CN102776883B - 一种具有拔桩减阻功能的自升式平台浮力桩靴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有拔桩减阻功能的自升式平台浮力桩靴，其特征在于：它包括浮箱、渗透性过水装置、冲刷孔、冲刷管线和注气管线。桩靴上部有三个浮箱，每个浮箱由三个棱柱形压载舱组成，舱内注气管线可向三个压载舱注入空气排出压载水。浮箱外侧下部安装有渗透性过水装置作为排水通道并可阻挡海泥进入。浮箱外侧挡泥罩下设有冲刷孔，用于定期冲刷避免桩腿附近土体固结。浮力桩靴借助浮箱占据桩坑空间，减少平台作业期间海土淤积回填量，大幅度降低淤积土重量带来的拔桩阻力；同时拔桩时压载水排出可提供一定浮力，缓解升降机构升桩荷载，实现顺利拔桩。

Description

一种具有拔桩减阻功能的自升式平台浮力桩靴

技术领域

本发明涉及到一种具有拔桩减阻功能的自升式平台浮力桩靴。

背景技术

自升式平台一般通过预压在海床上获得强度足够的海土基础，释放压载水后，桩底的压实土体为后续钻井作业提供了支撑。但在软土海床上，预压载后平台桩腿往往入泥过深，有时甚至超过30米，这就给钻井作业结束后平台撤离拔桩带来很大困难。现有的方法是冲刷桩底及附近区域，消除靴底吸附力同时降低底部土体强度，从而达到减少拔桩阻力的目的，但当桩腿入泥过深时，淤积土体的重量及相应的固结都将给拔桩增加极大的阻力，最终导致平台长时间拔桩不出，甚至需要动用挖泥船挖桩，而更多情况下平台不得不放弃了在超软地层孔位的钻探作业。

因此若有办法减少桩坑中海床区域桩腿桁架空间内的海土淤积量，并降低插桩时回填土体的固结强度则将非常有利于平台拔桩，从而确保自升式平台能够在更软的海床上就位钻探。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种浮力式桩靴，减少海泥在桩坑中淤积固结引发的拔桩阻力，并为升桩作业提供一定浮力。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

设计顶部具有浮箱的平台桩靴，平台压载时向浮箱内注水，压载结束后部分浮箱压载水随船体压载水同时排出，浮箱中剩余压载水确保平台稳定。由于平台插桩后形成桩坑中的空间为浮箱占据，海土淤积回填量大幅度减少，极大减少了淤积土重量带来的拔桩阻力。同时浮箱侧面设有冲刷喷嘴，平台钻探作业过程中可定期冲刷避免桩腿附近土体固结，降低土体强度。拔桩时将浮筒内压载水全部排出，浮箱为桩腿提供一定浮力，能够缓解升降机构的升桩荷载，以实现顺利拔桩。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：

1、桩坑内的原桩腿桁架空间将替代为浮箱，桩坑内的淤积土量大幅度减少，由之引起的拔桩阻力不复存在，浮箱排出水后可进一步为拔桩提供浮力。

2、浮箱上设置的喷嘴可定期冲刷，液化桩腿周围土体，降低土体板结程度。

3、浮箱上可以安装渗透性过水孔，确保压桩过程海水自动进入浮箱，同时避免海泥进入；拔桩前，通过船上气泵可将浮箱内剩余压载水通过渗透性过水孔顺利排出。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中浮箱底部渗透性过水装置示意图；

图3是本发明中浮箱冲刷管线、注气管线布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述。

本发明实现方法可以概括为以下内容：

1)浮力桩靴设有三组浮箱1，每个浮箱内设有三个棱柱形的压载舱2和加强环3，浮箱与浮箱之间、浮箱与桩脚顶面之间经由垫墩4和喇叭口5限位后焊接。浮箱的外侧依然是桩腿的三根主立柱，立柱上的齿条是贯通的，因此浮箱不影响平台的升降桩作业。见图1。

2)浮箱下部设有渗透性过水装置6，该过水装置内为压实钢丝团，经由卡扣7安装在浮箱外侧，见图2。可选择压实程度不同的钢丝团而调节该过水装置的渗透性，确保海水通过而阻止海泥进入。

3)每个浮箱外侧挡泥罩8下设有冲刷管线9出口，冲刷管线9与平台上面的海水泵连接，定期冲刷可起到液化桩腿附近土体，降低拔桩阻力的作用，见图3。

4)每个浮箱内设有独立可控的注气管线10，与平台上的空气压缩机连接，通过平台上的开关阀控制。排水时，打开相应阀门，空气压缩机向指定浮箱内注入空气，压出浮箱内的压载水，见图3。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种具有拔桩减阻功能的自升式平台浮力桩靴，其特征在于：它包括三个浮箱、浮箱上的渗透性过水装置和冲刷孔、浮箱内的冲刷管线和注气管线；

所述浮箱位于浮力桩靴上部，处于桩腿三根主立柱之内，每个浮箱被分为三个压载舱；

所述渗透性过水装置，包括外壳、卡板和内部的压实钢丝团，利用卡口安装在浮箱外侧下部的预留过水孔上；

所述冲刷孔是浮箱外侧开出的出水口，上设有挡泥罩，冲刷孔内是冲刷管线与平台上的海水泵相连；

所述注气管线的出口端在浮箱内部上方，可向浮箱内三个压载舱同时注入空气，以排出压载水；上、中、下三个浮箱的注气管线均与平台上空气压缩机连接，利用控制阀可独立控制各个浮箱的注气排水。

2.如权利要求1所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：利用浮箱减少桩坑内回填淤积的海土，降低拔桩阻力。

3.如权利要求2所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：利用浮箱的充水与排水来增加重量或提供浮力，从而支持平台的压桩与拔桩。

4.如权利要求2所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：利用独立控制的注气管线分别控制各个浮箱的注气压力，从而控制各个浮箱的压载水量。

5.如权利要求1所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：利用浮箱上的冲刷孔冲刷，液化桩腿周围土体，减少拔桩阻力。

6.如权利要求1所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：浮箱下部安装有可拆卸的渗透性过水装置，过水装置的渗透性可调，用于阻止海泥进入。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种自升式平台浮力桩靴，其特征在于：浮箱之间采用垫墩限位后焊接，并且连接有若干根金属软管，可使平台上冲刷水和压缩空气直接连通到下部的两个浮箱，从而实现各个浮箱冲刷、排水的独立控制。