深水三用工作船兼容储存输送装置研究.pdf

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1、第４２卷第６期船海工程Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．６２０１３年１２月ＳＨＩＰ＆ＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤｅｃ．２０１３ＤＯＩ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１-７９５３．２０１３．０６．０３２深水三用工作船兼容储存输送装置研究周天雄，赵贵武，张亚东（中海油田服务股份有限公司，北京１０１１４９）摘要：介绍兼容储存输送装置的设计，该装置实现了对各种液、固物料的兼容，在完成对钻井平台的物料供应后还能接收钻井作业产生的钻屑、浮油等废弃物，增加了船舶的附加值。关键词：三用工作船；储存输送装置；物料；兼容中图分类号：Ｕ６７４．３７文献标志码：Ａ文章编号：１６７１-７９５３（２０１３）０６-

2、０１２７-０５陆地和浅海油气资源已日趋枯竭，深海开发泥浆、干散料和钻屑，实现装置的多用途复合利是大势所趋，为了满足未来深海油气开发需求，开用。整个装置由兼容储存罐、泵进料器、刀型闸发配套的深海装备势在必行。一方面海上平台钻阀、干散料料斗、泥浆／钻屑输送泵、罐清洗机、加井作业离不开泥浆、干散料等物质的供应，另一方热装置等部分组成见图２。面钻井作业产生的大量钻屑、浮油等废弃物，不能直接排放，需运送到岸作进一步处理，而平台供应［１］以及废弃物的输送和运输则由工作船来完成。依托十二五国家科技重大专项课题枟海洋深水工程重大装备及配套工程技术枠的子课题枟深水油田工程支持船及配套技术枠，设计一种

3、兼容储存输送装置，见图１，以实现三用工作船对各种液、固物料的兼容储存和运载。图2兼容储存输送装置的组成1．1兼容储存罐兼容储存罐按照船体密封罐的要求建造，由厚度１５ｍｍ的Ｑ２３５－Ａ钢板焊接成型，罐体顶部安［２］装防爆隔膜阀，承受最大压力０．７Ｐａ。上部为棱柱体，下部为圆锥体。罐底板上设置一个干散料出料口和一个泥浆／钻屑出料口。罐顶部开设有一个［３］用于维修的入孔，工作时入孔由入孔盖封闭。图1兼容储存输送装置示意兼容储存罐的圆锥体部设有一系列环形冲洗管１兼容储存输送装置的组成路，当储存罐内装载钻屑时，可以向罐内添加液体，避免因钻屑过于干燥而增大进料器转矩；当罐更换兼容储存输送装置，

4、可用来分别储存并输送物料时，可清洗罐的底部和进料器系统；当环形管路接入压缩空气时，有吹水功能，可辅助罐的干燥。收稿日期：２０１３－１１－１８修回日期：２０１３－１２－０２兼容存储罐设有可同时适用于干散料和液货基金项目：十二五国家科技重大专项课题（２０１１ＺＸ０５０２的料位计，用于监测罐内物料或液面位置，并通过－００３）遥测系统将信息传递给操作人员。见图３。第一作者简介：周天雄（１９７２－），男，学士，工程师兼容储存罐边长L＝４２００ｍｍ；研究方向：船舶装备兼容储存罐总高H２＝６５００ｍｍ；E-mail：ｚｈｏｕｔｓ＠ｃｏｓｌ．ｃｏｍ．ｃｎ兼容储存罐圆锥台直径d＝２２００ｍｍ；１２７

5、第６期船海工程第４２卷２２罐底面积＝πr＝π×１．１２＝３．８ｍ。罐体表面积S罐侧＝１７．６４＋９２．４＋１４．２＋３．８２＝１２８ｍ。估算推进器的表面积S推＝０．１×S罐侧＝２０．１×１２８＝１２．８ｍ。得罐的总含水表面积为S总＝S罐侧＋S推＝２１２８＋１２．８＝１４１ｍ。图3兼容储存罐示意罐清洗后残留水的质量计算如下。估计水的厚度为δ水＝０．２ｍｍ＝０．０００２ｍ；兼容储存罐圆锥台高h＝１０００ｍｍ。３水的体积V水＝０．０００２×１４１＝０．０２８２ｍ；则兼容储存罐容积约为３V２得罐清洗后残留水的重量m１＝０．０２８２ｍ×工作船罐＝D（H２－h）＋３［πR２（h＋h′）／３－π

6、r２h′／３］１t／ｍ＝０．０２８２t＝２８．２ｋｇ。代入数值计算得到２）加热器总发热量计算。３罐体厚度δ＝１５ｍｍ＝０．０１５ｍ，V工作船罐＝９７．０２＋（９．６９－１．３９）＝１０５ｍ。钢３罐只允许装８０％料，留２０％空间用于空气流钢比重ρ钢＝７．８t／ｍ；［４］通。罐质量m２＝S总×δ钢×ρ钢＝３３V工作船罐实际＝１０５ｍ×８０％＝８４ｍ。１４１×０．０１５×７．８＝１６４９７ｋｇ；1．2加热装置水的温度T１取０℃（按当地冬天最低温度考兼容储存罐设有加热装置，采用６个钢质的虑）；盒式加热板安装在罐的圆锥体外部，是一个基于水蒸发的温度T２＝５０℃；热油或者乙二醇的循环加热系统，

7、加热器表面温散热损失系数k可按罐质量的３０％选取，度最高可达１３０℃，当罐体清洗、吹干后，加热３０k＝１．３。ｍｉｎ左右即可干燥罐体，见图４。加热器总发热量为Q＝c１m１（T２－T１）＋c２m２（T２－T１）×k＝４．２×２８．２（５０－０）＋０．４６×１６４９７×１．３（５０－０）＝４９９１８２ｋＪ。３）加热器总功率计算。１ｈ加热罐体到干燥，需总功率P功率＝４９９１８２／３６００＝１３８ｋＷｈ；１．５ｈ加热罐体到干燥，需总功率P１．５功率＝图4加热装置示意P功率／１