一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础的制作方法

1.本实用新型属于海上勘察领域，尤其涉及一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础。


背景技术：

2.海上钻探装置通常安装在专业施工船舶上面，钻探船舶体积大、吃水深，作业时往往受到一定限制，部分水深较浅的海域钻探船甚至无法进入。同时，钻探船舶以多点系泊定位或者动力定位方式实现平面范围定位，以波浪补偿方式减少垂向误差。由于船舶漂浮在海面上，受风浪流等环境荷载作用，船舶的水平和垂向位置实时变化，虽然在定位系统作用下船舶移动被限制在一定范围内，经过波浪补偿后钻杆的垂向误差也被限制在一定范围内，但较陆上钻探取样的精度还是要低很多，直接降低了勘察设计的精度与质量。此外，钻探船舶要配置动力、导航、生活、定位、波浪补偿等各种系统，船舶空间较大、造价较高，相应地租金也较高，海上钻探成本相对较高。
3.中国实用新型专利cn211107912u公开了一种适用于潮间带作业的海上钻探平台，其包括两个浮箱，浮箱长方体形状，两个浮箱相互平行设置，两个浮箱之间通过谅解箱体实现刚性连接，浮箱上部设置钢桁架，钢桁架上部为作业平台，浮箱内部设置抽灌水管路，抽灌水管路通过浮箱外的上部管路与作业平台上的柴油水泵连接，浮箱内部设置多个隔仓板，沿浮箱长度方向间隔排布，每个隔仓板上分别设置有通孔。该实用新型专利公开的海上钻探平台通过抽灌水方式实现平台的升降，进而改变了平台原有的漂浮作业方式，实现了落底作业，提高了抗波浪能力和钻台平台的稳定性。但是在钻探作业过程中，该海上钻探平台所采用的结构只适用于潮间带作业，应用到其他海况时，钻探平台仍然会因受到环境载荷的冲击，发生水平和垂向的位置变化，钻探精度依然偏低，无法达到陆上钻探勘察取样精度。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础,以解决海上钻探平台在不同海况下因环境载荷的冲击发生水平和垂向位置变化，导致钻探精度偏低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的具体技术方案如下：
6.一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础，其包括有固定在钻探甲板上的吸力泵，其还包括自上而下依次固定连接的空舱、潮汐舱、压载水舱、通海阀箱、固定压载舱和吸力筒，所述钻探甲板与空舱固定连接；还包括第一吸力管路和第二吸力管路，所述吸力筒顶部与第一吸力管路的一端连通，所述通海阀箱与第二吸力管路的一端连通，所述第一吸力管路和第二吸力管路的另一端分别与吸力泵连通。
7.由此，通过压载水舱、潮汐舱和吸力筒等结构的配合，该海上钻探基础嵌入海床并达到嵌入深度的设计高程，使得该海上钻探基础在作业过程中几乎没有水平和垂向的运动，潮汐舱平衡了潮汐涨落浮力差，提高了该海上钻探基础抗载荷能力，该海上钻探基础整
体上显著提高了海上钻探精度和质量，同时省去了配置钻探船舶的费用，降低了钻探成本。
8.进一步，所述海上钻探基础还包括第一压载管路、第二压载管路以及压载泵，所述压载水舱与第一压载管路的一端连通，所述通海阀箱与第二压载管路的一端连通，所述第一压载管路和第二压载管路的另一端分别与压载泵连通，提高抽灌水工作效率。
9.进一步，所述压载水舱与固定在钻探甲板上的压载水舱透气管连通，防止压载水舱过压。
10.进一步，所述钻探甲板、空舱、潮汐舱、压载水舱、通海阀箱和固定压载舱内贯穿设置钻探围井，所述钻探围井与吸力筒舱顶连通，方便钻探作业进行。
11.进一步，所述通海阀箱和潮汐舱在舱壁靠近舱底位置设有通海孔和过滤装置，过滤装置有效避免大件异物堵塞管路，潮汐舱的通海孔将舱内与外界连通，平衡了潮汐涨落浮力变化的影响，通海阀箱的通海孔有利于提高抽灌水效率。
12.进一步，所述固定压载舱内装填重骨料，使得钻探基础重心下降，提高漂浮状态的稳定性。
13.本实用新型具有以下优点：
14.1、本实用新型采用吸力筒、压载水舱和潮汐舱等结构配合，使得该海上钻探基础嵌入海床并达到嵌入深度的设计高程，有效克服环境载荷带来的冲击，潮汐舱舱底通海平衡了潮汐涨落浮力变化的影响，该海上钻探基础在作业过程中几乎没有水平和垂向的运动，整体上可以得到与陆地勘探近似的精度，同时不需要配置钻探船舶等，降低了钻探成本。
15.2、本实用新型的空舱将钻探甲板和潮汐舱隔离开来，避免因潮汐舱顶层腐蚀而影响钻探甲板的正常工作，在结构上也起到冗余作用。空舱还可作为后期安装加强结构施工通道，方便施工。
16.3、本实用新型的固定压载舱内装填重骨料，降低了钻探基础的重心，提高了漂浮状态的稳定性。
附图说明
17.图1为本实用新型一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础漂浮状态示意图；
18.图2为本实用新型一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础作业状态示意图；
19.图中标记说明：1、吸力筒；2、固定压载舱；3、通海阀箱；4、压载水舱；5、潮汐舱；6、通海孔；7、钻探围井；8、钻探甲板；9、操作室；10、吸力泵；11、压载泵；121、第一吸力管路；122、第二吸力管路；131、第一压载管路；132、第二压载管路；14、压载水舱透气管；15、钻探装置；16、钻杆；17、空舱；18、海床；19、极端高水位；20、平均水位；21、极端低水位。
具体实施方式
20.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型一种吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础做进一步详细的描述。
21.如图1所示，本实施例的吸力筒带潮汐舱型海上钻探基础主要包括吸力筒1、固定压载舱2、通海阀箱3、压载水舱4、潮汐舱5、通海孔6、钻探围井7、钻探甲板8、操作室9、吸力泵10、压载泵11、压载水舱透气管14、钻探装置15、空舱17、吸力管路以及压载管路。所述潮
汐舱5通过空舱17与钻探甲板8固定连接，设置空舱17为钻探甲板8提供了支撑，亦为后续安装加强结构提供了施工通道，同时将钻探甲板8和潮汐舱5隔离开来，防止因潮汐舱5舱顶腐蚀而影响钻探甲板8的正常工作，在结构上也起到冗余作用。潮汐舱5舱底设置通海孔6，可平衡潮汐涨落引起浮力变化的影响，提高抗载荷能力。所述钻探甲板7、空舱17、潮汐舱5、压载水舱4、通海阀箱3和固定压载舱2内沿竖直中心方向贯穿设置钻探围井7，该钻探围井7与吸力筒1舱顶连通。所述通海阀箱3在舱壁靠舱底位置开设通海孔6并安装过滤装置防止大件异物进入堵塞管路。吸力管路包括第一吸力管路121和第二吸力管路122，第一吸力管路121分别与吸力筒1和吸力泵10连通，第一吸力管路121的底端最好与吸力筒1的舱顶连通，有利于抽水产生负压，第二吸力管路122分别与通海阀箱3和吸力泵10连通，便于抽灌水的进行。压载管路包括第一压载管路131和第二压载管路132，第一压载管路131分别与压载水舱4和压载泵11连通，第一压载管路131的底端最好靠近压载水舱4的舱底，可更好的抽干压载水舱4内海水，使得该海上钻探基础充分上浮。所述吸力泵10和压载泵11集中布置在位于钻探甲板8上的操作室9内。所述吸力筒1、固定压载舱2、通海阀箱3、压载水舱4、潮汐舱5、钻探围井7、钻探甲板8、操作室9可通过油漆涂层阴极保护防腐，所述吸力管路、压载管路和压载水舱透气管14可通过热浸镀锌防腐，延长钻探基础的使用寿命。该海上钻探基础能够通过整体自重漂浮在海面，固定压载舱2中装填重骨料，使整个钻探基础的重心下降，提高了漂浮状态的稳定性。在漂浮状态下，压载水舱4位于水线面上，压载水舱4的高度既能够适应极端低水位21，又能适应极端高水位19。该海上钻探基础可漂浮在海面以拖船拖航到作业点或通过驳船运输再吊装下放到作业点。
22.如图2所示，该钻探基础到达作业点后，启动压载泵11，借助压载管路向压载水舱4灌注海水使该海上钻探基础下潜落坐于海床18并进一步嵌入海床18，压载水舱4注满后，关闭压载泵11；启动吸力泵10，借助吸力管路抽取吸力筒1内海水，使吸力筒1内产生负压从而使该海上钻探基础进一步嵌入海床18至设计高程，关闭吸力泵10，开始钻探作业。作业结束后，启动吸力泵10向吸力筒1内注入海水，消除负压后关闭吸力泵10；启动压载泵11排空压载水舱4内海水后关闭压载泵11，该海上钻探基础上浮并漂浮于海面，再拖运至其他作业点。作业过程中，潮汐舱5一直处于水线面上，既能适应极端高水位19，又能适应极端低水位21，以保证实现平衡潮汐涨落浮力差的作用。
23.本实用新型通过向压载水舱内注入海水使得钻探基础落坐并初步嵌入海床，通过吸力筒产生负压使得该钻探基础进一步嵌入海床并达到嵌入深度的设计高程，使得整个钻探基础嵌入海床中，作业过程中潮汐舱舱顶舱底范围包含所有可能水位平衡了潮汐涨落浮力差，该钻探基础几乎没有水平和横向位置变化，可得到与陆地勘探近似的精度，显著提高了海上钻探精度，同时，节省了制造或租用钻探船舶的成本。该钻探基础通过自身自重可漂浮在海面，通过在固定压载舱内装填重骨料，使得整个钻探基础的重心下降，提高钻探基础在漂浮状态的稳定性。与海水接触的结构均设有防腐涂层，可延长使用寿命。
24.可以理解，本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。