CN117188422A - 一种可调高度的海上作业平台及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调高度的海上作业平台及其安装方法。海上作业平台包括平台甲板、桩腿和安装基础，桩腿包括相互套接的伸缩套、初步定位相邻伸缩套位置的第一定位组件，以及进一步定位相邻伸缩套位置的第二定位组件，第一定位组件包括定位球，第二定位组件包括定位销，定位球和定位销在伸缩套伸至预设位置时限位于相邻伸缩套之间。安装方法包括：将海上作业平台运送至预定作业位置，将海上作业平台下沉至海底泥面以下深度，通过安装基础完成海上作业平台的固定；提升桩腿，直至第一定位组件和第二定位组件从上自下依次完成对各相邻伸缩套的固定。本发明具有运输安装难度低，适用范围广，且结构稳定等优点。

Description

一种可调高度的海上作业平台及其安装方法

技术领域

本发明涉及海上作业平台技术领域，尤其涉及一种可调高度的海上作业平台及其安装方法。

背景技术

在海上边际油田的开发过程中，现有的海上作业平台通常采用固定桩作为桩腿，海上作业平台通常在陆地完成安装，并通过驳船运送至井位进行下方固定就位。由于桩腿为固定桩，使得其体积大，海上作业平台在运输时需要大型甲板驳船，在固定时需要海上大型浮吊，其海上安装施工周期长、效率低，且成本高。同时，固定桩的设置形式无法适应不同深度的海洋环境，其通用性差，不适宜边际油田不同海洋环境的开发需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种运输安装难度低，适用范围广，且结构稳定的可调高度的海上作业平台及其安装方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种可调高度的海上作业平台，包括从上至下依次连接的平台甲板、桩腿和安装基础，所述桩腿包括相互套接的伸缩套、初步定位相邻伸缩套位置的第一定位组件，以及进一步定位相邻伸缩套位置的第二定位组件，所述第一定位组件包括定位球，所述第二定位组件包括定位销，所述定位球和所述定位销在伸缩套伸至预设位置时限位于相邻所述伸缩套之间。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一定位组件还包括球体安装块和安装于球体安装块内的弹性件，所述球体安装块安装于位于外侧的所述伸缩套上；所述弹性件沿所述伸缩套的径向布置，并抵设于所述定位球的外侧端；所述定位球装于球体安装块内，并在所述弹性件的作用力下可沿所述伸缩套的径向位移。

所述定位球为多个，多个所述定位球沿所述伸缩套的周向均匀分布。

所述第二定位组件还包括转动轴、驱动部件和安装台，其中，所述定位销垂直安装于所述转动轴的内侧，并在所述转动轴的作用下沿所述伸缩套的径向移动；所述驱动部件与所述转动轴连接，且两者均安装于所述安装台上；所述安装台安装于位于外侧的所述伸缩套上。

所述驱动部件包括拉绳和驱动电机，所述拉绳的两端分别连接所述驱动电机和所述转动轴，所述驱动电机安装于所述安装台上。

所述定位销为多个，多个所述定位销沿所述伸缩套的周向均匀分布，并均安装于同一所述安装台上。

位于内侧的所述伸缩套设有球体定位孔，相邻所述伸缩套的套接位置均设有销孔；在伸缩套伸至预设位置时，所述定位球径向内移至所述球体定位孔内，所述定位销穿插于相邻所述伸缩套的销孔内。

所述球体定位孔的直径大于所述销孔的直径。

一种如上述所述的海上作业平台的安装方法，包括如下步骤：

1)将海上作业平台运送至预定作业位置，之后，将海上作业平台下沉至海底泥面以下深度，通过安装基础完成海上作业平台的固定；

2)提升桩腿，直至第一定位组件和第二定位组件从上自下依次完成对各相邻伸缩套的固定。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤2)固定相邻伸缩套时，在采用第一定位组件的定位球固定相邻伸缩套后，控制第二定位组件的驱动电机动作，以完成第二定位组件的定位销对相邻伸缩套的固定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的桩腿设置为相互套接的伸缩套，其使得海上作业平台在运输吊装时处于收缩状态，此时，海上作业平台的占用空间小，无需大型驳船和大型浮吊辅助作业，对驳船和海上浮吊的要求低，其大大降低了平台运输和安装的难度；且海上作业平台在作业时可调节高度至预设位置，使得其可适用于不同深度和水域的海上边际油田开发，其适用范围广，可实现海上作业平台的重复利用。

同时，相邻伸缩套之间设有初步定位相邻伸缩套位置的第一定位组件和进一步定位相邻伸缩套位置的第二定位组件，双重定位的方式在实现海上作业平台模块化组装需求的同时，保证了相邻伸缩套间的可靠固定，使得海上作业平台结构稳定性高。同时，第一定位组件包括定位球，第二定位组件包括定位销，定位球和定位销在伸缩套伸至预设位置时限位于相邻伸缩套之间，其定位可靠性高，且结构简单、占用空间小、成本低。本发明的海上作业平台的安装方法同样具有上述优点，且海上施工方便、效率高。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明可调高度的海上作业平台的结构示意图。、

图2是图1的A-A截面的剖视图。

图3是图1的B-B截面的剖视图。

图4是图1的C部的放大图。

图5是图1的D部的放大图。

图6是图1的E部的放大图。

图7是本发明海上作业平台安装方法的流程图。

图中各标号表示：

1、平台甲板；2、桩腿；21、伸缩套；211、球体定位孔；22、第一定位组件；221、定位球；222、球体安装块；223、弹性件；23、第二定位组件；231、定位销；232、转动轴；233、安装台；234、拉绳；235、驱动电机；24、销孔；3、安装基础；4、加强横梁。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1示出了本发明可调高度的海上作业平台的实施例，海上作业平台可满足海上钻井、修井、采油等作业需求。本实施例中，海上作业平台包括从上至下依次连接的平台甲板1、桩腿2和安装基础3。其中，桩腿2包括相互套接的伸缩套21、第一定位组件22和第二定位组件23。第一定位组件22包括定位球221，第二定位组件23包括定位销231，定位球221和定位销231在伸缩套21伸至预设位置时限位于相邻伸缩套21之间，定位球221用于初步定位相邻伸缩套21的位置，定位销231用于进一步定位相邻伸缩套21的位置。

本发明的桩腿2设置为相互套接的伸缩套21，其使得海上作业平台在运输吊装时处于收缩状态，此时，海上作业平台的占用空间小，无需大型驳船和大型浮吊辅助作业，对驳船和海上浮吊的要求低，其大大降低了平台运输和安装的难度；且海上作业平台在作业时可调节高度至预设位置，使得其可适用于不同深度和水域的海上边际油田开发，其适用范围广，可实现海上作业平台的重复利用。

同时，相邻伸缩套21之间设有初步定位相邻伸缩套21位置的第一定位组件22和进一步定位相邻伸缩套21位置的第二定位组件23，双重定位的方式在实现海上作业平台模块化组装需求的同时，保证了相邻伸缩套21间的可靠固定，使得海上作业平台结构稳定性高。同时，第一定位组件22包括定位球221，第二定位组件23包括定位销231，定位球221和定位销231在伸缩套21伸至预设位置时限位于相邻伸缩套21之间，其定位可靠性高，且结构简单、占用空间小、成本低。

如图1和图6所示，相邻伸缩套21之间的第一定位组件22为一组，第二定位组件23为两组。沿桩腿2的长度方向，第一定位组件22设于两组第二定位组件23之间，其进一步保证了相邻伸缩套21的可靠固定，提高了海上作业平台结构的稳定性。在其他实施例中，第一定位组件22和第二定位组件23的设置数量和布置位置可根据实际情况进行调整。

进一步地，第一定位组件22还包括球体安装块222和弹性件223。如图3和图4所示，球体安装块222安装于位于外侧的伸缩套21上；弹性件223安装于球体安装块222内，弹性件223沿伸缩套21的径向布置、并抵设于定位球221的外侧端；定位球221装于球体安装块222内。在相邻伸缩套21定位前，定位球221的内侧抵设于位于内侧的伸缩套21的外表面；在相邻伸缩套21定位时，定位球221在弹性件223的作用力下沿伸缩套21的径向内移、以与位于内侧的伸缩套21限位配合，其实现了相邻伸缩套21的可靠初步定位，且定位结构简单、占用空间小。

本实施例中，定位球221为四个，四个定位球221沿伸缩套21的周向均匀分布，以进一步保证相邻伸缩套21的可靠初步定位。在其他实施例中，定位球221的设置数量可根据实际情况进行调整，如设置为三个、五个等。本实施例中，定位球221为定位钢球。

进一步地，第二定位组件23还包括转动轴232、驱动部件和安装台233。如图2和图5所示，定位销231垂直安装于转动轴232的内侧，定位销231在转动轴232的作用下沿伸缩套21的径向移动，以实现相邻伸缩套21的限位固定。驱动部件与转动轴232连接，以提供转动轴232转动的作用力；驱动部件和转动轴232均安装于安装台233上。安装台233安装于位于外侧的伸缩套21上，用于部件安装和人员操作。本发明的第二定位组件23可实现定位销231的可靠快速定位，且布局紧凑、占用空间小。

更进一步地，驱动部件包括拉绳234和驱动电机235。拉绳234的两端分别连接驱动电机235和转动轴232，驱动电机235安装于安装台233上。在相邻伸缩套21固定时，驱动电机235驱动拉绳234，转动轴232通过拉绳234作用由倾倒状态变为直立状态，此时，定位销231穿插于相邻伸缩套21的销孔24内，即可快速完成相邻伸缩套21的固定，其操作方便，结构简单。

本实施例中，定位销231为四个，四个定位销231沿伸缩套21的周向均匀分布，且四个定位销231均安装于同一安装台233上。在其他实施例中，定位销231的设置数量可根据实际情况进行调整，如设置为三个、五个等。

如图4所示，位于内侧的伸缩套21设有球体定位孔211。如图5所示，相邻伸缩套21的套接位置均设有销孔24。在伸缩套21伸出至预设位置时，定位球221径向内移至球体定位孔211内，定位销231穿插于相邻伸缩套21的销孔24内。本实施例中，球体定位孔211的直径大于销孔24的直径，其使得定位球221在初步定位时不会移动至销孔24内进行定位，保证相邻伸缩套21间的双重定位功能。

本实施例中，伸缩套21为圆柱形伸缩套，伸缩套21的直径从下至上依次减小。以使上侧的伸缩套21的底端位于下侧的伸缩套21内，保证相邻伸缩套21的有效套接和可靠伸缩。

如图1所示，相邻桩腿2之间均设有连接横撑。连接横撑包括多个加强横梁4，加强横梁4沿竖直方向布置，其有效加强了桩腿2的支撑强度。更进一步地，位于底侧的两相邻连接横梁之间还设有斜支撑梁，以进一步加强桩腿2的支撑强度。

本实施例中，加强横梁4焊接固定于相邻桩腿2之间。同时，桩腿2的两端与平台甲板1和安装基础3也为焊接固定。

如图7所示，本实施例的上述所述海上作业平台的安装方法，包括如下步骤：

1)将海上作业平台运送至预定作业位置，之后，将海上作业平台下沉至海底泥面以下深度，通过安装基础3完成海上作业平台的固定；

2)提升桩腿2，直至第一定位组件22和第二定位组件23从上自下依次完成对各相邻伸缩套21的固定。

本发明的海上作业平台的安装方法同样具有上述优点，且其海上施工方便、效率高。

进一步地，在步骤2)固定相邻伸缩套21时，在采用第一定位组件22的定位球221固定相邻伸缩套21后，控制第二定位组件23的驱动电机235动作，以完成定位销231对相邻伸缩套21的固定。其定位操作方便，定位效率高。

本实施例中，海上作业平台的具体安装方法为：将海上作业平台在陆地安装为整体件、并由驳船运送到预定位置；由浮吊整体吊装，利用自重下沉到泥面以下深度后，安装基础3形成密封条件、经泵抽吸下沉，直至达到预定深度后完成海上作业平台的固定；由浮吊从顶部提升桩腿2，当桩腿2提升至预定位置时，定位球221伸出初步定位位于最顶部的相邻伸缩套21，之后，控制驱动电机235动作，驱动电机235驱动拉绳234，转动轴232通过拉绳234作用由倾倒状态变为直立状态，此时，定位销231穿插于相邻伸缩套21的销孔24内，即完成最顶部的相邻伸缩套21的固定；浮吊继续提升桩腿2，重复上述步骤，从而从上至下依次完成对各相邻伸缩套21的固定，即可实现海上作业平台的整体安装。同时，在边际油田开发区域开发完成后，海上作业平台通过安装基础3的移动可搬迁至其他油田开发区域进行重复利用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种可调高度的海上作业平台，包括从上至下依次连接的平台甲板、桩腿和安装基础，其特征在于，所述桩腿包括相互套接的伸缩套、初步定位相邻伸缩套位置的第一定位组件，以及进一步定位相邻伸缩套位置的第二定位组件，所述第一定位组件包括定位球，所述第二定位组件包括定位销，所述定位球和所述定位销在伸缩套伸至预设位置时限位于相邻所述伸缩套之间。

2.根据权利要求1所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述第一定位组件还包括球体安装块和安装于球体安装块内的弹性件，所述球体安装块安装于位于外侧的所述伸缩套上；所述弹性件沿所述伸缩套的径向布置，并抵设于所述定位球的外侧端；所述定位球装于球体安装块内，并在所述弹性件的作用力下可沿所述伸缩套的径向位移。

3.根据权利要求2所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述定位球为多个，多个所述定位球沿所述伸缩套的周向均匀分布。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述第二定位组件还包括转动轴、驱动部件和安装台，其中，所述定位销垂直安装于所述转动轴的内侧，并在所述转动轴的作用下沿所述伸缩套的径向移动；所述驱动部件与所述转动轴连接，且两者均安装于所述安装台上；所述安装台安装于位于外侧的所述伸缩套上。

5.根据权利要求4所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述驱动部件包括拉绳和驱动电机，所述拉绳的两端分别连接所述驱动电机和所述转动轴，所述驱动电机安装于所述安装台上。

6.根据权利要求4所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述定位销为多个，多个所述定位销沿所述伸缩套的周向均匀分布，并均安装于同一所述安装台上。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，位于内侧的所述伸缩套设有球体定位孔，相邻所述伸缩套的套接位置均设有销孔；在伸缩套伸至预设位置时，所述定位球径向内移至所述球体定位孔内，所述定位销穿插于相邻所述伸缩套的销孔内。

8.根据权利要求7所述的可调高度的海上作业平台，其特征在于，所述球体定位孔的直径大于所述销孔的直径。

9.一种如权利要求1至8中任意一项所述的海上作业平台的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将海上作业平台运送至预定作业位置，之后，将海上作业平台下沉至海底泥面以下深度，通过安装基础完成海上作业平台的固定；

2)提升桩腿，直至第一定位组件和第二定位组件从上自下依次完成对各相邻伸缩套的固定。

10.根据权利要求9所述的海上作业平台的安装方法，其特征在于，在步骤2)固定相邻伸缩套时，在采用第一定位组件的定位球固定相邻伸缩套后，控制第二定位组件的驱动电机动作，以完成第二定位组件的定位销对相邻伸缩套的固定。