[发明专利]桶型负压基础可移动平台的起浮下沉的控制方法及其装置

说明书

本发明涉及海洋石油平台工程技术，具体是一种桶型负压基础的可移动平台起浮下沉的控制方法及其装置。

目前，在海洋工程技术领域里，桶型负压基础平台属浅海域的支撑式平台，1994年，挪威在北海油田应用了桶式负压基础平台，该平台的桶型基础须借助船舶拉运、海上浮吊吊装进行海上座底施工，座底后进行平台组装，平台不移动、不起浮，在平台下沉定位时靠人工监视桶基沉入深度，调节平台的水平度。由于海洋施工情况复杂，平台下沉定位依靠人工操作，存在以下几个问题：(1)平台的水平度准确性低；(2)人工操作易造成判断失误；(3)控制精度较差。平台不平稳升降可造成：①破坏水下软土地基，使平台难以恢复平稳操作；②出现海浪、风等水平荷载，影响平台下沉后的稳性，严重时可能倾覆；③在作业时需3～4个人工熟练操作平台升降，操作复杂，劳动强度大，可靠、安全性差。这种平台的可移动性差，不能重复使用，使得平台性能造价比大大减低。

本发明的目的在于提供一种安全、可靠、自动保持平台升降过程中的水平度及平稳度，增强平台座底稳性，平台的可移动和可重复利用的桶型负压基础可移动平台的起浮下沉的控制方法及其装置

本发明附图说明如下：

附图1为控制方法及其装置示意图；

附图2为控制方法中下沉程序框图；

附图3为控制方法中起浮程序框图；

附图4为桶机算计自动控制系统结构图。

本发明控制方法是通过如下技术方案实现：平台下沉时对四个桶型基础内的气体进行卸压，然后抽气形成负压使桶型基础下沉，沉至海底泥面后，桶基形成密封，桶基内海水压力升高，通过对四个桶型基础内抽水，平台继续下沉，完全沉入海底泥内；平台起浮时通过向桶型基础内充气，逐渐形成正压，当气体浮力大于平台自身重力时，平台桶基会克服桶壁与海底淤泥之摩擦力而起浮。

本发明控制方法还通过如下技术方案实现：

平台下沉时计算机系统先对平台桶基液位、桶基压力、泥面深度、平衡罐压力、平台X、Y倾斜角度参数采集，据实际工况设定平台下沉高度、平台起浮高度，及平台X、Y倾斜角度值，

平台下沉时，开启真空泵及入口阀、四个桶基抽气阀，真空泵向四个桶基均匀抽气、泄压，桶基入泥，当监测到桶基负压低于极限值，监测泥面深度，达到设定值，停止运行；未达到设定值，开启桶内潜水泵和抽水阀，关闭真空泵、抽气阀；当泥面深度达到设定深度时，关闭所有真空泵、潜水泵、气阀、桶内气阀、抽水阀，停止运行，完成平台下沉定位。在抽气或抽水下沉过程中，监测平台倾斜角度，当一侧角度偏低时超出X、Y设定值，关闭相对桩腿的抽水或抽气阀门，使平台保持水平下沉。

平台起浮时设定开启空压机及入口阀，四个桶基注气阀开启，此时空压机通过气液平衡罐向四个桶基注气，平台开始起升；监测平台桶基压力、泥面深度，泥面深度达到起浮设定值时，停止运行；监测达到起浮高度时，关闭所有空压机、入口阀、注气阀停止运行，完成平台起浮，当一角或一侧X、Y角度偏高时就关闭相对一方桩腿的注气阀门，使平台水平平稳起升。

本发明控制方法的具体实施例

自动控制平台下沉定位：

计算机控制系统首先对平台桶基液位、压力、泥面深度、平衡罐压力、平台X、Y倾斜角度等参数进行数据采集，随动态画面显示动态参数；在系统运行前，根据实际工况在计算机上设定平台下沉高度及平台X、Y倾斜角度值，以此来控制平台的水平平稳度和平台下沉深度。如果启动平台下沉控制程序。系统自动运行过程如下：

真空泵及入口阀开启，四个桶基抽气阀开启，此时真空泵通过气液平衡罐向四个桶基抽气均匀抽气、泄压，桶基入泥，平台开始下沉，真空泵通过气液平衡罐向四个桶基内均匀抽气，桶内压力也由正压转变成负压，平台继续下沉；此时系统自动监测泥面深度是否达到设定值？如果达到设定值，系统自动停止运行，如果没有达到设定值，系统继续运行。在抽桶内气的同时，系统自动监测桶基内液位高度，当桶基内液位高度达到设定高度时，系统即转换抽桶内水：开启桶内1#-4#潜水泵和抽水阀，关闭抽气系统设备真空泵、气阀等；抽气或抽水主要根据桶基内液位高度工况而进行，无论在抽桶内气和桶内水的自动下沉过程中，系统始终监测平台倾斜角度，当任意一个角度超出X、Y设定值时，系统进入平台自动调平过程：即当任意一个角或一侧角度偏低时，就关闭相应桩腿的抽水或抽气阀门，使平台始终保持水平平稳下沉；当监测泥面深度达到设定深度时，整个系统自动关闭所有真空泵、潜水泵、桶内气阀、抽水阀等设备，并自动停止运行，完成平台下沉定位。

自动控制平台起浮：