CN101126235A - 石油平台桩靴助升系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石油平台桩靴助升系统，该系统是在石油平台上设置高压泵，高压泵的给水管穿过桩柱中间管腔与桩柱下端桩靴中的防堵喷冲器连接，防堵喷冲器设置在桩靴内壁的上下和周边，通过防堵喷冲器喷出的高压水流剪切与桩靴外表面粘接在一起的淤泥，桩靴中还设置有震动器，通过震动器的震动是与桩靴外表面粘固的淤泥松动呈粥样化流动，以减少阻力和提高桩靴起升速度。本发明的优点是，投资少、易操作，起桩快，提高石油平台的迁移施工效率，缩短施工周期，另外石油平台在新址下桩时使用桩靴中设置的震动器，还可加快桩靴的下沉速度，提高桩靴的稳固性，因而经济效益巨大。
Description
1、技术领域
本发明涉及一种移动式石油平台升桩搬迁技术，具体地说是一种石油平台桩靴助升系统。
2、背景技术
通常海上石油平台根据施工需要随时更换施工位置，由于石油平台桩柱下端的桩靴长时间沉陷在海床内，巨大沉重的桩靴经常与淤泥固化在一起，这给石油平台的机械力升桩造成很大的困难。现有技术的处理方法是当机械力难以实现机械升桩时则需要清淤船采用高压水枪进行清淤，一般清淤时间需要数天或数十天，如果通过清淤仍不能使桩靴松动，就采用潜水员水下切割的方式施工，施工步骤是先把桩柱切断与桩靴分离，再重新制造桩靴与切割断桩柱焊接在一起迁移到新的施工点施工，留在海底的桩靴和部分桩柱再慢慢通过海底打捞队进行打捞，消除海事隐患。因而，传统施工方式存在的不足是施工难度大、成本高、严重影响石油平台的安全施工作业。
3、发明内容
本发明的目的是提供一种有助与石油平台安全升桩作业的桩靴助升系统。
本发明的目的是按以下方式实现的，再石油平台上设置高压泵，高压泵的给水管穿过桩柱中间管腔与桩柱下端桩靴中的防堵喷冲器连接，防堵喷冲器设置在桩靴内壁的上下和周边，通过防堵喷冲器喷出的高压水流，剪切与桩靴外表面粘接在一起的淤泥，同时消除升桩时桩靴底部与海床之间的真空吸附力，增加举升力，桩靴中还设置有震动器，通过震动器的震动是与桩靴外表面粘固的淤泥松动呈粥样化流动，同样能够减少阻力和提高桩靴起升速度。
在需要提升桩靴时，采用空压机或高压水泵将高压空气或高压水送给设置在桩靴内壁上的防堵喷冲器，防堵喷冲器在高压空气或高压水的作用下自动或受控打开向粘接在桩靴外壁上的淤泥冲开，另外设置在桩靴底部的喷冲器喷出的高压水或空气还对桩靴起到液压或气压提升作用，加快桩靴脱离海床。设置在桩靴中的震动器在起桩时产生强大震动，带动整个桩靴产生共振，使附着在桩靴外表面的已经板结固化的淤泥产生粥样化流动，配合喷冲器的冲洗和剪切，能使桩靴在海床上快速松动以加快桩靴的松动和起升。
本发明的优点是，投资少、易操作，起桩快，提高石油平台的迁移施工效率，缩短施工周期，另外石油平台在新址下桩时使用桩靴中设置的震动器，还可加快桩靴的下沉速度，提高桩靴的稳固性，因而经济效益巨大。
4、附图说明
附图1是石油平台桩靴助升系统的整体结构示意图；
附图2是防堵自动喷冲器的结构示意图；
附图3是防堵自动喷冲器的活塞缸端视结构示意图；
附图4是防堵可控喷冲器的结构示意图；
附图5是防堵可控喷冲器活塞缸的端视结构示意图。
附图标记说明：桩柱1、喷冲介质管道2，分配器3、防堵喷冲器4、支管5、高压泵6、石油平台7、震动器8、桩靴9、下法兰10、活塞11、活塞缸12、上法兰13、给水管法兰14、给水管15、活塞缸盖16、密封圈17、弹簧18、沟槽19、壳体20、桩靴钢板21、桩靴法兰22、喷冲口23、碗状喷冲头24、管接口25、调压室26、管道27、空心螺母28、调压管道28、调压开关泵29。
5、具体实施方式
参照说明书附图对本发明的系统作以下详细地说明。
本发明的石油平台桩靴助升系统，其结构是由石油平台7上设置高压泵6，高压泵6的给水管2穿过桩柱1中间管腔与桩柱1下端桩靴9中的防堵喷冲器4连接，防堵喷冲器4设置在桩靴9内壁的上下和周边，防堵喷冲器9喷射高压水流剪切与桩靴9外表面粘接在一起的淤泥，桩靴9中还设置有震动器8，震动器8的震动将粘固桩靴9外表面的淤泥松动使其呈粥样化流动，以提高桩靴9的起升速度。
防堵喷冲器4是由壳体20、活塞缸12、活塞11、弹簧18和碗状喷冲头24组成，壳体20的中间为管状，两端设置有法兰13、10，壳体20上端法兰13与给水管法兰14连接，壳体20下端法兰10与焊接在桩靴4内壁上的法兰22连接，碗状喷冲头24通过螺纹设置在壳体20中间管腔的下端，碗状喷冲头24的喷水口23穿过桩靴钢板21向外伸出，活塞缸12通过碗状喷冲头24和空心螺母28固定在壳体20中间的管腔中，活塞缸12的上端设置有密封缸盖16，活塞11设置在活塞缸12的下端，活塞11与缸盖16之间设置有弹簧18，活塞11的下端设置有阀塞，阀塞的下端堵在碗状喷冲头24中间的喷水口23上。
活塞缸的外壁上设置有沟槽19，沟槽19的上端与高压给水管2连通，下端与碗状喷冲头24中间的喷水口23相通。
震动器8是偏心电机震动器或电磁震动器。
设置在桩柱1中的给水管2下端设置有分配器3，分配器3通过支管5与各个防堵喷冲器4连接。
在防堵受控喷冲器中的活塞缸12的底部设置有调压室26，调压室26通过设置在活塞缸12壁上的管道27与设置在壳体20壁上的管接口25连接，管节口25通过调压管道28与石油平台7上的调压开关泵29连接。
碗状喷冲头24中间的喷口23与桩靴4钢板外表面平行或垂直。
防堵喷冲器4所使用的喷冲介质是压缩空气或高压水。
防堵喷冲器4和震动器8在下桩和起桩施工中，两者可以联合工作，也可各自单独作业。
在桩靴中使用的防堵喷冲器有两种，一种是自动喷冲，如图2所示，当有高压水进入碗状喷冲头与活塞之间的空腔时，由于喷冲口的面积小于活塞底部的表面积，所以活塞向上移动，喷冲口打开，当水压减小到小于弹簧压力时，活塞下移，活塞下部的阀塞将喷冲口封闭。
另一种喷冲器是可控的，与自动的喷冲器不同的是在活塞与活塞缸底部之间设置有一独立的调压室，调压室通过调压管与平台上的调压开关泵连接，当调压开关泵泵如压力介质时，调压室受压体积膨胀，上推动活塞上移，打开喷冲口，减小压力则关闭喷冲口。该种喷冲器可集中压力于桩靴的任意部位的喷冲。本发明的防堵自动喷冲器和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、易于加工、投资小、使用操作方便等特点，解决了石油平台起桩施工难度大问题，因而，具有很好的推广使用价值。
Claims (8)
1.石油平台桩靴助升系统，其特征在于在石油平台上设置高压泵，高压泵的给水管穿过桩柱中间管腔与桩柱下端桩靴中的防堵喷冲器连接，防堵喷冲器设置在桩靴内壁的上下和周边，通过防堵喷冲器喷出的高压水流剪切与桩靴外表面粘接在一起的淤泥，桩靴中还设置有震动器，通过震动器的震动是与桩靴外表面粘固的淤泥松动呈粥样化流动，以减少阻力和提高桩靴起升速度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于防堵喷冲器是由壳体、活塞缸、活塞、弹簧和碗状喷冲头组成，壳体的中间为管状，两端设置有法兰，壳体上端法兰与高压管道法兰连接，壳体下端法兰与焊接在桩靴内壁上的法兰连接，碗状喷冲头通过螺纹设置在壳体中间管腔的下端，碗状喷冲头的喷口穿过桩靴钢板向外伸出，活塞缸通过碗状喷冲头和空心螺母固定在壳体中间的管腔中，活塞缸的上端设置有密封缸盖，活塞设置在活塞缸的下端，活塞与缸盖之间设置有弹簧，活塞的下端设置有阀塞，阀塞的下端堵在碗状喷冲头中间的喷口上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于活塞缸的外壁上设置有沟槽，沟槽的上端与高压管连通，下端与碗状喷冲头中间的喷口相通。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于震动器是偏心电机震动器或电磁震动器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于设置在桩柱中的管道下端设置有分配器，分配器通过支管与各个防堵喷冲器连接。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于活塞缸的底部设置有调压室，调压室通过设置在活塞缸壁上的管道与设置在壳体壁上的管接口连接，关节口通过调压管道与石油平台上的调压开关泵连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于碗状喷冲头中间的喷口与桩靴外表面钢板平行或垂直。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于防堵喷冲器所使用的喷冲介质是高压空气。
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