一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿的制作方法

1.本发明涉及海洋工程领域，特别涉及一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿。


背景技术：

2.随着我国经济的持续发展，我国对能源的需求迅速增大，能源对外依存度逐渐变大，对我国的能源战略安全造成了严重的威胁。
3.我国陆地油田经过几十年的开发，其年产量基本已经达到上限，已很难增加产量，因此海上油气田已经成为我国增产的主要阵地。目前，我国海上石油开发主要集中在大陆架内，其中存在很多小型边际断块油田，而这些小型边际断块油田由于油藏储量小、断块式分布等特点，造成难以集中开发，开发成本高的问题。
4.常见的大陆架油田的开发模式是通过建造大型导管架固定平台和铺设海底管道开发模式，由于大型导管架固定平台投资较高，且不可回收，其在边际 油田开发时的经济性不能达到开发要求，所以造成边际断块油田开发缓慢。
5.针对上述问题，提出了一种可移动井口平台，其采用自升式平台形式，利用自升式平台可移动的特点，实现滚动式的开发，降低整个油田的开发投资成本，实现边际断块油田的持续开发。
6.涠洲油田是我国较早开发的海上大陆架油田，该油田存在大量的边际断块油田，亟需适用于该海域的可移动井口平台。涠洲油田的海况极其恶劣，百年一遇的最大浪高可达14.3m，海生物厚度能达到17cm。恶劣的环境对自升式平台桩腿的抗弯能力、抗压能力提出了更高要求，并且由于恶劣环境造成环境力迅猛增加，造成平台单桩抗滑能力降低。针对这两个主要问题，一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，通过采用双壁型桩腿板提高桩腿的抗弯能力和抗压能力；采用桩靴开孔的形式，从而解决浮力带来的上拔力问题。从而实现边际油田的顺利开发。


技术实现要素：

7.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，可以有效的降低甚至消除浮力对平台的影响，同时在钢材使用量一定的情况，有效提高桩腿的抗弯能力和抗压能力。
8.其技术方案如下：一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，包括桩腿、桩靴，桩靴无缝焊接于桩腿端部，所述桩靴设置有顶板、底板、壁板，所述顶板、底板、壁板无缝焊接于桩腿端部，所述顶板、底板、壁板、桩腿外壁之间构成封闭腔体，还包括封堵楔块、封堵楔块连接机构，所述底板开设有通孔，所述通孔外缘设置有封堵楔块连接机构，所述封堵楔块嵌装于所述封堵楔块连接机构。
9.所述桩腿是由双壁型桩腿板制成。
10.所述双壁型桩腿板的内外壁之间设置有加强筋。
11.所述加强筋为桩腿水平筋，所述桩腿水平筋垂直于所述双壁型桩腿板的内外壁。
12.所述桩腿顶部设置有换气风帽。
13.所述顶板为辐射板。
14.所述顶板上开设有人孔。
15.所述人孔上设置有耐压人孔盖。
16.还包括楔块悬挂链，所述楔块悬挂链悬挂于所述顶板上，其下端与封堵楔块连接，楔块悬挂链长度大于桩靴总高。
17.所述桩靴与桩腿的连接处贴有应力监测应变片，用于对桩靴与桩腿连接处的结构强度进行实时监测。
18.本发明的有益效果是：采用轻量化h型壁板结构，抗弯、抗压能力强，有效抵消海水浮力，提高平台安全性，该型桩腿具有结构简单、结构强度高、结构稳定性好等特点。对提高桩腿的整体性能，有着显著效果。
附图说明
19.图1为一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿剖视图；图2 a-a剖面图；图3 b-b剖面图；图中：1双壁型桩腿板，2桩腿水平筋，3换气风帽，4楔块悬挂链，5封堵楔块，6楔块连接机构，7耐压人孔盖，8顶顶板，9壁板，10底板。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例对本发明做进一步具体说明。
21.实施例一：一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，其组成包括：双壁型桩腿板、桩腿水平筋、换气风帽、楔块悬挂链、封堵楔块、楔块连接机构、耐压人孔盖、和辐射板。其典型特征之一是：一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿由桩腿和桩靴两大部分组成。桩腿采用双壁型桩腿板作为桩腿板，并设有桩腿水平筋用于局部加强，在桩腿顶部设有换气风帽。桩靴为正八边形结构，底部设有开孔，开孔处同时设有封堵楔块和楔块连接机构，封堵楔块通过楔块悬挂链连接在桩靴顶板上；桩靴内还设有辐射板，并在桩靴上斜板上处设耐压人孔盖。其典型特征之二是：双壁型桩腿板采用“h”形结构，两层外板之间设有垂向筋板，三组板一起构成“h”形结构，该结构可以提高桩腿的局部抗弯能力；其典型特征之三是：换气风帽设在桩腿顶部，用于联通桩腿内外，保证空气流通，防止由于插桩作业时，空气不流通造成桩腿内压过大，破坏结构；可通过在桩腿顶部外侧开设换气孔代替换气风帽；其典型特征之四是：桩腿与桩靴进行焊接处理，桩靴通过设置辐射板等结构，与桩腿板、桩靴顶板/底板一起构成密闭舱室，防止海水进入；其典型特征之五是：桩靴上斜板上设有耐压人孔盖，维修人员可以通过其进入桩靴内的密闭舱室，进行检查维修；其典型特征之六是：桩靴顶板上悬挂有楔块悬挂链、其下端与封堵楔块连接，楔块悬挂链长度要大于桩靴型深（约100mm-200mm），保证平台进行
拔桩作业时，海水能够顺利的流进与流出；其典型特征之七是：桩腿在进行插桩作业时，当进入土层后，封堵楔块在土的作用下和楔块连接机构配合，形成密闭空间，从而减少进入桩腿的泥沙量；其典型特征之八是：可在桩靴的密闭舱室内，贴有应力监测应变片，用于对桩靴与桩腿连接处的结构强度进行实时监测。
22.实施例二：一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，其组成包括：双壁型桩腿板（1）、桩腿水平筋（2）、换气风帽（3）、楔块悬挂链（4）、封堵楔块（5）、楔块连接机构（6）、耐压人孔盖（7）、和辐射板（8）。其特征是：一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿由桩腿和桩靴两大部分组成。桩腿采用双壁型桩腿板（1）作为桩腿板，并设有桩腿水平筋（2）用于局部加强，在桩腿顶部设有换气风帽（3）。桩靴为正八边形结构，底部设有开孔，开孔处同时设有封堵楔块（5）和楔块连接机构（6），封堵楔块（5）通过楔块悬挂链（4）连接在桩靴顶板上；桩靴内还设有辐射板（8），并在桩靴上斜板上处设耐压人孔盖（7）；双壁型桩腿板（1）采用“h”形结构，两层外板之间设有垂向筋板，三组板一起构成“h”形结构，该结构可以提高桩腿的局部抗弯能力；换气风帽（3）设在桩腿顶部，用于联通桩腿内外，保证空气流通，防止由于插桩作业时，空气不流通造成桩腿内压过大，破坏结构；可通过在桩腿顶部外侧开设换气孔代替换气风帽（3）；桩腿与桩靴进行焊接处理，桩靴通过设置辐射板（9）等结构，与桩腿板、桩靴顶板/底板一起构成密闭舱室，防止海水进入；桩靴上斜板上设有耐压人孔盖（7），维修人员可以通过其进入桩靴内的密闭舱室，进行检查维修；桩靴顶板上悬挂有楔块悬挂链（4）、其下端与封堵楔块（5）连接，楔块悬挂链（4）长度要大于桩靴型深（约100mm-200mm），保证平台进行拔桩作业时，海水能够顺利的流进与流出；桩腿在进行插桩作业时，当进入土层后，封堵楔块（5）在土的作用下和楔块连接机构（6）配合，形成密闭空间，从而减少进入桩腿的泥沙量；可在桩靴的密闭舱室内，贴有应力监测应变片，用于对桩靴与桩腿连接处的结构强度进行实时监测。
23.实施例三：如图1-图3所示，本专利所涉及的一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，其组成包括：1双壁型桩腿板、2桩腿水平筋、3换气风帽、4楔块悬挂链、5封堵楔块、6楔块连接机构、7耐压人孔盖、和8辐射板。
24.本专利专利提供一种无浮力式双壁管自升式平台桩腿，其使用说明描述如下：双壁管式自升式平台桩腿采用1双壁型桩腿板，其界面形状呈“h”型，相较于单层壁板桩腿，其在抗弯能力、抗压能力上均有极大提高，而所用钢材量相差不大，桩腿整体性能提高显著。
25.自升式平台在进行插桩作业时，当桩靴低于海平面时，由于4楔块悬挂链的长度大于桩靴型深，导致5封堵楔块与桩靴底部存在间隙，海水可以顺着间隙进入桩腿，当桩靴进入泥层后，5封堵楔块在土的作用下，与6楔块连接机构配合形成密封，阻挡泥沙进一步进入桩腿。由于桩腿内存有海水，从而抵消浮力的影响。
26.自升式平台在进行拔桩作业时，桩腿内存有的海水在重力作用下，将5封堵楔块顶开，形成空隙，海水从该空隙中流出，从而减少拔桩时的拔桩阻力，提高平台的拔桩安全应该认为，此次公开的实施方式在全部方面为例示，并不是限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离附加的权利要求书及其主旨的情况下以各种各样的形态进行省略、置换、变更。