專利名稱：箱式海工正壓防爆房的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防爆房技術(shù)，尤其涉及一種箱式海工正壓防爆房。
背景技術(shù)：
防爆房是廣泛應(yīng)用于石油鉆探等危險(xiǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的防爆設(shè)備，其具有密閉、防火和防爆特點(diǎn)，以確保石油生產(chǎn)中的人身和設(shè)備安全。目前，海上石油鉆井平臺(tái)上使用的防爆房中的主體框架，即主承重部件是由壓制型鋼和預(yù)制型鋼(工字鋼或槽鋼)制作而成，這種主體框架采用壓制型鋼和預(yù)制型鋼的防爆房，質(zhì)量重，制造和組裝工藝難度較大，且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，無法滿足具有更高等級(jí)的，例如海上石油鉆進(jìn)平臺(tái)的0類危險(xiǎn)工作區(qū)域的防爆要求。而且，現(xiàn)有的防爆房中，由于主體框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱規(guī)范制作，吊裝結(jié)構(gòu)均是采用在主體框架的頂端安裝一組標(biāo)準(zhǔn)集裝箱角件構(gòu)成的吊裝裝置，由于海上防爆房工作時(shí)，在海上浪和涌的影響下，防爆房通常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的搖擺，甚至碰撞，導(dǎo)致吊裝裝置結(jié)構(gòu)處承受的力很大，而現(xiàn)有的通過在框架上安裝標(biāo)準(zhǔn)角件的吊裝結(jié)構(gòu)，因標(biāo)準(zhǔn)角件為鑄鋼制造，其結(jié)構(gòu)并非為海上石油鉆井平臺(tái)工況設(shè)計(jì)，抗沖擊性能較低，標(biāo)準(zhǔn)角件吊裝裝置與索具卸扣接合處的強(qiáng)度和剛性較低，是整體框架的最薄弱環(huán)節(jié)，使得防爆房吊裝時(shí)，容易在標(biāo)準(zhǔn)角件與索具的接合處產(chǎn)生損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響吊裝過程的安全性。綜上，現(xiàn)有防爆房質(zhì)量重、框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，導(dǎo)致防爆房的整體強(qiáng)度較低；同時(shí)，防爆房上的標(biāo)準(zhǔn)角件組成的吊裝裝置，導(dǎo)致吊裝裝置與索具接合處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，在海工作業(yè)中容易發(fā)生安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種箱式海工正壓防爆房，可有效解決現(xiàn)有防爆房存在的質(zhì)量重、強(qiáng)度低，以及吊裝機(jī)構(gòu)安全性能差的問題。本發(fā)明提供一種箱式海工正壓防爆房，包括立方體形框架，所述立方體形框架包括上框架和下框架，所述上框架和下框架之間通過角柱連接；所述上框架和下框架均由橫梁、縱梁相互對(duì)接而成，所述角柱、橫梁和縱梁均為鋼管，所述鋼管為方鋼管或矩形鋼管， 且各鋼管相互對(duì)接處通過焊接固定連接；各鋼管對(duì)接的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件， 用于擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的連接區(qū)域，增加角節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；所述上框架上還設(shè)置有吊裝機(jī)構(gòu)，所述吊裝機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述上框架的兩個(gè)縱梁之間的2個(gè)吊耳橫梁，所述吊耳橫梁與縱梁通過焊接連接，在連接處形成安裝空間，且所述2個(gè)吊耳橫梁的對(duì)稱中心線與所述上框架兩個(gè)橫梁之間的對(duì)稱中心線重合；所述安裝空間內(nèi)設(shè)置有吊耳裝置，所述吊耳裝置包括與所述吊耳橫梁和縱梁焊接的吊耳座，所述吊耳座上固設(shè)有吊耳；所述吊耳裝置與所述下框架上的縱梁之間還焊接有吊耳立柱，用于支撐所述吊耳裝置，并將吊耳裝置與立方體框架連為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；所述吊耳穿過所述吊耳座從端部嵌入所述吊耳立柱內(nèi)，用于增加所述吊裝機(jī)構(gòu)與立方體形框架之間的連接區(qū)域，增加吊裝機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本發(fā)明提供的箱式海工正壓防爆房，通過采用方鋼管或矩形鋼管相互對(duì)接焊接形成立方體形框架，使得立方體形框架的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，質(zhì)量輕，具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可有效滿足防爆房的防爆需要；本發(fā)明技術(shù)方案在上框架上，通過在吊耳橫梁和縱梁對(duì)接處形成的安裝空間內(nèi)，焊接吊耳裝置，使得吊耳裝置與上框架成為一體結(jié)構(gòu)，可有效提高防爆房吊裝時(shí)的力承載能力，提高防爆房裝卸操作的安全性和可靠性。本發(fā)明提供的箱式海工正壓防爆房可適應(yīng)海上石油鉆井平臺(tái)工況下的使用要求。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的防爆房框架結(jié)構(gòu)圖2為圖1中I處的放大圖3為本發(fā)明實(shí)施例中上框架的結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明實(shí)施例中下框架的結(jié)構(gòu)圖5為圖1中II處的放大圖6為本發(fā)明實(shí)施例防爆房吊裝時(shí)的結(jié)構(gòu)圖7為圖6中防爆房的俯視圖以及防爆房受力分解示意圖
圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的防爆房的功能區(qū)域劃分示意圖
圖9為本發(fā)明實(shí)施例防爆房一個(gè)側(cè)面的立體結(jié)構(gòu)圖10為本發(fā)明實(shí)施例防爆房另一側(cè)面的立體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的箱式海工正壓防爆房框架結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1中I處的放大圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中上框架的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中下框架的結(jié)構(gòu)圖。如圖1-圖4所示，本實(shí)施例防爆房包括立方體形框架1，該立方體形框架1包括上框架11和下框架12，上框架11和下框架12之間通過角柱13連接；上框架11和下框架12均由橫梁14、縱梁15相互對(duì)接而成，角柱13、橫梁14和縱梁15均為鋼管，且該鋼管為方鋼管或矩形鋼管；各鋼管相互對(duì)接處通過焊接固定連接；上框架11的四個(gè)端部分別形成有頂角節(jié)點(diǎn)16，該頂角節(jié)點(diǎn)16為作為角柱13的鋼管的管孔結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，上述鋼管的材質(zhì)為低合金高強(qiáng)度方鋼管或矩形鋼管，與傳統(tǒng)采用壓制型鋼和預(yù)制型鋼組成的防爆房主體結(jié)構(gòu)相比，方鋼管和矩形鋼管形成的防爆房主體結(jié)構(gòu)具有更好的截面力學(xué)性能，質(zhì)量輕，在同等質(zhì)量和規(guī)格的條件下，利用方鋼管和矩形鋼管制成的防爆房可承載更大的載荷。本實(shí)施例中，各鋼管焊接完畢后，可采用無損探傷手段來檢測(cè)焊接質(zhì)量，以保證焊接質(zhì)量符合規(guī)范要求，確保立方體形框架整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性， 確保防爆房工作的可靠性。本實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，防爆房上的頂角節(jié)點(diǎn)16在上框架1的橫梁和縱梁對(duì)接處形成，為鋼管的管孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)，為提高頂角節(jié)點(diǎn)16處的強(qiáng)度，可在該頂角節(jié)點(diǎn)16 處焊接多個(gè)楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件17，可擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的連接區(qū)域，增加角節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
4可以看出，通過采用鋼管對(duì)接焊接形成的立方體形框架1時(shí)，可直接在上框架11的橫梁和縱梁對(duì)接處形成頂角節(jié)點(diǎn)16，相對(duì)于現(xiàn)有防爆房設(shè)置鑄鋼材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)角件而言，簡(jiǎn)化了頂角節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，且頂角節(jié)點(diǎn)16與立方體形框架1為同材質(zhì)焊接的一體結(jié)構(gòu)，可有效改善焊接區(qū)域結(jié)晶組織，焊縫的力學(xué)性能顯著提高，從而提高了頂角節(jié)點(diǎn)處角結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力， 可有效提高整個(gè)立方體形框架的整體抗碰撞性能，也降低了立方體形框架的質(zhì)量。本實(shí)施例中，該立方體形框架結(jié)構(gòu)可單獨(dú)承受0類危險(xiǎn)區(qū)域和海上惡劣工況下最大15000kg載荷和外界破壞力，并可通過有限元分析，符合海上石油鉆井平臺(tái)作業(yè)的安全要求。其中，有限元分析是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)品特別是安全性能要求較高的防爆產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不可或缺的重要手段。本實(shí)施例提供的立方體形框架的防爆房，可通過為國(guó)際防爆領(lǐng)域公認(rèn)的、 最具權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)“挪威船級(jí)社”的有限元分析認(rèn)證，該防爆房可具有目前世界最高級(jí)別的防爆安全等級(jí)。本實(shí)施例中，如圖1、圖3和圖4所示，上框架11為由2個(gè)上橫梁141和2個(gè)上縱梁151對(duì)接形成的矩形框架；下框架12為由2個(gè)下橫梁142和2個(gè)下縱梁152對(duì)接形成的矩形框架；上框架11和下框架12的四個(gè)端部分別通過角柱13連接。本實(shí)施例中，如圖1所示，位于同一側(cè)的上縱梁151和下縱梁152之間至少設(shè)置有 2個(gè)角柱13和2個(gè)吊耳立柱203，這樣，通過設(shè)置多個(gè)柱狀連接件，可有效提高整個(gè)立方體形框架1結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。本實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，上框架11的2個(gè)上縱梁151之間還連接有多個(gè)起加強(qiáng)作用的連接梁；下框架12的2個(gè)下縱梁152之間也連接有起加強(qiáng)作用的多個(gè)連接梁，從而可使得上框架11和下框架12具有更高的力承載能力。本實(shí)施例中，如圖1所示，在作為角柱、橫梁和縱梁的各鋼管對(duì)接處均焊接有楔狀 U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件17，從而可提高各鋼管相互之間的連接性能，提高框架結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。本實(shí)施例中，防爆房的框架主體為通過采用方鋼管或矩形鋼管相互焊接而成，可有效減輕防爆房的質(zhì)量，提高防爆房的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)優(yōu)化，組裝方便的優(yōu)點(diǎn)，可有效提高防爆房使用的安全性和可靠性，本實(shí)施例防爆房可應(yīng)用于海上石油鉆井平臺(tái)上， 作為正壓防爆房，可有效滿足海上石油鉆井平臺(tái)的防爆、防火和安全裝卸要求。圖5為圖1中II處的放大圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例防爆房吊裝時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖7 為圖6中防爆房的俯視圖以及防爆房裝卸時(shí)的受力分解示意圖。本實(shí)施例中，如圖1、圖5 和圖6所示，上框架11上還設(shè)置有吊裝機(jī)構(gòu)，該吊裝機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在上框架11的兩個(gè)縱梁之間的2個(gè)吊耳橫梁19，吊耳橫梁19與縱梁通過焊接連接，并在連接處形成安裝空間，且 2個(gè)吊耳橫梁的對(duì)稱中心線與上框架11的兩個(gè)橫梁之間的對(duì)稱中心線A重合；在吊耳橫梁 19與縱梁連接處形成的安裝空間內(nèi)，設(shè)置有吊耳裝置20，該吊耳裝置20包括與吊耳橫梁和縱梁焊接的吊耳座201，該吊耳座201上固設(shè)有吊耳202 ；吊耳裝置與下框架12上的縱梁之間還焊接有吊耳立柱203，用于支撐吊耳裝置，使得吊耳裝置與立方體形框架成為一體結(jié)構(gòu)，具體地，吊耳202穿過吊耳座201從端部嵌入吊耳立柱203內(nèi)，以用于增加吊裝機(jī)構(gòu)與立方體型框架之間的連接區(qū)域，增加吊裝機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本實(shí)施例中，吊裝機(jī)構(gòu)中吊耳裝置焊接固定在縱梁、吊耳橫梁和吊耳立柱相互對(duì)接處形成的空間內(nèi)，使得吊耳裝置與立方體形框架成為一體結(jié)構(gòu)；同時(shí)，通過吊耳橫梁、吊耳立柱和縱梁以及楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件的加強(qiáng)作用，使得吊耳機(jī)構(gòu)具有良好的結(jié)構(gòu)和充裕的強(qiáng)度，具有較強(qiáng)的力承受能力，特別適合在海上石油鉆井平臺(tái)環(huán)境下的作業(yè)中應(yīng)用，可有效提高海上防爆房吊裝作業(yè)的安全性和可靠性。本實(shí)施例中，如圖1所示，上框架11上的縱梁15是由多段鋼管對(duì)接焊接而成，從而可在鋼管對(duì)接的節(jié)點(diǎn)處，與吊耳橫梁19和吊耳立柱203對(duì)接焊接，并在節(jié)點(diǎn)處形成安裝空間，以安裝吊耳裝置20。本實(shí)施例中，如圖1、圖3和圖5所示，吊耳座201焊接固定在吊耳橫梁19與上縱梁151對(duì)接處形成的空間內(nèi)，吊耳202焊接在吊耳座201上，且下端嵌設(shè)在吊耳立柱上，從而使得吊耳裝置20與上框架11成為一體結(jié)構(gòu)，可有效提高整個(gè)防爆房的整體結(jié)構(gòu)性能。本實(shí)施例中，如圖5所示，吊耳202可包括吊耳本體2021，吊耳本體2021上設(shè)置有吊耳孔2022，且位于各吊耳橫梁上的4個(gè)吊耳為相互對(duì)稱設(shè)置。其中，如圖3所示，吊耳孔 2022的中心線Bl與上框架11的上縱梁151軸線之間的夾角為al，對(duì)角位置的兩個(gè)吊耳裝置20之間連線與上框架的上縱梁軸線之間的夾角為a2，且al = a2，這樣，對(duì)角位置的吊耳裝置20之間的兩個(gè)對(duì)角連線的交點(diǎn)就會(huì)落在起加強(qiáng)作用的加強(qiáng)橫梁143軸線的中點(diǎn)。本實(shí)施例中，如圖5所示，吊耳202可穿過吊耳座201從端部嵌入在吊耳立柱203 內(nèi)，以增加吊裝機(jī)構(gòu)與立方體形框架之間的連接區(qū)域，增加整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，為進(jìn)一步地提高吊耳裝置20處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可在上框架11的縱梁、吊耳橫梁19和吊耳立柱203之間設(shè)置有楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件17 ；同時(shí)， 還可在上框架11的兩縱梁之間設(shè)置有加強(qiáng)橫梁143。通過設(shè)置楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件和加強(qiáng)橫梁，可使得吊耳機(jī)構(gòu)具有更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本實(shí)施例中，上框架11上的兩個(gè)吊耳橫梁19和加強(qiáng)橫梁143形成日字型結(jié)構(gòu)的吊裝結(jié)構(gòu)，將吊裝力有效地分解到各個(gè)部件，避免了應(yīng)力集中，可有效改善防爆房被吊裝時(shí)的力承受能力，實(shí)現(xiàn)了吊裝機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，下面通過防爆房吊裝時(shí)的受力狀況進(jìn)行說明， 以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的吊裝結(jié)構(gòu)有更好地了解。由于海上石油鉆井平臺(tái)工作環(huán)境的特殊性，防爆房在吊裝作業(yè)時(shí)的工況是最極端惡劣的，因此吊裝結(jié)構(gòu)是保證防爆房安全性的重要結(jié)構(gòu)，該吊裝結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)劣直接影響著防爆房的安全性能。如圖1、圖5、圖6和圖7所示，防爆房在吊裝時(shí)，上框架11結(jié)構(gòu)中部區(qū)域的4個(gè)吊耳裝置20分別與吊裝索具通過吊索連接，吊裝索具的四個(gè)起吊分力PI、P2、 P3和P4，也即連接4個(gè)吊耳裝置20的四個(gè)吊索方向的力，與起吊合力P之間的夾角為α， 其中要求30° <= α <= 45°。如圖7所示，起吊分力Ρ1、Ρ2、Ρ3和Ρ4在防爆房的上框架11上的平面投影分別為 Fl、F2、F3、F4，將這些力進(jìn)行矢量分解，就可以得到橫向方向的力FW1、FW2、Fff3, Fff4,以及縱向方向的力F11、F12、F13、F14。在理想狀態(tài)下，對(duì)上述力的矢量圖進(jìn)行分析，可得到如下公式F11 = F12 = F13 = F14 > Fffl = FW2 = FW3 = Fff4,即 A-A 剖面上的內(nèi)力> B-B 剖面上的內(nèi)力，A-A剖面的穩(wěn)定性< B-B剖面的穩(wěn)定性，因此，防爆房的上框架上縱梁的中間區(qū)域穩(wěn)定性最低，是最可能發(fā)生失穩(wěn)破壞的區(qū)域。本實(shí)施例防爆房中，為克服上框架上的縱梁和中間區(qū)域穩(wěn)定性低的缺陷，通過設(shè)置加強(qiáng)橫梁143可有效地增加上框架11中部區(qū)域的穩(wěn)定性。在有限元分析時(shí)，4個(gè)吊耳裝置20、兩個(gè)吊耳橫梁19和加強(qiáng)橫梁143共同組成的日字型吊裝結(jié)構(gòu)，可有效改善吊裝過程中防爆房整體結(jié)構(gòu)的受力狀況，增加了防爆房結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可有效地解決吊裝時(shí)上框架11中部區(qū)域受力穩(wěn)定性低的缺陷，很好地克服上框架11上縱梁和中部區(qū)域不穩(wěn)定的問題，提高了防爆房的裝卸能力。本實(shí)施例中，為使得4個(gè)吊耳本體的軸線的交點(diǎn)位于上框架11的縱向?qū)ΨQ中心線上，吊耳孔2022的中心線Bl和吊耳本體2021的軸線B2與上框架的縱梁之間的夾角應(yīng)相等，具體地，如圖7所示，吊耳本體2021的軸線B2與上框架11的縱梁的夾角為α 1，吊耳孔 2022的中心線Bl與上框架11的縱梁的夾角為α 2，那么則有α 1 = α 2，從而可實(shí)現(xiàn)由4 個(gè)吊耳本體的軸線的交點(diǎn)與索具的吊裝力P在房頂平面的投影F在0點(diǎn)重合。在理想狀態(tài)下，吊裝合力P(或其投影F)與防爆房的質(zhì)心0點(diǎn)重合，吊索機(jī)構(gòu)的四根吊索受力Fl、F2、 F3、F4相等，這四個(gè)力在房頂平面的投影與吊裝結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為“米”字型，在此狀況下吊裝力對(duì)吊裝結(jié)構(gòu)零部件所做的無用功最小，吊裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。本實(shí)施例中，可在上述立方體框架1的四個(gè)側(cè)面上分別設(shè)置有波紋鋼板，且波紋鋼板經(jīng)焊接固定在立方體形框架1上。這樣，通過在立方體框架1側(cè)面設(shè)置波紋鋼板，就可以在立方體形框架1內(nèi)部形成防爆房的內(nèi)部空間。圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的防爆房的功能區(qū)域劃分示意圖。如圖8所示，本實(shí)施例防爆房的內(nèi)部空間可按照不同的功能，分為工作艙100、空調(diào)艙200、工具艙300和過渡艙 400，各功能艙之間的隔斷墻以及室內(nèi)裝飾板采用防火舾裝板；根據(jù)功能需要，工作艙100 與過渡艙400之間設(shè)置B15等級(jí)防火門，空調(diào)艙200、工具艙300與工作艙100之間的隔斷墻按照防爆和A60級(jí)防火要求設(shè)計(jì)和制造。其中，所述的B15等級(jí)以及A60級(jí)等均是安全規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定。工作艙100是正壓防爆房的主功能區(qū)，各類生產(chǎn)辦公裝備和設(shè)備、控制系統(tǒng)、強(qiáng)弱電系統(tǒng)等均配置在該區(qū)域，也是工作人員活動(dòng)的主要場(chǎng)所；A60防火門與工作艙100之間設(shè)置過渡艙400，用于減小因人員頻繁出入對(duì)房?jī)?nèi)正壓氣氛可能造成的壓力損失，避免因壓力損失超出設(shè)定值時(shí)控制系統(tǒng)產(chǎn)生誤操作而影響防爆房的正常工作；空調(diào)艙200用于安裝空調(diào)室外機(jī)，工具艙300用于安裝正壓風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管路并可放置必要的便攜式設(shè)備和工具。工作艙100由左右側(cè)墻體、前端以及隔斷墻圍成；左右墻體和前端的外層為波紋鋼板，內(nèi)層為A60級(jí)防火舾裝板；工作艙100在A60防火門的對(duì)角位置處設(shè)置一個(gè)A60緊急逃生口，便于緊急情況下的人員逃生。過渡艙400由左側(cè)墻體和A60級(jí)防火門、前端以及過渡艙隔斷墻、過渡艙門圍成； 防爆房的正門為外開型A60級(jí)防火門并配備有閉門器，過渡艙門為B15級(jí)防火雙向雙開門； 后端與工作艙的隔斷墻為鋼板和A60級(jí)防火舾裝板?？照{(diào)艙200和工具艙300由左右側(cè)墻體、后端以及隔斷墻圍成，隔斷墻由鋼板、A60 級(jí)防火舾裝板組成，具備防火、防爆功能?？照{(diào)艙200和工具艙300為非正壓環(huán)境，艙內(nèi)配置的空調(diào)機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備均為防爆電器；空調(diào)艙200配置兩組機(jī)架，用于安裝空調(diào)室外機(jī)；工具艙300安裝防爆風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管道，以及便攜式設(shè)備、儀器和工具；后端設(shè)置防盜門一扇， 用于進(jìn)出工具艙300。本實(shí)施例中，為形成可正常使用的防爆房，在上述的立方體形框架基礎(chǔ)上，可通過設(shè)置墻體結(jié)構(gòu)來形成整個(gè)防爆房，并可在防爆房?jī)?nèi)設(shè)置如圖8所示的各功能區(qū)域。其中，防爆房的墻體結(jié)構(gòu)可由左側(cè)墻體、右側(cè)墻體、后端、前端、房頂和底盤等結(jié)構(gòu)組成。下面對(duì)工作艙的設(shè)備配置和墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。本實(shí)施例中，如圖8所示，在工作艙100上還設(shè)置有排風(fēng)閘101和進(jìn)風(fēng)閘102，排風(fēng)閘101和進(jìn)風(fēng)閘102位于所述工作艙100上相對(duì)的兩端；且在排風(fēng)閘101的出風(fēng)位置區(qū)域設(shè)置有流量計(jì)103、壓力傳感器104 ；流量計(jì)103和壓力傳感器104與外部的控制器連接， 以便控制器根據(jù)所述流量計(jì)103和壓力傳感器104采集的數(shù)據(jù)對(duì)排風(fēng)間101和進(jìn)風(fēng)間102 進(jìn)行控制，使防爆房?jī)?nèi)的空氣壓力處于動(dòng)態(tài)平衡。具體地，外部的控制器可實(shí)時(shí)采集壓力傳感器104采集的防爆房室內(nèi)壓力數(shù)值，以及流量計(jì)103采集的排風(fēng)流量的大小，來控制排風(fēng)閘101和進(jìn)風(fēng)閘102工作，以確保防爆房?jī)?nèi)的正壓環(huán)境，并保證防爆房?jī)?nèi)空氣壓力的動(dòng)態(tài)平圖9為本發(fā)明實(shí)施例防爆房一個(gè)側(cè)面的立體結(jié)構(gòu)圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例防爆房另一側(cè)面的立體結(jié)構(gòu)圖。如圖8、圖9和圖10所示，左側(cè)墻體Cl的外板為波紋鋼板，經(jīng)焊接與立方體形框架連接，構(gòu)成左側(cè)墻體Cl，內(nèi)層為A60級(jí)防火舾裝板系統(tǒng)，具備防火、防爆功能；左側(cè)墻體設(shè)置A60級(jí)防火門一扇、A60防火觀察窗一扇。后端墻體C2為波紋鋼板，經(jīng)焊接與立方體形框架連接，構(gòu)成后端墻體C2 ；后端墻體設(shè)置防盜門一扇，空調(diào)機(jī)進(jìn)風(fēng)口百葉窗一扇。右側(cè)墻體C3的外板為波紋鋼板，經(jīng)焊接與立方體形框架連接，構(gòu)成右側(cè)墻體C3， 內(nèi)層為A60級(jí)防火舾裝板系統(tǒng)，具備防火、防爆功能；右側(cè)墻體C3設(shè)置空調(diào)機(jī)排風(fēng)口百葉窗一扇、A60級(jí)緊急逃生口一扇。前端墻體C4的外板為波紋鋼板，經(jīng)焊接與立方體形框架連接，構(gòu)成前端墻體C4， 內(nèi)層為A60級(jí)防火舾裝板系統(tǒng)，具備防火、防爆功能；前端墻體設(shè)置排風(fēng)口一扇，用于房?jī)?nèi)換氣和壓力調(diào)節(jié)，前端墻體外側(cè)設(shè)置梯蹬一組，用于工作人員登頂操作。如圖3和圖8所示，其中，圖3中去掉外側(cè)平板頂板和防火舾裝板系統(tǒng)后的房頂結(jié)構(gòu)，房頂結(jié)構(gòu)C5由左右側(cè)上縱梁、前后端上橫梁、平板頂板、設(shè)置在上縱梁之間的若干頂橫梁、吊耳橫梁、A60級(jí)防火舾裝板組成，具備防火、防爆功能；平板頂板與上縱梁、上橫梁經(jīng)焊接連接在立方體形框架上，構(gòu)成房頂結(jié)構(gòu)。此外，鋼制平板頂板外側(cè)板涂裝防滑涂料或進(jìn)行防滑處理，方便工作人員登頂安全操作。如圖3所示，示出了去掉上封板、下封板、保溫巖棉、甲板敷料和PVC地板革后的底盤結(jié)構(gòu)，底盤結(jié)構(gòu)由左右側(cè)下縱梁、前后端下橫梁、設(shè)置在下縱梁之間的若干底橫梁、上封板、保溫巖棉、下封板、防火甲板敷料和PVC地板革組成，具備防火、防爆功能。上下封板設(shè)置在底橫梁的上下兩端經(jīng)焊接與底盤連接，上下封板之間填充保溫巖棉；PVC地板革具備防火、防靜電功能。本實(shí)施例中，A60防火舾裝板系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可由鋼板、陶瓷棉和巖棉組成，外側(cè)是陶瓷棉，內(nèi)側(cè)是巖棉，外層用鋼板包裹后組成舾裝板。本實(shí)施例提供的防爆房可在隔離防爆控制系統(tǒng)控制下，對(duì)防爆房的防爆能力進(jìn)行有效監(jiān)控，具體地，可采用以微型計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的可編程控制器及邏輯控制路線，對(duì)防爆房?jī)?nèi)正壓氛圍以及易燃、易爆、有毒氣體濃度實(shí)施動(dòng)態(tài)控制，從而有效地阻止室外有害氣體侵入并依據(jù)設(shè)定值排除有害氣體。其中，可編程控制器采用邏輯程式并通過大功率強(qiáng)電隔爆箱、小功率弱電隔爆箱、防爆操作柱和相應(yīng)的傳感器對(duì)正壓通風(fēng)吹掃控制子系統(tǒng)、危險(xiǎn)氣體檢測(cè)子系統(tǒng)、消防火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)實(shí)施控制，對(duì)煙霧、硫化氫、甲烷等有毒、有害氣體以及溫度、壓差、空氣流速等信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和連續(xù)的智能化控制。一旦有害氣體超出系統(tǒng)的設(shè)定值，系統(tǒng)報(bào)警并啟動(dòng)自動(dòng)工作程序?qū)愇锱懦鍪彝猓蝗绗F(xiàn)場(chǎng)工作區(qū)域發(fā)生較大的安全事故，室內(nèi)已經(jīng)無法保證安全的工作環(huán)境時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)，切斷電源，人員可從快速逃生口撤離。本發(fā)明實(shí)施例提供的防爆房，通過采用低合金的方鋼管或矩形鋼管組合形成的立方體形框架，作為整個(gè)防爆房的承載框架，該立方體形框架具有結(jié)構(gòu)優(yōu)化，且具有較好的力學(xué)承載能力；同時(shí)，通過利用鋼管的管孔在立方體形框架的四個(gè)端部形成角節(jié)點(diǎn)，使得角節(jié)點(diǎn)與立方體形框架一體成型，具有更好的抗沖擊能力；同時(shí)，通過在上框架上對(duì)稱設(shè)置的一組四套吊耳裝置，以及吊耳橫梁和加強(qiáng)橫梁，可有效提高防爆房被吊裝時(shí)的力承載能力，使得防爆房的裝卸過程更加安全、可靠，可有效滿足海上石油鉆井平臺(tái)等惡劣工況下的正常作業(yè)要求。此外，本發(fā)明實(shí)施例立方體形框架通過鋼管相互焊接而成，由于鋼管材質(zhì)相同， 可實(shí)現(xiàn)較高的焊接質(zhì)量，可有效提高立方體框架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的海工正壓防爆房，通過采用方鋼管或矩形鋼管相互對(duì)接焊接形成立方體形框架，使得立方體形框架的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，質(zhì)量輕，具有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可有效滿足防爆房的防爆安全需要；本發(fā)明實(shí)施例中，在上框架上，通過在吊耳橫梁和縱梁對(duì)接處形成的安裝空間內(nèi)，焊接吊耳裝置，使得吊耳裝置與上框架成為一體結(jié)構(gòu)，可有效提高防爆房吊裝時(shí)的力承載能力，提高防爆房裝卸操作的安全性和可靠性；本發(fā)明實(shí)施例通過在利用方鋼管或矩形鋼管的結(jié)構(gòu)在立方體形框架的端部形成角節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，使得角節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)與立方體形框架一體成型，使得角節(jié)點(diǎn)具有更好地抗沖擊能力，進(jìn)而提高整個(gè)防爆房的強(qiáng)度。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種箱式海工正壓防爆房，其特征在于，包括立方體形框架，所述立方體形框架包括上框架和下框架，所述上框架和下框架之間通過角柱連接；所述上框架和下框架均由橫梁、縱梁相互對(duì)接而成，所述角柱、橫梁和縱梁均為鋼管，所述鋼管為方鋼管或矩形鋼管， 且各鋼管相互對(duì)接處通過焊接固定連接；各鋼管對(duì)接的節(jié)點(diǎn)處設(shè)置楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件， 用于擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的連接區(qū)域，增加角節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；所述上框架上還設(shè)置有吊裝機(jī)構(gòu)，所述吊裝機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述上框架的兩個(gè)縱梁之間的2個(gè)吊耳橫梁，所述吊耳橫梁與縱梁通過焊接連接，在連接處形成安裝空間，且所述2個(gè)吊耳橫梁的對(duì)稱中心線與所述上框架兩個(gè)橫梁之間的對(duì)稱中心線重合；所述安裝空間內(nèi)設(shè)置有吊耳裝置，所述吊耳裝置包括與所述吊耳橫梁和縱梁焊接的吊耳座，所述吊耳座上固設(shè)有吊耳；所述吊耳裝置與所述下框架上的縱梁之間還焊接有吊耳立柱，用于支撐所述吊耳裝置，并將吊耳裝置與立方體框架連為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)；所述吊耳穿過所述吊耳座從端部嵌入所述吊耳立柱內(nèi)，用于增加所述吊裝機(jī)構(gòu)與立方體形框架之間的連接區(qū)域，增加吊裝機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述吊耳包括吊耳本體， 所述吊耳本體上設(shè)置有吊耳孔；位于各吊耳立柱上的4個(gè)吊耳相互對(duì)稱設(shè)置，使所述4個(gè)吊耳孔的軸線的法線延長(zhǎng)線交匯點(diǎn)與理想狀態(tài)下的防爆房的質(zhì)心重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述上框架的縱梁、吊耳橫梁和吊耳立柱的連接處分別設(shè)置有楔狀U型節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述上框架的四個(gè)端部分別形成有頂角節(jié)點(diǎn)，所述頂角節(jié)點(diǎn)為所述角柱端部的管孔結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述立方體框架的四個(gè)側(cè)面上分別設(shè)置有波紋鋼板，所述波紋鋼板經(jīng)焊接固定在所述立方體形框架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述立體方向框架內(nèi)還設(shè)置有隔離板，將防爆房的內(nèi)部空間按功能分割成工作艙、空調(diào)艙、工具倉和過渡艙；各功能艙之間的隔離板以及形成側(cè)壁的波紋鋼板上的內(nèi)部裝飾板，均采用防火舾裝板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的箱式海工正壓防爆房，其特征在于，所述工作艙上還設(shè)置有進(jìn)風(fēng)間和排風(fēng)間，所述進(jìn)風(fēng)間和排風(fēng)間位于所述工作艙上相對(duì)的兩端；所述排風(fēng)間的排風(fēng)口位置區(qū)域設(shè)置有流量計(jì)和壓力傳感器；所述流量計(jì)和壓力傳感器與外部的控制器連接，以便所述控制器根據(jù)所述流量計(jì)和壓力傳感器的采集數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)風(fēng)閘和排風(fēng)閘進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使防爆房?jī)?nèi)空氣壓力實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平
全文摘要
本發(fā)明提供一種箱式海工正壓防爆房，包括上框架和下框架，所述上框架和下框架之間通過角柱連接；所述上框架和下框架均由橫梁、縱梁相互對(duì)接而成，所述角柱、橫梁和縱梁均為鋼管；所述上框架上還設(shè)置有吊裝機(jī)構(gòu)，所述吊裝機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述上框架的兩個(gè)縱梁之間的2個(gè)吊耳橫梁，所述吊耳橫梁與縱梁通過焊接連接，且在連接處形成安裝；所述安裝空間內(nèi)設(shè)置有吊耳裝置，所述吊耳裝置包括與所述吊耳橫梁和縱梁焊接的吊耳座，所述吊耳座上固設(shè)有吊耳；所述吊耳與所述下框架上的縱梁之間還焊接有吊耳立柱，用于支撐所述吊耳。本發(fā)明提供的防爆房結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，可適應(yīng)海上石油鉆井平臺(tái)工況下的使用要求。
文檔編號(hào)E04H9/14GK102535929SQ201210022409
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月1日
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