[发明专利]一种小型海洋平台自升式桩腿的升降方法

说明书

本专利公开了一种小型海洋平台自升式桩腿，由四部分构成：一，是套在船舶柱形套筒内的钢质筒形桩腿，这是整个平台船的结构支撑物；二，是由桩腿内的潜水泵―阀箱系统组成的主升降系统；三，是由与桩腿相连接的卷扬机及传动系统组成的辅助升降系统；四，是可以将桩腿与套筒锁紧的液压锁紧系统。通过自动控制系统协调上述四大部分的动作，实现桩腿的升降。本专利在桩靴底部及四周设有旋转切削刀片和“脉冲高压水”喷头，对于海底有较厚的淤泥情况，可以将粘附的淤泥切碎，同时喷出脉冲高压水，将吸附桩腿的淤泥冲开，然后将桩腿收回。

技术领域：

本专利从技术角度，涉及对船舶及海洋工程技术的综合应用，属于船舶及海洋工程装备类技术领域。

背景技术

目前海洋自升式平台(指海上石油钻井及采油平台)，一般使用“自升式桩腿”作为支撑物，将该平台固定于海底特定位置。桩腿的升降主要采用齿轮一齿条装置。从原理上，这是一种普通的机械传动技术。但实际上，由于桩腿在海水中的长度很长(达几十米甚至几百米)，且平台的重量很大(有的上万吨)，而且要求定位准确、牢固稳定，而且要能经受海洋巨大风浪的袭击，这种传动机构不仅体型庞大，动力强大、加工精密，而且成本高昂。我国的许多自升式平台的升降模块，大都从国外进口。

有些近海工程，例如，浅海风电机的桩基工程、风电机的安装工程、海岸工程建筑物的水下打桩等工程的发展，导致小型平台船应运而生。例如浅海钻探、地质采样、以及海上桩基的负荷试验及拔桩试验等，海上平台船所在的海域水深并不大(例如小于100m)，平台船的自升重量也不太大(例如小于5000吨)，此时，平台船自升式桩腿的升降机构即没有必要再采用昂贵的齿轮一齿条机构。

发明内容：

3.1概述

本发明的目的是实现桩腿的升降不再采用机械式齿轮一齿条或蜗轮蜗杆的技术，而是采用筒形桩腿内部的静水压力或浮力，再加上卷扬机的拉力使其升降的原理，这也是常规的机械原理技术，但要简单、可靠且成本很低，用于小型海洋平台装置非常适合。

3.2一种小型海洋平台自升式桩腿专利的构成

本专利所述的一种小型海洋平台自升式桩腿，是由4个部分构成，其一是套在平台的套筒内的钢质筒形的桩腿；其二是设置在桩腿内的潜水泵―阀箱系统，它是由潜水压载泵和阀箱系统组成；其三是与桩腿连接的卷扬机升降系统，所述卷扬机升降系统包括产生向上拉力的升降卷扬机一和产生向下拉力的升降卷扬机二；其四是桩腿的液压锁紧系统，所述液压锁紧系统包括液压锁紧止动销，其能够将桩腿与套筒锁紧在一定的位置；

所述的桩腿是水密型的钢管，是承受船舶重量的支撑构件，桩腿上部通过定滑轮、动滑轮组和钢缆与设置在平台上的升降卷扬机一和升降卷扬机二相连接，能够在套筒内自由上下滑动；能够一直下沉到海底，也能够被收到平台内；

所述的潜水泵―阀箱系统，设在桩腿的底部，通过阀箱中的阀门调节，当需要将桩腿下降到海底时，泵入海水，产生重力，加上桩腿和桩腿底部的桩靴及压载物的重量，再加上升降卷扬机二的拉力，实现整个桩腿降到海底；同样，调整相应的遥控阀件，也能够将桩腿内的海水排出桩腿外，利用桩腿产生的浮力及升降卷扬机一的牵引力将桩腿上升，收入平台内；

所述的潜水泵―阀箱系统包括设于桩腿底部的海底遥控阀一和设于桩腿中部的海底遥控阀二；所述海底遥控阀一和海底遥控阀二根据自动控制系统的要求，控制阀件的启闭；

所述的卷扬机升降系统是由固定在平台甲板上的支架、升降卷扬机一、升降卷扬机二、滑轮组及牵引钢缆组成；升降卷扬机一和升降卷扬机二的机座设在支架的底部，与平台甲板连接在一起；牵引钢缆也分为二组，与升降卷扬机一和升降卷扬机二对应连接，升降卷扬机一的牵引钢缆的上端经过滑轮组的定滑轮与桩腿上端连接；升降卷扬机二的牵引钢缆的上端直接与桩腿上端连接。