CN105586864A - 自升式平台桁架式桩腿的合拢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法，包括步骤：设置多个桩腿分段；在陆地上将至少一个桩腿分段合拢至船体上形成下部桩腿段；使船体下水漂浮并系泊于码头，保持下部桩腿段与船体在竖直方向上为静止状态，利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段合拢至下部桩腿段上形成完整的桩腿；其中，通过履带吊吊装合拢的桩腿分段高度之和为桩腿总高度的15%~60%。本发明采用履带吊进行水上吊装合拢，节省租用大型浮吊和拖轮远航的费用，降低成本；履带吊移动灵活、利用率高；无需插桩定位，缩短合拢周期，提高合拢效率。

Description

自升式平台桁架式桩腿的合拢方法
技术领域
本发明涉及海洋工程建造领域，特别涉及一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法。
背景技术
桩腿是自升式钻井平台的关键结构，大多数自升式钻井平台选择的桩腿是桁架式桩腿。桩腿的安装大多是采用吊装机构将多个桩腿分段吊装合拢而成的，目前大型桁架式桩腿平台桩腿合拢方法，通常有以下几种。
1、水上拖移安装方法：该方法中，船体在预定海域插桩，船体升降使合拢口大致与船体表面平齐，待合拢的桩腿分腿从船体上拖移至合拢口进行合拢；该方法的缺点在于：需要船体升降，在船体升降过程中平台上无法施工，增加了合拢周期，降低了工作效率；而且平台升降次数极为有限，缩短了平台使用寿命。
2、深海合拢方法：该方法是将平台驶入深海区域，运用驳船运送桩腿分段到合拢区域，使用导轨或海吊进行桩腿分段的合拢；该种方法的缺点在于：由于平台驶入深海中，合拢受海况影响非常严重，对海风，海浪，海涌有严格要求，远程海上运输桩腿分段耗资较大。
3、回转式吊机陆地合拢方法：该方法将船体下水后固定在深水码头，利用回转式吊机吊装桩腿分段进行合拢；该种方法的缺点在于：受码头水深影响严重，必须在深水码头合拢；桩腿合拢区域限制，只能在回转式吊机附近合拢；吊装高度有限，无法满足400尺桩腿合拢需求，还需要租用大型浮吊合拢到更高，并且租赁费用较高；桩腿分段需要与主船体在同一基地建造，如不能满足要求，需要涉及到拖轮拖航，租用拖轮运输费用较高，并且海上运输拖航安全系数低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法，解决现有平台桩腿的合拢方法中合拢周期长、合拢过程工作效率低、平台使用寿命缩短、大型浮吊租赁费用高、受陆地回转吊机地域限制、受海况影响严重、远程海上平台拖轮运输耗资大、安全系数低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法，包括步骤：设置多个桩腿分段；在陆地上将至少一个桩腿分段合拢至船体上形成下部桩腿段；使船体下水漂浮并系泊于码头，保持下部桩腿段与船体在竖直方向上为静止状态，利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段合拢至下部桩腿段上形成完整的桩腿；其中，通过履带吊吊装合拢的桩腿分段高度之和为桩腿总高度的15%~60%。
优选地，位于桩腿顶部的顶部桩腿分段的高度小于其他桩腿分段的高度。
优选地，所述顶部桩腿分段的高度不大于18m。
优选地，所述顶部桩腿分段上的吊点位置距离该顶部桩腿分段顶面的距离为1m-3m。
优选地，在吊装所述顶部桩腿分段前，将履带吊的吊臂加长。
优选地，所述桩腿由七节桩腿分段构成；其中四节桩腿分段合拢形成所述下部桩腿段，剩下三节桩腿分段由2000T履带吊吊装合拢。
优选地，所述履带吊先采用100-105米主臂和50-60米塔臂依次合拢两节桩腿分段，再采用100-105米主臂和70-80米塔臂合拢剩下的一节桩腿分段。
优选地，所述船体系泊于码头时，在船体和码头之间采用方驳进行缓冲。
优选地，所述合拢方法还包括：移动履带吊和/或转动船体调节船体相对于码头的位置，从而利用履带吊对船体上不同位置处的桩腿进行合拢；在对船体上不同位置处的桩腿进行合拢前，还调整船体内的压载水使合拢处为水平状态。
优选地，在“利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段合拢至下部桩腿段上形成完整的桩腿”的步骤前，还对码头地面进行硬化与铺砂，并在履带吊作业路径上铺设路基板。
由上述技术方案可知，本发明至少具有以下优点：
1、使用2000T履带吊进行水上吊装合拢，节省了租用大型浮吊合拢的巨额费用；履带吊移动灵活，不受回转吊机地域限制，在整个合拢过程中，履带吊的利用率高，降低成本。
2、水上合拢全部依靠码头进行，减少了之前类似平台拖航到深水码头合拢的大量拖轮费用，在码头上船体移动方便，转船周期短，可以提高各专业生产施工效率，减少了各方面资源浪费。
3、船体下水后保持在漂浮状态下进行合拢，突破了以往项目桩腿定位插桩后再合拢桩腿的工艺，减少了桩靴和升降系统损坏的风险。
4、桩腿水上合拢时系泊于码头，平台对浪涌及风力的控制灵活性高，稳性也相应提高，桩腿合拢的精度高。
5、桩腿的建造和合拢可在同一基地进行，可以充分的利用基地现有资源，提高各专业的施工效率，缩短平台后续全称升降试验节点完成时间，更进一步的促进平台提前交付。
附图说明
图1是本发明自升式平台桁架式桩腿合拢方法的流程示意图。
图2是按本发明合拢方法进行桩腿合拢的过程简图。
图3至图8是按本发明合拢方法进行桩腿合拢的分步示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
参阅图1和图2，本发明提供一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法，该方法包括步骤：
S10：设置多个桩腿分段101；
S20：在陆地上将至少一个桩腿分段101合拢至船体200上形成下部桩腿段110。
S30：使船体2下水漂浮并系泊于码头，保持下部桩腿段与船体在竖直方向上为静止状态，利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段101合拢至下部桩腿段110上形成完整的桩腿100；
其中，通过履带吊吊装合拢的桩腿分段高度之和h120为桩腿总高度h100的15%~60%。较优地，该比例值在35%以上，保证履带吊足够的工作量，充分提高履带吊的利用率。
上述方法中，桩腿分段101的数量以及各桩腿分段202的高度可考虑船厂的加工条件、吊装能力、桩腿分段的通用性等因素而进行设定。
较优地，将高度较低的一桩腿分段作为桩腿顶部的顶部桩腿分段，该顶部桩腿分段的高度小于其他桩腿分段的高度。
考虑履带吊的吊装能力，该顶部桩腿分段的高度不大于18m，其重量较轻，能保证履带吊高空吊装的安全性。
在本发明的合拢方法中，吊装顶部桩腿分段前，还将履带吊的吊臂加长，以增加提升高度，满足大高度尺寸桩腿的建造要求。
同时，该顶部桩腿分段上所设置的吊耳（即履带吊吊装该顶部桩腿分段的吊点位置）距离该顶部桩腿分段顶面的距离为1m~3m，保证桩腿提升高度。
一般地，自升式平台上设置呈三角形布置的三个桁架式桩腿，在步骤S30中，根据需要转动船体以调节船体相对于码头的位置，使船体上桩腿位置靠近码头，便于利用履带吊对船体上不同位置处的桩腿进行合拢。在该步骤S30时，必要时还移动履带吊而对船体上不同位置处的桩腿进行合拢。在对船体上不同位置处的桩腿进行合拢前，还调整船体内的压载水使合拢处为水平状态，保证合拢精度。
在步骤S30中利用履带吊吊装桩腿分段前，还对码头地面进行硬化与铺砂，并在履带吊作业路径上铺设路基板。该步骤可使码头地面具有较高的强度和平整度，履带吊可平稳安全作业，保证桩腿合拢精度。
当船体系泊于码头时，较优地还在船体与码头之间采用方驳进行缓冲，避免船体上锚托架与码头发生干涉。
以下根据一应用实例进行具体说明。
参阅图3至图8，该自升式平台的桩腿为400尺桩腿，桩腿总高度约为166.7米。自升式平台的三个桩腿呈三角形布置，将艏部位置标记为C，艉部左舷位置标记为P，艉部右舷位置标记为S。桩腿建造时采用2000T履带吊，履带吊具有100-105米的主臂，可选50-60米塔臂或70-80米塔臂。
第一步：将每一桩腿均设置为由七节桩腿分段构成，七节桩腿分段按由低至高的顺序分别编号为301、401、501、601、701、801、901。桩腿分段301为基层桩腿段，桩腿分段401为第二节桩腿分段，依次类推，桩腿分段901为顶部桩腿分段并为所有桩腿分段中重量最轻、高度最小的桩腿分段。位于船体200不同位置处的桩腿分段标号分别以C、P、S为后缀。
第二步：在陆地上合拢船体200的基层桩腿段301及桩腿分段401、501、601，即：在陆地上合拢第一至第四节桩腿分段，此时在船体200上形成的下部桩腿段110的高度约为99.3米。
第三步：船体200下水并保持漂浮状态，船体200系泊于码头300，采用方驳500作为船体200与码头300之间的缓冲。保持下部桩腿段110与船体200在竖直方向上为静止状态，利用2000T履带吊400合拢桩腿分段701、801、901。其中在2000T履带吊到达码头300之前，使码头300地面已完成硬化和铺砂处理，同时在规划的履带吊400作业路径上铺设路基板，过程中利用仪器对作业地面找平，该硬化铺砂以及铺路基板的过程可预先完成。利用履带吊400吊装合拢桩腿分段的步骤具体如下。
首先使船体200右舷靠近码头300，2000T履带吊400采用102米主臂和54米塔臂在右舷艉部位置S处的下部桩腿段110上合拢桩腿分段701S和桩腿分段801S。该过程如图3所示。
接着运用拖轮转动船体200，使船体200左舷靠岸，船体200系泊在码头300后使用方驳500缓冲。2000T履带吊400仍然采用102米主臂和54米塔臂，在艏部位置C处下部桩腿段110上合拢桩腿分段701C和桩腿分段801C，该过程如图4所示。
移动履带吊400，在左舷艉部位置P处下部桩腿段110合拢桩腿分段701P和桩腿分段801P。该过程如图5所示。
按上述过程将三个位置处的第五节和第六节桩腿分段701、801均合拢之后，三个位置处的桩腿段301~801的总高度将达到约150.5米。接下来在合拢第七节桩腿分段901前，将履带吊400的54米塔臂换下，改为102米主臂与78米塔臂相配合。
保持上一步骤中船体200位置不变，履带吊400合拢左舷艉部位置P处的顶部桩腿分段901P形成完成的桩腿100P。该过程如图6所示。
再移动履带吊400，合拢艏部位置C处的顶部桩腿分段901C形成完整的桩腿100C。该过程如图7所示。
最后，运用拖轮转动船体200，使船体200右舷靠岸，船体200系泊在码头300后使用方驳500缓冲。履带吊400合拢右舷艉部位置S处的顶部桩腿分段901S形成完整的桩腿。该过程如图8所示。
以上通过400尺桩腿的建造为例对本发明的合拢方法进行了详细说明，该400尺桩腿的建造过程中，利用履带吊吊装合拢的桩腿分段之和约为总桩腿高度的40%，履带吊利用率高。该合拢方法还适用于300尺、450尺桩腿的建造，桩腿分段的数量和高度、履带吊的吊装参数可进行适应性调整。
根据上述介绍，本发明的合拢方法至少具有以下优点：
1、使用2000T履带吊进行水上吊装合拢，节省了租用大型浮吊合拢的巨额费用；履带吊移动灵活，不受回转吊机地域限制，在整个合拢过程中，履带吊的利用率高，降低成本。
2、水上合拢全部依靠码头进行，减少了之前类似平台拖航到深水码头合拢的大量拖轮费用，在码头上船体移动方便，转船周期短，可以提高各专业生产施工效率，减少了各方面资源浪费。
3、船体下水后保持在漂浮状态下进行合拢，突破了以往项目桩腿定位插桩后再合拢桩腿的工艺，减少了桩靴和升降系统损坏的风险。
4、桩腿水上合拢时系泊于码头，平台对浪涌及风力的控制灵活性高，稳性也相应提高，桩腿合拢的精度高。
5、桩腿的建造和合拢可在同一基地进行，可以充分的利用基地现有资源，提高各专业的施工效率，缩短平台后续全称升降试验节点完成时间，更进一步的促进平台提前交付。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种自升式平台桁架式桩腿的合拢方法，其特征在于，包括步骤：
设置多个桩腿分段；
在陆地上将至少一个桩腿分段合拢至船体上形成下部桩腿段；
使船体下水漂浮并系泊于码头，保持下部桩腿段与船体在竖直方向上为静止状态，利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段合拢至下部桩腿段上形成完整的桩腿；
其中，通过履带吊吊装合拢的桩腿分段高度之和为桩腿总高度的15%~60%。
2.根据权利要求1所述的合拢方法，其特征在于，位于桩腿顶部的顶部桩腿分段的高度小于其他桩腿分段的高度。
3.根据权利要求2所述的合拢方法，其特征在于，所述顶部桩腿分段的高度不大于18m。
4.根据权利要求2所述的合拢方法，其特征在于，所述顶部桩腿分段上的吊点位置距离该顶部桩腿分段顶面的距离为1m-3m。
5.根据权利要求2所述的合拢方法，其特征在于，在吊装所述顶部桩腿分段前，将履带吊的吊臂加长。
6.根据权利要求5所述的合拢方法，其特征在于，所述桩腿由七节桩腿分段构成；其中四节桩腿分段合拢形成所述下部桩腿段，剩下三节桩腿分段由2000T履带吊吊装合拢。
7.根据权利要求6所述的合拢方法，其特征在于，所述履带吊先采用100-105米主臂和50-60米塔臂依次合拢两节桩腿分段，再采用100-105米主臂和70-80米塔臂合拢剩下的一节桩腿分段。
8.根据权利要求1-7任一项所述的合拢方法，其特征在于，所述船体系泊于码头时，在船体和码头之间采用方驳进行缓冲。
9.根据权利要求1-7任一项所述的合拢方法，其特征在于，还包括：移动履带吊和/或转动船体调节船体相对于码头的位置，从而利用履带吊对船体上不同位置处的桩腿进行合拢；
在对船体上不同位置处的桩腿进行合拢前，还调整船体内的压载水使合拢处为水平状态。
10.根据权利要求1-7任一项所述的合拢方法，其特征在于，在“利用2000T履带吊依次将剩余的桩腿分段合拢至下部桩腿段上形成完整的桩腿”的步骤前，还对码头地面进行硬化与铺砂，并在履带吊作业路径上铺设路基板。
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