)的滑道(3)中;在相鄰兩凸出體(6)之間的外壁中央,離浮筒底端1/2柱高處設(shè)置限位體B(7),限位體B(7)與位于外層浮筒(1)上的限位體A(4)相配合,限制內(nèi)層浮筒(5)與外層浮筒(1)的相對(duì)豎直運(yùn)動(dòng);
所述的內(nèi)層浮筒(5)上部設(shè)置有井口頭,井口頭的下端有立管通道(8),剛性立管(17)的上端通過(guò)立管通道(8)連接到內(nèi)層浮筒(5)上部的井口頭;井口頭上安裝有采油設(shè)備,內(nèi)層浮筒(5)用于提供剛性立管(17)頂張緊力和支撐采油設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒,其特征在于:所述的凸出體正面(13)設(shè)置有兩個(gè)滾筒裝置,分別位于凸出體正面(13)長(zhǎng)邊的兩個(gè)三等分高度處,所述的滾筒裝置由滾筒(9)、轉(zhuǎn)軸(10)和支座(11)組成,轉(zhuǎn)軸(10)軸線垂直于凸出體(6)側(cè)面,支座(11)長(zhǎng)度與凸出體正面(13)的寬度B1相等,滾筒(9)通過(guò)轉(zhuǎn)軸(10)安裝在支座(11)上;滾筒(9)與滑道底面(12)滾動(dòng)接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒,其特征在于:所述的懸臂浮筒(2)為矩形截面懸臂浮筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒,其特征在于:所述的滑道(3)的橫截面為矩形截面;所述的凸出體(6)的橫截面為矩形截面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒,其特征在于:所述的限位體A(4)為矩形體,共有4個(gè),沿外層浮筒內(nèi)壁(19)周向均布,并處在外層浮筒內(nèi)壁(19)同一高度處;所述的限位體B(7)為矩形體,共有4個(gè),沿內(nèi)層浮筒外壁(20)周向均布,并處在內(nèi)層浮筒外壁(20)同一高度處;當(dāng)內(nèi)層浮筒(5)和外層浮筒(1)的中心等高時(shí),限位體B(7)與限位體A(4)之間留有1至2米的間距。
6.一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒的安裝方法,其特征在于:包括以下步驟:
A、預(yù)備工作:
將外層浮筒(1)吊裝置于半潛船主甲板上,再將內(nèi)層浮筒(5)吊至外層浮筒(1)正上方,調(diào)整內(nèi)層浮筒(5)的位置和角度,直至內(nèi)層浮筒(5)的四個(gè)凸出體(6)分別對(duì)準(zhǔn)外層浮筒(1)的四條滑道(3),將內(nèi)層浮筒(5)下放至外層浮筒(1)之中,構(gòu)成雙層浮筒;
B、雙層浮筒的就位與下沉:
B1、利用半潛船將雙層浮筒拖曳至安裝地點(diǎn),各工作船就位;在外層浮筒(1)上連接常規(guī)安裝作業(yè)方法用的纜繩和錨鏈,半潛船加壓載水下沉并開(kāi)離,雙層浮筒浮在海面上;
B2、向內(nèi)層浮筒(5)壓載艙內(nèi)注水,內(nèi)層浮筒(5)在重力作用下緩慢下沉,直至內(nèi)層浮筒(5)上的四個(gè)限位體B(7)分別與外層浮筒(1)上的四個(gè)限位體A(4)相接觸;繼續(xù)向內(nèi)層浮筒(5)壓載艙注水至設(shè)計(jì)量,該設(shè)計(jì)量的壓載水使得內(nèi)層浮筒(5)完全沒(méi)入水中時(shí)其重力G1仍大于浮力F1,在此過(guò)程中外層浮筒(1)在內(nèi)層浮筒(5)的拖曳下隨內(nèi)層浮筒(5)一起緩慢下沉至停止,雙層浮筒浮在海面上;
B3、向外層浮筒(1)壓載艙內(nèi)注水至設(shè)計(jì)量,該設(shè)計(jì)量的壓載水使得外層浮筒(1)完全沒(méi)入水中時(shí)其浮力F2大于其重力G2,在此過(guò)程中外層浮筒(1)在內(nèi)層浮筒(5)的拖曳下隨內(nèi)層浮筒(5)一起緩慢下沉直至外層浮筒(1)完全沒(méi)入水中;
B4、當(dāng)雙層浮筒完全沒(méi)入水中時(shí),在豎直方向上的受力狀態(tài)為:外層浮筒(1)的浮力F2大于其重力G2,內(nèi)層浮筒(5)的重力G1大于其浮力F1,且內(nèi)層浮筒(5)的凈浮力G1-F1大于外層浮筒(1)的凈浮力F2-G2,即(G1-F1)>(F2-G2);在這種受力情況下,內(nèi)層浮筒(5)能夠拖曳外層浮筒(1)穩(wěn)定下沉,且在下沉過(guò)程中限位體B(7)與限位體A(4)緊密接觸,外層浮筒(1)與內(nèi)層浮筒(5)不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng);
C、雙層浮筒的水下安裝:
C1、待雙層浮筒下沉至目標(biāo)深度后,外層浮筒(1)連接對(duì)應(yīng)的四根系泊纜繩(15);向外層浮筒(1)注入氮?dú)?,外層浮?1)上浮,張緊系泊纜繩(15);該過(guò)程中內(nèi)層浮筒(5)由于限位體的作用始終與外層浮筒(1)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng);
C2、以內(nèi)層浮筒(5)為水中支撐基礎(chǔ)安裝剛性立管(17);剛性立管(17)安裝完成后向內(nèi)層浮筒(5)中注入氮?dú)猓瑑?nèi)層浮筒(5)上浮,完成與剛性立管(17)的連接,并張緊剛性立管(17);內(nèi)層浮筒(5)浮至設(shè)計(jì)位置,即內(nèi)層浮筒(5)與外層浮筒(1)的中心等高,限位體B(7)與限位體A(4)之間留有1至2米的距離;
至此,一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒在超深水中安裝完畢。
7.一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒的回收方法,其特征在于:包括以下步驟:
D1、向內(nèi)層浮筒(5)壓載艙注水,內(nèi)層浮筒(5)下沉至限位體B(7)與限位體A(4)相接觸,內(nèi)層浮筒(5)穩(wěn)固地支撐在四個(gè)限位體A(4)之上;斷開(kāi)內(nèi)層浮筒(5)與剛性立管(17)的連接,回收剛性立管(17);剛性立管(17)回收完畢后,向內(nèi)層浮筒(5)注入氮?dú)馀懦鰤狠d水,內(nèi)層浮筒(5)穩(wěn)定上浮,與外層浮筒(1)分離之后繼續(xù)上浮直至浮出海平面(21);內(nèi)層浮筒(5)及水下采油設(shè)備的回收完畢;
D2、向外層浮筒(1)壓載艙注水,直至系泊纜繩(15)松弛,斷開(kāi)外層浮筒(1)與系泊纜繩(15)的連接;向外層浮筒(1)注入氮?dú)猓鈱痈⊥?1)穩(wěn)定上浮直至浮出海平面(21);外層浮筒(1)的回收完畢;
至此,一種雙層水下生產(chǎn)支撐浮筒回收完畢。