CN114016488B - 一种海上升压站导管架施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上升压站导管架施工工艺，属于导管架施工领域，本方案通过在钢管桩下端设置一对紧密结合的主动校准瓣，利用主动校准瓣上滑动嵌设的减幅组件一和减幅组件二，在钢管桩上端在吊机的作用下移动时其下端在海中来回摆动时，海水会将缓冲片一和缓冲片二从预留槽或滑槽中挤出，从而增大与海水的阻力，从而减小钢管桩下端在海水中的摆动幅度，进而提高了校准钢管桩姿态的精准度，多个不同角度的推进扇配合高清摄像头可以更加便捷及时的对钢管桩进行校准，进一步提高了精准度。

Description

一种海上升压站导管架施工工艺

技术领域

本发明涉及导管架施工领域，更具体地说，涉及一种海上升压站导管架施工工艺。

背景技术

一般来说，导管架产品包括：滑移下水导管架、浮拖导管架和吊装导管架及附件，浮箱、钢桩和隔水套管，是由中空的腿柱和连接腿柱的纵横杆组成。其上面搭接固定式平台，用于海洋石油开采。

导管架体积较大因此在安放导管架的过程中，往往会受到海风以及洋流的作用导致导管架安装难度较大，尤其是在吊装钢管桩插桩的过程中，由于钢管桩长度较长无法精确的控制钢管桩的姿态，容易使得钢管桩撞击到导管架上导致导管架盘偏位，从而对工程质量造成严重影响。

为此，我们提出一种海上升压站导管架施工工艺来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种海上升压站导管架施工工艺，通过在钢管桩下端设置一对紧密结合的主动校准瓣，利用主动校准瓣上滑动嵌设的减幅组件一和减幅组件二，在钢管桩上端在吊机的作用下移动时其下端在海中来回摆动时，海水会将缓冲片一和缓冲片二从预留槽或滑槽中挤出，从而增大与海水的阻力，从而减小钢管桩下端在海水中的摆动幅度，进而提高了校准钢管桩姿态的精准度，多个不同角度的推进扇配合高清摄像头可以更加便捷及时的对钢管桩进行校准，进一步提高了精准度，利用气泵抽走柔性瓣内部的空气，使其在安装的过程中与钢管桩紧密结合，且可以适应多种管径的钢管桩，在海底需要主动校准瓣解体时则通过向柔性瓣内部泵入气体，使其放松与钢管桩的结合，提高了解体的便捷性。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种海上升压站导管架施工工艺，包括以下步骤：

S1、施工准备：在导管架安装之前，需要对导管架安装下面海底进行水下探摸，并对发现的障碍物进行清理和海床整平；

S2、导管架吊装：导管架运输船到达施工现场后侧靠起重船，并通过调节缆绳使导管架重心与起重船吊机中心一致，起重船对导管架进行起吊，通过导航软件界面显示导管架中心点位置及艏向与设计偏差，由指挥控制移船使导管架以设定艏向安放至设计位置；

S3、钢管桩插桩：在导管架粗调平后，工作人员在钢管桩下端安装一对主动校准瓣，所述主动校准瓣相互远离的一端设有滑槽，所述滑槽内部滑动设有减幅组件二，减幅组件二包括缓冲片二，所述主动校准瓣前后侧壁上下端均开设有预留槽，所述预留槽内部滑动设有减幅组件一，减幅组件一包括缓冲片一，然后利用浮吊吊起钢管桩旋转至导管架桩靴插桩口，缓慢下放，通过桩身刻线判断钢管桩入水深度，当钢管桩距离导管架导向孔顶端约2m时，停止下放，通过主动校准瓣上的高清摄像头观察插桩情况，并通过主动校准瓣上的推进扇及时调整钢管桩的姿态，继续进行插桩施工，当钢管桩插入套筒后，继续下放主钩，直至钢管桩入泥，此时一对主动校准瓣之间解锁，在自身浮力的作用下漂浮至海面被工作人员回收重新利用；

S4、导管架灌浆：钢管桩与导管架之间的间隙灌浆在导管架吊装完成、调整好导管架与桩管间的间隙后进行；

S5、验收消缺：导管架基础施工完毕后，先进行抛锚定位，抛锚完成后，进行上部组块吊装安装，安装完成后进行连接环缝焊接及油漆修复工作，最终进行升压站验收消缺工作。

进一步的，缓冲片二通过弹性收缩囊二连接于滑槽内壁，主动校准瓣外壁开设有与滑槽位置对应的进液孔二。

进一步的，缓冲片一通过弹性收缩囊一连接于预留槽内壁，主动校准瓣外壁开设有与预留槽位置对应的进液孔一。

进一步的，左侧主动校准瓣右侧壁等距开设有多个限位孔，右侧主动校准瓣左侧壁设有与限位孔位置对应的限位柱，左侧主动校准瓣内部设有与限位孔位置对应的气泵，气泵通过通气管连通于限位孔内部，限位柱与限位孔密封滑动连接，多个高清摄像头等距设于主动校准瓣下端。

进一步的，限位柱包括内部的金属柱及其外部固定连接的防滑套，防滑套采用橡胶材料制成。

进一步的，一对主动校准瓣相对侧开设有半圆柱槽，半圆柱槽内设有自压夹持垫，自压夹持垫包括中间的柔性瓣及其上下两端设置的固定环，下端固定环开设有出液孔，下端固定环侧壁开设有连通于出液孔的抽液管，抽液管同样通过通气管连接于气泵。

进一步的，固定环内部采用金属框架制成，柔性瓣内壁经过打磨处理得到粗糙表面，柔性瓣采用弹性橡胶材料制成。

进一步的，固定环和柔性瓣外壁沿竖直方向等距开设有凹槽，凹槽内壁设有疏水薄膜，疏水薄膜采用耐腐蚀材料制成。

进一步的，主动校准瓣下端设有照明装置。

进一步的，主动校准瓣上方设置有膨胀气囊，主动校准瓣内部设有与膨胀气囊位置对应的压缩腔，压缩腔内部填充有压缩气体。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在钢管桩下端设置一对紧密结合的主动校准瓣，利用主动校准瓣上滑动嵌设的减幅组件一和减幅组件二，在钢管桩上端在吊机的作用下移动时其下端在海中来回摆动时，海水会将缓冲片一和缓冲片二从预留槽或滑槽中挤出，从而增大与海水的阻力，从而减小钢管桩下端在海水中的摆动幅度，进而提高了校准钢管桩姿态的精准度，多个不同角度的推进扇配合高清摄像头可以更加便捷及时的对钢管桩进行校准，进一步提高了精准度。

（2）本方案中的缓冲片二通过弹性收缩囊二连接于滑槽内壁，主动校准瓣外壁开设有与滑槽位置对应的进液孔二，缓冲片一通过弹性收缩囊一连接于预留槽内壁，主动校准瓣外壁开设有与预留槽位置对应的进液孔一，进液孔二和进液孔一可以使得海水及时的将缓冲片二和缓冲片一推出，对钢管桩的运动进行缓冲，减小其摆动的幅度，弹性收缩囊二和弹性收缩囊一可以在钢管桩停止摆动时，使得缓冲片二和缓冲片一收缩，不再阻碍钢管桩运动。

（3）本方案中的左侧主动校准瓣右侧壁等距开设有多个限位孔，右侧主动校准瓣左侧壁设有与限位孔位置对应的限位柱，左侧主动校准瓣内部设有与限位孔位置对应的气泵，气泵通过通气管连通于限位孔内部，限位柱与限位孔密封滑动连接，多个高清摄像头等距设于主动校准瓣下端，限位柱包括内部的金属柱及其外部固定连接的防滑套，防滑套采用橡胶材料制成，利用气泵将限位孔内部的空气抽走，使得限位柱与限位孔结合的更加紧密，从而两个主动校准瓣之间结合的更加稳定，在配合推进扇对钢管桩进行姿态校准时更加的精准快速。

（4）本方案中的一对主动校准瓣相对侧开设有半圆柱槽，半圆柱槽内设有自压夹持垫，自压夹持垫包括中间的柔性瓣及其上下两端设置的固定环，下端固定环开设有出液孔，下端固定环侧壁开设有连通于出液孔的抽液管，抽液管同样通过通气管连接于气泵，利用气泵抽走柔性瓣内部的空气，使其在安装的过程中与钢管桩紧密结合，且可以适应多种管径的钢管桩，在海底需要主动校准瓣解体时则通过向柔性瓣内部泵入气体，使其放松与钢管桩的结合，提高了解体的便捷性。

（5）本方案中的固定环内部采用金属框架制成，柔性瓣内壁经过打磨处理得到粗糙表面，柔性瓣采用弹性橡胶材料制成，固定环和柔性瓣外壁沿竖直方向等距开设有凹槽，凹槽内壁设有疏水薄膜，疏水薄膜采用耐腐蚀材料制成，金属框架制成的固定环可以有效提高自压夹持垫的强度，橡胶制成的柔性瓣可以在海水的压力下更好的与钢管桩紧密结合，使其与主动校准瓣之间保持稳定，使得在利用主动校准瓣对钢管桩进行校准的时候更加精确，凹槽可以使得柔性瓣外侧壁全面的接触海水与柔性瓣内侧形成均匀的压力差，柔性瓣可以更好的与钢管桩结合提高了稳定性，从而进一步提高了校准的精确性。

（6）本方案中的主动校准瓣上方设置有膨胀气囊，主动校准瓣内部设有与膨胀气囊位置对应的压缩腔，压缩腔内部填充有压缩气体，当主动校准瓣之间解锁后，利用压缩腔释放出其内部的压缩气体使得膨胀气囊体积扩大，增大了浮力使其自动上浮至海面，被工作人员回收。

附图说明

图1为本发明的施工工艺流程图；

图2为本发明的主体结构外观示意图；

图3为本发明的主体结构示意图；

图4为本发明的主体结构爆炸图；

图5为本发明的减幅组件一剖视图；

图6为本发明的减幅组件二剖视图；

图7为本发明的柔性瓣结构示意图；

图8为本发明的两个柔性瓣结合状态下结构示意图；

图9为本发明在工作状态下的两个柔性瓣结合状态下结构示意图；

图10为本发明在工作状态下主体结构示意图。

图中标号说明：

1主动校准瓣、101进液孔一、102进液孔二、103限位孔、2自压夹持垫、21固定环、211抽液管、212出液孔、22柔性瓣、23凹槽、3减幅组件一、31缓冲片一、32弹性收缩囊一、4减幅组件二、41缓冲片二、42弹性收缩囊二、5推进扇、6限位柱。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-6，一种海上升压站导管架施工工艺，包括以下步骤：

S1、施工准备：在导管架安装之前，需要对导管架安装下面海底进行水下探摸，并对发现的障碍物进行清理和海床整平；

S2、导管架吊装：导管架运输船到达施工现场后侧靠起重船，并通过调节缆绳使导管架重心与起重船吊机中心一致，起重船对导管架进行起吊，通过导航软件界面显示导管架中心点位置及艏向与设计偏差，由指挥控制移船使导管架以设定艏向安放至设计位置；

S3、钢管桩插桩：在导管架粗调平后，工作人员在钢管桩下端安装一对主动校准瓣1，主动校准瓣1相互远离的一端设有滑槽，滑槽内部滑动设有减幅组件二4，减幅组件二4包括缓冲片二41，主动校准瓣1前后侧壁上下端均开设有预留槽，预留槽内部滑动设有减幅组件一3，减幅组件一3包括缓冲片一31，然后利用浮吊吊起钢管桩旋转至导管架桩靴插桩口，缓慢下放，通过桩身刻线判断钢管桩入水深度，当钢管桩距离导管架导向孔顶端约2m时，停止下放，通过主动校准瓣1上的高清摄像头观察插桩情况，主动校准瓣1下端设有照明装置，并通过主动校准瓣1上的推进扇5及时调整钢管桩的姿态，继续进行插桩施工，当钢管桩插入套筒后，继续下放主钩，直至钢管桩入泥，此时一对主动校准瓣1之间解锁，在自身浮力的作用下漂浮至海面被工作人员回收重新利用；

S4、导管架灌浆：钢管桩与导管架之间的间隙灌浆在导管架吊装完成、调整好导管架与桩管间的间隙后进行；

S5、验收消缺：导管架基础施工完毕后，先进行抛锚定位，抛锚完成后，进行上部组块吊装安装，安装完成后进行连接环缝焊接及油漆修复工作，最终进行升压站验收消缺工作。

请参阅图6，缓冲片二41通过弹性收缩囊二42连接于滑槽内壁，主动校准瓣1外壁开设有与滑槽位置对应的进液孔二102，缓冲片一31通过弹性收缩囊一32连接于预留槽内壁，主动校准瓣1外壁开设有与预留槽位置对应的进液孔一101，进液孔二102和进液孔一101可以使得海水及时的将缓冲片二41和缓冲片一31推出，对钢管桩的运动进行缓冲，减小其摆动的幅度，弹性收缩囊二42和弹性收缩囊一32可以在钢管桩停止摆动时，使得缓冲片二41和缓冲片一31收缩，不再阻碍钢管桩运动。

请参阅图3-4，左侧主动校准瓣1右侧壁等距开设有多个限位孔103，右侧主动校准瓣1左侧壁设有与限位孔103位置对应的限位柱6，左侧主动校准瓣1内部设有与限位孔103位置对应的气泵，气泵通过通气管连通于限位孔103内部，限位柱6与限位孔103密封滑动连接，多个高清摄像头等距设于主动校准瓣1下端，限位柱6包括内部的金属柱及其外部固定连接的防滑套，防滑套采用橡胶材料制成，利用气泵将限位孔103内部的空气抽走，使得限位柱6与限位孔103结合的更加紧密，从而两个主动校准瓣1之间结合的更加稳定，在配合推进扇5对钢管桩进行姿态校准时更加的精准快速。

请参阅图7-8，一对主动校准瓣1相对侧开设有半圆柱槽，半圆柱槽内设有自压夹持垫2，自压夹持垫2包括中间的柔性瓣22及其上下两端设置的固定环21，下端固定环21开设有出液孔212，下端固定环21侧壁开设有连通于出液孔212的抽液管211，抽液管211同样通过通气管连接于气泵，利用气泵抽走柔性瓣22内部的空气，使其在安装的过程中与钢管桩紧密结合，且可以适应多种管径的钢管桩，在海底需要主动校准瓣1解体时则通过向柔性瓣22内部泵入气体，使其放松与钢管桩的结合，提高了解体的便捷性。

固定环21内部采用金属框架制成，柔性瓣22内壁经过打磨处理得到粗糙表面，柔性瓣22采用弹性橡胶材料制成，固定环21和柔性瓣22外壁沿竖直方向等距开设有凹槽23，凹槽23内壁设有疏水薄膜，疏水薄膜采用耐腐蚀材料制成，金属框架制成的固定环21可以有效提高自压夹持垫2的强度，橡胶制成的柔性瓣22可以在海水的压力下更好的与钢管桩紧密结合，使其与主动校准瓣1之间保持稳定，使得在利用主动校准瓣1对钢管桩进行校准的时候更加精确，凹槽23可以使得柔性瓣22外侧壁全面的接触海水与柔性瓣22内侧形成均匀的压力差，柔性瓣22可以更好的与钢管桩结合提高了稳定性，从而进一步提高了校准的精确性。

主动校准瓣1上方设置有膨胀气囊，主动校准瓣1内部设有与膨胀气囊位置对应的压缩腔，压缩腔内部填充有压缩气体，当主动校准瓣1之间解锁后，利用压缩腔释放出其内部的压缩气体使得膨胀气囊体积扩大，增大了浮力使其自动上浮至海面，被工作人员回收。

在使用该装置时，工作人员首先将主动校准瓣1内部的压缩腔内部灌注压缩气体，然后将一对主动校准瓣1相互结合并固定于钢管桩下端，控制气泵抽走限位孔103的空气，使其结合的更加紧密。

当该装置进入海水中后，请参阅图9，控制气泵抽走柔性瓣22内部的空气，使其在海水压力的作用下与钢管桩结合的更加紧密，提高了稳定性。

请参阅图10，当该钢管桩上端在吊机的作用下移动，或者由于海中洋流的作用导致钢管桩下端在海中来回摆动，海水从进液孔一101或进液孔二102进入使得缓冲片一31和缓冲片二41从预留槽或滑槽中挤出，从而增大钢管桩与海水的阻力，从而减小钢管桩在海水中的摆动幅度，进而提高了校准钢管桩姿态的精准度，多个不同角度的推进扇5配合高清摄像头可以更加便捷及时的对钢管桩进行校准，进一步提高了精准度。

在完成钢管桩插桩后，通过气泵向限位孔103和柔性瓣22内部灌注气体，使得限位柱6脱离限位孔103，同时柔性瓣22之间放松了与钢管桩的结合，配合压缩腔向膨胀气囊内部灌注压缩气体，使其膨胀带动主动校准瓣1上浮至海面被工作人员回收重新使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1、施工准备：在导管架安装之前，需要对导管架安装下面海底进行水下探摸，并对发现的障碍物进行清理和海床整平；

S2、导管架吊装：导管架运输船到达施工现场后侧靠起重船，并通过调节缆绳使导管架重心与起重船吊机中心一致，起重船对导管架进行起吊，通过导航软件界面显示导管架中心点位置及艏向与设计偏差，由指挥控制移船使导管架以设定艏向安放至设计位置；

S3、钢管桩插桩：在导管架粗调平后，工作人员在钢管桩下端安装一对主动校准瓣（1），所述主动校准瓣（1）相互远离的一端设有滑槽，所述滑槽内部滑动设有减幅组件二（4），所述减幅组件二（4）包括缓冲片二（41），所述主动校准瓣（1）前后侧壁上下端均开设有预留槽，所述预留槽内部滑动设有减幅组件一（3），所述减幅组件一（3）包括缓冲片一（31），然后利用浮吊吊起钢管桩旋转至导管架桩靴插桩口，缓慢下放，通过桩身刻线判断钢管桩入水深度，当钢管桩距离导管架导向孔顶端约2m时，停止下放，通过主动校准瓣（1）上的高清摄像头观察插桩情况，并通过主动校准瓣（1）上的推进扇（5）及时调整钢管桩的姿态，继续进行插桩施工，当钢管桩插入套筒后，继续下放主钩，直至钢管桩入泥，此时一对主动校准瓣（1）之间解锁，在自身浮力的作用下漂浮至海面被工作人员回收重新利用；

S4、导管架灌浆：钢管桩与导管架之间的间隙灌浆在导管架吊装完成、调整好导管架与桩管间的间隙后进行；

S5、验收消缺：导管架基础施工完毕后，先进行抛锚定位，抛锚完成后，进行上部组块吊装安装，安装完成后进行连接环缝焊接及油漆修复工作，最终进行升压站验收消缺工作。

2.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述缓冲片二（41）通过弹性收缩囊二（42）连接于滑槽内壁，所述主动校准瓣（1）外壁开设有与滑槽位置对应的进液孔二（102）。

3.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述缓冲片一（31）通过弹性收缩囊一（32）连接于预留槽内壁，所述主动校准瓣（1）外壁开设有与预留槽位置对应的进液孔一（101）。

4.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：左侧所述主动校准瓣（1）右侧壁等距开设有多个限位孔（103），右侧所述主动校准瓣（1）左侧壁设有与限位孔（103）位置对应的限位柱（6），左侧所述主动校准瓣（1）内部设有与限位孔（103）位置对应的气泵，所述气泵通过通气管连通于限位孔（103）内部，所述限位柱（6）与限位孔（103）密封滑动连接，多个所述高清摄像头等距设于主动校准瓣（1）下端。

5.根据权利要求4所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述限位柱（6）包括内部的金属柱及其外部固定连接的防滑套，所述防滑套采用橡胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：一对所述主动校准瓣（1）相对侧开设有半圆柱槽，所述半圆柱槽内设有自压夹持垫（2），所述自压夹持垫（2）包括中间的柔性瓣（22）及其上下两端设置的固定环（21），下端所述固定环（21）开设有出液孔（212），下端所述固定环（21）侧壁开设有连通于出液孔（212）的抽液管（211），所述抽液管（211）同样通过通气管连接于气泵。

7.根据权利要求6所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述固定环（21）内部采用金属框架制成，所述柔性瓣（22）内壁经过打磨处理得到粗糙表面，所述柔性瓣（22）采用弹性橡胶材料制成。

8.根据权利要求6所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述固定环（21）和柔性瓣（22）外壁沿竖直方向等距开设有凹槽（23），所述凹槽（23）内壁设有疏水薄膜，所述疏水薄膜采用耐腐蚀材料制成。

9.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述主动校准瓣（1）下端设有照明装置。

10.根据权利要求1所述的一种海上升压站导管架施工工艺，其特征在于：所述主动校准瓣（1）上方设置有膨胀气囊，所述主动校准瓣（1）内部设有与膨胀气囊位置对应的压缩腔，所述压缩腔内部填充有压缩气体。

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