CN107700451A - 一种圆柱桩腿 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱桩腿，属于海洋平台领域。所述圆柱桩腿包括桩腿筒体，所述桩腿筒体的底端用于与桩靴连接，所述圆柱桩腿还包括潜水泵、排水管和遥控阀门，所述桩腿筒体靠近底端的侧壁上设置有遥控阀门，所述遥控阀门用于控制所述桩腿筒体的内腔与所述桩腿筒体的外部是否连通，所述潜水泵设置在所述桩腿筒体的内腔的底部，所述排水管设置在所述桩腿筒体的内腔中，所述排水管的一端连接所述潜水泵，所述排水管的另一端由所述桩腿筒体的顶部伸出。自升式海洋平台准备站桩时，打开遥控阀门，让海水通过阀门进入桩腿内部，使桩腿内外的海水压力抵消，桩腿所受外部载荷减小，使得桩腿筒体的壁厚减小，桩腿重量减少，桩腿的制作成本和制作难度降低。

Description

一种圆柱桩腿

技术领域

本发明涉及海洋平台领域，特别涉及一种圆柱桩腿。

背景技术

自升式海洋平台依靠桩腿的支撑在海上作业，自航或拖航时需要收起桩腿。桩腿通常分为圆柱桩腿和桁架桩腿。圆柱桩腿因刚度好，抗环境载荷能力强，结构简单，造价便宜等优点广泛应用在工作水深65m以下的近海作业中。

圆柱桩腿在安装完成后，除了承受平台的重量、海床的支撑力和环境载荷外，圆柱桩腿在水下的部分还受到桩腿外海水对桩腿筒体的压力。为了避免桩腿外海水对桩腿筒体的压力造成圆柱桩腿出现变形等情况，需要增加桩腿筒体的壁厚。但是随着桩腿筒体的壁厚的增加，势必会造成桩腿的重量和尺寸的增加，进而增加了桩腿筒体的制作难度和成本。

发明内容

为了解决现有技术中桩腿筒体的壁厚的增加，势必会造成桩腿的重量和尺寸的增加，进而增加了桩腿筒体的制作难度和成本的问题，本发明实施例提供了一种圆柱桩腿。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种圆柱桩腿，所述圆柱桩腿包括桩腿筒体，所述桩腿筒体的底端用于与桩靴连接，所述圆柱桩腿还包括潜水泵、排水管和遥控阀门，所述桩腿筒体靠近底端的侧壁上设置有遥控阀门，所述遥控阀门用于控制所述桩腿筒体的内腔与所述桩腿筒体的外部是否连通，所述潜水泵设置在所述桩腿筒体的内腔的底部，所述排水管设置在所述桩腿筒体的内腔中，所述排水管的一端连接所述潜水泵，所述排水管的另一端由所述桩腿筒体的顶部伸出。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述桩腿筒体上设有至少两个遥控阀门，所述至少两个遥控阀门间隔布置在所述桩腿筒体的侧壁上，且所述至少两个遥控阀门布置在所述桩腿筒体的同一高度上。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述桩腿筒体的内腔中设置有至少两个潜水泵和至少两根排水管，每个潜水泵分别连接一根排水管。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述桩腿筒体包括多个筒体单元，所述多个筒体单元沿所述桩腿筒体的轴线方向依次连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个筒体单元中的每个筒体单元的长度均为5-6m。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述每个筒体单元的中部设置有维修平台，所述维修平台设置在筒体单元的内腔中，所述维修平台的外壁与所述筒体单元的内壁连接，且所述维修平台与所述筒体单元的轴线垂直，所述维修平台上开孔。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述孔包括供维修人员上下通过的人孔和供所述排水管通过的管孔。

在本发明实施例的另一种实现方式中，任意相邻的两个所述维修平台之间设置有内部直梯，所述内部直梯的下端固定在相邻的两个所述维修平台中处于下方的维修平台上，所述内部直梯的上端固定在相邻的两个所述维修平台中处于上方的维修平台的人孔的侧壁上。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆柱桩腿为齿轮齿条升降圆柱桩腿，所述每个筒体单元的外壁上设置有齿条单元。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆柱桩腿还包括内部支撑件，所述内部支撑件的两端固定在所述筒体单元的内壁上，所述维修平台固定在所述内部支撑件上。

在本发明实施例的另一种实现方式中，位于所述桩腿筒体的顶部的筒体单元的远离所述桩靴的一端端面设置有维修平台，所述维修平台上开孔。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述孔包括供维修人员上下通过的人孔和供所述排水管通过的管孔。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述人孔上可拆卸设置有人孔盖。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆柱桩腿为液压插销升降圆柱桩腿，所述液压插销升降圆柱桩腿的桩腿筒体上设置有插销孔，所述桩腿筒体的内壁对应插销孔的位置插销孔密封盒，所述插销孔密封盒与对应的插销孔连通，并将对应的插销孔与所述桩腿筒体的内腔隔离开。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在本发明实例中，通过在桩腿筒体的底部设置遥控阀门和潜水泵，遥控阀门位于桩腿筒体的侧壁上，潜水泵位于桩腿筒体的腔内，潜水泵连接排水管从桩腿筒体的顶部伸出，当自升式海洋平台准备站桩时，打开遥控阀门，让海水通过阀门进入桩腿内部，使桩腿内外的海水压力抵消，桩腿所受外部载荷减小，桩腿的刚性增加，使得桩腿筒体的壁厚减小，桩腿重量减少，桩腿的制作成本和制作难度降低，同时升降系统的成本也相应的降低；当自升式海洋平台需要配载调平时，关闭遥控阀门后根据每个桩腿的负载情况用潜水泵对对应桩腿内的海水进行排放调配，使每个桩腿的负载尽可能接近，增加平台的稳性；当自升式海洋平台拔桩时，打开遥控阀门，使腿内的海水通过遥控阀门流出，减少平台拔桩阻力；平台站桩时，潜水泵和引水管兼做海水提升装置的作用，不需要配备专门的海水提升装置，利用潜水泵和引水管可根据需要将海水输送到平台本体上供平台使用，降低了成本，也节省了甲板面积和平台可变载荷。

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圆柱桩腿的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的圆柱桩腿的内部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种引水管的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种维修平台的结构示意图。

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圆柱桩腿的结构示意图，图2是图1示出的圆柱桩腿的内部结构示意图，参见图1和2，该圆柱桩腿包括桩腿筒体100、潜水泵11、排水管12和遥控阀门13，所述桩腿筒体100的底端用于与桩靴200连接，所述桩腿筒体100靠近底端的侧壁上设置有遥控阀门13，所述遥控阀门13用于控制所述桩腿筒体100的内腔与所述桩腿筒体100的外部是否连通，所述潜水泵11设置在所述桩腿筒体100的内腔的底部，所述排水管12设置在所述桩腿筒体100的内腔中，所述排水管12的一端连接所述潜水泵11，所述排水管12的另一端由所述桩腿筒体100的顶部伸出。

在本发明实例中，通过在桩腿筒体100靠近底端的侧壁上设置有遥控阀门13，保证桩腿安装后遥控阀门13位于水下，潜水泵11位于桩腿筒体100的腔内，潜水泵11连接排水管12从桩腿筒体100的顶部伸出，当自升式海洋平台准备站桩时，打开遥控阀门13，让海水通过阀门进入桩腿内部，使桩腿内外的海水压力抵消，桩腿所受外部载荷减小，桩腿的刚性增加，使得桩腿筒体100的壁厚减小，桩腿重量减少，桩腿的制作成本和制作难度降低，同时升降系统的成本也相应的降低。

当自升式海洋平台需要配载调平时，关闭遥控阀门13后根据每个桩腿的负载情况用潜水泵11对对应桩腿内的海水进行排放调配，使每个桩腿的负载尽可能接近，增加平台的稳性；当自升式海洋平台拔桩时，打开遥控阀门13，使腿内的海水通过遥控阀门13流出，减少平台拔桩阻力；平台站桩时，潜水泵11和引水管兼做海水提升装置的作用，不需要配备专门的海水提升装置，利用潜水泵11和引水管可根据需要将海水输送到平台本体上供平台使用，降低了成本，也节省了甲板面积和平台可变载荷。

在本发明实施例中，桩腿筒体100的侧壁上开设有安装遥控阀门13的安装孔，该安装孔通常为圆形通孔，遥控阀门13的一端安装在安装孔上，而遥控阀门13的另一端既可以设置在桩腿筒体100外，也可以设置在桩腿筒体100内。遥控阀门13的安装高度应大于桩腿入泥深度。其中，高度是指遥控阀门13距离桩腿筒体100的底端的距离。

在本发明实施例的中，所述桩腿筒体100上设有至少两个遥控阀门13，所述至少两个遥控阀门13间隔布置在所述桩腿筒体100的侧壁上，且所述至少两个遥控阀门布置在所述桩腿筒体的同一高度上。所述遥控阀门13的打开和关闭用来控制桩腿内部与外部海水相通或者隔离，设计至少两个遥控阀门13可以互为备份。

由于设置遥控阀门13需要在桩腿筒体100的侧壁上开设安装孔，所以遥控阀门13优选均匀间隔分布在桩腿筒体100的周向上，例如当设置两个遥控阀门13时，两个遥控阀门13在桩腿筒体100的侧壁上呈180°对称布置。

在本发明实施例中，所述桩腿筒体100的内腔中设置有至少两个潜水泵11和至少两根排水管12，每个潜水泵11分别连接一根排水管12，设计至少两个潜水泵11可以互为备份。

潜水泵11和排水管12用来将桩腿内的海水排放到桩腿外，所述潜水泵11的流通方向(水的流向)与所述遥控阀门13的流通方向呈90°设置。至少两个潜水泵11在桩腿筒体100内沿桩腿筒体的周向均匀间隔分布，例如当设置两个潜水泵11时，两个潜水泵11呈180°对称布置。

其中，潜水泵11的安装高度可以大于桩腿入泥深度。

在本发明实施例中，排水管12与所述潜水泵11通过螺栓可拆卸的相连，排水管12沿桩腿筒体100内部向上伸出，将桩腿内的海水排出桩腿或者输送到海洋平台本体上。

具体地，排水管12与潜水泵11的法兰连接，排水管12末端带有弯头，便于海水海外或者海水通过管路输送到平台本体上。

在本发明实施例中，所述桩腿筒体100包括多个筒体单元101，所述多个筒体单元101沿所述桩腿筒体100的轴线方向依次连接。桩腿筒体100由若干相同的筒体单元101焊接而成，提高了桩腿筒体100的制作效率和互换性。

在本发明实施例的一种实现方式中，多个筒体单元101中的每个筒体单元101的长度均为5-6m，多个筒体单元101的长度相等，便于制作量产。

所述圆柱桩腿由若干段相同长度的筒体单元沿桩腿长度方向焊接连接，最后一段与桩靴200焊接连接，最后一段桩腿单元内安装有潜水泵11和遥控阀门13。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述圆柱桩腿为齿轮齿条升降圆柱桩腿，所述每个筒体单元101的外壁上设置有齿条单元102，每个筒体单元101外对应设置有齿条单元102。齿条单元102的长度与筒体单元101的长度相等，也为5-6m。

在本发明实施例中，每个筒体单元101的外壁上既可以布置2根齿条单元102，也可以根据需要设置为3根或3根以上齿条单元102。

在本发明实施例中，齿条单元102可以通过焊接的方式安装在筒体单元101外侧壁上。

图3是本发明实施例提供的一种引水管的结构示意图，参见图3，排水管12也包括多个排水管单元120，每个排水管单元120对应一个筒体单元101。

每个排水管单元120的两端布置有法兰120A，相邻两个排水管单元120通过法兰120A连接，最下端的排水管单元120通过法兰120A和潜水泵11连接，最上端的排水管单元120通过法兰120A和弯头120B连接。法兰120A采用螺栓可拆卸连接。

排水管单元120的长度与筒体单元的长度相等，也为5-6m。

多个筒体单元安装时需要保证，需要保证多个齿条单元在一条直线上，多个排水管单元在一条直线上，从而组成齿条和排水管。

在本发明实施例中，每个筒体单元101的中部设置有维修平台110，维修平台110设置在筒体单元101的内腔中，维修平台110的外壁与筒体单元101的内壁连接，且维修平台1101与筒体单元101的轴线垂直，所述维修平台110上开孔，用于通过排水管以及海水。

图4为本发明实施例提供的一种维修平台的结构示意图，参见图4，维修平台110具体为一个设孔的圆形板，孔包括供维修人员上下通过的人孔110A和供排水管12通过的管孔110B。

更具体地，任意相邻的两个所述维修平台110之间设置有内部直梯111，所述内部直梯111的下端固定在相邻的两个所述维修平台110中处于下方的维修平台110上，所述内部直梯111的上端固定在相邻的两个所述维修平台110中处于上方的维修平台110的人孔110A的侧壁上。圆柱桩腿内部检修和维护困难，维修平台110和内部直梯111便于桩腿内部的检修和维护。内部直梯111与筒体单元的维修平台110焊接连接，供维修人员上下使用。

为了方便内部直梯111的布置，相邻两个维修平台110上的人孔110A交错设置，其中交错设置是指相邻两个维修平台110上的人孔110A在桩靴200顶面上的投影不重叠，优选可以是完全不相交。

进一步地，所述圆柱桩腿还包括内部支撑件112，所述内部支撑件112的两端固定在所述筒体单元101的内壁上，所述维修平台110固定在所述内部支撑件112上，内部支撑件112对维修平台110起到支撑作用。

内部支撑件112设置的方向可以如下：内部支撑件112的两端对应齿条设置，以承受齿条所受的径向载荷。内部支撑件112的数量与齿条数量对应，例如，当设置一对对称布置的齿条时，内部支撑件112设置1对即可，当设置一对非对称布置的齿条时，内部支撑件需要设置2对。1对内部支撑件112包括平行间隔设置的两个内部支撑件112。

进一步地，除了在筒体单元10中部设置维修平台外，位于所述桩腿筒体100的顶部的筒体单元101的远离所述桩靴200的一端端面设置有维修平台110，所述维修平台110上开孔。

其中，位于所述桩腿筒体100的顶部的筒体单元101的远离所述桩靴200的一端端面设置有维修平台110上的孔与其他维修平台110上的孔大致相同，包括供维修人员上下通过的人孔110A和供所述排水管通过的管孔110B。不同的是，该人孔110A上可拆卸设置有人孔盖。

其中，管孔110B可以设置在1对内部支撑件112之间。

在本发明实施例中，维修平台110采用花纹钢板制作，具体设置在前述所述内部支撑件上。也即内部支撑件上设置在维修平台110的底面，具体可以焊接相连。内部支撑件除了承受齿条所受的径向载荷外，还可以对维修平台110进行支撑，所以内部支撑件的两端分别固定在筒体单元101的侧壁上，其长度方向与筒体单元101的轴线垂直。

在本发明实施例中，所述维修平台110上的人孔110A为不小于400mm×600mm的腰形孔。

在本发明实施例中，维修平台110和筒体单元101、排水管单元120均固定在一起，例如焊接。

在本发明实施例中，遥控阀门13可以为电控阀门或者液控阀门等，遥控阀门13可连接一根控制线或者控制管路到海洋平台，以实现在平台上对该遥控阀门13的开关控制。

具体地，控制线或者控制管路从桩腿筒体100内部伸出到海洋平台，具体布置时可以和排水管12布置在一起，即与排水管12并排设置，穿过维修平台110的管孔110B。

相应地，潜水泵11的电线同样可以从桩腿筒体100内部伸出到海洋平台，具体布置方式与前述控制线或者控制管路相同。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆柱桩腿为液压插销升降圆柱桩腿。

当圆柱桩腿为液压插销升降圆柱桩腿时，圆柱桩腿结构与齿轮齿条升降圆柱桩腿的区别仅在于，不设置齿条，而在桩腿筒体的侧壁上设置插销孔。

具体地，所述圆柱桩腿为液压插销升降圆柱桩腿，所述液压插销升降圆柱桩腿的桩腿筒体上设置有插销孔，所述桩腿筒体的内壁对应插销孔的位置插销孔密封盒，所述插销孔密封盒与对应的插销孔连通，并将对应的插销孔与所述桩腿筒体的内腔隔离开。

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 (10)

1.一种圆柱桩腿，所述圆柱桩腿包括桩腿筒体，所述桩腿筒体的底端用于与桩靴连接，其特征在于，所述圆柱桩腿还包括潜水泵、排水管和遥控阀门，所述桩腿筒体靠近底端的侧壁上设置有遥控阀门，所述遥控阀门用于控制所述桩腿筒体的内腔与所述桩腿筒体的外部是否连通，所述潜水泵设置在所述桩腿筒体的内腔的底部，所述排水管设置在所述桩腿筒体的内腔中，所述排水管的一端连接所述潜水泵，所述排水管的另一端由所述桩腿筒体的顶部伸出。

2.根据权利要求1所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述桩腿筒体上设有至少两个遥控阀门，所述至少两个遥控阀门间隔布置在所述桩腿筒体的侧壁上，且所述至少两个遥控阀门布置在所述桩腿筒体的同一高度上。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述桩腿筒体的内腔中设置有至少两个潜水泵和至少两根排水管，每个潜水泵分别连接一根排水管。

4.根据权利要求1或2所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述桩腿筒体包括多个筒体单元，所述多个筒体单元沿所述桩腿筒体的轴线方向依次连接。

5.根据权利要求4所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述多个筒体单元中的每个筒体单元的长度均为5-6m。

6.根据权利要求4所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述每个筒体单元的中部设置有维修平台，所述维修平台设置在筒体单元的内腔中，所述维修平台的外壁与所述筒体单元的内壁连接，且所述维修平台与所述筒体单元的轴线垂直，所述维修平台上开孔。

7.根据权利要求6所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述孔包括供维修人员上下通过的人孔和供所述排水管通过的管孔。

8.根据权利要求7所述的圆柱桩腿，其特征在于，任意相邻的两个所述维修平台之间设置有内部直梯，所述内部直梯的下端固定在相邻的两个所述维修平台中处于下方的维修平台上，所述内部直梯的上端固定在相邻的两个所述维修平台中处于上方的维修平台的人孔的侧壁上。

9.根据权利要求6所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述圆柱桩腿还包括内部支撑件，所述内部支撑件的两端固定在所述筒体单元的内壁上，所述维修平台固定在所述内部支撑件上。

10.根据权利要求1或2所述的圆柱桩腿，其特征在于，所述圆柱桩腿为液压插销升降圆柱桩腿，所述液压插销升降圆柱桩腿的桩腿筒体上设置有插销孔，所述桩腿筒体的内壁对应插销孔的位置插销孔密封盒，所述插销孔密封盒与对应的插销孔连通，并将对应的插销孔与所述桩腿筒体的内腔隔离开。