[发明专利]一种压力平衡式浮体及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，特别涉及一种压力平衡式浮体及其安装方法。

背景技术

浮式生产储卸装置（FPSO）作为海上油气资源开发的装备，广泛应用各种水深条件下的油气开发。而对于深水浮式生产储卸装置（FPSO）而言，其水下浮体的工作位置一般处于深水处，浮体外部会承受很大的水压。要使浮体结构不会因承受较大的水压而破坏，就必须让浮体内部存在着和外部水压相当的压力。传统的水下浮体是基于非耐压结构设计的，浮体结构为非耐压结构，耐压能力有限，因此非耐压水下浮体需要在不承受较大压力的前提下才能安全正常的安装并投入工作。传统的水下浮体通常向浮体内部充气使浮体内部产生较大压强以平衡浮体外部水压，即浮体处于水下任何位置的时候都通过充气的方式增大浮体内部压强，使浮体内部压强与外部水压相当，以保护浮体的结构不被较高的水压破坏，基于以上原因，传统的水下浮体的安装过程较为繁杂。对于传统的水下浮体而言，在其安装过程中，随着水深的不断变化，需要不断的调节浮体内部压力，同时不断调整浮体的姿态。也就是说，随着水深的增加，浮体所受外部水压也在不断增大，为使浮体不用承受过大的压力，需不断的往浮体内部充气，增大浮体内部压力以平衡外部水压。而由于浮体结构承受压力能力有限，所以往浮体内部充气的过程须逐段进行，即每到一定水位就要进行一次压力和平衡的调整，例如某水下浮体的工作水深在300米左右，若按每5米（根据浮体耐压能力设置）进行一次这样的操作来算，那么整个安装过程就需要几十次这样的压力调整和浮体水下姿态调整操作。并且传统的水下浮体安装过程都是在水下通过控制系统在水下操作系统（ROV）的帮助下完成的，故其安装过程实现难度较大。现有的压力控制系统无法对压力进行连续的控制，无法做到实时测量、实时控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够一次性连续下水安装、保证浮体舱壁不受损坏的压力平衡式浮体及其安装方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压力平衡式浮体，包括水舱、气舱、用于控制所述浮体内部气压的水下均压控制系统、气舱充气阀、水舱通水系统及水舱透气系统，其中，所述水舱与所述分舱不连通。所述浮体的浮心与所述浮体的重心在同一竖直线上，且所述浮体浮心的位置高于所述浮体重心的位置。所述浮体的左右两侧是所述水舱和气舱，所述浮体左侧的所述水舱和气舱提供的浮力与所述浮体右侧所述水舱和气舱提供的浮力相等。所述浮体前后侧是所述水舱和气舱，所述浮体前侧的所述水舱和气舱提供的浮力大于所述浮体后侧的所述水舱和气舱提供的浮力，或所述浮体后侧的所述水舱和气舱提供的浮力大于所述浮体前侧的所述水舱和气舱提供的浮力。每个所述水舱上均设置有水舱通水系统及所述水舱透气系统；每个所述气舱上设置有一个所述气舱充气阀。所述水下均压控制系统与所述气舱连接。

进一步地，所述浮体前侧的所述水舱和气舱提供的浮力大于所述浮体后侧的所述水舱和气舱提供的浮力，或所述浮体后侧的所述水舱和气舱提供的浮力大于所述浮体前侧的所述水舱和气舱提供的浮力包括：所述浮体前侧的所述水舱和气舱的个数大于所述浮体后侧的所述水舱和气舱的个数，或所述浮体后侧的所述水舱和气舱的个数大于所述浮体前侧的所述水舱和气舱的个数。

进一步地，所述水下均压控制系统的数量与所述气舱充气阀的数量相同，且一个所述气舱充气阀与一个所述水下均压控制系统连接。

进一步地，所述水下均压控制系统包括：驱动电路、充气设备、控制所述充气设备开闭的电磁阀、气压传感器、水压传感器及根据所述气压传感器、水压传感器采集的数据向所述充气设备发出充气控制指令的第二控制器。所述第二控制器通过所述驱动电路与所述电磁阀连接。所述电磁阀与所述充气设备连接。所述气压传感器及所述水压传感器分别与所述第二控制器连接。所述充气设备与所述气舱充气阀连接。

进一步地，所述第二控制器包括：数据接收模块，用于接收所述气压传感器、水压传感器采集的数据。处理模块，根据所述数据接收模块采集的数据向所述电磁阀发出控制所述充气设备开闭的控制指令。

进一步地，所述处理模块包括：判断单元，所述判断单元根据所述数据接收模块采集的数据判断气舱内的压力与外界的水压是否一致。执行单元，当所述判断单元判断所述判断气舱内的压力与外界的水压不一致时，产生需要向所述气舱充气气体流量的控制指令，并将控制指令通过所述驱动电路发送给所述电磁阀，控制电磁阀开启；当所述判断单元判断所述判断气舱内的压力与外界的水压一致时，通过所述驱动电路向所述电磁阀发出控制电磁阀关闭的指令。