CN107059860A - 一种海上平台桩靴的高精度组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程装备领域，特别是一种海上平台桩靴的高精度组装方法，主体为八边形的桩靴部和突出于桩靴部的八边形的桩腿，包括以下步骤：步骤A，生产部件，制造桩靴部和桩腿的零件，桩靴部包括壳体、底板和中组件，桩腿部包括导向板、围板和斜向隔板组件；步骤B，设置基准部件，制作凹面状胎架，将底板约束于胎架；步骤C，设置主体架构，将导向板和围板构成的桩腿部主干固定于底板；步骤D，安装强化结构，沿着底板的对角线，以桩腿部主干为中心将斜向隔板组件呈十字形阵列于桩腿部主干四周，进行焊接，并将中组件安装在斜向隔板组件的间隔中。步骤E，安装壳体结构，将桩靴部的顶部和侧面与底板焊接成箱体状。

Description

一种海上平台桩靴的高精度组装方法

技术领域

本发明涉及海洋工程装备领域，特别是一种海上平台桩靴的高精度组装方法。

背景技术

海洋平台offshore platform为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物。

按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式两类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，接支承情况可分为着底式和浮动式两类。近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。

活动式海洋平台中以自升式平台最具代表性，自升式钻井平台又称甲板升降式或桩腿式平台。这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻井机械、动力、器材、居住设备以及若干可升降的桩腿，钻井时桩腿着底，平台则沿桩腿升离海面一定高度；移位时平台降至水面，桩腿升起，平台就像驳船，可由拖轮把它拖移到新的井位。自升式平台的优点主要是所需钢材少、造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大的工作水深约在120m左右。超过此水深，桩腿重量增加很快，同时拖航时桩腿升得很高，对平台稳性和桩腿强度都不利。

自升式平台使用桩腿升降，而桩腿在深入海底后需要利用桩腿底部的桩靴与海底接触，桩靴有利于桩腿的稳定性，但是现有的桩靴因为结构不佳，在生产方面不方便，并且在使用中存在使用寿命短和可靠性差的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种海上平台桩靴的高精度组装方法，此类桩靴生产方法便于标准化量产，并且产出的产品结构可靠，相比现有设备，使用寿命更长。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种海上平台桩靴的高精度组装方法，主体为八边形的桩靴部和突出于桩靴部的八边形的桩腿，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，生产部件，制造桩靴部和桩腿的零件，所述桩靴部包括壳体、底板和中组件，所述桩腿部包括导向板、围板和斜向隔板组件；

步骤B，设置基准部件，制作凹面状胎架，将底板约束于胎架；

步骤C，设置主体架构，将导向板和围板构成的桩腿部主干固定于底板；

步骤D，安装强化结构，沿着底板的对角线，以桩腿部主干为中心将斜向隔板组件呈十字形阵列于桩腿部主干四周，进行焊接，并将中组件安装在斜向隔板组件的间隔中。

步骤E，安装壳体结构，将桩靴部的顶部和侧面与底板焊接成箱体状。

较佳地，步骤C中，还包括步骤C设置支撑结构，支撑结构包括中心平台板、顶盖板和定位隔板组件；

将定位隔板组件十字交叉状固定在底板中心，使定位隔板组件的四个端部与导向板固定，之后将多个顶盖板封盖在定位隔板组件的空隙上方；之后将中心平台板装入围板和导向板围成的八边柱形桩腿部，并将中心平台板的边缘与围板焊接固定。

较佳地，所述步骤D中的斜向隔板组件呈加强筋状，并且斜向隔板组件不少于个；步骤D中包括步骤D单隔板安装，将单隔板固定连接于两斜向隔板组件之间；

所述壳体包括侧围板和顶板，所述侧围板固定于所述底板，所述顶板固定覆盖在桩靴上表面；

所述中心平台板为多边形，所述中心平台板包括分别不少于四条的平台板直边和平台板斜边，所述平台板直边用于固定所述围板，所述平台板斜边用于固定所述导向板，所述围板和所述导向板围绕于所述中心平台板。

进一步地，所述导向板包括基座段和导向段，所述导向段固定于所述基座段上部，所述导向段用于连接桩腿导轨；

所述基座段与导向段连接部位为圆角结构；所述围板内表面设有多条肋板，所述肋板横截面呈“T”字形，所述中心平台板的直边设有多个焊接槽，所述焊接槽与所述肋板的位置对应，所述肋板容纳于所述焊接槽，所述肋板和焊接槽用于围板和中心平台板之间的焊接。

较佳地，所述底板俯视呈八边形，所述底板包括底部和四个侧壁，所述底部为方形，所述侧壁的底端均连接于所述底部的边，所述侧壁的两侧与相互连接成四面侧壁，所述侧壁的顶端均位于同一平面；所述桩腿座固定安装于所述底板的底部。

进一步地，所述单隔板固定连接于两斜向隔板组件之间，所述单隔板内面固定连接两个所述导向板的边，所述单隔板固定连接于所述底板和顶板；还包括中组件，所述中组件由多个围隔板组件相互固定连接构成；所述围隔板组件包括主分隔板和小分隔板，所述主分隔板呈条状，所述主分隔板等间距竖向固定设有小分隔板，所述主分隔板和所述小分隔板均开设有孔；所述中组件由多组围隔板组件相互连接构成，所述中组件六面分别固定于所述底板、侧围板、斜向隔板组件、单隔板和顶板，所述中组件设有不少于四个。

较佳地，所述顶盖板呈等腰三角形状，所述顶盖板底边设有多个焊接槽，所述焊接槽套设于所述肋板，所述顶盖板设有四块，所述顶盖板固定于所述定位隔板组件的间隔中。

进一步地，还包括顶盖板，所述顶盖板呈等腰三角形状，所述顶盖板底边设有多个焊接槽，所述焊接槽套设于所述肋板，所述顶盖板设有四块，所述顶盖板固定于所述定位隔板组件的间隔中。

较佳地，所述中心平台板中心开设有管路安装孔；所述中心平台板表面固定设有第一加强板组件和第二加强板组件；所述第一加强板组件围绕设置于所述管路安装孔周围，所述第二加强板组件包括多条与所述中心平台板直边的的焊接槽对应的第二加强板；所述第一加强板组件和第二加强板均为立设于所述中心平台板表面的立板；所述第二加强板的两端分别为第一端和第二端，所述第一端连接于所述第一加强板组件，所述第二端位于所述中心平台板的平台板直边处，所述第二端的高度高于第一端的高度。

进一步地，所述定位隔板组件由十字交叉的“U”型钢制成，所述定位隔板组件固定于所述底板；所述斜向隔板组件包括分隔板和结构板，两个所述分隔板之间通过所述结构板固定连接，所述结构板上下两端固定连接于所述壳体的底板和顶板，所述结构板的前后两端分别固定连接于所述侧围板和导向板。

腿座与桩靴一体化设置，使二者之间的结构强度更佳，并且便于组装生产，并且桩靴的结构使用壳体包裹起来，避免海底的泥土或渣土进入到桩靴内部，从而保护了桩靴内部的结构；桩靴分为桩靴部和桩腿两个部分，在步骤A中将两者分成多个小组件，使桩靴的生产程序化和模块，使桩靴的生产更规范；在步骤B中，通过胎架将底板约束在胎架中，使装置整体在安装中更稳定可靠，并且底板作为有海洋底部接触的位置，将多个部件安装在地板上，利于底板的支撑；在步骤C中，在底板的中心将桩腿的主干部件设置，便于将底板上的装置与桩腿进行固定，从而使桩腿整体性更佳，承载力更强；在步骤D中，安装强化结构，将斜向隔板组件安装完毕后呈十字形阵列，使底板有了较佳的承载结构，将小段的斜向隔板组件堆砌成整体的承载结构，利于生产和安装；在步骤E中，使用壳体将桩靴部包裹起来，使桩靴部内部的结构收到保护，避免海水侵蚀桩靴部内部的结构。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的外部结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的围隔板组件示意图；

图3是本发明的一个实施例的桩腿座内部结构示意图：

图4是本发明的一个实施例的中组件结构示意图：

图5是本发明的一个实施例的中心平台板的结构示意图；

图6是本发明的一个实施例的底板、导向板和定位隔板组件结构示意图。

其中：桩靴100、壳体110、底板120、底部121、侧壁122、底板直边123、底板斜边124、侧围板130、顶板140、定位隔板组件150、桩腿座200、中心平台板300、平台板直边310、平台板斜边320、焊接槽330、顶盖板340、管路安装孔350、第一加强板组件360、第二加强板组件370、第二加强板371、第一端372、第二端373、导向板400、基座段410、导向段420、围板500、肋板510、斜向隔板组件600、分隔板610、结构板620、单隔板700、中组件800、围隔板组件810、主分隔板811、小分隔板812。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-6所示，一种海上平台桩靴的高精度组装方法，主体为八边形的桩靴部100和突出于桩靴部100的八边形的桩腿200，包括以下步骤：

步骤A，生产部件，制造桩靴部100和桩腿200的零件，所述桩靴部100包括壳体110、底板120和中组件800，所述桩腿部200包括导向板400、围板500和斜向隔板组件600；

步骤B，设置基准部件，制作凹面状胎架，将底板120约束于胎架；

步骤C，设置主体架构，将导向板400和围板500构成的桩腿部200主干固定于底板120；

步骤D，安装强化结构，沿着底板120的对角线，以桩腿部200主干为中心将斜向隔板组件600呈十字形阵列于桩腿部主干四周，进行焊接，并将中组件800安装在斜向隔板组600件的间隔中。

步骤E，安装壳体110结构，将桩靴部100的顶部和侧面与底板120焊接成箱体状。

桩靴分为桩靴部100和桩腿200两个部分，在步骤A中将两者分成多个小组件，使桩靴的生产程序化和模块，使桩靴的生产更规范；在步骤B中，通过胎架将底板约束在胎架中，使装置整体在安装中更稳定可靠，并且底板作为有海洋底部接触的位置，将多个部件安装在地板上，利于底板的支撑；在步骤C中，在底板120的中心将桩腿200的主干部件设置，便于将底板120上的装置与桩腿200进行固定，从而使桩腿整体性更佳，承载力更强；在步骤D中，安装强化结构，将斜向隔板组件600安装完毕后呈十字形阵列，使底板120有了较佳的承载结构，将小段的斜向隔板组件堆砌成整体的承载结构，利于生产和安装；在步骤E中，使用壳体将桩靴部100包裹起来，使桩靴部100内部的结构收到保护，避免海水侵蚀桩靴部100内部的结构。

其中，步骤C中，还包括步骤C1设置支撑结构，支撑结构包括中心平台板300、顶盖板340和定位隔板组件150；

将定位隔板组件150十字交叉状固定在底板中心，使定位隔板组件的四个端部与导向板固定，之后将多个顶盖板340封盖在定位隔板组件150的空隙上方；之后将中心平台板300装入围板和导向板围成的八边柱形桩腿部，并将中心平台板的边缘与围板焊接固定。

桩靴部100内部的定位隔板组件150和斜向隔板组件600构成了桩靴100内部的整体框架，而导向板400、斜向隔板组件600和围板500构成了桩腿座200，桩腿座200用于连接桩腿，由于斜向隔板组件600的结构在底板120上呈承载状，这种结构使底板120能够均匀的受力，并且斜向隔板组件600固定在桩腿座200，使桩靴100受到的作用力集中到结构强度更大的桩腿上，从而保证了桩靴100具有较佳的抗压结构，耐久度更高。

此外，所述步骤D中的斜向隔板组件600呈加强筋状，并且斜向隔板组件600不少于4个；步骤D中包括步骤D1单隔板700安装，将单隔板700固定连接于两斜向隔板组件600之间；

所述壳体110包括侧围板130和顶板140，所述侧围板固定于所述底板120，所述顶板固定覆盖在桩靴上表面；

所述中心平台板300为多边形，所述中心平台板300包括分别不少于四条的平台板直边310和平台板斜边320，所述平台板直边310用于固定所述围板500，所述平台板斜边320用于固定所述导向板400，所述围板500和所述导向板400围绕于所述中心平台板300。

其中，所述导向板400包括基座段410和导向段420，所述导向段420固定于所述基座段410上部，所述导向段420用于连接桩腿导轨；

所述基座段410与导向段420连接部位为圆角结构；所述围板500内表面设有多条肋板510，所述肋板510横截面呈“T”字形，所述中心平台板300的直边310设有多个焊接槽330，所述焊接槽330与所述肋板510的位置对应，所述肋板510容纳于所述焊接槽330，所述肋板510和焊接槽330用于围板500和中心平台板300之间的焊接。

基座段410固定安装在桩靴100中，由于基座段410的宽度比较宽，所以在桩靴100中能够尽可能多的连接到桩靴100内部结构，使基座段410与桩靴100内部的结构能够固定为一体；而导向段420的结构与桩靴100的导向段420是一致的，将导向段420设置成与桩靴100一致的形状，便于桩靴100与桩腿200的装配；并且将导向板400模块化后，便于量产。所述围板500上设置的肋板510增强了围板500的结构强度，使围板500具有较佳的强度，由于围板500与导向板400连接，而桩靴100在受到载荷后会产生一定的形变，这种情况下，由于围板500具有较佳的结构强度，不会受到影响；此外，肋板510的截面为“T”字形，焊接槽330与肋板配合，能够在不影响围板500的情况下进行焊接，再者，肋板510增加了与焊接槽330之间的接触面积，有效的提高了中心平台板与围板的焊接可靠性；并且焊接槽820的截面形状也能够设置成“T”字形。

其中，所述底板120俯视呈八边形，所述底板120包括底部121和四个侧壁122，所述底部121为方形，所述侧壁122的底端均连接于所述底部121的边，所述侧壁122的两侧与相互连接成四面侧壁，所述侧壁122的顶端均位于同一平面；所述桩腿座200固定安装于所述底板120的底部121。

底板100呈突出状设置使桩腿的底部在下桩后能够与海底表面充分的接触，从而使海洋平台在下桩后更稳定，此外，侧壁122和底部121设置成凹面状后具备了结构线，使底板100不会轻易的产生变形。

此外，所述单隔板700固定连接于两斜向隔板组件600之间，所述单隔板700内面固定连接两个所述导向板400的边，所述单隔板700固定连接于所述底板120和顶板140；还包括中组件800，所述中组件800由多个围隔板组件810相互固定连接构成；所述围隔板组件810包括主分隔板811和小分隔板812，所述主分隔板811呈条状，所述主分隔板811等间距竖向固定设有小分隔板812，所述主分隔板811和所述小分隔板812均开设有孔；所述中组件800由多组围隔板组件810相互连接构成，所述中组件800六面分别固定于所述底板120、侧围板130、斜向隔板组件600、单隔板700和顶板140，所述中组件800设有不少于四个。

其中，所述顶盖板340呈等腰三角形状，所述顶盖板340底边设有多个焊接槽330，所述焊接槽330套设于所述肋板510，所述顶盖板340设有四块，所述顶盖板340固定于所述定位隔板组件150的间隔中。

顶盖板340的设置使定位隔板组件150之间的空腔是密封的，不会进水，由于底部121作为应力集中点，所以受到的磨损较强，若内部存在积水，则容易造成内部锈蚀和磨损的多重消耗，并且内部相对于外部不易保养，所以使用顶盖板将定位隔板组件150之间的空腔封盖起来。

此外，还包括顶盖板340，所述顶盖板340呈等腰三角形状，所述顶盖板340底边设有多个焊接槽330，所述焊接槽330套设于所述肋板510，所述顶盖板340设有四块，所述顶盖板340固定于所述定位隔板组件150的间隔中。

顶盖板340的设置使定位隔板组件150之间的空腔是密封的，不会进水，由于底部121作为应力集中点，所以受到的磨损较强，若内部存在积水，则容易造成内部锈蚀和磨损的多重消耗，并且内部相对于外部不易保养，所以使用顶盖板将定位隔板组件150之间的空腔封盖起来。

其中，所述中心平台板300中心开设有管路安装孔350；所述中心平台板350表面固定设有第一加强板组件360和第二加强板组件370；所述第一加强板组件360围绕设置于所述管路安装孔350周围，所述第二加强板组件370包括多条与所述中心平台板350直边的的焊接槽330对应的第二加强板371；所述第一加强板组件360和第二加强板371均为立设于所述中心平台板350表面的立板；所述第二加强板371的两端分别为第一端372和第二端373，所述第一端372连接于所述第一加强板组件360，所述第二端373位于所述中心平台板350的平台板直边310处，所述第二端的高度高于第一端的高度。

第一加强板组件360和第二加强板组件370使中心平台板350不易产生变形，增强了中心平台板350对桩腿座200内部的支撑强度，并且第二加强板组件370增加了焊接槽330与肋板510的接触面积，使焊点更牢固。

此外，所述定位隔板组件150由十字交叉的“U”型钢制成，所述定位隔板组件150固定于所述底板120；所述斜向隔板组件600包括分隔板610和结构板620，两个所述分隔板610之间通过所述结构板620固定连接，所述结构板620上下两端固定连接于所述壳体110的底板120和顶板140，所述结构板620的前后两端分别固定连接于所述侧围板130和导向板400。

定位隔板组件150的结构呈“U”字形，这种结构便于生产，并且本身具有较佳的结构，并且能够进一步地强化底板120的底部121的强度，使底板120的底部121结构更紧凑，内部支撑力更佳；斜向隔板组件600的结构包括两分隔板610和设置在分隔板610之间的结构板620，这种结构便于生产，并且斜向隔板组件600配合定位隔板组件150在底板120组成一个“X”状的支撑结构，使底板100的结构更强，并且导向板400夹在斜向隔板600和定位隔板组件150之间；此外，由于斜向隔板组件600呈加强筋状，使底板100与桩腿座200之间有较佳的支撑结构，使底板100和桩腿座200受到的载荷能够相互分散。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上平台桩靴的高精度组装方法，主体为八边形的桩靴部和突出于桩靴部的八边形的桩腿，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，生产部件，制造桩靴部和桩腿的零件，所述桩靴部包括壳体、底板和中组件，所述桩腿部包括导向板、围板和斜向隔板组件；

步骤B，设置基准部件，制作凹面状胎架，将底板约束于胎架；

步骤C，设置主体架构，将导向板和围板构成的桩腿部主干固定于底板；

步骤D，安装强化结构，沿着底板的对角线，以桩腿部主干为中心将斜向隔板组件呈十字形阵列于桩腿部主干四周，进行焊接，并将中组件安装在斜向隔板组件的间隔中。

步骤E，安装壳体结构，将桩靴部的顶部和侧面与底板焊接成箱体状。

2.根据权利要求1所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：步骤C中，还包括步骤C设置支撑结构，支撑结构包括中心平台板、顶盖板和定位隔板组件；

将定位隔板组件十字交叉状固定在底板中心，使定位隔板组件的四个端部与导向板固定，之后将多个顶盖板封盖在定位隔板组件的空隙上方；之后将中心平台板装入围板和导向板围成的八边柱形桩腿部，并将中心平台板的边缘与围板焊接固定。

3.根据权利要求1所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述步骤D中的斜向隔板组件呈加强筋状，并且斜向隔板组件不少于个；步骤D中包括步骤D单隔板安装，将单隔板固定连接于两斜向隔板组件之间；

所述壳体包括侧围板和顶板，所述侧围板固定于所述底板，所述顶板固定覆盖在桩靴上表面；

所述中心平台板为多边形，所述中心平台板包括分别不少于四条的平台板直边和平台板斜边，所述平台板直边用于固定所述围板，所述平台板斜边用于固定所述导向板，所述围板和所述导向板围绕于所述中心平台板。

4.根据权利要求1所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述导向板包括基座段和导向段，所述导向段固定于所述基座段上部，所述导向段用于连接桩腿导轨；

所述基座段与导向段连接部位为圆角结构；所述围板内表面设有多条肋板，所述肋板横截面呈“T”字形，所述中心平台板的直边设有多个焊接槽，所述焊接槽与所述肋板的位置对应，所述肋板容纳于所述焊接槽，所述肋板和焊接槽用于围板和中心平台板之间的焊接。

5.根据权利要求1所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述底板俯视呈八边形，所述底板包括底部和四个侧壁，所述底部为方形，所述侧壁的底端均连接于所述底部的边，所述侧壁的两侧与相互连接成四面侧壁，所述侧壁的顶端均位于同一平面；所述桩腿座固定安装于所述底板的底部。

6.根据权利要求3所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述单隔板固定连接于两斜向隔板组件之间，所述单隔板内面固定连接两个所述导向板的边，所述单隔板固定连接于所述底板和顶板；还包括中组件，所述中组件由多个围隔板组件相互固定连接构成；所述围隔板组件包括主分隔板和小分隔板，所述主分隔板呈条状，所述主分隔板等间距竖向固定设有小分隔板，所述主分隔板和所述小分隔板均开设有孔；所述中组件由多组围隔板组件相互连接构成，所述中组件六面分别固定于所述底板、侧围板、斜向隔板组件、单隔板和顶板，所述中组件设有不少于四个。

7.根据权利要求3所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述顶盖板呈等腰三角形状，所述顶盖板底边设有多个焊接槽，所述焊接槽套设于所述肋板，所述顶盖板设有四块，所述顶盖板固定于所述定位隔板组件的间隔中。

8.根据权利要求3所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：还包括顶盖板，所述顶盖板呈等腰三角形状，所述顶盖板底边设有多个焊接槽，所述焊接槽套设于所述肋板，所述顶盖板设有四块，所述顶盖板固定于所述定位隔板组件的间隔中。

9.根据权利要求4所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述中心平台板中心开设有管路安装孔；所述中心平台板表面固定设有第一加强板组件和第二加强板组件；所述第一加强板组件围绕设置于所述管路安装孔周围，所述第二加强板组件包括多条与所述中心平台板直边的的焊接槽对应的第二加强板；所述第一加强板组件和第二加强板均为立设于所述中心平台板表面的立板；所述第二加强板的两端分别为第一端和第二端，所述第一端连接于所述第一加强板组件，所述第二端位于所述中心平台板的平台板直边处，所述第二端的高度高于第一端的高度。

10.根据权利要求4所述的海上平台桩靴的高精度组装方法，其特征在于：所述定位隔板组件由十字交叉的“U”型钢制成，所述定位隔板组件固定于所述底板；所述斜向隔板组件包括分隔板和结构板，两个所述分隔板之间通过所述结构板固定连接，所述结构板上下两端固定连接于所述壳体的底板和顶板，所述结构板的前后两端分别固定连接于所述侧围板和导向板。