CN111305200A - 一种自升式钻井平台的桩靴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋钻井平台技术领域，且公开了一种自升式钻井平台的桩靴，包括桩靴，所述桩靴内部的中部开设有中心空腔。该自升式钻井平台的桩靴，通过在桩靴的中心部位和两侧分别开设有中心空腔和侧面空腔，使得桩靴整体质量更轻，这样降低了桩靴在拔桩时的难度，通过在中心空腔和侧面空腔的内部设置有联动的机构，通过连接到平台的传动长杆的拉伸或者下压，使得桩靴内部两侧的侧杆能够收缩或者伸出，收缩时，可以降低桩靴在拔桩时的阻力，进一步降低拔桩难度，伸出时，可以在桩靴的两侧形成侧面的抓力结构，再结合底部的抓地刺，使得桩靴整体不仅能够稳稳的抓住海底，还提高了桩靴整体应对水平方向上的作用力的能力。
Description
技术领域
本发明涉及海洋钻井平台技术领域，具体为一种自升式钻井平台的桩靴。
背景技术
自升式钻井装置主要由平台主船体、桩腿和桩基，桩基又可分为插桩型、沉垫型和桩靴型，而桩靴作为直接与海底土壤接触的固定桩腿以及整个平台主船体的装置，将承受两者的所有重量以及平台上开采设备的重量，而桩靴需要插入海底土壤中对上面平台才能起到固定的作用，所以桩靴能否正常发挥它的作用将直接影响到钻井平台的正常工作，因此桩靴是关乎平台安全的重要结构，但是现有的桩靴在使用过程中始终存在以下问题：
现有的桩靴由于需要承受非常大的重量，而桩靴的结构又相对简单，所以为了使得桩靴能够承受更大的平台重量，就必须要加大桩靴的尺寸，而尺寸一旦加大，桩靴的整体重量就会加大，这样桩靴的入泥深度也会增加，桩入泥深度的增加又会导致后期拔桩的难度加大，并且由于桩腿在海底会受到洋流的冲击，这样就会带动桩靴在海底产生横向的滑动，由于现有的桩靴结构简单，只能通过增加桩靴的尺寸来增大桩靴的稳定性，而一旦其中一个桩靴滑动，由于现有的桩靴尺寸过大，运动起来惯性也会更大，产生的推动力也会更大，这样就会导致其他的桩靴跟着一起滑动，导致了桩腿也会受到一个水平作用力，严重了影响桩腿的承载力，并且一旦桩腿受到的水平作用力超过临界值，就会使得桩腿在短时间内发生弯折甚至断流，使得整个平台发生倾斜，存在了巨大的安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种自升式钻井平台的桩靴，具备重量较轻、抓地力更强、稳定性更好、安全性更高的优点，解决了上述背景技术中所提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种自升式钻井平台的桩靴，包括桩靴，所述桩靴内部的中部开设有中心空腔，所述桩靴内部位于中心空腔的两侧分别开设有侧面空腔，所述中心空腔和侧面空腔相连通，所述中心空腔的顶部开设有与传动长杆形状相吻合的圆柱开口，所述传动长杆通过圆柱开口与中心空腔的内部活动连接，所述传动长杆的底端固定连接有联动块，所述联动块在桩靴开设有侧面空腔的两侧固定安装有第一转轴，所述第一转轴上活动连接有联动杆，所述联动杆的一端活动连接有第二转轴，所述第二转轴的一端固定安装在推板的一侧，所述推板在背离第二转轴的一侧开设有第一滑槽，所述推板上位于第一滑槽的两端分别开设有通孔，所述推板上背离第二转轴的一侧内部等间距活动安装有三个第三转轴，三个所述第三转轴上活动连接有侧杆，所述侧面空腔内壁靠近桩靴外侧的一端分别固定安装有与侧杆尖端位置相对应的定位块，所述桩靴位于侧面空腔两侧分别开设有与定位块位置相对应的通槽，所述通槽与侧面空腔向连通，所述通槽靠近桩靴外壁一端的上部开设有与通槽连通的第二滑槽，所述第二滑槽内部活动放置有挡块，所述桩靴内在两个通槽之间分别开设有螺纹槽，所述螺纹槽内部螺纹连接有螺纹杆，所述第三转轴通过底端安装的滑块与第一滑槽活动连接，所述桩靴的底部固定安装有抓地刺。
优选的，所述桩靴的正面与侧面空腔相对应的位置分别通过合页块活动安装有门板，所述门板靠近桩靴正面中部的一侧通过螺母与桩靴正面活动连接的锁块。
优选的，所述第一转轴到联动块下表面的距离等于第二转轴到中心空腔内部下表面的距离，所述联动块的下表面与中心空腔内壁的下表面接触时联动杆正好处于水平状态，所述联动杆处于水平状态时第三转轴正好抵触到通槽的入口处。
优选的，所述侧杆与定位块接触的一端是具有倾斜向下的尖端，所述通槽也是倾斜向下的并且角度为三十度，所述挡块的底端也是尖端并且尖端的斜边与水平线之间的夹角大于通槽与水平线之间的夹角。
优选的，所述第一滑槽横截面的形状为凸字形，所述第一滑槽顶部的位置高于通槽向第一滑槽方向延长线与第一滑槽交点的位置。
优选的，所述螺纹杆所具有的螺纹长度小于侧面空腔内壁靠近桩靴外壁的一侧与桩靴外壁之间的长度，所述螺纹杆在完全拧入螺纹槽之后另一端与侧面空腔和中心空腔连通的一侧的内壁之间的距离小于推板的厚度。
本发明具备以下有益效果：
该自升式钻井平台的桩靴，通过在桩靴的中心部位和两侧分别开设有中心空腔和侧面空腔，使得桩靴整体质量更轻，这样降低了桩靴在拔桩时的难度，通过在中心空腔和侧面空腔的内部设置有联动的机构，通过连接到平台的传动长杆的拉伸或者下压，使得桩靴内部两侧的侧杆能够收缩或者伸出，收缩时，可以降低桩靴在拔桩时的阻力，进一步降低拔桩难度，伸出时，可以在桩靴的两侧形成侧面的抓力结构，再结合底部的抓地刺，使得桩靴整体不仅能够稳稳的抓住海底，还提高了桩靴整体应对水平方向上的作用力的能力，从而进一步提高桩靴的抓地力，提高了平台的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明结构使用前剖视示意图；
图2为本发明结构使用后剖视示意图；
图3为本发明结构推板结构示意图；
图4为本发明结构推板剖视示意图；
图5为本发明结构桩靴俯视示意图；
图6为本发明结构桩靴侧视示意图；
图7为本发明结构图1中A处放大示意图。
图中：1、桩靴；2、中心空腔；3、侧面空腔；4、传动长杆；5、联动块；6、第一转轴；7、联动杆；8、第二转轴；9、推板；10、第一滑槽；11、通孔；12、第三转轴；13、侧杆；14、定位块；15、通槽；16、第二滑槽；17、挡块；18、螺纹槽；19、螺纹杆；20、滑块；21、桩腿组杆；22、门板；23、合页块；24、锁块；25、抓地刺。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，一种自升式钻井平台的桩靴，包括桩靴1，桩靴1内部的中部开设有中心空腔2，桩靴1内部位于中心空腔2的两侧分别开设有侧面空腔3，中心空腔2和侧面空腔3相连通，中心空腔2的顶部开设有与传动长杆4形状相吻合的圆柱开口，传动长杆4通过圆柱开口与中心空腔2的内部活动连接，传动长杆4的底端固定连接有联动块5，联动块5在桩靴1开设有侧面空腔3的两侧固定安装有第一转轴6，第一转轴6上活动连接有联动杆7，联动杆7的一端活动连接有第二转轴8，第二转轴8的一端固定安装在推板9的一侧，推板9在背离第二转轴8的一侧开设有第一滑槽10，推板9上位于第一滑槽10的两端分别开设有通孔11，推板9上背离第二转轴8的一侧内部等间距活动安装有三个第三转轴12，三个第三转轴12上活动连接有侧杆13，侧面空腔3内壁靠近桩靴1外侧的一端分别固定安装有与侧杆13尖端位置相对应的定位块14，桩靴1位于侧面空腔3两侧分别开设有与定位块14位置相对应的通槽15，通槽15与侧面空腔3向连通，通槽15靠近桩靴1外壁一端的上部开设有与通槽15连通的第二滑槽16，第二滑槽16内部活动放置有挡块17，桩靴1内在两个通槽15之间分别开设有螺纹槽18，螺纹槽18内部螺纹连接有螺纹杆19，第三转轴12通过底端安装的滑块20与第一滑槽10活动连接，桩靴1的底部固定安装有抓地刺25。
其中，桩靴1的正面与侧面空腔3相对应的位置分别通过合页块23活动安装有门板22，门板22靠近桩靴1正面中部的一侧通过螺母与桩靴1正面活动连接的锁块24，这样当需要对桩靴1进行检修的时候，可以拧下锁块24上的螺母，打开门板22，对侧面空腔3内部的结构进行检修，必要时更可以拧下螺纹杆19，再将第二转轴8和推板9之间拆开，然后可以将推板9整体取出，更加方便对其进行维修，提高整个装置的可实行性以及使用寿命。
其中，第一转轴6到联动块5下表面的距离等于第二转轴8到中心空腔2内部下表面的距离，联动块5的下表面与中心空腔2内壁的下表面接触时联动杆7正好处于水平状态，联动杆7处于水平状态时第三转轴12正好抵触到通槽15的入口处，这样保证联动块5降到最低处也就是与中心空腔2内壁下表面接触时，联动杆7所能伸展的长度达到最大，保证了侧杆13与第三转轴12连接的根部刚好进入通槽15中，使得侧杆13的尖端伸出长度达到最大值，这样即使长时间使用使得中心空腔2内壁下表面发生磨损后，也不会由于联动杆7的过度伸展导致第三转轴12挤进通槽15的内部对其造成损伤，大大延长了该装置的使用寿命，从而降低了使用成本。
其中，侧杆13与定位块14接触的一端是具有倾斜向下的尖端，通槽15也是倾斜向下的并且角度为三十度，挡块17的底端也是尖端并且尖端的斜边与水平线之间的夹角大于通槽15与水平线之间的夹角，侧杆13的一端设置为尖端一方面是当侧杆13的尖端从通槽15中伸出之后能够很轻松的插入海床中，从而达到了对桩靴1侧方面的支撑效果，另一方面由于挡块17有更大角度的尖端，这样挡块17与通槽15下表面之间就具有一定的空隙，这样在侧杆13的尖端达到空隙时，可以利用空隙很轻松的顶开挡块17，使得侧杆13能够更加容易过穿过通槽15插入海床，而挡块17在侧杆13未插入之前是利用自身的重力自动关闭通槽15的，结合通槽15是倾斜向下的，很好的降低了海床中的泥沙进入装置中概率，进一步提高装置的可行性。
其中，第一滑槽10横截面的形状为凸字形，第一滑槽10顶部的位置高于通槽15向第一滑槽10方向延长线与第一滑槽10交点的位置，凸字形状的第一滑槽10可以很好保证滑块20在其中的固定位置，使得滑块20能够在第一滑槽10中正常滑动，而通槽15的延长线与第一滑槽10的交点是通槽15内部与第一滑槽10之间能够连接的最长的距离，这个距离的限制能够安全的保证滑块20在第一滑槽10内不超范围的滑动，从而能够保证侧杆13顺利的插入海床中，进一步提高了桩靴1侧方面的支撑效果。
其中，螺纹杆19所具有的螺纹长度小于侧面空腔3内壁靠近桩靴1外壁的一侧与桩靴1外壁之间的长度，螺纹杆19在完全拧入螺纹槽18之后另一端与侧面空腔3和中心空腔2连通的一侧的内壁之间的距离小于推板9的厚度，这样在螺纹杆19完全拧入之后能够保证螺纹杆19无螺纹的一端能够始终穿在通孔11内部，保证推板9在垂直方向上的相对位置保持固定，从而保证侧杆13能够顺利穿过通槽15插入海床，并且无螺纹的设计可以使得推板9能够无阻力的在螺纹杆19上移动也进一步体现了该装置的可行性。
工作时，由平台上设备带动桩腿组杆21向海底深入，使得桩靴1整体扎入海床内，然后通过平台上的驱动设备驱动传动长杆4向下移动，传动长杆4带动联动块5和第一转轴6向下移动，第一转轴6带动联动杆7在其上旋转，联动杆7的另一端则在第二转轴8上旋转，第一转轴6上活动安装的联动杆7会慢慢向两侧扩张，推动着第二转轴8向侧面空腔3内靠桩靴1外侧的方向移动，第二转轴8推动推板9向侧面水平移动，推板9通过第三转轴12推着侧杆13向通槽15中插入，当第三转轴12触碰到挡块17时，会将挡块17顶起，挡块17在第二滑槽16内向上移动，当第三转轴12在通槽15中移动时，由于杠杆作用的原理会带动第三转轴12上安装的滑块20在第一滑槽10内向上滑动，当联动块5的下表面接触到中心空腔2内壁的下表面时联动杆7正好处于水平状态，并且侧杆13与第三转轴12连接的一端也刚好移动到通槽15插入口的一端，完成对桩靴1在海床内部的固定，当需要对桩靴1进行检修维护时，可以拧下锁块24上固定的螺丝，使得门板22绕着合页块23旋转打开，然后拧下螺纹杆19，将推板9与第二转轴8拆开，便可以取出整个推板9，从而实现对桩靴1内部结构的检查。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种自升式钻井平台的桩靴，包括桩靴(1)，其特征在于：所述桩靴(1)内部的中部开设有中心空腔(2)，所述桩靴(1)内部位于中心空腔(2)的两侧分别开设有侧面空腔(3)，所述中心空腔(2)和侧面空腔(3)相连通，所述中心空腔(2)的顶部开设有与传动长杆(4)形状相吻合的圆柱开口，所述传动长杆(4)通过圆柱开口与中心空腔(2)的内部活动连接，所述传动长杆(4)的底端固定连接有联动块(5)，所述联动块(5)在桩靴(1)开设有侧面空腔(3)的两侧固定安装有第一转轴(6)，所述第一转轴(6)上活动连接有联动杆(7)，所述联动杆(7)的一端活动连接有第二转轴(8)，所述第二转轴(8)的一端固定安装在推板(9)的一侧，所述推板(9)在背离第二转轴(8)的一侧开设有第一滑槽(10)，所述推板(9)上位于第一滑槽(10)的两端分别开设有通孔(11)，所述推板(9)上背离第二转轴(8)的一侧内部等间距活动安装有三个第三转轴(12)，三个所述第三转轴(12)上活动连接有侧杆(13)，所述侧面空腔(3)内壁靠近桩靴(1)外侧的一端分别固定安装有与侧杆(13)尖端位置相对应的定位块(14)，所述桩靴(1)位于侧面空腔(3)两侧分别开设有与定位块(14)位置相对应的通槽(15)，所述通槽(15)与侧面空腔(3)向连通，所述通槽(15)靠近桩靴(1)外壁一端的上部开设有与通槽(15)连通的第二滑槽(16)，所述第二滑槽(16)内部活动放置有挡块(17)，所述桩靴(1)内在两个通槽(15)之间分别开设有螺纹槽(18)，所述螺纹槽(18)内部螺纹连接有螺纹杆(19)，所述第三转轴(12)通过底端安装的滑块(20)与第一滑槽(10)活动连接，所述桩靴(1)的底部固定安装有抓地刺(25)。
2.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台的桩靴，其特征在于：所述桩靴(1)的正面与侧面空腔(3)相对应的位置分别通过合页块(23)活动安装有门板(22)，所述门板(22)靠近桩靴(1)正面中部的一侧通过螺母与桩靴(1)正面活动连接的锁块(24)。
3.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台的桩靴，其特征在于：所述第一转轴(6)到联动块(5)下表面的距离等于第二转轴(8)到中心空腔(2)内部下表面的距离，所述联动块(5)的下表面与中心空腔(2)内壁的下表面接触时联动杆(7)正好处于水平状态，所述联动杆(7)处于水平状态时第三转轴(12)正好抵触到通槽(15)的入口处。
4.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台的桩靴，其特征在于：所述侧杆(13)与定位块(14)接触的一端是具有倾斜向下的尖端，所述通槽(15)也是倾斜向下的并且角度为三十度，所述挡块(17)的底端也是尖端并且尖端的斜边与水平线之间的夹角大于通槽(15)与水平线之间的夹角。
5.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台的桩靴，其特征在于：所述第一滑槽(10)横截面的形状为凸字形，所述第一滑槽(10)顶部的位置高于通槽(15)向第一滑槽(10)方向延长线与第一滑槽(10)交点的位置。
6.根据权利要求1所述的一种自升式钻井平台的桩靴，其特征在于：所述螺纹杆(19)所具有的螺纹长度小于侧面空腔(3)内壁靠近桩靴(1)外壁的一侧与桩靴(1)外壁之间的长度，所述螺纹杆(19)在完全拧入螺纹槽(18)之后另一端与侧面空腔(3)和中心空腔(2)连通的一侧的内壁之间的距离小于推板(9)的厚度。
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