适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的制作方法

1.本实用新型涉及海洋石油工程技术领域，具体而言，特别涉及一种适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架。


背景技术：

2.目前渤海油田已经具备50多年的开发经验，导管架结构设计技术体系完备，技术成熟，但每开发一个项目，从采办、设计﹑建造﹑安装各个环节都按部就班地依次完成，没有从成熟的经验中提取共性的方面进行改进固化，没有通过标准化增加导管架在渤海海域的适用性入手，减少各个环节中重复性工作，缩短各个环节周期，提高导管架工程建设的效率，实现降本增效的目的。
3.在设计环节中，常规导管架针对的是确定区域，通常根据确定的平台场址环境条件进行设计，项目初期，需要获得平台场址的环境数据后，才能进行后续设计，如果环境数据发生变化，还需要重新进行计算校核，甚至重新设计，造成工作的反复。
4.在导管架对渤海海域的适用性方面，由于渤海环境条件复杂，各个区域控制的环境条件有差异，常规导管架没有通过技术手段和结构构件的设置实现对各个环境条件的适用，不能满足导管架在整个渤海海域标准化的需要。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本实用新型需要提供一种具备标准化结构形式，可实现导管架结构批量化建造和安装，降低人力投入、缩短项目周期，全面降低工程投资费用的适用于渤海海域采用标准化设计的四腿中型导管架。
6.本实用新型提供一种适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架，包括：四根主管、多根不同长度的水平管，两根所述主管沿垂直方向设置且朝向彼此方向倾斜以构成第一主管组，另两根所述主管朝所述第一主管组方向倾斜的同时朝向彼此方向倾斜设置以构成第二主管组，多根所述水平管沿横向或纵向将同组或不同组的两根相邻的所述主管连接并形成框架结构，该框架结构沿自下而上方向构造成横截面积依次减小的第一水平层、第二水平层和第三水平层，所述第二水平层和所述第三水平层设有上下相对设置的第二隔水套管支撑框架和第三隔水套管支撑框架，所述第二隔水套管支撑框架和所述第三隔水套管支撑框架均设有多个隔水套管导向。
7.根据本实用新型的一个实施例，所述第一水平层、所述第二水平层之间的同组或不同组且处于同侧位置的两根相邻的所述主管之间均设有x型结构件。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述x型结构件包括长拉筋以及两根分设于所述长拉筋两侧相对设置的短拉筋，所述长拉筋与所述短拉筋连接位置处设有与所述水平管连接的垂直拉筋。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述第三隔水套管支撑框架包括呈十字型结构的
第三横管和第三纵管，所述第三横管和所述第三纵管沿顺时针方向将所述第三水平层分为第一区、第二区、第三区和第四区，其中所述隔水套管导向位于所述第四区内。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述第二隔水套管支撑框架包括呈十字型结构的第二横管和第二纵管，所述第二横管和所述第二纵管沿顺时针方向将所述第二水平层分为第五区、第六区、第七区和第八区，其中所述隔水套管导向位于所述第八区内，所述第八区与所述第四区上下相对设置。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述第一区、所述第二区、所述第三区、所述第五区、所述第六区、所述第七区内均设有斜拉筋。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述隔水套管导向通过导向支撑架固定在所述第四区和所述第八区内，其中所述导向支撑架为两根支撑横管和两根支撑纵管构成的两横两纵形式结构，其中所述隔水套管导向的个数小于等于二十。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述第一水平层内设有框架结构件，所述框架结构件包括呈十字型结构的横向拉筋和纵向拉筋，所述横向拉筋和所述纵向拉筋沿顺时针方向将所述第一水平层分为第九区、第十区、第十一区和第十二区，所述第十二区与所述第八区上下相对设置，所述第九区、所述第十区、所述第十一区内均设有斜拉筋。
14.本实用新型的适用于渤海海域采用标准化设计的四腿中型导管架，通过四根主管和多根水平设置的水平管以构成框架结构，其中第一主管组中的两根主管朝向彼此方向倾斜，第二主管组中的两根主管在朝向第一主管组方向倾斜的同时也朝向彼此方向倾斜，框架结构自下往上依次构造成第一水平层、第二水平层和第三水平层，并在第一水平层和第二水平层之间设计x型结构件、长拉筋、短拉筋、垂直拉筋，在不同水平层上设计横向拉筋、纵向拉筋、斜拉筋、第三横管、第三纵管、第二横管和第二纵管等，并配合第二隔水套管支撑框架和第三隔水套管支撑框架共同构建成适用于渤海海域海域、上部模块操作重量不超过6850吨、井槽数量不大于20口、适应水深范围为15米～31米的导管架，通过对导管架中主管、水平管以及结构件和拉筋等优化配置和标准化设计，省去了前期结构方案设计环节，减少了每个渤海海域内导管架结构设计、计算、校审等环节的时间，极大的提高了设计效率，也可对项目前期费用的确定进行快速响应，同时此系列导管架具备标准化的结构形式、杆件设置和节点形式，是采办、建造、安装各个环节标准化的基础，可实现导管架结构批量化建造和安装，能有效降低人力投入、缩短项目周期，全面降低工程投资费用。
附图说明
15.图1是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的立体图。
16.图2是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的左视方向前侧面的结构示意图。
17.图3是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的左视方向后侧面的结构示意图。
18.图4是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的主视方向前侧面的结构示意图。
19.图5是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的主视方
向后侧面的结构示意图。
20.图6是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的第三水平层的结构示意图。
21.图7是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的第二水平层的结构示意图。
22.图8是根据本实用新型的适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架的第一水平层的结构示意图。
23.附图标记：1-主管；2-水平管；3-第二隔水套管支撑框架；4-第三隔水套管支撑框架；5-x型结构件；6-斜拉筋；7-导向支撑架；8-框架结构件；31
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第二横管；32-第二纵管；41-第三横管；42-第三纵管；51-长拉筋；52-短拉筋；53-垂直拉筋；71-支撑横管；72-支撑纵管；81-横向拉筋；82-纵向拉筋；100-第一水平层；200-第二水平层；300-第三水平层；101-第九区；102-第十区；103-第十一区；104-第十二区；201-第五区；202-第六区；203-第七区； 204-第八区；301-第一区；302-第二区；303-第三区；304-第四区。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的构件或具有相同或类似功能的构件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.如图1至图8所示，一种适用于渤海海域标准化设计的四腿中型导管架，包括：四根主管1、多根不同长度的水平管2，两根主管1沿垂直方向设置且朝向彼此方向倾斜以构成第一主管组，另两根主管1朝第一主管组方向倾斜的同时朝向彼此方向倾斜设置以构成第二主管组，多根水平管2沿横向或纵向将同组或不同组的两根相邻的主管1连接并形成框架结构，该框架结构沿自下而上方向构造成横截面积依次减小的第一水平层100、第二水平层200和第三水平层300，第二水平层200和第三水平层300设有上下相对设置的第二隔水套管支撑框架3和第三隔水套管支撑框架4，第二隔水套管支撑框架3和第三隔水套管支撑框架4均设有多个隔水套管导向。
26.本实用新型的适用于渤海海域采用标准化设计的四腿中型导管架，通过四根主管和多根水平设置的水平管以构成框架结构，其中第一主管组中的两根主管朝向彼此方向倾斜，第二主管组中的两根主管在朝向第一主管组方向倾斜的同时也朝向彼此方向倾斜，框架结构自下往上依次构造成第一水平层、第二水平层和第三水平层，并在第一水平层和第二水平层之间设计x型结构件、长拉筋、短拉筋垂直拉筋，在不同水平层上设计横向拉筋、纵向拉筋、斜拉筋、第三横管、第三纵管、第二横管和第二纵管等，并配合第二隔水套管支撑框架和第三隔水套管支撑框架共同构建成适用于渤海海域、上部模块操作重量不超过 6850吨、井槽数量不大于20口、适应水深范围为15米～31米的导管架，通过对导管架中主管、水平管以及结构件和拉筋等优化配置和标准化设计，省去了前期结构方案设计环节，减少了每个渤海海域内导管架结构设计、计算、校审等环节的时间，极大的提高了设计效率，也可对项目前期费用的确定进行快速响应，同时此系列导管架具备标准化的结构形式、杆件设置和节点形式，是采办、建造、安装各个环节标准化的基础，可实现导管架结构批量化建造
和安装，能有效降低人力投入、缩短项目周期，全面降低工程投资费用。
27.如图1至图5所示，第一水平层100、第二水平层200之间的同组或不同组且处于同侧位置的两根相邻的主管1之间均设有x型结构件5，其中x型结构件5包括长拉筋51以及两根分设于长拉筋51两侧相对设置的短拉筋52，长拉筋51与短拉筋52连接位置处设有与水平管2连接的垂直拉筋53，长拉筋51的两端分别与主管1连接，短拉筋52的一端与主管1连接，另一端与长拉筋51连接，以有效增加相邻两根主管1之间的结构强度，同时增加x型结构件5的结构强度。
28.如图1、图6和图7所示，第三隔水套管支撑框架4包括呈十字型结构的第三横管41和第三纵管42，第三横管41和第三纵管42沿顺时针方向将第三水平层300分为第一区301、第二区302、第三区303和第四区304，其中隔水套管导向位于第四区304内；第二隔水套管支撑框架3包括呈十字型结构的第二横管31和第二纵管32，第二横管31和第二纵管32沿顺时针方向将第二水平层200分为第五区201、第六区202、第七区203和第八区204，其中隔水套管导向位于第八区204内，第八区204与第四区304上下相对设置，在具体结构设计中，第一区301、第二区302、第三区303、第五区201、第六区 202、第七区203内均设有斜拉筋6，通过上述结构设计，以有效增加第二水平层200和第三水平层300的结构强度。
29.如图1、图6和图7所示，隔水套管导向通过导向支撑架7固定在第四区 304和第八区204内，导向支撑架7为两根支撑横管71和两根支撑纵管72构成的两横两纵形式结构，其中隔水套管导向的个数小于等于二十，支撑横管 71和支撑纵管72构成的导向支撑架7用于支撑井槽，便于隔水套管安装。
30.如图1和图8所示，第一水平层100内设有框架结构件8，框架结构件8 包括呈十字型结构的横向拉筋81和纵向拉筋82，横向拉筋81和纵向拉筋82 沿顺时针方向将第一水平层100分为第九区101、第十区102、第十一区103 和第十二区104，第十二区104与第八区204上下相对设置，第九区101、第十区102、第十一区103内均设有斜拉筋6，斜拉筋6、横向拉筋81和纵向拉筋82用于增加第一水平层100的结构强度。
31.如图1至图8所示，本实用新型的四腿中型导管架中，x型结构件5、长拉筋51、短拉筋52、横向拉筋81、纵向拉筋82、斜拉筋6、垂直拉筋53、第三横管41、第三纵管42、第二横管31和第二纵管32等各个构件相互连接的结构，经过在位分析和施工分析，使得结构内的杆件和节点强度满足规范要求，在位分析包括静力、地震、疲劳分析，施工分析包括装船、拖航和吊装分析。根据渤海部分区域冰情比较严重、部分区域地震强度大的环境特点，分别通过采用不同的附件设置和分析手段，来降低环境条件对导管架主结构的影响，对渤海海域区分重冰区和非重冰区、强震区和弱震区，对重冰区内的导管架可设置抗冰锥，考虑不同的失效模式降低冰荷载，对强震区内的导管架韧性水平地震，考虑非线性分析方法，以降低地震韧性分析对导管架主结构的影响，从而实现导管架在适应全渤海环境条件下，具有良好的经济性。同时针对导管架所支承的上部模块的规模，导管架工作点轴线间尺寸为20米x18米，第一水平层标高为(-)15米、(-)18米、(-)21米、(-)24米、(-)27米或(-)29米(从 el.(-)15米起至el.(-)31米，每2-3米设置一档)，通过设置可调节式下挂防沉板来实现0～3m的水深调节，上部模块操作重量不超过6850吨，适应水深范围为15米～31米，满足了对渤海海域内四腿中型规模的平台的承载力要求，同时保证了导管架的经济性。
32.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是
示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。