CN105401577B - 适用于自升降平台的吸力式桩靴及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于自升降平台的吸力式桩靴及安装方法，吸力式桩靴包括顶部盖板、主筋板、加强筋板、上部横向板、上部外围板、下部承载板、裙板主筋板、裙板加强筋板、下部横向板、下部外围裙板和注排水管，通过在飞碟形结构的桩靴下部设置裙板，形成筒基吸力式结构，利用吸力式桩基安装技术及其特点，简化了桩靴的安装，有效增大桩靴承载能力，在浅土层有一定的抗滑桩能力，同时，通过向下部桩基的空腔充水，提供一定的向上顶起力，有效降低拔桩难度。

Description

适用于自升降平台的吸力式桩靴及安装方法

技术领域

本发明涉及一种适用于自升降平台桩靴及安装方法，尤其是在边际油田开发和短期迁移使用的自升式平台的吸力式桩靴及安装方法。

背景技术

海上自升式平台是海洋石油工业中最常用的一种生产设备。它的优点是可以自行起升降落，且几乎不受地形等条件的限制，安装工期短，投产快，按照不同的油气田开发的要求，可以配置不同的生产、生活等设施，设备利用效率高，适应能力大，是海洋石油生产系统中必不可少的一部分。

海上自升式平台普遍使用飞碟形结构的桩靴，其主要结构包括顶部盖板、弧形外围板、内部支撑筋板和下部承载板，通过与桩腿焊接，具备独立的水密结构，不但能为平台提供支撑，还具备一定的压载能力。但这种普通桩靴需要被压入海床中一定的深度，为了达到可靠的承载能力要求，平台需要多次注入/排出压载，操作时间长。在土质较硬的海床上，普通桩靴底部受力面积大，整体入泥较浅，横向的抗滑移阻力小，在一定的风浪作用下，平台容易发生整体滑移，即滑桩。同时，桩靴在拔桩的过程中需要利用平台自身的浮力，利用升降装置的拔桩能力将桩靴拔出，功率消耗大，只能依次单桩操作，风险较大。

本专利申请正是在这一背景下提出了适用于自升降平台的吸力式桩靴的结构型式和安装方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于自升降平台的吸力式桩靴及安装方法，通过在桩靴下部设置裙板，形成筒基吸力式结构，利用吸力式桩基安装技术及其特点，简化了桩靴的安装，有效增大桩靴承载能力，在浅土层有一定的抗滑桩能力；同时通过向下部桩基的空腔充水，提供一定的向上顶起力，有效降低拔桩难度。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

适用于自升降平台的吸力式桩靴，包括有顶部盖板、主筋板、加强筋板、上部横向板、上部外围板、下部承载板、裙板主筋板、裙板加强筋板、下部横向板、下部外围裙板和注排水管，其特征在于所述顶部盖板位于所述下部承载板的上部，所述顶部盖板、所述下部承载板中心设置有中心圆孔，桩腿通过所述顶部盖板的中心圆孔与所述顶部盖板焊接连接，所述桩腿通过所述下部承载板的中心圆孔与所述下部承载板焊接连接；所述顶部盖板、所述下部承载板边侧设置有边侧圆孔，所述注排水管上部通过所述顶部盖板的边侧圆孔与所述顶部盖板焊接连接，所述注排水管下部通过所述下部承载板的边侧圆孔与所述下部承载板焊接，所述注排水管的端口与吸力桩安装撬块连接，在压桩时从内排出所述下部外围裙板包围的海水，加快桩靴的下沉，直至设计要求的入泥深度，在拔桩时将外部海水注入所述下部外围裙板内部，产生一定的抗拔力，降低升降装置的拔桩力要求和功率消耗；所述顶部盖板下部与所述下部承载板上部之间呈圆周交替均布设置有所述主筋板和所述加强筋板，所述主筋板内端部与所述桩腿焊接连接，所述主筋板之间设置有所述上部横向板，所述主筋板侧部与所述上部横向板端部焊接连接，所述加强筋板内端部与所述上部横向板外侧中部焊接连接，所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的上端部与所述顶部盖板的下部焊接连接，所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的下端部与所述下部承载板的上部焊接连接，所述主筋板和所述加强筋板的外端部与所述上部外围板焊接连接；所述下部承载板呈圆周交替均布设置有所述裙板主筋板与所述裙板加强筋板，所述裙板主筋板内端部与所述桩腿焊接连接，所述裙板主筋板之间设置有所述下部横向板，所述裙板主筋板侧部与所述下部横向板端部焊接连接，所述裙板加强筋板内端部与所述下部横向板外侧中部焊接连接，所述裙板主筋板、所述裙板加强筋板及所述下部横向板的上端部与所述下部承载板的下部焊接连接，所述裙板主筋板和所述裙板加强筋板的外端部与所述下部外围裙板焊接连接，所述下部外围裙板的上端部与所述下部承载板的下部焊接连接。

所述裙板主筋板、所述裙板加强筋板及所述下部横向板与所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的位置一一对应。

适用于自升降平台的吸力式桩靴的安装方法，包括以下步骤：

(1)确定平台就位位置土质，清除水下障碍物和影响平台安装的附属构架，对海床坡度大于3‰的部分需要采取挖泥找平；

(2)平台拖航到达起升位置，抛锚就位；

(3)启动升降装置下降桩腿，直至触泥无法继续下降；

(4)安装吸力桩贯入用撬块，配合升降装置动作，对筒型基础进行贯入，直至无法沉降，拆除撬块；

(5)起升平台至底部离高潮位高出约1m高度，以桩头力的1.1倍载荷，将压载水注入设定的压载舱中；

(6)将压载舱压满水至桩靴不再沉降，即可进行下一步操作；

(7)排尽压载水，起升平台到工作要求高度，锁定升降系统；

(8)工艺设备调试，实现投产使用。

本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，通过在桩靴下部设置裙板，形成筒基吸力式结构，利用吸力式桩基安装技术及其特点，简化了桩靴的安装，有效增大桩靴承载能力，在浅土层有一定的抗滑桩能力；同时通过向下部桩基的空腔充水，提供一定的向上顶起力，有效降低拔桩难度。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明：

图1为本发明轴测图；

图2为本发明纵剖面图。

图中主要标号说明：

1—桩腿；2—上部横向板；3—顶部盖板；4—主筋板；5—加强筋板；6—下部承载板；7—上部外围板；8—下部外围裙板；9—裙板加强筋板；10—裙板主筋板；11—下部横向板；12—注排水管。

具体实施方式

下面结合附图和实例，对本发明进行详细的描述。

如图1-2所示，本发明包括顶部盖板3、主筋板4、加强筋板5、上部横向板2、上部外围板7、下部承载板6、裙板主筋板10、裙板加强筋板9、下部横向板11、下部外围裙板8和注排水管12，顶部盖板3位于下部承载板6的上部，顶部盖板3、下部承载板6中心设置有中心圆孔，桩腿1通过顶部盖板3的中心圆孔与顶部盖板3焊接连接，桩腿1通过下部承载板6的中心圆孔与下部承载板6焊接连接；顶部盖板3、下部承载板6边侧设置有边侧圆孔，注排水管12上部通过顶部盖板3的边侧圆孔与顶部盖板3焊接连接，注排水管12下部通过下部承载板6的边侧圆孔与下部承载板6焊接，注排水管12的端口与吸力桩安装撬块连接，在压桩时从内排出下部外围裙板8包围的海水，加快桩靴的下沉，直至设计要求的入泥深度，在拔桩时将外部海水注入下部外围裙板8内部，产生一定的抗拔力，降低升降装置的拔桩力要求和功率消耗；顶部盖板3下部与下部承载板6上部之间呈圆周交替均布设置有主筋板4和加强筋板5，主筋板4内端部与桩腿1焊接连接，为了限制主筋板4屈曲变形，主筋板4之间设置有上部横向板2，主筋板4侧部与上部横向板2端部焊接连接，加强筋板5内端部与上部横向板2外侧中部焊接连接，主筋板4、加强筋板5及上部横向板2的上端部与顶部盖板3的下部焊接连接，主筋板4、加强筋板5及上部横向板2的下端部与下部承载板6的上部焊接连接，主筋板4和加强筋板5的外端部与上部外围板7焊接连接；下部承载板6呈圆周交替均布设置有裙板主筋板10与裙板加强筋板9，裙板主筋板10内端部与桩腿1焊接连接，裙板主筋板10之间设置有下部横向板11，裙板主筋板10侧部与下部横向板11端部焊接连接，裙板加强筋板9内端部与下部横向板11外侧中部焊接连接，裙板主筋板10、裙板加强筋板9及下部横向板11的上端部与下部承载板6的下部焊接连接，裙板主筋板10和裙板加强筋板9的外端部与下部外围裙板8焊接连接，下部外围裙板8的上端部与下部承载板6的下部焊接连接。裙板主筋板10、裙板加强筋板9及下部横向板11与主筋板4、加强筋板5及上部横向板2的位置一一对应。

本发明配合自升式平台使用的实施步骤为：

(1)确定平台就位位置土质，清除水下障碍物和影响平台安装的附属构架，对海床坡度大于3‰的部分需要采取挖泥找平；

(2)平台拖航到达起升位置，抛锚就位；

(3)启动升降装置下降桩腿1，直至触泥无法继续下降；

(4)安装吸力桩贯入用撬块，配合升降装置动作，对筒型基础进行贯入，直至无法沉降，拆除撬块；

(5)起升平台至底部离高潮位高出约1m高度，以桩头力的1.1倍载荷，将压载水注入设定的压载舱中；

(6)将压载舱压满水至桩靴不再沉降，即可进行下一步操作；

(7)排尽压载水，起升平台到工作要求高度，锁定升降系统；

(8)工艺设备调试，实现投产使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.适用于自升降平台的吸力式桩靴，包括有顶部盖板、主筋板、加强筋板、上部横向板、上部外围板、下部承载板、裙板主筋板、裙板加强筋板、下部横向板、下部外围裙板和注排水管，其特征在于所述顶部盖板位于所述下部承载板的上部，所述顶部盖板、所述下部承载板中心设置有中心圆孔，桩腿通过所述顶部盖板的中心圆孔与所述顶部盖板焊接连接，所述桩腿通过所述下部承载板的中心圆孔与所述下部承载板焊接连接；所述顶部盖板、所述下部承载板边侧设置有边侧圆孔，所述注排水管上部通过所述顶部盖板的边侧圆孔与所述顶部盖板焊接连接，所述注排水管下部通过所述下部承载板的边侧圆孔与所述下部承载板焊接，所述注排水管的端口与吸力桩安装撬块连接，在压桩时从内排出所述下部外围裙板包围的海水，加快桩靴的下沉，直至设计要求的入泥深度，在拔桩时将外部海水注入所述下部外围裙板内部，产生一定的抗拔力，降低升降装置的拔桩力要求和功率消耗；所述顶部盖板下部与所述下部承载板上部之间呈圆周交替均布设置有所述主筋板和所述加强筋板，所述主筋板内端部与所述桩腿焊接连接，所述主筋板之间设置有所述上部横向板，所述主筋板侧部与所述上部横向板端部焊接连接，所述加强筋板内端部与所述上部横向板外侧中部焊接连接，所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的上端部与所述顶部盖板的下部焊接连接，所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的下端部与所述下部承载板的上部焊接连接，所述主筋板和所述加强筋板的外端部与所述上部外围板焊接连接；所述下部承载板呈圆周交替均布设置有所述裙板主筋板与所述裙板加强筋板，所述裙板主筋板内端部与所述桩腿焊接连接，所述裙板主筋板之间设置有所述下部横向板，所述裙板主筋板侧部与所述下部横向板端部焊接连接，所述裙板加强筋板内端部与所述下部横向板外侧中部焊接连接，所述裙板主筋板、所述裙板加强筋板及所述下部横向板的上端部与所述下部承载板的下部焊接连接，所述裙板主筋板和所述裙板加强筋板的外端部与所述下部外围裙板焊接连接，所述下部外围裙板的上端部与所述下部承载板的下部焊接连接。

2.根据权利要求1所述的适用于自升降平台的吸力式桩靴，其特征在于所述裙板主筋板、所述裙板加强筋板及所述下部横向板与所述主筋板、所述加强筋板及所述上部横向板的位置一一对应。

3.一种采用如权利要求1-2任意一项所述的适用于自升降平台的吸力式桩靴的安装方法，包括以下步骤：

(1)确定平台就位位置土质，清除水下障碍物和影响平台安装的附属构架，对海床坡度大于3‰的部分需要采取挖泥找平；

(2)平台拖航到达起升位置，抛锚就位；

(3)启动升降装置下降桩腿，直至触泥无法继续下降；

(4)安装吸力桩贯入用撬块，配合升降装置动作，对筒型基础进行贯入，直至无法沉降，拆除撬块；

(5)起升平台至底部离高潮位高出约1m高度，以桩头力的1.1倍载荷，将压载水注入设定的压载舱中；

(6)将压载舱压满水至桩靴不再沉降，即可进行下一步操作；

(7)排尽压载水，起升平台到工作要求高度，锁定升降系统；

(8)工艺设备调试，实现投产使用。