CN215801513U - 将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台 - Google Patents
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Abstract
将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，所述地基上安装有四根导向柱，每根导向柱的顶端固定有海洋阻力模拟油缸的活塞杆，主体平台底部两侧对称安装有压载舱，压载舱通过液压机构连接升降系统液压站，升降系统液压站通过控制系统连接控制台，控制台安装在控制室内，控制室安装在平台主体的中心位置。本实用新型的优点是：本试验平台实现高硬度海底插桩情况模拟，使得插桩阻尼压力与真实的海底地基情况相一致；通过压载舱实时调节主体平台海内平衡，在伺服阀控制下，排油的油压和油量分别再现海底土层强度和插桩深度，从而突破土工海底试验难以再现各种土层强度的技术瓶颈，实现平台插桩动态模拟。
Description
技术领域
本实用新型涉及将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，属于模拟测试技术领域。
背景技术
在海洋资源勘探开发中，自升式平台应用量位居大型海洋工程装备首位。特别是近年来我国着力推动能源结构转型，加大了海上风电的开发和利用，为了避免海上风电场风浪流环境影响，满足高精度高可靠的风电设施的建造和安装，几乎全部采用自升式平台为海上作业支撑。然而，海底地基的不稳定性与恶劣海洋环境影响，极易导致自升式平台桩腿刺穿，特别是浅层气对平台插桩造成的致命安全问题更为突出。在东海、渤海和黄海浅层气广泛分布，不论它们是浅层沼泽气还是深部石油天然气，均能不同程度的引起地层承载力的不均匀性，使海洋工程尤其钻井平台的桩腿引起不均匀下沉，后果将不堪设想。如果是深部石油天然气，即使暂未溢出海底，但在钻井平台插桩时会穿通，高压气体的突然释放，会引起燃烧和平台桩腿的突然下沉，造成生命及财产损失。针对软硬度不同的海底地基，如何模拟平台插桩作业的穿刺过程，一直是海洋工程界与学术界迫切需要解决的关键难题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台。
本实用新型要解决的问题是现有的自升式平台由于海底地基的不稳定性与恶劣海洋环境影响，极易导致桩腿刺穿，引起不均匀下沉的缺陷。
为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：
将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，包括地基、导向柱、海洋阻力模拟油缸、桩柱、齿条、小齿轮、主体平台、压载舱、升降系统液压站、控制台和控制室，所述地基上安装有四根导向柱，每根导向柱的顶端固定有海洋阻力模拟油缸的活塞杆，海洋阻力模拟油缸的缸体固定于桩柱顶部内壁，桩柱外壁上安装有齿条，齿条上啮合小齿轮，小齿轮安装在主体平台的四个角上，主体平台底部两侧对称安装有压载舱，压载舱通过液压机构连接升降系统液压站，升降系统液压站通过控制系统连接控制台，控制台安装在控制室内，控制室安装在主体平台的中心位置。
进一步的，所述升降系统液压站与海洋阻力模拟油缸之间安装有伺服阀，通过伺服阀控制海洋阻力模拟油缸的排油油压和油量，从而分别再现海底土层强度和插桩深度。
进一步的，所述海洋阻力模拟油缸上安装有出油阀门，将海底地基泥层阻尼大小通过系统比例转换为控制海洋阻力模拟油缸的出油阀门大小，通过出油阀门的增大或减小，反映地基泥层阻尼的大小，从而达到模拟不同海底承载能力的情况。
本实用新型的优点是：本试验平台实现高硬度海底插桩情况模拟，使得插桩阻尼压力与真实的海底地基情况相一致；通过压载舱实时调节主体平台海内平衡；将海洋阻力模拟油缸的缸体端固定于桩柱顶部内壁，活塞杆端固定于导向柱顶部，启动插桩后，海洋阻力模拟油缸的缸体和桩腿沿着活塞杆向下运动，在伺服阀控制下，排油的油压和油量分别再现海底土层强度和插桩深度，从而突破土工海底试验难以再现各种土层强度的技术瓶颈，实现平台插桩动态模拟。
附图说明
图1是将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台的整体结构示意图；
图2是将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台的顶视图；
图3是将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台的压载舱舱内的结构示意图；
图4是将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台的桩柱内部的结构示意图；
图5是将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台的小齿轮的放大结构示意图；
图中：1、地基 2、导向柱 3、海洋阻力模拟油缸 4、桩柱 5、齿条 6、小齿轮7、主体平台 8、压载舱 9、升降系统液压站 10、控制台 11、控制室。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，包括地基1、导向柱2、海洋阻力模拟油缸3、桩柱4、齿条5、小齿轮6、主体平台7、压载舱8、升降系统液压站9、控制台10和控制室11，所述地基1上安装有四根导向柱2，用于提供支撑，每根导向柱2的顶端固定有海洋阻力模拟油缸3的活塞杆，用于将液压能转换为机械能，海洋阻力模拟油缸3的缸体固定于桩柱4顶部内壁，用于提供支撑，桩柱4外壁上安装有齿条5，用于传递动力，齿条5上啮合小齿轮6，用于传递动力，小齿轮6安装在主体平台7的四个角上，用于提供支撑，主体平台7底部两侧对称安装有压载舱8，用于调节平衡，压载舱8通过液压机构连接升降系统液压站9，用于控制液压系统，升降系统液压站9通过控制系统连接控制台10，用于操作运行管理，控制台10安装在控制室11内，用于操作运行管理，控制室11安装在主体平台7的中心位置。
进一步的，所述升降系统液压站9与海洋阻力模拟油缸3之间安装有伺服阀，通过伺服阀控制海洋阻力模拟油缸3的排油油压和油量，从而分别再现海底土层强度和插桩深度。
进一步的，所述海洋阻力模拟油缸3上安装有出油阀门，将海底地基泥层阻尼大小通过系统比例转换为控制海洋阻力模拟油缸3的出油阀门大小，通过出油阀门的增大或减小，反映地基泥层阻尼的大小，从而达到模拟不同海底承载能力的情况。
使用方法：主体平台7通过导向柱2固定于地基1，并于两侧增加压载舱8使主体平台7保持海内平衡，海底地基泥层阻尼大小将通过系统比例转换为控制海洋阻力模拟油缸的出油阀门大小；当主体平台7进行插桩时，海洋阻力模拟油缸3的缸体和桩柱4通过小齿轮6沿着海洋阻力模拟油缸3的活塞杆相对导向柱2向下运动，海洋阻力模拟油缸3的油缸体积压缩，油往外流出，在伺服阀控制下，排油的油压和油量分别再现海底土层强度和插桩深度，从而突破土工海底试验难以再现各种土层强度的技术瓶颈，实现平台插桩动态模拟；将海底地基泥层阻尼大小通过系统比例转换为控制海洋阻力模拟油缸3的出油阀门大小，若海洋阻力模拟油缸3的出油阀门增大，则反映地基泥层阻尼较小，反之，则反映地基泥层阻尼较大，从而达到模拟不同海底承载能力的情况。
Claims (3)
1.将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，包括地基（1）、导向柱（2）、海洋阻力模拟油缸（3）、桩柱（4）、齿条（5）、小齿轮（6）、主体平台（7）、压载舱（8）、升降系统液压站（9）、控制台（10）和控制室（11），其特征是：所述地基（1）上安装有四根导向柱（2），每根导向柱（2）的顶端固定有海洋阻力模拟油缸（3）的活塞杆，海洋阻力模拟油缸（3）的缸体固定于桩柱（4）顶部内壁，桩柱（4）外壁上安装有齿条（5），齿条（5）上啮合小齿轮（6），小齿轮（6）安装在主体平台（7）的四个角上，主体平台（7）底部两侧对称安装有压载舱（8），压载舱（8）通过液压机构连接升降系统液压站（9），升降系统液压站（9）通过控制系统连接控制台（10），控制台（10）安装在控制室（11）内，控制室（11）安装在主体平台（7）的中心位置。
2.根据权利要求1所述的将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，其特征是：所述升降系统液压站（9）与海洋阻力模拟油缸（3）之间安装有伺服阀，通过伺服阀控制海洋阻力模拟油缸（3）的排油油压和油量，从而分别再现海底土层强度和插桩深度。
3.根据权利要求1所述的将插桩模拟海底倒置在空中的大型陆地海洋试验平台，其特征是：所述海洋阻力模拟油缸（3）上安装有出油阀门，将海底地基泥层阻尼大小通过系统比例转换为控制海洋阻力模拟油缸（3）的出油阀门大小，通过出油阀门的增大或减小，反映地基泥层阻尼的大小，从而达到模拟不同海底承载能力的情况。
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| CN116791555A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-22 | 西南石油大学 | 一种钻井平台桩靴结构 |
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2021
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