[发明专利]可伸缩钻井平台桩靴结构

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采相关技术，尤其是指一种应用于自升式钻井平台桩腿结构的可伸缩钻井平台桩靴。

背景技术

在以桩端阻力为主要的桩腿承载力的桩腿结构上(如桁架结构桩腿)，广泛采用在桩腿底部配备大横截面积的桩靴，以此提高桩端阻力，从而确保桩腿极限承载力的要求。桩侧摩阻力是随着桩入泥深度的增加而不断增加的(理论上是分段积分的累加)，不存在刺穿风险的问题。而桩端阻力不同于桩侧摩阻力，桩端阻力的大小取决于桩靴所在深度对应的地层，随着地层的层状分布不同，桩端承载力曲线在地层分层界面的深度处不连续，成跳跃间断。整条承载力曲线呈现出不同高度的台阶状。正是由于这种按照深度呈现台阶状分布的承载力，以桩端承载力作为桩极限承载力的桩腿，必然存在刺穿风险。而桩靴所在位置是决定刺穿风险发生的关键因素。

在自升式钻井平台插拔桩作业前，一般都需要相关单位给出插桩深度和拔桩阻力的预测，以及刺穿风险和拔桩困难的评价。而目前这些预测和评价都是依靠传统的计算模型。传统计算模型固有的缺陷，导致自升式钻井船插桩过程中的事故时有发生。

本发明人根据多年来在自升式钻井平台插拔桩研究上取得的成果，针对目前采用固定式桩靴的自升式钻井平台插拔桩作业，已经具备了精度很高的预测技术。凭借这一预测技术，能够对自升式钻井平台插拔桩作业给予科学指导，降低作业过程中的风险。但由于人为的理论计算和预测受到人的主观因素影响很大，对自升式钻井平台插拔桩预测结果也是因人而异。正是这种不确定不统一的存在，让人们对自升式钻井平台插拔桩作业存在疑虑。

发明内容

本发明解决的技术问题是：在于针对现有自升式钻井平台插拔桩预测技术的不足，而提供一种可伸缩钻井平台桩靴结构，以解决自升式钻井平台作业过程中存在的刺穿风险和拔桩困难。

本发明的技术解决方案是：一种可伸缩钻井平台桩靴结构，包括封顶板、封底板、可伸缩的钢骨架、可活动的桩靴侧壁外壳及液压装置，其中：

所述封顶板是位于桩腿下方的的上固定板，所述封底板是位于桩靴下部构成桩靴桩脚尖的下固定板；

所述钢骨架位于所述封顶板的下方，是由多个钢构件组成的伸缩式笼体结构；

所述可活动的桩靴侧壁外壳能够配合桩靴钢骨架的伸缩变形，以增加桩靴的承压面积并阻碍桩靴周围土体进入桩靴；

所述液压装置的控制系统设置在平台压载控制中心，通过沿桩腿铺设的液压管线将桩靴伸缩指令传给液压装置，配合平台的压载控制实现钢骨架的自动伸缩。

本发明的可伸缩钻井平台桩靴研制成功，使得桩靴在具备了选择避开刺穿风险大的地层的能力的同时降低了拔桩的困难，克服了现有预测技术中存在的缺陷，满足生产实际的需要。本发明的可伸缩钻井平台桩靴结构装置与现有桩靴装置相比，具备以下显著的优点和特点：

1、本发明的可伸缩钻井平台桩靴结构装置灵活性强。体现出了很大的能动性，可操作、可控制、可选择。

2、本发明的可伸缩钻井平台桩靴结构装置克服了公知技术存在的缺陷，解决自升式钻井平台插桩过程中的刺穿问题、降低平台作业过程的刺穿风险、解决自升式钻井平台撤离时的拔桩困难。

附图说明

图1为本发明的可伸缩钻井平台桩靴一具体实施例主体结构的收缩状态示意图；

图2为本发明的可伸缩钻井平台桩靴一具体实施例主体结构的张开状态示意图；

图3A、图3B为本发明的可伸缩钻井平台桩靴一具体实施例的钢骨架张开过程的机构工作原理示意图；

图4A、图4B为本发明的可伸缩钻井平台桩靴一具体实施例的钢骨架收缩过程的机构工作原理示意图；

图5为本发明的可伸缩钻井平台桩靴一具体实施例的张开状态半剖图；

图5A为本发明的一具体实施例的中段钢梁内侧壁上的滑槽结构示意图；

图6A为本发明的一具体实施例中所采用的活动式伸缩外壳的结构示意图；

图6B为对应图6A的活动外壳的俯视示意图；

图7A为本发明的可伸缩钻井平台桩靴的外壳的钢板结构示意图；

图7B为具有图7A的钢板外壳的可伸缩钻井平台桩靴的结构示意图。

附图标号说明：

1、桩腿         10、封顶板      20、钢骨架

21、上段钢梁    22、中段钢梁    23、下段钢梁

24、上固定环    25、芯柱        26、下固定环

27、28、铰支座  29、活动伸缩环  30、液压装置

31、千斤顶      33、液压机构    40、外壳