[实用新型]一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋石油钻探领域，特别涉及一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆。

背景技术

人类在进入21世纪之后，不仅迎来了世界经济与科学技术的飞速发展，同时也迎来了一个能源逐渐稀缺的时代。能源的开采与利用，是各个国家必须要面对并且有效解决的主要问题。过去，由于受到科技的限制，世界能源主要来自于陆地的矿产资源和油气资源，然而，根据目前己经发现的陆地矿产、石油、天然气等资源，其开采量最多只还能够维持百余年，其中矿产资源的可采年限更是局限在30-80年。在这样一个严峻的环境下，人类的目光开始投向海洋。

目前，随着海上油气的不断开发，对海洋移动式油气钻井设备的需求量也不断的加大。自升式钻井平台作为海洋移动式油气钻井设备一种，广泛的应用于海洋油气钻探领域。随着自升式钻井平台作业水深的加大，桩腿结构尺寸以及重量会随之显著增加，且受风面积大大提升，此时平台在作业和拖航时的稳性会越差，换言之桩腿结构的设计直接关系到整个平台的安全性，因此桩腿结构的设计是自升式钻井平台整体设计中不可忽视的重要环节，并在保证桩腿结构安全的前提下，不断优化桩腿结构型式使其受力更加合理并经济性更佳。

作为主要承力构件，支腿弦杆是桩腿整体结构的安全保障。桩腿结构是由弦杆与弦杆间的支撑结构组成的，弦杆是其主要承力部件。目前世界上传统制造支腿弦杆的方法是采用两块半圆板和齿条板焊接而成，但是由于设计上的原因，使得支腿弦杆的半圆板和齿条板的厚度等尺寸都过大，虽然可以达到作业所需的承载能力，但是其成本以及焊接的难度都大大的提高了。所以，如何在保证承载能力等技术指标的同时，控制支腿弦杆制造的成本并降低焊接难度是我们亟需研究的。

发明内容

本实用新型的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆，该支腿弦杆不仅承载能力等技术指标与现有技术中的支腿弦杆相当，而且其制造的材料更节约，成本更低。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆，该支腿弦杆呈圆筒形结构，且包括一齿条板、一前半圆板和一后半圆板，所述前半圆板和后半圆板对称焊接于所述齿条板的前后两侧，所述齿条板包括左右对称分布的两列齿条，所述齿条板的齿根宽度为550mm，齿顶宽度为950mm，厚度为165.1mm，所述齿条的模数为100mm，压力角为28°；所述前半圆板和后半圆板的横截面均呈一扇形结构，齿条板的横截面呈一矩形结构，所述前半圆板横截面的圆心位于所述齿条板横截面的中心线上且距离齿条板前侧面25mm，所述后半圆板横截面的圆心位于所述齿条板横截面的中心线上且距离齿条板后侧面25mm；所述齿条板的顶部且位于所述齿条板的前后两侧面上分别设置有焊接坡口，所述齿条板顶端距离所述前半圆板和后半圆板顶端的距离均为150mm，所述齿条板底端距离所述前半圆板和后半圆板底端的距离均为100mm；所述前半圆板包括上前半圆板和厚度大于所述上前半圆板的下前半圆板，所述后半圆板包括上后半圆板和厚度大于所述上后半圆板的下后半圆板。

上述的一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆，其中，所述上前半圆板和所述下前半圆板的长度比与所述上后半圆板和下后半圆板的长度比均为197:10，所述上前半圆板和所述上后半圆板的外曲率半径为260mm、内曲率半径为221.9mm，所述下前半圆板和下后半圆板的外曲率半径为260mm、内曲率半径为210mm。

上述的一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆，其中，所述焊接坡口的角度为5°，钝边长为25mm。

上述的一种自升式钻井平台桩腿的支腿弦杆，其中，所述支腿弦杆采用调质合金钢制成。

与现有技术相比，本实用新型的支腿弦杆是在满足支腿弦杆承载能力等技术指标的前提下，经过多次优化设计，通过反复有限元计算，得到了支腿弦杆的最优化尺寸。本实用新型的支腿弦杆的顶端设计了焊接坡口，当自升式钻井平台进入较深海域作业时，可随时对桩腿接长，方便了不同海域的作业需求。

附图说明

图1是本实用新型的支腿弦杆横截面的结构示意图；

图2是本实用新型的支腿弦杆顶端的结构示意图；

图3是本实用新型的支腿弦杆底端的结构示意图；

图4是本实用新型的齿条板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型作进一步说明。