CN107237309B - 一种桁架桩腿 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桁架桩腿，属于海洋平台领域。所述桁架桩腿至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆，任意两根弦杆之间通过支撑杆连接，每根弦杆上设置有一根齿条；桁架桩腿还包括海水提升泵和引水管，引水管沿着平行于弦杆的长度方向可拆卸安装在支撑杆上，海水提升泵可拆卸连接在引水管的底端，引水管包括可拆卸连接的多个引水管单元。通过将海水提升泵和引水管可拆卸的安装在桁架桩腿上，不需要专门制作塔架、升降装置及升降控制系统，结构简单，成本较低；不易产生安全问题，可靠性好；不需要专门制作塔架、升降装置和升降控制系统，体积和重量小，不占用平台甲板面积和可变载荷；海水提升泵安装在引水管的底端，使得维修方便。

Description

一种桁架桩腿

技术领域

本发明涉及海洋平台领域，特别涉及一种桁架桩腿。

背景技术

自升式海洋平台在海上漂浮时，海洋平台通过海洋平台本体里的海水泵和海洋平台本体下面的海底门将海水输送到海洋平台上。自升式海洋平台在桩腿支撑海洋平台升起后，海洋平台本体完全脱离海平面，海水泵无法将海水从海洋平台本体下面的海底门输送到海洋平台上，此时海洋平台上的海水需要依靠海水提升装置从海面以下输送海水到平台上。

常见的海水提升装置是以塔架为主体结构的装置，海水提升泵安装在塔架的弦管的底端，由升降系统驱动塔架的升降。当海洋平台升起后，塔架下降到水面以下，使海水通过海水提升泵输送到海洋平台本体上。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：海水提升装置需要搭建专门的塔架和升降系统，结构复杂，成本较高；海水提升泵安装在塔架的弦管内，维修困难；当海上风浪较大时，塔架在升降的过程中容易产生安全隐患，可靠性较差；另外，海水提升装置体积大，重量大，占用平台甲板面积和可变载荷。

发明内容

为了解决现有技术中海水提升装置结构复杂，成本较高，维修困难，可靠性较差，体积大，重量大等问题，本发明实施例提供了一种桁架桩腿。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种桁架桩腿，所述桁架桩腿包括至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆，任意两根所述弦杆之间通过支撑杆连接，每根弦杆上设置有一根齿条，所述桁架桩腿还包括海水提升泵和引水管，所述引水管沿着平行于所述弦杆的长度方向可拆卸安装在所述支撑杆上，所述海水提升泵可拆卸连接在所述引水管的底端，所述引水管包括可拆卸连接的多个引水管单元，所述引水管单元的侧壁上设置有至少一个与所述引水管单元连通的引水法兰，所述引水法兰上可拆卸连接有引水法兰堵板。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述引水法兰堵板为圆形，圆形的所述引水法兰堵板上设置有一圈连接孔。

在本发明实施例的另一种实现方式中，当所述引水管单元的侧壁上设置有两个或多个引水法兰时，相邻两个所述引水法兰的间距为1-2m。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述引水管单元的长度为5-6m。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述引水管单元的两端均设置有连接法兰。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述引水管的顶端连接有引水管堵板。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述引水管与所述支撑杆通过直角扣件可拆卸连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述桁架桩腿包括两个海水提升泵和两根引水管，每根所述引水管连接一个海水提升泵。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述弦杆包括可拆卸连接的多个弦杆单元。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明实施例中，通过将海水提升泵和引水管可拆卸的安装在桁架桩腿上，不需要专门制作塔架和升降装置，也不需要专门的升降控制系统，结构简单，成本较低；海水提升泵和引水管安装在桁架桩腿上，不易产生安全问题，可靠性好；不需要专门制作塔架、升降装置和升降控制系统，体积和重量小，不占用平台甲板面积和可变载荷；不需要专门制作塔架、升降装置和升降控制系统，且海水提升泵安装在引水管的底端，使得维修方便。另外，海水提升泵和引水管安装在桁架桩腿上，当桁架桩腿插入海床后海洋平台本体逐渐完全脱离海面，海洋平台无法通过海洋平台本体的海水泵和海底门将海水输送到海洋平台上，而此时海水提升泵跟随桩腿下降到海面以下，可以给海洋平台本体及时输送海水，节约了升降塔架的时间，提高了海洋平台的作业效率。引水管的长度可以根据海洋平台不同的工作水深和桩腿入泥深度确定，通过引水管单元的组合来实现，保证海水提升泵在海面以下，避免因海水提升泵在水下过深，海水污浊，海生物和杂物众多，影响海水提升泵的使用寿命和海水的质量，从而避免影响海洋平台上其他设备的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种桁架桩腿的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图；

图3是本发明实施例提供的一种引水管单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种引水法兰堵板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种直角扣件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种桁架桩腿的结构示意图，参见图1，桁架桩腿包括至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆101，任意两根弦杆101之间通过支撑杆102连接，每根弦杆101上设置有一根齿条103，参见图1，本实施例以三角形桁架桩腿为例进行说明，当然，在本发明实施例中，桩腿的形状并不限制如此，还可以是四边形、或更多边数的图形。

桁架桩腿还包括海水提升泵201和引水管202，引水管202沿着平行于弦杆101的长度方向可拆卸安装在支撑杆102上，海水提升泵201可拆卸连接在引水管202的底端，引水管202包括沿引水管202的轴线方向可拆卸连接的多个引水管单元221。

在本发明实施例中，通过将海水提升泵201和引水管202可拆卸的安装在桁架桩腿上，不需要专门制作塔架和升降装置，也不需要专门的升降控制系统，结构简单，成本较低；海水提升泵201和引水管202安装在桁架桩腿上，不易产生安全问题，可靠性好；不需要专门制作塔架、升降装置和升降控制系统，体积和重量小，不占用平台甲板面积和可变载荷；不需要专门制作塔架、升降装置和升降控制系统，且海水提升泵201安装在引水管202的底端，使得维修方便。另外，海水提升泵201和引水管202安装在桁架桩腿上，当桁架桩腿插入海床后海洋平台本体逐渐完全脱离海面，海洋平台无法通过海洋平台本体的海水泵和海底门将海水输送到海洋平台上，而此时海水提升泵201跟随桩腿下降到海面以下，可以给海洋平台本体及时输送海水，节约了升降塔架的时间，提高了海洋平台的作业效率。引水管202的长度可以根据海洋平台不同的工作水深和桩腿入泥深度确定，通过引水管单元221的组合来实现，保证海水提升泵201在海面以下，避免因海水提升泵201在水下过深，海水污浊，海生物和杂物众多，影响海水提升泵201的使用寿命和海水的质量，从而避免影响海洋平台上其他设备的正常运行。

在本发明实施例中，弦杆101、支撑杆102和齿条103构成桁架桩腿的主体部分，用于实现平台升降。

在本发明实施例中，引水管202沿着平行于弦杆101的长度方向可拆卸安装在支撑杆102上是指，引水管202可拆卸安装在支撑杆102上，且引水管202与弦杆101平行布置。另外，在本发明实施例中，齿条103也是沿着弦杆101的长度方向布置的。

在本发明实施例中，引水管202的顶端可以和弦杆101的顶端相距较近，引水管202的底端与弦杆101的底端相距较远，也即距离桩靴较远，避免海水提升泵201内吸入泥沙。

其中，引水管202的顶端是指远离桁架桩腿所连接的桩靴100的一端，引水管202的底端是指靠近桁架桩腿所连接的桩靴100的一端。

图2是图1中A的局部放大示意图，图3是本发明实施例提供的引水管单元221的结构示意图，参见图2和图3，引水管单元221的侧壁上设置有至少一个与引水管单元221连通的引水法兰222，引水法兰222上可拆卸连接有引水法兰堵板223。海洋平台升起来后，操作者拆卸高度适合操作的引水法兰堵板223，安装上带法兰接口的软管，软管的另一端插入海洋平台本体内，实现海水提升。

如图3所示，引水管单元221的侧壁和引水法兰222之间连接有出水管，该出水管的一端设置有引水法兰222，该出水管的另一端与引水管单元221连通，从而实现海水通过该引水法兰222进入连接的软管。在其他实现方式中，还可以直接在引水管单元221的侧壁上设置该引水法兰222，引水法兰222与引水管单元221连通，从而实现海水通过该引水法兰222进入连接的软管。

在本发明实施例中，引水法兰222出口方向朝桩腿外侧，方便操作者拆装引水法兰堵板223和软管。其中，引水法兰222出口方向朝桩腿外侧是指，引水法兰222设置在引水管202的距离桩腿外部最近的一方的侧面上，桩腿外部为前述至少三根弦杆101围成的空间的外部。

图4是本发明实施例提供的一种引水法兰堵板223的结构示意图，参见图4，引水法兰堵板223为圆形，圆形的引水法兰堵板223上设置有一圈连接孔223A，用于与引水法兰222连接。采用圆形的引水法兰堵板方便与引水法兰配合。当然在其他实施例中，引水法兰堵板也可以为其他形状，例如矩形等。

相应地，引水法兰222上也布置有一圈连接孔，引水法兰222和引水法兰堵板223通过螺栓、螺母可拆卸的连接。

在本发明实施例中，引水法兰堵板223(或引水法兰222)上的一圈连接孔均匀间隔分布，数量可以为5-10个，例如8个，一方面能够满足连接和密封需求，另一方面也不会因为数量过多导致拆装不便。

在本发明实施例中，当引水管单元221的侧壁上设置有两个或多个引水法兰222时，相邻两个引水法兰222的间距为1-2m，这样能够保证桩腿升降到任何位置，操作者都能够方便地选择引水法兰222连接软管。

在本发明实施例中，引水管单元221的长度为5-6m，便于引水管单元221的制作、安装、拆卸和存放。

按照上述间距和长度设计引水管单元221，则每个引水管单元221上布置有3-4个引水法兰222。

再次参见图3，引水管单元221的两端均设置有连接法兰221A。该连接法兰221A上设置有一圈孔221B。引水管202由至少两个引水管单元221沿引水管202轴线方向依次连接，相邻的两个引水管单元221之间通过螺栓、螺母可拆卸的连接。连接法兰221A上的一圈孔均匀间隔分布，数量可以为5-10个，例如8个，一方面能够满足连接和密封需求，另一方面也不会因为数量过多导致拆装不便。

在本发明实施例中，引水管202的底端可拆卸连接有海水提升泵201。具体地，海水提升泵201与引水管202中位于底端的引水管单元221的连接法兰221A连接，具体地可以通过螺栓、螺母实现海水提升泵201与引水管单元221的连接法兰221A的连接。

在本发明实施例中，引水管202的顶端连接有引水管堵板224。具体地，引水管堵板224与引水管202中位于顶端的引水管单元221的连接法兰221A连接。

其中，引水管堵板224和引水管单元221的连接法兰221A的连接方式包括如下两种：第一种通过螺栓、螺母可拆卸的连接引水管堵板224和引水管单元221的连接法兰221A，采用这种方式实现时，引水管堵板224可拆卸布置，使得软管还可以连接到引水管202的顶端。第二种直接将引水管堵板224焊接在引水管单元221的连接法兰221A上，采用这种方式实现时，软管只能与引水法兰222连接。

在本发明实施例中，引水管202与支撑杆102通过直角扣件300可拆卸连接，从而保证引水管202的固定性能以及拆装的便利程度。

具体地，沿着弦杆101的长度方向依次布置有支撑杆102，支撑杆102包括横撑杆，横撑杆的长度方向与弦杆101垂直。引水管单元221与桁架桩腿的横撑杆之间通过前述直角扣件300可拆卸的连接。

图5为本发明实施例提供的一种直角扣件300的结构示意图，参见图5，该直角扣件300包括第一连接部301和第二连接部302，第一连接部301和第二连接部302分别连接横撑杆和引水管202(具体是引水管202中的引水管单元221)。如图5所示，第一连接部301和第二连接部302分别从两个相互垂直的方向固定横撑杆和引水管202，从而保证引水管的稳固。

在本发明实施例中，桁架桩腿可以包括两个海水提升泵201和两根引水管202，每根引水管202连接一个海水提升泵201，通过设置两套海水提升泵201和引水管202，当其中一套损坏时，可以采用另一套进行海水提升，实现一主一备，防止海水提升泵201或引水管202出现故障时无法实现海水提升。

进一步地，两根引水管202可以设置连接在相同的横撑杆上，从而保证两根引水管202的间距较小，在更换时，便于将软管从一根引水管上拆卸下来连接到另一根引水管上。

更进一步地，两根引水管202可以布置在横撑杆的中部，且两根引水管202对称设置在横撑杆的中心的两侧，两根引水管202的间距为横撑杆长度的1/30-1/20，从而方便软管更换。

在本发明实施例中，弦杆101也可以包括沿弦杆101的长度方向可拆卸连接的多个弦杆101单元，齿条103可以包括可拆卸连接的多个齿条单元。具体地，每个弦杆101单元和每个引水管单元221的长度相等，至少三个平行布置的弦杆101单元、齿条单元、引水管单元221和支撑杆102共同构成桁架桩腿的一个桩腿单元，此时除了引水管单元221是可以拆卸替换外，还可以直接对桩腿单元进行拆卸和替换，在对桩腿单元进行拆卸和替换时，既替换引水管单元221，也替换了弦杆101单元、齿条单元等。

在本发明实施例中，引水管202的总长度由海洋平台桩腿和桩靴的总长度、海洋平台工作区域的工作水深和桩腿入泥深度决定，根据引水管202长度需求，组合引水管单元221，保证海水提升泵201在海面以下即可。由若干节引水管单元221组合起来的引水管202的总长度需要保证海水提升泵201在海面以下2m左右，可以稳定的为平台提供清洁的海水。

其中，各个引水管单元221的结构相同，引水管202最底端的引水管单元221需要与海水提升泵201连接，最顶端的引水管单元221需要与引水管堵板224，其他引水管单元221的连接方式也完全相同，可任意组合互换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种桁架桩腿，所述桁架桩腿包括至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆，任意两根所述弦杆之间通过支撑杆连接，每根弦杆上设置有一根齿条，其特征在于，所述桁架桩腿还包括海水提升泵和引水管，所述引水管沿着平行于所述弦杆的长度方向可拆卸安装在所述支撑杆上，所述海水提升泵可拆卸连接在所述引水管的底端，所述引水管包括可拆卸连接的多个引水管单元，所述引水管单元的侧壁上设置有至少一个与所述引水管单元连通的引水法兰，所述引水法兰上可拆卸连接有引水法兰堵板；

所述支撑杆包括横撑杆，所述横撑杆的长度方向与所述弦杆垂直，所述引水管单元与所述横撑杆之间通过直角扣件可拆卸的连接，所述直角扣件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部分别连接所述横撑杆和所述引水管单元，所述第一连接部和所述第二连接部分别从两个相互垂直的方向固定所述横撑杆和所述引水管单元；所述第一连接部和所述第二连接部均包括底座和弧形扣，所述弧形扣的一端与所述底座铰接，所述弧形扣的另一端与所述底座通过螺栓可拆卸连接；

当所述引水管单元的侧壁上设置有两个或多个引水法兰时，相邻两个所述引水法兰的间距为1-2m，所述引水管单元的长度为5-6m。

2.根据权利要求1所述的桁架桩腿，其特征在于，所述引水法兰堵板为圆形，圆形的所述引水法兰堵板上设置有一圈连接孔。

3.根据权利要求1或2所述的桁架桩腿，其特征在于，所述引水管单元的两端均设置有连接法兰。

4.根据权利要求1或2所述的桁架桩腿，其特征在于，所述引水管的顶端连接有引水管堵板。

5.根据权利要求1或2所述的桁架桩腿，其特征在于，所述桁架桩腿包括两个海水提升泵和两根引水管，每根所述引水管连接一个海水提升泵。

6.根据权利要求1或2所述的桁架桩腿，其特征在于，所述弦杆包括可拆卸连接的多个弦杆单元。

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