CN103726480A

CN103726480A - 一种抗倾覆自升式海洋平台

Info

Publication number: CN103726480A
Application number: CN201410000888.9A
Authority: CN
Inventors: 李德堂
Original assignee: JINHAI HEAVY INDUSTRY Co Ltd; Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: JINHAI HEAVY INDUSTRY Co Ltd; Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2034-01-02
Also published as: CN103726480B

Abstract

一种抗倾覆自升式海洋平台，属于船舶技术领域，所述平台主体中部安装有倾角传感器，所述防沉机构在桩腿位于海底的每一土层区设置一个，所述液压系统包括支撑板、液压缸、液控锁紧单向阀、换向阀、液压泵站，液压泵站通过管路与换向阀相连接，所述防沉机构包括支撑板、液压缸、固定板、限位块、滑块、滑槽，桩腿内安装有固定板所述凹槽呈凸字型，所述支撑板的宽度和滑块的宽度相等，所述支撑板呈扇形结构，桩腿为圆柱形，所述限位块为磁性材料，其为了防止滑块移动时意外脱落。所述倾角传感器采用德国NOVOtechnik系列。本平台在底层地基液化造成平台大脚穿刺的情况，可在其他底层构建起承重平台，可有效防止平台发生倾覆或翻倒。

Description

一种抗倾覆自升式海洋平台

技术领域

本发明涉及一种抗倾覆自升式海洋平台，属于船舶技术领域。

背景技术

自升式海洋平台主要包括自升式钻井平台、自升式采油平台及自升式修井作业平台，它的主要功能是，当自升式海洋平台海上定位后，通过升降装置把平台升离水面，为海上作业做好准备，作业结束后，再把平台降回水面，升起桩脚，使平台重新恢复成漂浮状态，准备拖航至下一个井位作业。据1955年至今的统计，在所有海上移动式平台中，自升式海洋平台的事故占全部平台事故损失数量的75%，其中穿刺事故占自升式海洋平台事故的比例超过了50%,造成平台严重损坏和人员伤亡。

特别是我国2010年9月7日发生的一起重大安全事故，胜利油田井下作业公司胜利作业三号平台发生倾覆，导致36人遇险。胜利油田、集团公司立即启动应急预案，在国家安监总局、集团公司、山东省人民政府及相关部门的指导下，全力组织救援抢险，最终34人成功获救2人溺水死亡。事故发生后，各级领导高度重视。总部领导批示“一定要痛定思痛，举一反三，切实强化和提高管理水平”。中石化抽调专门人员，成立企业内部调查组，多次前往胜利油田进行事故调查、取证。为确保事故调查报告客观、严谨，总部安全环保局于2010年11月26日在北京召开了“9.7”事故专家论证会，对事故进行了系统分析论证，查组认定事故原因是：（一）作业三号平台海床地层承压安全系数不足、海床凹凸不平且高差大、大靴脚插入泥浅是平台倾覆的主要直接原因，作业三号平台桩靴直接坐在安全系数为1.00的软塑粉质粘土层，其下深度1.6-2.6m地质特性为稍密粉土，承压能力为10.7－18.5t/m²，但地层厚度仅有1m，特别是2.6－4.5m的软塑粘土地层，承压能力只有6.3 t/m²，低于设计地质条件。这些充分说明此次作业平台海床地层承载能力达不到平台安全作业地质条件，为事故的发生埋下了重大隐患；（二）三号作业平台座入区海床凹凸不平且高差大，平台就位前未作海床不平施工处理，增加了海流冲刷、掏空桩靴的隐患；（三）本次作业平台安装就位时，大靴脚(12×12m)入泥深仅0.5m，也增加了海流冲刷、掏空桩靴的隐患。平台设计桩靴入泥层最大3m，调查组查不到入泥相关资料，经多次询问调查，平台就位时仅插入泥层0.5m。海床严重剥蚀，造成表面承力层变弱。大风巨浪使浅海海底形成巨大的海流，加剧冲刷和掏空大靴脚底部，同时平台也频繁摇动，进一步使地层承压能力下降(后简称地层液化)。事故发生时，受北方冷空气和“玛瑙”台风的共同影响，9月7日东北风7－8级(大风)，阵风达9级，浪高3.5至4.5 m(巨浪)。此外，同一位置作业时间过长，助长了地层液化。平台从7月17日就位至9月7日发生事故时，累计作业时间达53天，且期间经历多次大风，加之平台作业交变载荷影响，助长了地层液化。

因此如何有效利用海底土层结构防止平台倾覆下沉是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗倾覆自升式海洋平台。

本发明要解决的问题是保障自升式海洋平台具有可靠的地基承载力，避免因风、浪、流等各种外界因素造成地基承载力不足，进而导致自升式海洋平台倾覆重大安全事故。

一种抗倾覆自升式海洋平台，包括平台主体、倾角传感器、液压系统、桩腿、防沉机构、支撑板、液压缸、固定板、限位块、滑块、滑槽、液控锁紧单向阀、换向阀和液压泵站，所述平台主体中部安装有倾角传感器，平台主体左侧安装有液压系统，平台主体内插有桩腿，桩腿内设有防沉机构。

所述防沉机构在桩腿位于海底的每一土层区设置一个，一个桩腿上设置5-6个防沉机构。

所述液压系统包括支撑板、液压缸、液控锁紧单向阀、换向阀、液压泵站，液压泵站通过管路与换向阀相连接，换向阀通过管路与液压缸，液压缸的伸缩杆上安装有支撑板，在液压缸伸出作用的进油管路上设有液控锁紧单向阀，液压缸为带内置位移传感器结构。

所述防沉机构包括支撑板、液压缸、固定板、限位块、滑块、滑槽，桩腿内安装有固定板，固定板两侧安装有液压缸，液压缸上安装有支撑板，支撑板两侧开有凹槽，桩腿开有槽口，支撑板安装在槽口内，桩腿外侧设有滑槽和限位块，滑槽内安装有滑块，滑块一端与凹槽相配合。

所述凹槽呈凸字型，滑块头部呈倒凸字型，两者构成滑动配合。

所述支撑板的宽度和滑块的宽度相等，这样在移动的时候才能起到滑动密封。

所述支撑板呈扇形结构，桩腿为圆柱形，开有扇形槽口，这样桩腿的开口个方向截面相同，使其受力均匀；支撑板、桩腿和槽口的圆心均在同一点上。

所述限位块为磁性材料，其为了防止滑块移动时意外脱落。

所述倾角传感器采用德国NOVOtechnik系列。

本发明的优点：与现有技术相比，本平台在底层地基液化造成平台大脚穿刺的情况，可在其他底层构建起承重平台，可有效防止平台发生倾覆或翻倒，意义重大，应具有广泛的市场前景。

附图说明

图1是本发明一种抗倾覆自升式海洋平台的结构示意图；

图2是本发明一种抗倾覆自升式海洋平台的示意图；

图3是本发明一种抗倾覆自升式海洋平台的示意图；

图4是本发明一种抗倾覆自升式海洋平台的示意图；

图5是本发明一种抗倾覆自升式海洋平台的示意图；

图中：1、平台主体 2、倾角传感器 3、液压系统 4、桩腿 5、防沉机构 6、支撑板 7、液压缸 8、固定板 9、限位块 10、滑块 11、滑槽 12、液控锁紧单向阀 13、换向阀 14、液压泵站 15、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

一种抗倾覆自升式海洋平台，包括平台主体1、倾角传感器2、液压系统3、桩腿4、防沉机构5、支撑板6、液压缸7、固定板8、限位块9、滑块10、滑槽11、液控锁紧单向阀12、换向阀13和液压泵站14，所述平台主体1中部安装有倾角传感器2，平台主体1左侧安装有液压系统3，平台主体1内插有桩腿4，桩腿4内设有防沉机构5。

所述防沉机构5在桩腿4位于海底的每一土层区设置一个，一个桩腿4上设置5-6个防沉机构5。

所述液压系统3包括支撑板6、液压缸7、液控锁紧单向阀12、换向阀13、液压泵站14，液压泵站14通过管路与换向阀13相连接，换向阀13通过管路与液压缸7，液压缸7的伸缩杆上安装有支撑板6，在液压缸7伸出作用的进油管路上设有液控锁紧单向阀12，可防止液压缸7在外力作用下自动缩回，液压缸7为带内置位移传感器结构，可将位移信号传递给控制系统。

所述防沉机构5包括支撑板6、液压缸7、固定板8、限位块9、滑块10、滑槽11，桩腿4内安装有固定板8，固定板8两侧安装有液压缸7，液压缸7上安装有支撑板6，支撑板6两侧开有凹槽15，桩腿4开有槽口，支撑板6安装在槽口内，桩腿4外侧设有滑槽11和限位块9，滑槽11内安装有滑块10，滑块10一端与凹槽15相配合。

所述凹槽15呈凸字型，滑块10头部呈倒凸字型，两者构成滑动密封配合，并与槽口形成水密结构，防止水进入桩腿4内。

所述支撑板6的宽度和滑块10的宽度相等，这样在移动的时候才能起到滑动密封。

所述支撑板6呈扇形结构，桩腿4为圆柱形，开有扇形槽口，这样桩腿4的开口个方向截面相同，使其受力均匀；支撑板6、桩腿4和槽口的圆心均在同一点上，这样运动起来轨迹就预设定的，才能形成良好的结构密封。

所述限位块9为磁性材料，其为了防止滑块10移动时意外脱落。

所述倾角传感器2采用德国NOVOtechnik系列，具有精度高，反应灵敏的优点。

本发明的使用方法，当遇到台风天气，大脚桩靴附近的土层被刺穿后，平台主体1发生倾斜，倾角传感器2将倾斜角度迅速传递给平台驾驶室内的主控系统，主控系统控制换向阀13动作，使得液压缸7带动第一土层的支撑板6伸出，并将液压缸7的移动信号反馈给控制系统，当倾斜还在继续时，控制第二土层的支撑板6伸出，依次进行，直到平台不再发生倾斜，由于各个土层不会被同时刺穿，因此该结构安装可靠，可有效防止平台发生倾覆安全事故。

Claims

1.一种抗倾覆自升式海洋平台，包括平台主体（1）、倾角传感器（2）、液压系统（3）、桩腿（4）、防沉机构（5）、支撑板（6）、液压缸（7）、固定板（8）、限位块（9）、滑块（10）、滑槽（11）、液控锁紧单向阀（12）、换向阀（13）和液压泵站（14），其特征是：所述平台主体（1）中部安装有倾角传感器（2），平台主体（1）左侧安装有液压系统（3），平台主体（1）内插有桩腿（4），桩腿（4）内设有防沉机构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述防沉机构（5）在桩腿（4）位于海底的每一土层区设置一个，一个桩腿（4）上设置5-6个防沉机构（5）。

3.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述液压系统（3）包括支撑板（6）、液压缸（7）、液控锁紧单向阀（12）、换向阀（13）、液压泵站（14），液压泵站（14）通过管路与换向阀（13）相连接，换向阀（13）通过管路与液压缸（7），液压缸（7）的伸缩杆上安装有支撑板（6），在液压缸（7）伸出作用的进油管路上设有液控锁紧单向阀（12），液压缸（7）为带内置位移传感器结构。

4.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述防沉机构（5）包括支撑板（6）、液压缸（7）、固定板（8）、限位块（9）、滑块（10）、滑槽（11），桩腿（4）内安装有固定板（8），固定板（8）两侧安装有液压缸（7），液压缸（7）上安装有支撑板（6），支撑板（6）两侧开有凹槽（15），桩腿（4）开有槽口，支撑板（6）安装在槽口内，桩腿（4）外侧设有滑槽（11）和限位块（9），滑槽（11）内安装有滑块（10），滑块（10）一端与凹槽（15）相配合。

5.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述凹槽（15）呈凸字型，滑块（10）头部呈倒凸字型，两者构成滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述支撑板（6）的宽度和滑块（10）的宽度相等，这样在移动的时候才能起到滑动密封。

7.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述支撑板（6）呈扇形结构，桩腿（4）为圆柱形，开有扇形槽口，这样桩腿（4）的开口个方向截面相同，使其受力均匀；支撑板（6）、桩腿（4）和槽口的圆心均在同一点上。

8.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述限位块（9）为磁性材料，其为了防止滑块（10）移动时意外脱落。

9.根据权利要求1所述的一种抗倾覆自升式海洋平台，其特征是：所述倾角传感器（2）采用德国NOVOtechnik系列。