CN106314718B - 自升式平台船坞内升桩作业环形支墩 - Google Patents

自升式平台船坞内升桩作业环形支墩 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，包括顶面板架、底面板架以及连接于顶面板架和底面板架之间的支撑板架结构，支撑板架结构包括筒形板架和径向板架，其中筒形板架由筒形板及其扶强材组成，径向板架由径向板及其扶强材组成。本发明的一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，主要用于桩靴形状为“圆饼形”的自升式平台，可以实现自升式平台在船坞内部进行升桩试验，并在升桩过程中可有效吸收桩靴传递的载荷，同时将载荷有效分散传递至船坞底面，既保证船坞底面的安全，同时对桩靴起到保护作用。

Description

自升式平台船坞内升桩作业环形支墩
技术领域
本发明涉及船舶与海洋工程领域，具体是一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩。
背景技术
随着陆地资源的不断减少，海洋资源开发已经成为全球的焦点。海洋平台作为海洋油气勘探、海洋资源开发的主要设备，占着举足轻重的地位。特别对于移动自升式平台来说，其定位能力强、作业稳定性好，在大陆架海域的海洋资源开发中占居主力地位。
自升式平台在建造过程中，需要不断的进行试验，其中升桩试验是平台投入使用前的一个重要的试验环节，也是平台安全正常工作的重要保证。在平台服役期内，可能需要拖回船坞内进行各种维护修理，也需要在船坞内完成升桩作业。因此自升式平台在船坞内开展升桩作业较为常见。由于各船厂建造的船坞承载能力有限，升桩过程中自升式平台重力载荷直接通过3根或3根以上桩腿传递至桩靴结构，再经桩靴结构直接作用于船坞底面，但平台桩靴结构往往为了插拔海床的方便设计成“圆饼形”，使得桩靴与坞底的接触面积较小，进而使船坞底面承受的载荷超过船坞底面的承载能力，导致船坞受损、桩靴结构破坏。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，包括顶面板架、底面板架以及连接于顶面板架和底面板架之间的支撑板架结构，支撑板架结构包括筒形板架和径向板架，其中筒形板架由筒形板及其扶强材组成，径向板架由径向板及其扶强材组成。
其中，底面板架为水平布置的圆环形板架结构，相邻径向板架之间的底面板架骨材沿半径方向等角度θ1布置。
其中，支撑板架结构为绕中心轴线垂向布置的板架结构，径向板架为沿半径方向等分圆周等角度θ2垂向布置的板架结构，径向板架的数量n1＝360/θ2。
其中，径向板架的扶强材等距离垂直布置于筒形板架之间，径向板架的底边为平直线，与底面板架保证完全贴合，顶边为折线，与顶面板架保证完全贴合。
其中，筒形板架为绕中心轴线周向布置的板架结构，均匀布置于径向板架之间，并垂直于水平面布置。
其中，筒形板架的扶强材均匀布置于相邻径向板架之间，并与底面板架的骨材和顶面板架的骨材对应布置，筒形板架在径向板架处断开，保证径向板架的连续性。
其中，顶面板架由斜面板架和环形板架组成，环形板架位于斜面板架外侧，并与斜面板架的外缘相接，顶面板架在水平面的投影大小与底面板架的大小相同，斜面板架的倾角θ3与桩靴底部角度相同，顶面板架的骨材与底面板架的骨材对应布置，使两者在水平面的投影重合。
有益效果：本发明的一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，主要用于桩靴形状为“圆饼形”的自升式平台，可以实现自升式平台在船坞内部进行升桩试验，并在升桩过程中可有效吸收桩靴传递的载荷，同时将载荷有效分散传递至船坞底面，既保证船坞底面的安全，同时对桩靴起到保护作用。
附图说明
图1为支墩与自升式钻井平台桩靴结构装配示意图；
图2为环形支墩结构A-A剖视图；
图3为环形支墩结构B-B剖视图；
图4为环形支墩结构C-C剖视图；
图5为环形支墩结构D-D剖视图；
图6为环形支墩结构E-E剖视图；
图7为自升式钻井平台桩靴结构、支墩结构和船坞之间的载荷传递示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-图7所示，本发明的一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，是专门用于桩靴为“圆饼形”的自升式钻井平台在船坞内升桩作业的坞底支墩结构，主要组成有底面板架9、顶面板架10及连接与底面板架9和顶面板架10的支撑板架结构。所述底面板架9由底面面板1及底面板架骨材2组成；顶面板架10由顶面面板3及顶面板架骨材4组成；所述支撑板架结构由筒形板架11和径向板架12组成，其中筒形板架11由筒形板5及其扶强材6组成，径向板架12由径向板7及其扶强材8组成。所述板材由船用钢制板材切割、拼焊而成，骨材及扶强材均为船用型材切割、拼焊而成。支墩结构整体为环形结构，而且存在一定的对称性。
底面板架9为水平布置的圆环形板架结构，相邻径向板架12之间的底面板架骨材2沿半径方向等角度θ1布置。
支撑板架结构为绕中心轴线垂向布置的板架结构，其中径向板架12是沿半径方向等分圆周等角度θ2垂向布置的板架结构，径向板架12的数量n1＝360/θ2，径向板架12的扶强材8等距离垂直布置于筒形板架11之间，径向板架12的底边为平直线，与底面板架9保证完全贴合，顶边为折线，与顶面板架10保证完全贴合。筒形板架11为绕中心轴线周向布置的板架结构，均匀布置于径向板架12之间，并垂直于水平面布置，筒形板架11的扶强材6均匀布置于相邻径向板架12之间，并与底面板架9骨材2和顶面板架10的骨材4对应布置，筒形板架11在径向板架12处断开，保证径向板架12的连续性。
顶面板架10由斜面板架13和环形板架14组成，其中环形板架14位于斜面板架13外侧，并与斜面板架13的外缘相接，顶面板架10整体在水平面的投影大小与底面板架9的大小相同，斜面板架13的倾角θ3与桩靴底部角度θ3相同，保证顶面板架和桩靴底部在实际工作过程中完全吻合，顶面板架10的骨材4与底面板架9的骨材2对应布置，保证两者在水平面的投影重合。
支墩结构筒形板架11在水平面内的投影为圆形或正多边形，分别对应支墩结构整体俯视形状为圆形和正多边形，也分别对应底面板架9(底面面板1)形状为平面圆环形结构和平面环形正多边形。支墩结构最内侧筒形板架11的最低高度在800～1200mm之间，最高高度取决于自升式平台桩靴结构形状。
板材与骨材之间采用焊接工艺连接，必要时骨材与骨材之间、骨材与板材之间的连接使用肘板；根据生产需要部分结构可以开通焊孔。结构所使用的材料为普通船用低碳钢，亦可与自升式平台桩靴结构材料相同，实际生产工艺要求可与对应自升式平台桩靴生产工艺要求相同。
本发明主要用于桩靴形状为“圆饼形”的自升式钻井平台，不具体针对某型自升式平台，结构尺寸可根据实际自升式平台结构重量及船坞承载能力具体确定，使用范围较广。
本发明应首先根据自升式平台主尺度确定各支墩结构的安放位置，然后将未升桩的自升式平台通过一定的工艺放置在各支墩结构上，使得各桩腿的桩靴与各支墩结构密切接触，保证载荷有效传递；定位安放完成后就可进行自升式平台的升桩。支墩结构在实际升桩工作过程中，自升式钻井平台重力载荷传递至自升式钻井平台桩靴结构，桩靴结构底部面板又将载荷分散传递至支墩结构顶面板架10，顶面板架10由于斜面板架13的存在使得载荷向外发散并传递至支墩结构的支撑板架结构，并分别通过筒形板架11和径向板架12传递载荷至底面板架9，底面板架9为平面板架结构，并可以与船坞底部保证良好接触，使得底面板架9最终将载荷有效传递至船坞底部，并扩大接触区域，使得船坞承受的载荷在其承载范围之内，保证了船坞和桩靴结构的安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：包括顶面板架(10)、底面板架(9)以及连接于顶面板架和底面板架之间的支撑板架结构，支撑板架结构包括筒形板架(11)和径向板架(12)，其中筒形板架(11)由筒形板(5)及其扶强材(6)组成，径向板架(12)由径向板(7)及其扶强材(8)组成；顶面板架(10)由斜面板架(13)和环形板架(14)组成，环形板架(14)位于斜面板架(13)外侧，并与斜面板架(13)的外缘相接，顶面板架(10)在水平面的投影大小与底面板架(9)的大小相同，斜面板架(13)的倾角θ3与桩靴底部角度相同，顶面板架(10)的骨材(4)与底面板架(9)的骨材(2)对应布置，使两者在水平面的投影重合。
2.根据权利要求1所述的自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：其中，底面板架(9)为水平布置的圆环形板架结构，相邻径向板架(12)之间的底面板架骨材(2)沿半径方向等角度θ1布置。
3.根据权利要求1所述的自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：其中，支撑板架结构为绕中心轴线垂向布置的板架结构，径向板架(12)为沿半径方向等分圆周等角度θ2垂向布置的板架结构，径向板架(12)的数量n1＝360/θ2。
4.根据权利要求3所述的自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：其中，径向板架(12)的扶强材(8)等距离垂直布置于筒形板架(11)之间，径向板架(12)的底边为平直线，与底面板架(9)保证完全贴合，顶边为折线，与顶面板架(10)保证完全贴合。
5.根据权利要求1所述的自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：其中，筒形板架(11)为绕中心轴线周向布置的板架结构，均匀布置于径向板架(12)之间，并垂直于水平面布置。
6.根据权利要求5所述的自升式平台船坞内升桩作业环形支墩，其特征在于：其中，筒形板架(11)的扶强材(6)均匀布置于相邻径向板架(12)之间，并与底面板架(9)的骨材(2)和顶面板架(10)的骨材(4)对应布置，筒形板架(11)在径向板架(12)处断开，保证径向板架(12)的连续性。
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