CN113356171A - 一种自升式勘探平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种自升式勘探平台，包括平台、桩腿、桩靴、升降装置和冲桩系统；所述桩腿安装在所述平台上，所述桩靴设置在所述桩腿的下端；所述升降装置设置在所述平台上，以控制所述桩腿相对所述平台升降；所述冲桩系统设置在所述桩腿上，以冲散所述桩靴和/或所述桩腿上的覆盖物。本发明，通过设置升降装置可使平台适用于不同海况的勘探作业，且在不同使用模式的切换下，操作简单，作业安全可靠；整个勘探平台不受水流以及潮汐变化的影响，能够显著提高勘探工作质量、提高工作效率和提高安全保障；在桩腿上设置冲桩系统可将桩靴上附着的淤泥冲散，减少拔桩阻力，提高拔桩效率和设备安全性。

Description

一种自升式勘探平台

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种自升式勘探平台。

背景技术

海上风、浪、潮、流诸多因素综合影响，使海上勘探环境复杂多变，不同海域的勘探作业环境相差很大，海域水面宽阔、海域水深变化大、波涌浪起伏较大、海水流速较快，复杂海况使海上工程勘探面临较多技术难题。

现有的，公告号为CN105113985B的中国专利公开了一种用于特殊区域的勘探平台系统，它包括动力系统、勘探平台和钻探系统。这种用于特殊区域的勘探平台系统虽然合理利用空间，并能适应在大面积的浮淤、沼泽、浅滩等特殊区域勘探作业，但如果通过浮箱在特殊区域浮起后，会因为水的流动造成勘探平台上下起伏波动，无法继续进行探勘作业。

现有的，公告号为CN101643110B的中国专利公开了一种单侧悬臂式水上勘探平台系统，包括工作船，所述工作船上设多个锚机；当海平面有较大波动的时候，勘探平台随着工作船上浮或下降，这时没有足够的空间和时间来增减保护套管，从而容易降低海上勘探的精度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自升式勘探平台，旨在解决现有技术中勘探平台容易受水流以及潮汐变化的影响，造成勘探作业效率低下、工作质量低、安全性能差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种自升式勘探平台，包括平台、桩腿、桩靴、升降装置和冲桩系统；所述桩腿安装在所述平台上，所述桩靴设置在所述桩腿的下端；所述升降装置设置在所述平台上，以控制所述桩腿相对所述平台升降；所述冲桩系统设置在所述桩腿上，以冲散所述桩靴和/或所述桩腿上的覆盖物。可适用于不同海况的勘探作业，操作简单，作业安全可靠，不受水流以及潮汐变化的影响，能够显著提高勘探工作质量、提高工作效率和提高安全保障。

优选地，所述冲桩系统包括：

冲桩泵；

冲桩管道，其安装在所述桩腿上、且输入端与所述冲桩泵的输出端相互连通，所述冲桩管道开设有开口；

防护罩，其包括壳体和开闭结构，所述壳体开设有进水口和出水口，所述壳体安装在所述开口处、且所述进水口与所述开口相互连通，所述开闭结构可滑动地设置在所述壳体内、且用于控制所述出水口和/或所述进水口的开闭。避免外部的水或者土体进入到冲桩管道内、造成堵塞，从而影响后面的冲桩效果、造成拔桩困难，进而降低拔桩作业失效、甚至无法完成拔桩作业。

优选地，所述开闭结构包括滑块和弹性阻尼回弹装置，所述滑块包括滑杆和设置在所述滑杆上的隔板，所述隔板将所述壳体内部分割为第一空腔和第二空腔；所述进水口包括第一进水孔和第二进水孔，所述第一进水孔和所述第二进水孔分别与所述第一空腔和所述第二空腔相互连通，所述出水口与所述第二空腔相互连通；所述弹性阻尼回弹装置位于所述第二空腔内、且控制所述出水口和/或所述第二进水孔的开闭。通过冲桩泵的开启或闭合来控制第二进水孔的开闭，无需单独控制开闭结构。

优选地，所述弹性阻尼回弹装置包括弹簧和内筒，所述内筒的外壁与所述壳体的内壁相贴合，所述弹簧的两端分别抵于所述内筒的内顶面和所述壳体的内端面，所述滑杆靠近所述第二进水孔的一端抵于所述内筒的外端面。结构简单，利用弹簧自身的弹力即可实现内筒的移动，进而开启或闭合出水口或进水口。

优选地，所述壳体包括壳身和分别安装在所述壳身两端的前端盖和后端盖；所述后端盖的内端面设置有第一定位柱，所述内筒的内端面设置有与所述第一定位柱相对应的第二定位柱，所述弹簧套设在所述第一定位柱和所述第二定位柱上。可用于定位弹簧、限制弹簧，防止弹簧在压缩和伸展过程中偏离失效，甚至造成变形。

优选地，所述壳体的内壁在所述第一进水孔和所述第二进水孔之间设置有用于限制所述内筒的第一限位台阶；所述壳体的内壁在所述第一进水孔和所述第二进水孔之间设置有用于限制所述隔板的第二限位台阶。通过第一限位台阶限制内筒的移动、第二限位台阶限制隔板的移动，实施起来较为方便，且更能保证内筒的移动距离。

优选地，所述冲桩管道包括主管道和多条与所述主管道相连通的出水管道，每条所述出水管道均开设有所述开口，每个所述开口处均安装有所述防护罩。可减少冲桩管道外露在桩腿外部。

优选地，每条所述出水管道上均设置有流量测量装置和调速阀；所述流量测量装置与冲桩控制系统数据连接，所述冲桩控制系统用于接收所述流量测量装置的数据并控制所述调速阀。避免冲桩、拔桩过程中发生的偏载，确保施工的安全性。

优选地，所述出水管道盘绕在上桩腿的外壁，所述桩靴与所述桩腿连接处的上方和下方各至少设置有一条所述出水管道，所述出水管道绕所述桩腿的中心均匀开设有多个所述开口。减少拔桩阻力，均匀冲散覆盖在桩靴、桩腿上的淤泥，提高冲散淤泥的效率。

优选地，所述桩靴可拆卸地安装在所述桩腿上，所述平台在靠近所述桩腿处设有凹槽；当所述桩腿未插入海底时，所述桩靴藏匿于所述凹槽内。可提供放置、藏匿桩靴的位置。

优选地，所述桩靴包括至少一块顶板，所述顶板的上端与所述桩腿可拆卸连接，且所述顶板向外倾斜。控制桩腿的入泥深度，提高平台整体的适应性。

优选地，所述平台上设置有锚泊定位系统，所述锚泊定位系统包括锚具、绞车和锚索，所述绞车安装在所述平台的锚泊定位点上，所述绞车上的锚索通过导缆器连接所述锚具。实现平台在小范围内移动，定位效果精准，保证勘探质量等效果。

优选地，所述平台相对的两侧均安装有全回转推进器。可调整平台位置，辅助实现平台在小范围内的移动。

本发明一种自升式勘探平台，至少具有以下有益效果：通过设置升降装置可使平台适用于不同海况的勘探作业，且在不同使用模式的切换下，操作简单，作业安全可靠；整个勘探平台不受水流以及潮汐变化的影响，能够显著提高勘探工作质量、提高工作效率和提高安全保障；在桩腿上设置冲桩系统可将桩靴上附着的淤泥冲散，减少拔桩阻力，提高拔桩效率和设备安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自升式勘探平台的侧视结构示意图；

图2为本发明自升式勘探平台的俯视结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为本发明平台的侧视结构示意图；

图5为本发明桩靴与桩腿的装配结构示意图；

图6为本发明冲桩系统、桩靴及桩腿的装配结构示意图；

图7为图6中B部分的局部放大示意图；

图8为本发明冲桩管道与橡胶套之间的装配结构示意图；

图9为本发明冲桩管道与橡胶套之间另一角度的装配结构示意图；

图10为本发明防护罩的结构示意图；

图11为本发明防护罩的剖面结构示意图；

图12为本发明壳体的剖面结构示意图；

图13为本发明开闭结构的爆炸结构示意图。

附图中：1-平台、11-凹槽、2-桩腿、3-桩靴、31-顶板、4-升降装置、51-冲桩泵、52-冲桩管道、521-开口、522-主管道、523-出水管道、53-防护罩、531-壳体、5311-进水口、53111-第一进水孔、53112-第二进水孔、5312-出水口、5313-第一空腔、5314-第二空腔、5315-第一限位台阶、5316-壳身、5317-前端盖、5318-后端盖、53181-第一定位柱、5319-第二限位台阶、532-开闭结构、5321-滑块、53211-滑杆、53212-隔板、5322-弹性阻尼回弹装置、53221-弹簧、53222-内筒、532221-第二定位柱、54-橡胶套、57-由壬接头、58-流量测量装置、59-调速阀、6-锚泊定位系统、61-锚具、62-绞车、63-锚索、7-全回转推进器、8-吊机。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图13所示，一种自升式勘探平台1，包括平台1、桩腿2、桩靴3、升降装置4和冲桩系统；所述桩腿2安装在所述平台1上，所述桩靴3设置在所述桩腿2的下端；所述升降装置4设置在所述平台1上，以控制所述桩腿2相对所述平台1升降；所述冲桩系统设置在所述桩腿2上，以冲散所述桩靴3和/或所述桩腿2上的覆盖物。

平台1用于为勘探作业人员和勘探设备等提供场所，桩腿2用于插入海底，以将平台1升离水面；升降装置4设置在平台1上，用于将桩腿2插入至海底或将桩腿2从海底拔出；桩靴3用于控制桩腿2插入泥土中的深度，以及用于提高桩腿2和平台1的稳定性；冲桩系统用于冲散桩靴3上的覆盖物(如泥土等)，以方便桩腿2的升起。具体地，平台1主甲板下布置有多个舱体，其中包括压载舱、机舱和空舱；压载舱为放置压载水的船舱，用于调整平台1的重心位置、浮态和稳性；机舱用于放置平台1的各类控制设备等；空舱用于供工作人员使用，如放置生活用品、提供休息场所等；整个平台1结构强度大，保证了作业的安全性，满足了作业需求和工作人员的生活需求。平台1为长方体结构，在平台1的四个角处开设有用于供桩腿2穿过的通孔，故在平台1上设置有四根桩腿2；平台1上设置有四个升降装置4，每个升降装置4负责一条桩腿2的升降；当桩腿2需要插入海底时，每条桩腿2的下端均安装有桩靴3；每条桩腿2上均设置在冲桩系统，每个冲桩系统对应负责冲散相应桩腿2上的桩靴3的覆盖物。平台1的形状、结构和尺寸可根据勘探需求进行设置，而针对不同形状、不同机构以及不同尺寸的平台1，桩腿2的位置及数量可不同；桩腿2的数量可以是一个或多个。升降装置4的数量和位置随桩腿2的改变而改变，一般情况，每条桩腿2均设置一个升降装置4，达到每条桩腿2独立升降的效果；但是，可设置一个升降装置4同时控制多条桩腿2升降，或者是设置多个升降装置4负责同一桩腿2的升起或下降，在此不对升降装置4的数量做具体限定。另一方面，升降装置4可以为液压插销式升降装置4，即在平台1和桩腿2上开设对应的插销孔，桩腿2沿其轴线方向设置多个插销孔，将平台1和桩腿2上的插销孔对应，再插入销轴，使平台1和桩腿2固定，销轴插入在桩腿2的不同插销孔内则使桩腿2处于不同高度，桩腿2的升降依靠液压控制；除了液压插销式，还可以采用齿轮齿条传动、吊装等方式，在此不做具体限定。

平台1采用船体结构用钢，为全焊接钢制结构，采用单甲板纵骨架式；底部采用纵骨架式单层结构，每隔3～4个肋位设置强框架，纵向设置强桁材支撑强框架；平台1主甲板下布置8个压载舱和机舱，其余为空舱，结构强度大，保证了作业的安全性。平台1上设置有吊机8，吊机8用于吊装在海上作业过程中需要搬运的物体，包括所需使用的设备和海底作业收获的东西等。

当平台1处于较高海况时，通过升降装置4将桩腿2插入海底，使平台1升离水面，达到一定的气隙高度，平台1不受水流及潮汐变化的影响，能够显著提高勘探作业效率；当桩腿2插入海底时，桩靴3抵于海底，提高桩腿2的稳定性。在桩腿2上设置冲桩系统可将桩靴3上附着的淤泥冲散，减少拔桩阻力，提高拔桩效率和设备安全性。因此自升式勘探平台1可适用于不同海况的勘探作业，操作简单，作业安全可靠，不受水流以及潮汐变化的影响，能够显著提高勘探工作质量、提高工作效率和提高安全保障。

进一步地，所述冲桩系统包括：

冲桩泵51；

冲桩管道52，其安装在所述桩腿2上、且输入端与所述冲桩泵51的输出端相互连通，所述冲桩管道52开设有开口521；

防护罩53，其包括壳体531和开闭结构532，所述壳体531开设有进水口5311和出水口5312，所述壳体531安装在所述开口521处、且所述进水口5311与所述开口521相互连通，所述开闭结构532可滑动地设置在所述壳体531内、且用于控制所述出水口5312和/或所述进水口5311的开闭。

冲桩泵51为一种高压水泵，用于往冲桩管道52内泵入水，冲桩泵51可直接往冲桩管道52内泵入海水；冲桩泵51具体可设置在桩腿2的顶部。冲桩管道52安装在桩腿2上，冲桩管道52的首端(即输入端)通过高压由壬接头57与冲桩泵51连接，冲桩管道52的开口521处(即输出端)安装有防护罩53；冲桩管道52可直接焊接固定在桩腿2的内部，靠近桩靴3的管道延伸至桩腿2外部，位于桩腿2外部的冲桩管道52开设有开口521，开口521朝向桩靴3，冲桩管道52内的水可通过开口521排出。冲桩管道52采用无缝钢管组成，从冲桩泵51端流出使用的是管径较大的无缝钢管，在末端连接防护罩53的管道采用管径较小的无缝钢管，通过调节管径来增大冲桩水的压力，提高淤泥冲洗效果；冲桩管道52通过焊接方式固定在桩腿2内部，保证整个结构的安全性。防护罩53包括壳体531和开闭结构532，壳体531可以为中空的圆柱体结构，在壳体531的侧壁开设有进水口5311和出水口5312，壳体531安装在冲桩管道52的开口521处，开口521与进水口5311相互连通；冲桩管道52内的水可通过开口521和进水口5311进入到壳体531内，然后再通过出水口5312向外喷出。在壳体531内设置有开闭结构532，开闭结构532可滑动地设置在壳体531内，开闭结构532在壳体531内滑动时，可远离或靠近出水口5312和/或进水口5311；如，远离进水口5311时，可开启进水口5311，使冲桩管道52内部与壳体531内部相互连通；靠近进水口5311时可将进水口5311堵住，从而关闭进水口5311，冲桩管道52内部与壳体531内部不连通。在冲桩管道52的开口521处安装防护罩53，通过防护罩53内的开闭结构532实现进水口5311的开启或闭合，从而使冲桩管道52内的水可排出至防护罩53内或者堵住进水口5311，避免外部的水或者土体进入到冲桩管道52内、造成堵塞，从而影响后面的冲桩效果、造成拔桩困难，进而降低拔桩作业失效、甚至无法完成拔桩作业。防护罩53还能阻止泥沙进入冲桩管道52以及增大冲桩管到喷出的水的压强。防护罩53整体材料采用10CrMoAl，可以抵挡海水的腐蚀，提高了防护罩53的使用寿命，增强可靠性。

进一步地，所述开闭结构532包括滑块5321和弹性阻尼回弹装置5322，所述滑块5321包括滑杆53211和设置在所述滑杆53211上的隔板53212，所述隔板53212将所述壳体531内部分割为第一空腔5313和第二空腔5314；所述进水口5311包括第一进水孔53111和第二进水孔53112，所述第一进水孔53111和所述第二进水孔53112分别与所述第一空腔5313和所述第二空腔5314相互连通，所述出水口5312与所述第二空腔5314相互连通；所述弹性阻尼回弹装置5322位于所述第二空腔5314内、且控制所述出水口5312和/或所述第二进水孔53112的开闭。

开闭结构532包括滑块5321和弹性阻尼回弹装置5322，滑块5321包括滑杆53211和隔板53212，滑杆53211和隔板53212相互垂直，隔板53212外壁抵于壳体531的内壁，隔板53212的形状与壳体531内壁围设形成的截面形状一致；如壳体531为中空的圆柱体时，隔板53212为圆形板状；壳体531为中空的多边形柱体时，隔板53212为多边形板状。隔板53212将壳体531内部分割为第一空腔5313和第二空腔5314；第一进水孔53111和第二进水孔53112均与开口521相互连通，第一进水孔53111与第一空腔5313相互连通，第二进水孔53112与第二空腔5314相互连通。初始状态下，弹性阻尼回弹装置5322位于第二进水孔53112处，且堵住第二进水孔53112；通过冲桩泵51往冲桩管道52内泵入水，冲桩管道52内的水通过开口521和第一进水孔53111进入到第一空腔5313内；当第一空腔5313内灌入水时，水压会驱使隔板53212往第二进水孔53112一侧移动；然后滑杆53211抵住弹性阻尼回弹装置5322，使弹性阻尼回弹装置5322远离第二进水孔53112，使第二进水孔53112与第二空腔5314相互连通；冲桩管道52内的水可通过开口521和第二进水孔53112进入到第二空腔5314内，第二空腔5314内的水再通过出水口5312向外喷出，喷出后的水将覆盖在桩靴3上的泥土和海底沉积物冲散，从而便于桩靴3从海底沉积物中拔起；当冲桩泵51不往冲桩管道52内泵入水时，第一空腔5313内的水压降低，滑杆53211作用在弹性阻尼回弹装置5322上的力大大减小，弹性阻尼回弹装置5322由于自身的回弹作用可恢复至初始位置，即弹性阻尼回弹装置5322回弹后再次堵住第二进水孔53112，避免冲桩泵51不再泵入水时泥土或沉积物进入到第二空腔5314内、堵塞第二进水孔53112和开口521。开闭结构532如此设置，可以通过冲桩泵51的开启或闭合来控制第二进水孔53112的开闭，无需单独控制开闭结构532；即需要拔桩时，冲桩泵51开启，第一空腔5313泵入水后则开启第二进水孔53112，使冲桩管道52内的水可通过出水口5312向外喷出；停止冲桩，第二进水孔53112又能自动关闭，避免泥土堵塞。

滑杆53211贯穿隔板53212、且滑杆53211靠近第一进水孔53111的一端突出隔板53212。滑杆53211贯穿隔板53212，即滑杆53211的两端分别向隔板53212的两个端面突出；在没有开启冲桩泵51时，靠近第一进水孔53111的一端抵于壳体531的内端面，靠近第二进水孔53112的一端抵于弹性阻尼回弹装置5322。滑块5321结构如此设置，可以保证在没有开启冲桩泵51时，隔板53212不会在弹性阻尼回弹装置5322的作用下紧贴壳体531内端面，从而避免了第一空腔5313的体积为零、隔板53212堵住第一进水孔53111；因此可确保开启冲桩泵51时，弹性阻尼回弹装置5322可开启第二进水孔53112，保证冲桩过程的正常进行。

进一步地，所述弹性阻尼回弹装置5322包括弹簧53221和内筒53222，所述内筒53222的外壁与所述壳体531的内壁相贴合，所述弹簧53221的两端分别抵于所述内筒53222的内顶面和所述壳体531的内端面，所述滑杆53211靠近所述第二进水孔53112的一端抵于所述内筒53222的外端面。

内筒53222为中空的圆柱体结构，且一端开口521，具体为靠近滑块5321的一端为封闭端，远离滑块5321的一端为开口521端；内筒53222的形状与壳体531的形状一致，如壳体531为中空的圆柱体，内筒53222同样为圆柱体，内筒53222的外径等于或略大于壳体531的内径，使内筒53222的外壁可紧贴壳体531的内壁；弹簧53221的两端分别抵于内筒53222的内顶面和壳体531的内端面，弹簧53221伸展时，推动内筒53222往第一进水孔53111所在一侧移动；第一空腔5313灌入水时，滑块5321推动内筒53222往第二进水孔53112所在一侧移动，进而压缩弹簧53221。弹性阻尼回弹装置5322结构简单，利用弹簧53221自身的弹力即可实现内筒53222的移动，且内筒53222的外壁紧贴壳体531的内壁，使内筒53222在位于第二进水孔53112处时能完全堵住第二进水孔53112，避免淤泥或沉积物进入到冲桩管道52中。

更优地，在冲桩泵51不往第一空腔5313泵入水时，弹性阻尼回弹装置5322可同时堵住出水口5312和第二进水孔53112，或者是弹性阻尼回弹装置5322仅堵住第二进水孔53112；通过设置第二进水口5311和出水口5312的位置以及内筒53222的长度，可在冲桩泵51不往第一空腔5313泵入水时，内筒53222可同时堵住出水口5312和第二进水孔53112，有效避免淤泥或海底沉积物通过出水口5312进入到第二空腔5314内，从而更进一步地避免冲桩管道52、第二进水口5311、出水口5312被堵塞。

进一步地，所述壳体531包括壳身5316和分别安装在所述壳身5316两端的前端盖5317和后端盖5318；所述后端盖5318的内端面设置有第一定位柱53181，所述内筒53222的内端面设置有与所述第一定位柱53181相对应的第二定位柱532221，所述弹簧53221套设在所述第一定位柱53181和所述第二定位柱532221上。

壳身5316为中空且两端开口521的筒体，前端盖5317和后端盖5318可拆卸地安装在壳身5316的两端，如此设置，便于将滑块5321和弹性阻尼回弹装置5322设置在壳体531内；且方便拆卸、更换、清洗、排出壳体531内可能堆积的物质。滑块5321位于靠近前端盖5317的一侧，弹性阻尼回弹装置5322位于靠近后端盖5318的一侧，后端盖5318的内端面设置有向壳体531内部延伸的第一定位柱53181，弹簧53221套设在第一定位上；当弹簧53221处于伸展状态时，弹簧53221的长度远大于第一定位柱53181的长度，时弹簧53221能正常被压缩，避免第一定位柱53181干涉挤压弹簧53221的内筒53222。内筒53222的内端面设有第二定位柱532221，弹簧53221的两端分别套设在第一定位柱53181和第二定位柱532221上，第一定位柱53181的长度加上第二定位柱532221的长度小于弹簧53221伸展时的长度，以此保证弹簧53221能正常被压缩。当然，在特殊情况下，如第一定位柱53181和第二定位柱532221中的一个为中空，另一个可嵌设在中空区域内，使第一定位柱53181和第二定位柱532221并不影响弹簧53221的压缩。设置第一定位柱53181和第二定位柱532221，可用于定位弹簧53221、限制弹簧53221，防止弹簧53221在压缩和伸展过程中偏离失效，甚至造成变形。

进一步地，所述壳体531的内壁在所述第一进水孔53111和所述第二进水孔53112之间设置有用于限制所述内筒53222的第一限位台阶5315；所述壳体531的内壁在所述第一进水孔53111和所述第二进水孔53112之间设置有用于限制所述隔板53212的第二限位台阶5319。

在往第一空腔5313泵入水时或弹簧53221由于自身弹力回弹时，内筒53222可在壳体531内滑动；第一限位台阶5315用于限制内筒53222的移动，避免内筒53222在弹簧53221的作用下过于往第一进水孔53111一侧移动，造成内筒53222无法堵住第二进水孔53112和出水口5312，从而造成从第二进水孔53112进入的水灌入到内筒53222内部，影响弹簧53221的回弹，甚至腐蚀、损坏弹簧53221。具体地，当然，可通过选用自身弹力合适的弹簧53221来避免内筒53222过于往第一进水孔53111一侧移动，或者设置滑杆53211的长度来限制内筒53222过于往第一进水孔53111一侧移动，但是这两种方式实施起来较为麻烦；因此，根据第二进水孔53112、出水口5312的位置，以及内筒53222的长度，直接在第一进水孔53111和第二进水孔53112之间设置第一限位台阶5315，通过第一限位台阶5315来限制内筒53222的移动，实施起来较为方便，且更能保证内筒53222的移动距离；具体地，第一限位台阶5315与第二进水孔53112之间的距离应小于或等于内筒53222的长度，使得内筒53222的端面抵于第一限位台阶5315时，内筒53222依旧能堵住第二进水孔53112。

隔板53212用于分割壳体531内部空腔，滑块5321用于移动弹性阻尼回弹装置5322，以开启第二进水孔53112；在往第一空腔5313泵入水时或弹簧53221由于自身弹力回弹时，隔板53212可在壳体531内滑动；第二限位台阶5319用于限制隔板53212的移动，第二限位台阶5319限制住隔板53212后，冲桩管道52内的水便只能往第二进水孔53112中进入第二空腔5314，再通过出水口5312喷出；因此水流更加汇集，喷射的速度更大，冲走淤泥或海底沉积物的效果更好。当然，通过设置滑块5321的长度、弹性阻尼回弹装置5322的长度可实现上述效果，但实施难度较高；通过设置第二限位台阶5319能控制第一空腔5313的最大体积，同时能确保滑块5321驱动弹性阻尼回弹装置5322开启出水口5312和/或第二进水孔53112。

进一步地，所述冲桩管道52包括主管道522和多条与所述主管道522相连通的出水管道523，每条所述出水管道523均开设有所述开口521，每个所述开口521处均安装有所述防护罩53。

如前面所述，冲桩泵51一般设置在桩腿2的顶部，而桩靴3设置在桩腿2的下端，由于桩腿2的长度较长，因此从冲桩泵51输出的水需经过较长的距离才从开口521处喷出。将冲桩管道52分为主管道522和多条出水管道523，主管道522的一端通过高压由壬接头57与冲桩泵51连接，另一端连通多条出水管道523；主管道522位于桩腿2内部，出水管道523位于桩腿2外部，且开设有开口521的出水管道523靠近桩腿2下端，每个开口521均安装有防护罩53。冲桩管道52细化为主管道522和出水管道523，可减少冲桩管道52外露在桩腿2外部；还方便将主管道522的管径设计得大一些，满足对多条出水管道523供水的需求。

进一步地，每条所述出水管道523上均设置有流量测量装置58和调速阀59；所述流量测量装置58与冲桩控制系统数据连接，所述冲桩控制系统用于接收所述流量测量装置58的数据并控制所述调速阀59。

流量测量装置58用于检测出水管道523的水流量，调速阀59用于调节出水管道523的水流速度和水压，流量测量装置58可以为流量监测仪或流量计。每条出水管道523均设有流量测量装置58和调速阀59，所有流量测量装置58和所有调速阀59均与冲桩控制系统(图中未示出)数据连接，冲桩控制系统实时接收每条出水管道523的出水量，当某一出水管道523流量大于或小于设定正常范围值时，冲桩控制系统通过控制该条出水管道523上的调速阀59来降低或提高该条出水管道523的流量；避免冲桩、拔桩过程中发生的偏载，确保施工的安全性。

进一步地，所述出水管道523盘绕在上桩腿2的外壁，所述桩靴3与所述桩腿2连接处的上方和下方各至少设置有一条所述出水管道523，所述出水管道523绕所述桩腿2的中心均匀开设有多个所述开口521。

出水管道523为环形管道，且盘绕在桩腿2的外壁；桩靴3的一端与桩腿2连接，另一端向外延伸；当设有多条出水管道523时，桩腿2与桩靴3连接处的上方至少设有一条出管道，连接处的下方也至少设有一条出水管道523。如此设置可以使位于连接处下方的出水管道523喷出的水流冲散堆积在桩腿2周围的淤泥，位于连接处上方的出水管道523喷出的水流冲散堆积在桩腿2及桩靴3上的淤泥，从而大大减少拔桩阻力，提高拔桩效率。另一方面，每条出水管道523上均开设有多个开口521，每个开口521上均安装有防护罩53，因此同一条出水管道523可向不同的方向喷出水流；多个开口521均匀开设在出水管道523上，由于出水管道523盘绕在桩腿2上，因此多个开口521绕桩腿2的中心均匀设置。均匀设置多个开口521，同样可以减少拔桩阻力，均匀冲散覆盖在桩靴3、桩腿2上的淤泥，提高冲散淤泥的效率，从而提高拔桩效率。

进一步地，所述桩靴3可拆卸地安装在所述桩腿2上，所述平台1在靠近所述桩腿2处设有凹槽11；当所述桩腿2未插入海底时，所述桩靴3藏匿于所述凹槽11内。

当平台1处于较高海况时，需将平台1升离水面，此时则需将桩腿2插入海底；但是当平台1处于较好海况条件时，一般采用浮态作业，即直接将平台1置于海面上，使平台1漂浮在海面上，此时桩腿2不插入海底；此时，可将桩靴3从桩腿2上拆下，并将桩靴3放置在凹槽11内，或者将桩靴3安装在桩腿2上、且使桩腿2固定时桩靴3位于凹槽11内。设置凹槽11，可提供放置、藏匿桩靴3的位置。

进一步地，所述桩靴3包括至少一块顶板31，所述顶板31的上端与所述桩腿2可拆卸连接，且所述顶板31向外倾斜。

具体地，桩靴3由四块顶板31组成，顶板31的上端通过螺栓可拆卸地安装在桩腿2上，每个顶板31属于同一水平高度；俯视时，桩靴3为中空的多边形，中间空出部分为正方形，用于容纳桩腿2。顶板31自上而下往外逐渐倾斜，即上端与桩腿2连接、下端远离桩腿2；具体是顶板31与桩腿2在同一平面时结构上有60度夹角，方便拔桩时覆盖在顶板31上的淤泥脱离；顶板31结构设置肋板，加强整体结构强度，保证桩腿2的可靠性和安全性。桩靴3的底部不设置板件，当桩腿2插入到海底时，海底的泥沙更接近顶板31围设形成的中空部分，有利于拔桩时减少阻力；控制桩腿2的入泥深度，提高平台1整体的适应性。

进一步地，所述平台1上设置有锚泊定位系统6，所述锚泊定位系统6包括锚具61、绞车62和锚索63，所述绞车62安装在所述平台1的锚泊定位点上，所述绞车62上的锚索63通过导缆器连接所述锚具61。

锚具61用于抛入海底，使平台1平稳地漂浮在海面上；绞车62用于收起或放开锚具61；锚索63用于连接锚具61和绞车62。当平台1处于较好海况条件时，一般采用浮态作业，通过锚泊定位系统6使平台1定位停泊。锚泊定位点为四个，且分别分布在平台1的四角处，每个锚泊定位点处均设置有一个绞车62，绞车62上设有锚索63，锚索63通过导缆器与锚具61连接。通过锚泊定位系统6实现平台1在小范围内移动，并在到达定位点后通过收紧锚索63实现平台1的定位停泊，具有定位效果精准效果，保证勘探质量等效果。

进一步地，所述平台1相对的两侧均安装有全回转推进器7。

全回转推进器7是具有推进和操纵平台1两种功能的推进器，能随位置的变化任意改变推力的方向，使平台1原地掉头，进退自如；当平台1漂浮在海面上时，还可调整平台1位置，辅助实现平台1在小范围内的移动。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种自升式勘探平台，其特征在于，包括平台(1)、桩腿(2)、桩靴(3)、升降装置(4)和冲桩系统；所述桩腿(2)安装在所述平台(1)上，所述桩靴(3)设置在所述桩腿(2)的下端；所述升降装置(4)设置在所述平台(1)上，以控制所述桩腿(2)相对所述平台(1)升降；所述冲桩系统设置在所述桩腿(2)上，以冲散所述桩靴(3)和/或所述桩腿(2)上的覆盖物。

2.根据权利要求1所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述冲桩系统包括：

冲桩泵(51)；

冲桩管道(52)，其安装在所述桩腿(2)上、且输入端与所述冲桩泵(51)的输出端相互连通，所述冲桩管道(52)开设有开口(521)；

防护罩(53)，其包括壳体(531)和开闭结构(532)，所述壳体(531)开设有进水口(5311)和出水口(5312)，所述壳体(531)安装在所述开口(521)处、且所述进水口(5311)与所述开口(521)相互连通，所述开闭结构(532)可滑动地设置在所述壳体(531)内、用于控制所述出水口(5312)和/或所述进水口(5311)的开闭。

3.根据权利要求2所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述开闭结构(532)包括滑块(5321)和弹性阻尼回弹装置(5322)，所述滑块(5321)包括滑杆(53211)和设置在所述滑杆(53211)上的隔板(53212)，所述隔板(53212)将所述壳体(531)的内部分割为第一空腔(5313)和第二空腔(5314)；所述进水口(5311)包括第一进水孔(53111)和第二进水孔(53112)，所述第一进水孔(53111)和所述第二进水孔(53112)分别与所述第一空腔(5313)和所述第二空腔(5314)相互连通，所述出水口(5312)与所述第二空腔(5314)相互连通；所述弹性阻尼回弹装置(5322)位于所述第二空腔(5314)内、且控制所述出水口(5312)和/或所述第二进水孔(53112)的开闭。

4.根据权利要求3所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述弹性阻尼回弹装置(5322)包括弹簧(53221)和内筒(53222)，所述内筒(53222)的外壁与所述壳体(531)的内壁相贴合，所述弹簧(53221)的两端分别抵于所述内筒(53222)的内顶面和所述壳体(531)的内端面，所述滑杆(53211)靠近所述第二进水孔(53112)的一端抵于所述内筒(53222)的外端面。

5.根据权利要求4所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述壳体(531)包括壳身(5316)和分别安装在所述壳身(5316)两端的前端盖(5317)和后端盖(5318)；所述后端盖(5318)的内端面设置有第一定位柱(53181)，所述内筒(53222)的内端面设置有与所述第一定位柱(53181)相对应的第二定位柱(532221)，所述弹簧(53221)套设在所述第一定位柱(53181)和所述第二定位柱(532221)上。

6.根据权利要求4所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述壳体(531)的内壁在所述第一进水孔(53111)和所述第二进水孔(53112)之间设置有用于限制所述内筒(53222)的第一限位台阶(5315)；所述壳体(531)的内壁在所述第一进水孔(53111)和所述第二进水孔(53112)之间设置有用于限制所述隔板(53212)的第二限位台阶(5319)。

7.根据权利要求2所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述冲桩管道(52)包括主管道(522)和多条与所述主管道(522)相连通的出水管道(523)，每条所述出水管道(523)均开设有所述开口(521)，每个所述开口(521)处均安装有所述防护罩(53)。

8.根据权利要求7所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，每条所述出水管道(523)上均设置有流量测量装置(58)和调速阀(59)；所述流量测量装置(58)与冲桩控制系统数据连接，所述冲桩控制系统用于接收所述流量测量装置(58)的数据并控制所述调速阀(59)。

9.根据权利要求7所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述出水管道(523)盘绕在上桩腿(2)的外壁，所述桩靴(3)与所述桩腿(2)连接处的上方和下方各至少设置有一条所述出水管道(523)，所述出水管道(523)绕所述桩腿(2)的中心均匀开设有多个所述开口(521)。

10.根据权利要求1所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述桩靴(3)可拆卸地安装在所述桩腿(2)上，所述平台(1)在靠近所述桩腿(2)处设有凹槽(11)；当所述桩腿(2)未插入海底时，所述桩靴(3)藏匿于所述凹槽(11)内。

11.根据权利要求1所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述桩靴(3)包括至少一块顶板(31)，所述顶板(31)的上端与所述桩腿(2)可拆卸连接，且所述顶板(31)向外倾斜。

12.根据权利要求1所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述平台(1)上设置有锚泊定位系统(6)，所述锚泊定位系统(6)包括锚具(61)、绞车(62)和锚索(63)，所述绞车(62)安装在所述平台(1)的锚泊定位点上，所述绞车(62)上的锚索(63)通过导缆器连接所述锚具(61)。

13.根据权利要求1所述的一种自升式勘探平台，其特征在于，所述平台(1)相对的两侧均安装有全回转推进器(7)。

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