一种用于海洋平台组块的连接节点及组块连接方法与流程

1.本发明属于海上油气田开采技术领域，具体涉及一种用于海洋平台组块的连接节点及组块连接方法。


背景技术：

2.目前，渤海油田新增海上平台呈现逐年递增之势，支撑其成功建成国内第一大原油生产基地。海上工程标准化应运而生，成为渤海油田整体开发工程模式解决方案。海上工程标准化通过构建工程通用新模式和设计技术体系，显著提高设计和建造效率，加速渤海油田整体开发上产稳产。
3.传统的海洋平台组块结构建造模式，其海洋平台组块结构的甲板通过相交及工字梁焊接而成，相邻的两层甲板之间通过立柱管、斜撑进行连接和支撑，甲板工字梁、斜管在与立柱管相交处焊接在一起，形成连接节点，该节点是海洋平台组块结构受力的关键位置。
4.然而，上述现有技术的海洋平台组块的连接节点，其立柱管与上缘面板垂直并从上缘面板的外表面伸出较长一段，且立柱管需要采用大厚度的钢板进行特制；同时，通常需要在特制的立柱管内设置加强环，以防止斜撑管对特制的立柱管造成冲剪破坏，以满足斜撑管的连接要求；导致其节点的焊接，尤其是高空节点的焊接作业难度很大，对焊接质量要求很高；节点焊缝是双曲面马鞍口焊缝，则需要手工焊，且焊后检验程序复杂；造成传统的海洋平台组块结构场地建造模式工序复杂，建造时间长。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中的至少一个问题，本发明的目的是提供一种用于海洋平台组块的连接节点及组块连接方法，从而克服现有技术中斜撑管与和立柱管焊接困难、立柱管内侧的加强环设计和安装困难等缺陷，易于海洋平台组块的连接节点的标准化设计和安装，利于形成海洋平台标准化节点数据库，提高海洋平台的建造效率，推动海上油田快速开发。
6.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
7.一种用于海洋平台组块的连接节点，包括：
8.立柱管；
9.上缘面板，套设连接在所述立柱管上；
10.斜撑管，设置为至少两个，设置在所述上缘面板上；
11.下缘面板，套设连接在所述立柱管上，并设置在所述上缘面板的下方；
12.组合梁，连接在所述上缘面板和所述下缘面板之间。
13.优选地，所述上缘面板和所述下缘面板上分别开设有穿管孔，所述立柱管穿过并连接在所述穿管孔内。
14.优选地，所述穿管孔均设置在所述上缘面板和所述下缘面板的中心处。
15.优选地，所述上缘面板和所述下缘面板相平行，所述立柱管与所述上缘面板和所
述下缘面板相垂直。
16.优选地，所述组合梁包括至少两个连接梁，多个所述连接梁均匀分布地连接在所述上缘面板和所述下缘面板之间。
17.优选地，每个所述斜撑管均与其下方的一个所述连接梁设置在同一个竖直平面内。
18.优选地，所述斜撑管与所述立柱管之间的夹角设置为45
°
。
19.优选地，所述斜撑管设置为三个，三个所述斜撑管间隔90
°
分布。
20.优选地，多个所述斜撑管与所述立柱管之间的夹角均相等。
21.一种海洋平台组块的连接方法，基于所述的用于海洋平台组块的连接节点，连接步骤包括：
22.将连接节点中的立柱管、上缘面板、斜撑管、下缘面板和组合梁在工厂组装成一个整体；
23.将连接节点的每个斜撑管与其上海洋平台组块的斜撑连接；
24.将连接节点的立柱管与上下两个海洋平台组块的立柱腿连接；
25.将连接节点的组合梁与下海洋平台组块的主梁连接；
26.连接节点将上下海洋平台组块连接成一个整体后，形成海洋平台主体框架结构。
27.本发明提供的用于海洋平台组块的连接节点及组块连接方法，由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
28.1、本发明的用于海洋平台组块的连接节点，能够克服现有技术中斜撑管与和立柱管焊接困难、立柱管内侧的加强环设计和安装困难等缺陷；其斜撑管与上缘面板连接，能够有效防止传统海洋组块中斜撑管对立柱管造成冲剪破坏；其上缘面板与组合梁连接，能够避免使用现有技术中海洋平台组块连接节点中的加强环，有效降低海洋平台组块的设计和建造施工难度，提高海洋平台建造效率；其上缘面板、组合梁和下缘面板可靠连接，构成的整体结构与传统的海洋平台组块工字梁相比，能够具有更大的抗弯曲能力，有效提高整个节点的承载能力，降低海洋平台组块节点的疲劳设计难度；其多个斜撑管固定连接在上缘面板上，方便工厂标准化预制焊接。
29.2、本发明的用于海洋平台组块的连接节点，其相关部件便于采用工厂标准化预制，易于海洋平台组块的连接节点的标准化设计和安装，利于形成海洋平台标准化节点数据库，提高海洋平台的建造效率，推动海上油田快速开发；相关部件的连接结构可以采用焊接，其焊缝在海洋平台组块安装和服役后都可以从外部检测和监测，从而能够消除结构的疲劳安全隐患，保证工程安全。
附图说明
30.图1是本发明一实施例提供的用于海洋平台组块的连接节点的结构示意图。
31.图2是本发明一实施例提供的用于海洋平台组块的连接节点的分解结构示意图。
32.图3是本发明一实施例提供的用于海洋平台组块的连接节点与海洋平台组块的连接结构示意图。
33.图4是本发明一实施例提供的海洋平台组块连接方法的流程图。
34.附图中标记：
35.1为立柱管，2为上缘面板，3为斜撑管，4为下缘棉板，5为组合梁，6为穿管孔，7为凸出部，8为斜撑，9为立柱腿，10为主梁。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.本发明提供一种用于海洋平台组块的连接节点及组块连接方法，通过斜撑管3与上缘面板2连接，防止传统海洋组块中斜撑管3对立柱管1造成冲剪破坏；通过上缘面板2与组合梁5连接，避免使用现有技术中海洋平台组块连接节点中的加强环100，降低海洋平台组块的设计和建造施工难度，提高海洋平台建造效率；通过上缘面板2、组合梁5和下缘面板4可靠连接，构成的整体结构与传统的海洋平台组块工字梁相比，具有更大的抗弯曲能力，提高整个节点的承载能力，降低海洋平台组块节点的疲劳设计难度；通过多个斜撑管3固定连接在上缘面板2上，方便工厂标准化预制焊接。
40.下面，结合附图对本发明实施例进行详细的说明。
41.实施例1
42.请参照图1和图2，本实施例提供的用于海洋平台组块的连接节点，包括立柱管1、上缘面板2、斜撑管3、下缘面板4和组合梁5，上缘面板2连接在立柱管1上；斜撑管3设置为至少两个，设置在上缘面板2上；下缘面板4连接在立柱管1上，并设置在上缘面板2的下方；组合梁5连接在上缘面板2和下缘面板4之间。
43.本实施例的用于海洋平台组块的连接节点，用于连接在上层和下层的海洋平台组块之间，其斜撑管3与上缘面板2连接，能够有效地防止传统海洋组块中斜撑管3对立柱管1造成冲剪破坏；其上缘面板2与组合梁5连接，能够避免使用现有技术中海洋平台组块连接节点中的加强环100，从而有效地降低了海洋平台组块的设计和建造施工难度，提高海洋平台建造效率；并且，上缘面板2、组合梁5和下缘面板4可靠连接，构成的整体结构与传统的海洋平台组块工字梁相比，具有更大的抗弯曲能力，能够有效地提高整个节点的承载能力，有效地降低海洋平台组块节点的疲劳设计难度；此外，其多个斜撑管3均匀分布地连接在上缘面板2上，方便工厂标准化预制焊接。
44.在一些实施例中，立柱管1设置为竖向管，且设置为圆管。上缘面板2和下缘面板4
设置为水平横向板，且设置为圆形板。多个斜撑管3包围设置在立柱管1的外侧，每个斜撑管3由内侧至外侧向上倾斜，其中，内侧指靠近立柱管1的一侧。组合梁5设置为水平横向梁。
45.如图1和图2所示，上缘面板2和下缘面板4相平行，立柱管1与上缘面板2和下缘面板4相垂直。
46.组合梁5包括至少两个连接梁。多个连接梁均匀分布地连接在上缘面板2和下缘面板4之间。连接梁为水平横向梁，其内侧部分的顶面与上缘面板2的底面固定连接，其内侧部分底面与下缘面板4的底面固定连接。
47.连接梁的内端面与立柱管1的外壁固定连接。例如，连接梁的内端面与立柱管1的外壁焊接。
48.连接梁的内端面设置为工字钢截面，以便于其与立柱管1的外壁焊接。
49.或者，连接梁设置为工字钢，其顶面设置为其上翼板的顶面，其底面设置为其下翼板的底面。
50.连接梁的两个侧面分别设有侧支撑板，外形整体形成一个方形管，侧支撑板提高了连接梁的连接强度，同时减轻了连接梁的重量。
51.上缘面板2和下缘面板4的边缘处设置有向外侧延伸的凸出部7，以便于连接组合梁5。凸出部7与上缘面板2和下缘面板4设置为一体结构。
52.连接梁其内侧部分的顶面和底面分别与上缘面板2和下缘面板4的凸出部7固定连接。
53.每个斜撑管3均与其下方的一个连接梁设置在同一个竖直平面内。
54.在一些实施例中，斜撑管3设置为偶数个时，相对的两个斜撑管3分别对称分布。每个斜撑管3与水平面之间的夹角均相等。
55.在另一些实施例中，连接梁的数量为四个，呈90
°
对称分布在同一平面上，斜撑管3设置为三个，斜撑管3与立柱管1之间的夹角设置为45
°
，三个斜撑管3间隔90
°
分布，此种结构可以适应现有海洋平台组块的连接，该节点结构方便工厂标准化预制焊接。此时，斜撑管3与水平面之间的夹角也设置为45
°
。
56.如图2所示，上缘面板2和下缘面板4上分别开设有穿管孔6，立柱管1穿过并连接在穿管孔6内，例如，立柱管1的外壁与穿管孔6的内壁焊接。从而确保上缘面板2、下缘面板4和立柱管1的外表面连接更紧密牢固。
57.穿管孔6设置在上缘面板2和下缘面板4的中心处。穿管孔6为圆孔。
58.实施例2
59.请参照图3和图4，本实施例提供的一种海洋平台组块的连接方法，基于实施例1中的用于海洋平台组块的连接节点，连接步骤包括：
60.s01，将连接节点中的立柱管1、上缘面板2、斜撑管3、下缘面板4和组合梁5在工厂组装成一个整体；
61.s02，将连接节点的每个斜撑管3与其上海洋平台组块的斜撑8连接；
62.s03，将连接节点的立柱管1与上下两个海洋平台组块的立柱腿9连接；
63.s04，将连接节点的组合梁5与下海洋平台组块的主梁10连接；
64.s05，连接节点将上下海洋平台组块连接成一个整体后，形成海洋平台主体框架结构。
65.具体应用中，连接节点中的立柱管1、上缘面板2、斜撑管3、下缘面板4和组合梁5在工厂中通过焊接的连接方式连接，使连接节点形成一个整体，焊接质量可以在工厂进行检验。连接节点一般都多道焊缝结构，通过工厂预制可以避免长时间现场高空作业焊接节点，同时工厂机械化焊接质量比较高，后续有助于简化焊接后检验程序。因此，减少了高空节点焊接作业的工作量、减低高空作业焊接难度，简化焊接后的检验程序。
66.斜撑管3与其上海洋平台组块的斜撑连接，立柱管1与上下两个海洋平台组块的立柱腿，组合梁5与下海洋平台组块主梁均采用焊接方式连接，连接牢固性好。
67.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。