自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，它包括船體平臺(tái)和位于船體平臺(tái)下方的吸力樁基礎(chǔ)，吸力樁基礎(chǔ)與船體平臺(tái)通過多個(gè)樁腿連接，樁腿與船體平臺(tái)之間設(shè)有升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)，吸力樁基礎(chǔ)與水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)連接，船體平臺(tái)上還設(shè)有平臺(tái)吊機(jī)，平臺(tái)吊機(jī)可以吊裝吹泥裝置進(jìn)行吹泥施工，船體平臺(tái)的邊緣還吊有多個(gè)定位錨。該自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，提供了一種能夠集生產(chǎn)、動(dòng)力、儲(chǔ)油、外輸、生活為一體的小型生產(chǎn)裝置的開發(fā)模式，該平臺(tái)結(jié)構(gòu)像蜜蜂一樣采完一個(gè)小油田后，可以移到另外一個(gè)小油田采油，其投資可以在多個(gè)油田開發(fā)中回收，為邊際油氣田的“蜜蜂式”開發(fā)模式提供了有效的技術(shù)支持。
【專利說明】自安裝吸力粧式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，邊際油氣田成為備受矚目的關(guān)注熱點(diǎn)之一，所謂邊際油氣田，就是指那些在現(xiàn)有的開發(fā)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下經(jīng)濟(jì)性相對較差而開發(fā)不了，但是經(jīng)過努力可以達(dá)到預(yù)定的最低經(jīng)濟(jì)指標(biāo)而可以開發(fā)的油氣田。邊際油氣田在定義上具有這樣的雙重特性:一是指在一般條件和采用常規(guī)的手段，如果投入開發(fā)，其經(jīng)濟(jì)效益將有很大地可能達(dá)不到預(yù)期的收益目標(biāo)底線；二是指經(jīng)過努力采用新技術(shù)、新方法或非常規(guī)手段之后，如果投入開發(fā)，又將有很大地可能達(dá)到預(yù)期的收益目標(biāo)底線。也就是說，這類油氣田是否具有經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的條件在很大的程度上是可轉(zhuǎn)換的。由于處在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的邊緣線上，邊際特征明顯，所以這類油氣田統(tǒng)稱為邊際油氣田。理論上講，邊際油氣田的種類是多種多樣的，造成的原因也很多，比如地質(zhì)情況復(fù)雜、儲(chǔ)量小、原油物性差、所處區(qū)域環(huán)境條件惡劣、石油合同苛刻、稅收高等。
[0003]由于海上油氣田一般投資高、操作成本高，因此在同等的地質(zhì)條件下，海上不能經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)的邊際油氣田相對比陸上要多。如何使這部分地下資源經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)起來，在目前高油價(jià)和全球探明石油資源明顯不足的情況下顯得至關(guān)重要，因此研究邊際油田的開發(fā)技術(shù)并促成中國海域的邊際油氣田的開發(fā)利用，意義十分重大，是保證原油產(chǎn)量持續(xù)增長的重要來源。
[0004]邊際油氣田開發(fā)研究工作的目的就是解放這部分儲(chǔ)量中的很大部分，提供核心技術(shù)，降低開發(fā)工程成本，形成具有中國海油特色和競爭力的技術(shù)體系和技術(shù)能力。
[0005]目前，中國海油邊際油氣田開發(fā)的模式主要有兩種:
[0006]一是“三一”開發(fā)模式，即對距離已開發(fā)的油田20公里以內(nèi)的邊際油氣田，用一座平臺(tái)(或水下井口)、一條海底管線、一條海底電纜，將其生產(chǎn)的油氣送入該已開發(fā)的油田的開發(fā)模式，該模式的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，并已經(jīng)在渤海和北部灣海域成功實(shí)施；
[0007]二是“蜜蜂式”開發(fā)模式，所謂的“蜜蜂式”開發(fā)模式就是要求工程設(shè)施具有“可移動(dòng)性”和“重復(fù)利用性”的功能，即對距離已開發(fā)的油田20公里以外的、無法依托已開發(fā)油田的較小的、孤立的小型邊際油氣田，采用可移動(dòng)式的，集生產(chǎn)、動(dòng)力、儲(chǔ)油、外輸、生活為一體的小型生產(chǎn)裝置，像蜜蜂一樣采完一個(gè)小油田，小型生產(chǎn)裝置可以移到另外一個(gè)小油田采油，該裝置的投資可以在多個(gè)油田開發(fā)中回收。
[0008]近幾年來，國內(nèi)在開發(fā)渤海和南海邊際油氣田中，采用依托現(xiàn)有工程設(shè)施的“三一”模式取得了突破性進(jìn)展，開發(fā)了多個(gè)小油田，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是在開發(fā)距現(xiàn)有工程設(shè)施遠(yuǎn)而孤立的邊際油氣田，采用“蜜蜂式”模式的開發(fā)模式尚未取得突破性進(jìn)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中較小的、孤立的小型邊際油氣田缺少較好的開發(fā)平臺(tái)的問題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，它包括船體平臺(tái)和位于船體平臺(tái)下方的吸力樁基礎(chǔ)，吸力樁基礎(chǔ)與船體平臺(tái)通過多個(gè)樁腿連接，樁腿與船體平臺(tái)之間設(shè)有升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)，吸力樁基礎(chǔ)與水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)連接，船體平臺(tái)上還設(shè)有能吊裝吹泥裝置的平臺(tái)吊機(jī)，船體平臺(tái)的邊緣還吊有多個(gè)定位錨。
[0011]優(yōu)選的，船體平臺(tái)上還設(shè)有直升機(jī)甲板。
[0012]優(yōu)選的，樁腿與船體平臺(tái)對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道，樁腿軌道設(shè)有從上至下的定位孔，升降機(jī)構(gòu)包括上支撐件、下支撐件和位于上支撐件、下支撐件之間的伸縮件，上支撐件與船體平臺(tái)固定，伸縮件的兩端分別與上支撐件、下支撐件固定連接，上支撐件、下支撐件均設(shè)有能伸入定位孔中的伸縮桿。進(jìn)一步的優(yōu)選，上支撐件為上液壓缸，下支撐件為下液壓缸；伸縮件為頂升液壓缸，頂升液壓缸的活塞桿與上液壓缸固定連接，頂升液壓缸的缸筒與下液壓缸固定連接。
[0013]優(yōu)選的，樁腿與船體平臺(tái)對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道，樁腿軌道設(shè)有從上至下的定位孔，鎖緊機(jī)構(gòu)包括鎖緊塊，鎖緊塊通過推進(jìn)裝置與船體平臺(tái)連接，鎖緊塊設(shè)有能插入定位孔的定位桿。
[0014]進(jìn)一步的優(yōu)選，推進(jìn)裝置包括推進(jìn)液壓缸和推進(jìn)液壓缸支座，推進(jìn)液壓缸支座與船體平臺(tái)固定連接，推進(jìn)液壓缸的活塞桿與鎖緊塊樞接，推進(jìn)液壓缸的缸筒與推進(jìn)液壓缸支座樞接。
[0015]進(jìn)一步的優(yōu)選，鎖緊機(jī)構(gòu)還包括調(diào)整裝置，調(diào)整裝置包括調(diào)整液壓缸和調(diào)整液壓缸支座，調(diào)整液壓缸支座與船體平臺(tái)固定連接，調(diào)整液壓缸的活塞桿與鎖緊塊樞接，調(diào)整液壓缸的缸筒與調(diào)整液壓缸支座樞接。
[0016]進(jìn)一步的優(yōu)選，鎖緊機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)與船體平臺(tái)固定的定位件，定位件位于鎖緊塊的上方、下方和側(cè)面，定位件設(shè)有伸向鎖緊塊的頂桿。更進(jìn)一步的優(yōu)選，定位件為自鎖千斤頂。
[0017]優(yōu)選的，吸力樁基礎(chǔ)包括位于吸力樁基礎(chǔ)最下方的吸力錨，吸力錨為一頂端封閉、下端敞開的缸筒，吸力錨頂端設(shè)有與水下動(dòng)力系統(tǒng)連接的接口。
[0018]進(jìn)一步的優(yōu)選，水上監(jiān)控系統(tǒng)包括控制操作面板和與控制操作面板連接的動(dòng)力電源控制柜、信號(hào)接口和AC/D電源，信號(hào)接口和AC/D電源還與傾角儀、電羅經(jīng)、液壓控制電磁閥、動(dòng)力電源控制柜連接。
[0019]更進(jìn)一步的優(yōu)選，水下動(dòng)力系統(tǒng)包括至少一個(gè)潛水泵、筒內(nèi)壓力傳感器、筒外壓力傳感器、液壓驅(qū)動(dòng)閥門、液壓缸，筒內(nèi)壓力傳感器位于吸力錨的內(nèi)部，筒外壓力傳感器位于吸力錨的外部，筒內(nèi)壓力傳感器、筒外壓力傳感器與信號(hào)接口和AC/D電源連接，液壓缸與液壓控制電磁閥、液壓驅(qū)動(dòng)閥門連接，潛水泵與液壓驅(qū)動(dòng)閥門、動(dòng)力電源控制柜連接。上述方案再進(jìn)一步的優(yōu)選，潛水泵的進(jìn)口和出口形成一閉合回路，液壓驅(qū)動(dòng)閥門包括第一三通球閥、第二三通球閥和多個(gè)兩通球閥，第一三通球閥和第二三通球閥的其中一個(gè)接口相互連通，第一三通球閥的另兩個(gè)接口分別與潛水泵的閉合回路、進(jìn)水管路連通，第二三通球閥的另兩個(gè)接口分別與潛水泵的閉合回路、出水管路連通，兩通球閥的一端與第一三通球閥、第二三通球閥之間的連接管路連通，兩通球閥的另一端與吸力錨頂端的接口連通。
[0020]如上所述，本發(fā)明自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，具有以下有益效果:
[0021]該自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，由于該平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)有具有自安裝功能的吸力樁基礎(chǔ)，吸力樁基礎(chǔ)能夠在水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)在海底泥面上的貫入和拔樁，同時(shí)該平臺(tái)結(jié)構(gòu)還設(shè)有升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)，具有升降和收起吸力樁基礎(chǔ)的功能，使該平臺(tái)結(jié)構(gòu)具有自安裝和可移動(dòng)的功能，達(dá)到“可移動(dòng)性”和“重復(fù)利用性”，提供了一種能夠集生產(chǎn)、動(dòng)力、儲(chǔ)油、外輸、生活為一體的小型生產(chǎn)裝置的開發(fā)模式，該平臺(tái)結(jié)構(gòu)像蜜蜂一樣采完一個(gè)小油田后，可以移到另外一個(gè)小油田采油，其投資可以在多個(gè)油田開發(fā)中回收，為邊際油氣田的“蜜蜂式”開發(fā)模式提供了有效的技術(shù)支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本發(fā)明自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)與拖航定位拋錨船的組合示意圖。
[0023]圖2顯示為圖1所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3至圖8為圖2所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安裝施工作業(yè)示意圖。
[0025]圖9至圖13為圖2所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的拔樁轉(zhuǎn)移施工作業(yè)示意圖。
[0026]圖14為圖2所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的樁腿、升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖15為圖14所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的樁腿、升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)組合的A-A向剖視圖。
[0028]圖16至圖22為圖15所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的升降機(jī)構(gòu)的船體平臺(tái)一次上升的步驟示意圖。
[0029]圖23至圖26為圖15所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊的步驟示意圖。
[0030]圖27為圖2所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)的控制流程圖。
[0031]圖28為圖27所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的水下動(dòng)力系統(tǒng)的管路連接圖。
[0032]圖29為圖28所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的水下動(dòng)力系統(tǒng)的排水狀態(tài)示意圖。
[0033]圖30為圖28所示的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的水下動(dòng)力系統(tǒng)的注水狀態(tài)示意圖。
[0034]元件標(biāo)號(hào)說明
[0035]1船體平臺(tái)
[0036]2吸力樁基礎(chǔ)
[0037]21接口
[0038]3樁腿
[0039]31樁腿軌道
[0040]32定位孔
[0041]4升降機(jī)構(gòu)
[0042]41上液壓缸
[0043]42下液壓缸
[0044]43頂升液壓缸
[0045]5鎖緊機(jī)構(gòu)
[0046]51鎖緊塊
[0047]52定位桿
[0048]53推進(jìn)液壓缸
[0049]54推進(jìn)液壓缸支座
[0050]55調(diào)整液壓缸支座
[0051]56調(diào)整液壓缸
[0052]57定位件
[0053]58攝像頭
[0054]6水上監(jiān)控系統(tǒng)
[0055]61控制操作面板
[0056]62動(dòng)力電源控制柜
[0057]63信號(hào)接口和AC/D電源
[0058]64傾角儀
[0059]65電羅經(jīng)
[0060]66液壓控制電磁閥
[0061]7水下動(dòng)力系統(tǒng)
[0062]71潛水泵
[0063]72筒內(nèi)壓力傳感器
[0064]73筒外壓力傳感器
[0065]74液壓驅(qū)動(dòng)閥門
[0066]741第一三通球閥
[0067]742第二三通球閥
[0068]743兩通球閥
[0069]75液壓缸
[0070]8平臺(tái)吊機(jī)
[0071]9吹泥裝置
[0072]10定位錨
[0073]11拖航定位拋錨船
[0074]12直升機(jī)甲板

【具體實(shí)施方式】
[0075]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0076]請參閱圖1至圖30。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0077]如圖1至圖13所示，本發(fā)明提供一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，它包括船體平臺(tái)1和位于船體平臺(tái)1下方的吸力樁基礎(chǔ)2，吸力樁基礎(chǔ)2與船體平臺(tái)1通過多個(gè)樁腿3連接，樁腿3與船體平臺(tái)1之間設(shè)有升降機(jī)構(gòu)4和鎖緊機(jī)構(gòu)5，吸力樁基礎(chǔ)2與水上監(jiān)控系統(tǒng)6、水下動(dòng)力系統(tǒng)7連接，船體平臺(tái)1上還設(shè)有能吊裝吹泥裝置的平臺(tái)吊機(jī)8，船體平臺(tái)1的邊緣還吊有多個(gè)定位錨10 ;船體平臺(tái)1上還設(shè)有直升機(jī)甲板12。其中，升降機(jī)構(gòu)4用于控制樁腿3與船體平臺(tái)1的上下運(yùn)動(dòng)；鎖緊機(jī)構(gòu)5用于固定樁腿3與船體平臺(tái)1的相對位置，同時(shí)使船體平臺(tái)1承受海洋風(fēng)浪載荷；水上監(jiān)控系統(tǒng)6用于監(jiān)控船體平臺(tái)1的各項(xiàng)指標(biāo)，并通過水下動(dòng)力系統(tǒng)7控制吸力樁基礎(chǔ)2的上下運(yùn)動(dòng)；而直升機(jī)甲板12則用于停放和起飛直升機(jī)，為便于使用，直升機(jī)甲板12設(shè)置在靠近生活樓的區(qū)域；平臺(tái)吊機(jī)8除吊裝吹泥裝置9外，還可滿足其他吊裝要求。
[0078]該吸力樁基礎(chǔ)2能夠在水下動(dòng)力系統(tǒng)7的作用下實(shí)現(xiàn)在海底土壤中的貫入和拔樁，而且吸力樁基礎(chǔ)2的安裝與移動(dòng)功能操作都通過設(shè)在船體平臺(tái)1上的水上監(jiān)控系統(tǒng)6進(jìn)行，使該平臺(tái)結(jié)構(gòu)具有自安裝和重復(fù)利用的功能。水上監(jiān)控系統(tǒng)6安裝在船體平臺(tái)1的甲板上，可以提高儀表系統(tǒng)的安全使用性，提高使用壽命，而且便于更換、維修、測試和操作。
[0079]該平臺(tái)結(jié)構(gòu)在安裝前需要在安裝區(qū)域通過海底探測船探測海況，其作用是探測安裝區(qū)域海底的情況是否適合吸力樁基礎(chǔ)安裝，海底泥面上是否有廢棄物等雜物，土壤中是否有妨礙貫入的巖石，土壤結(jié)構(gòu)是否達(dá)到安裝要求和平臺(tái)載荷要求等；然后再將該平臺(tái)結(jié)構(gòu)通過拖航定位拋錨船11拖拽至安裝地點(diǎn)。
[0080]該自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安裝施工作業(yè)過程如圖3至圖8所示:
[0081]1)該平臺(tái)結(jié)構(gòu)通過拖航定位拋錨船11拖拽至安裝地點(diǎn)后，利用船體平臺(tái)1上的平臺(tái)吊機(jī)8將吹泥裝置9吊裝到海底泥面之上進(jìn)行吹泥作業(yè)施工，主要是吹走海底表面的浮泥，提高海底泥面的承載力，并且使海底泥面盡量平整，初步保證平臺(tái)的傾斜度，如圖3所示；
[0082]2)在完成吹泥后，需要三條拖航定位拋錨船11進(jìn)行拖航定位拋錨作業(yè)，將船體平臺(tái)1調(diào)整到規(guī)定位置，其中包括船體平臺(tái)1的位置度、方位角的調(diào)整，然后通過定位錨10拋錨固定船體平臺(tái)1，如圖4所示；
[0083]3)松開鎖緊機(jī)構(gòu)5，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)4，利用升降機(jī)構(gòu)4逐漸使樁腿3和吸力樁基礎(chǔ)2向海底下降，到達(dá)海底后，松開升降機(jī)構(gòu)4，使船體平臺(tái)1與樁腿3完全分開，船體平臺(tái)1漂浮在水面上，而吸力樁基礎(chǔ)2在自重的作用下完成初始入泥，如圖5所示；
[0084]4)啟動(dòng)水下動(dòng)力系統(tǒng)7，進(jìn)行吸力樁基礎(chǔ)2的貫入施工，通過船體平臺(tái)1上的水上監(jiān)控系統(tǒng)6，監(jiān)測船體平臺(tái)1的安裝數(shù)據(jù)，控制吸力樁基礎(chǔ)2的下沉速度，如果這樣還不能調(diào)整到位，需要將吸力樁基礎(chǔ)2從海底泥土中頂升出來，然后重新貫入，直至達(dá)到要求為止，如圖6所示；
[0085]5)吸力樁基礎(chǔ)2貫入到位后，解除定位錨10，船體平臺(tái)1自由飄浮在水面上，如圖7所示；
[0086]6)啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)4，使船體平臺(tái)1上升到指定位置，然后再啟動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)5，使船體平臺(tái)1與樁腿3固定，如圖8所示。
[0087]在某一地點(diǎn)鉆井或者采油作業(yè)完成后，需要將該平臺(tái)結(jié)構(gòu)移動(dòng)到下一個(gè)地點(diǎn)繼續(xù)作業(yè)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)需要完成拔樁轉(zhuǎn)移施工，該自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的拔樁轉(zhuǎn)移施工作業(yè)過程如圖9至圖13所不:
[0088]1)首先松開鎖緊機(jī)構(gòu)5，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)4，利用升降機(jī)構(gòu)4將船體平臺(tái)1下降到水面，使船體平臺(tái)1依靠自身的浮力漂浮在水面上，從船體平臺(tái)1上拋下定位錨10，啟動(dòng)船體平臺(tái)1上的錨機(jī)收緊定位錨10，將船體平臺(tái)1錨定，如圖9所示；
[0089]2)啟動(dòng)水下動(dòng)力系統(tǒng)7，將吸力樁基礎(chǔ)2從海底土壤中頂升；由于樁腿3與船體平臺(tái)1是分開的，所以吸力樁基礎(chǔ)2帶動(dòng)樁腿3自由上升，船體平臺(tái)1仍依靠自身的浮力漂浮在水面上，如圖10所示；
[0090]3)啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)4，升降機(jī)構(gòu)4以船體平臺(tái)1為基準(zhǔn)，令樁腿3和吸力樁基礎(chǔ)2 —起上升，如圖11所示；
[0091]4)樁腿3和吸力樁基礎(chǔ)2上升到位后，啟動(dòng)鎖緊機(jī)構(gòu)5，使樁腿3和吸力樁基礎(chǔ)2與船體平臺(tái)1固定，如圖12所示；
[0092]5)船體平臺(tái)1與拖航定位拋錨船11連接，然后解除定位錨10，拖航定位拋錨船11將該平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)移到下一個(gè)作業(yè)點(diǎn)，如圖13所示。
[0093]如圖14至圖22所示，樁腿3與船體平臺(tái)1對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道31，樁腿軌道31設(shè)有從上至下的定位孔32，升降機(jī)構(gòu)4包括上支撐件、下支撐件和位于上支撐件、下支撐件之間的伸縮件，上支撐件與船體平臺(tái)1固定，伸縮件的兩端分別與上支撐件、下支撐件固定連接，上支撐件、下支撐件均設(shè)有能伸入定位孔32中的伸縮桿44。其中，上支撐件可為上液壓缸41，下支撐件可為下液壓缸42 ;伸縮件可為頂升液壓缸43，頂升液壓缸43的活塞桿與上液壓缸41固定連接，頂升液壓缸43的缸筒與下液壓缸42固定連接。上支撐件、下支撐件及伸縮件也可為其它帶有可伸縮的伸縮桿的器件。
[0094]升降機(jī)構(gòu)4將船體平臺(tái)1相對樁腿3 —次上升的步驟，如圖16至圖22所示:
[0095]1)升降機(jī)構(gòu)4與樁腿軌道31固定時(shí)，上液壓缸41、下液壓缸42的伸縮桿44插入樁腿軌道31的定位孔32中，如圖16所示；
[0096]2)上液壓缸41的伸縮桿44縮回，下液壓缸42的伸縮桿44仍插在樁腿軌道31的定位孔32中，如圖17所示；
[0097]3)頂升液壓缸43的活塞桿向上頂起，使上液壓缸41帶動(dòng)船體平臺(tái)1向上運(yùn)動(dòng)，如圖18所示；
[0098]4)頂升液壓缸43的活塞桿向上頂升到位后，上液壓缸41的伸縮桿44插入樁腿軌道31的定位孔32中，如圖19所示；
[0099]5)下液壓缸42的伸縮桿44縮回，如圖20所示；
[0100]6)頂升液壓缸43的活塞桿縮回，使頂升液壓缸43帶動(dòng)下液壓缸42 —起向上運(yùn)動(dòng)，如圖21所示；
[0101]7)下液壓缸42的伸縮桿44插入樁腿軌道31的定位孔32中，如圖22所示。
[0102]該升降機(jī)構(gòu)4如需將船體平臺(tái)1相對樁腿3下降，則先縮回下液壓缸42的伸縮桿44，再使頂升液壓缸43的活塞桿頂出，使頂升液壓缸43帶動(dòng)下液壓缸42向下運(yùn)動(dòng)，然后下液壓缸42的伸縮桿44插入樁腿軌道31的定位孔32中，上液壓缸41的伸縮桿44縮回，最后頂升液壓缸43的活塞桿縮回，帶動(dòng)上液壓缸41和船體平臺(tái)1向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到位后上液壓缸41的伸縮桿44插入樁腿軌道31的定位孔32中。
[0103]該升降機(jī)構(gòu)4采用液壓爬行的方式，驅(qū)動(dòng)船體平臺(tái)1上下移動(dòng)，還可以使船體平臺(tái)1與樁腿軌道31完全分開，保證吸力樁基礎(chǔ)2在進(jìn)行安裝和拔樁施工時(shí)，船體平臺(tái)1能夠漂浮在水面上，以免船體平臺(tái)1的重量影響到吸力樁基礎(chǔ)2的貫入和頂升施工。
[0104]如圖14、圖15、圖23至圖26所示，樁腿3與船體平臺(tái)1對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道31，樁腿軌道31設(shè)有從上至下的定位孔32，鎖緊機(jī)構(gòu)5包括鎖緊塊51，鎖緊塊51通過推進(jìn)裝置與船體平臺(tái)1連接，鎖緊塊51設(shè)有能插入定位孔32的定位桿52。推進(jìn)裝置包括推進(jìn)液壓缸53和推進(jìn)液壓缸支座54，推進(jìn)液壓缸支座54與船體平臺(tái)1固定連接，推進(jìn)液壓缸53的活塞桿與鎖緊塊51樞接，推進(jìn)液壓缸53的缸筒與推進(jìn)液壓缸支座54樞接。通過將鎖緊塊51插入樁腿軌道31的定位孔32中，可以使樁腿3與船體平臺(tái)1相對固定。
[0105]鎖緊機(jī)構(gòu)5還包括調(diào)整裝置，調(diào)整裝置包括調(diào)整液壓缸56和調(diào)整液壓缸支座55，調(diào)整液壓缸支座55與船體平臺(tái)1固定連接，調(diào)整液壓缸56的活塞桿與鎖緊塊51樞接，調(diào)整液壓缸56的缸筒與調(diào)整液壓缸支座55樞接。當(dāng)鎖緊塊51與樁腿軌道31的定位孔32的相對位置有偏差時(shí)，可以使用調(diào)整裝置對鎖緊塊51的位置做略微調(diào)整。
[0106]鎖緊機(jī)構(gòu)5還包括多個(gè)與船體平臺(tái)1固定的定位件57，定位件57位于鎖緊塊51的上方、下方和側(cè)面，定位件57設(shè)有伸向鎖緊塊51的頂桿；定位件57可為自鎖千斤頂。定位件57從鎖緊塊51的上方、下方和側(cè)面進(jìn)一步固定了鎖緊塊51的位置。
[0107]鎖緊機(jī)構(gòu)5還包括固定在船體平臺(tái)1上，位于樁腿軌道31兩側(cè)的攝像頭58，該攝像頭58可隨時(shí)監(jiān)控鎖緊機(jī)構(gòu)5的動(dòng)作情況。
[0108]鎖緊機(jī)構(gòu)5的具體鎖緊步驟，如圖23至圖26所示:
[0109]1)鎖緊塊51與樁腿軌道31分離時(shí)，調(diào)整液壓缸56通過活塞桿的伸縮調(diào)整鎖緊塊51的相對位置，使鎖緊塊51的定位桿52正對樁腿軌道31的定位孔32，如圖23所示；
[0110]2)推進(jìn)液壓缸53伸出活塞桿將鎖緊塊51推向樁腿軌道31，使鎖緊塊51的定位桿52插入樁腿軌道31的定位孔32中，如圖24所示；
[0111]3)位于鎖緊塊51側(cè)面的定位件57，伸出頂桿頂住鎖緊塊51，如圖25所示；
[0112]4)位于鎖緊塊51上方、下方的定位件57，伸出頂桿頂住鎖緊塊51，如圖26所示。
[0113]鎖緊機(jī)構(gòu)5與樁腿軌道31分離的步驟為，先將定位件57的頂桿縮回，再通過推進(jìn)液壓缸53、調(diào)整液壓缸56將鎖緊塊51的定位桿52從樁腿軌道31的定位孔32中拔出。
[0114]該鎖緊機(jī)構(gòu)5可以使船體平臺(tái)1與樁腿3固定，還可以使船體平臺(tái)1與樁腿3完全分開，保證吸力樁基礎(chǔ)2在進(jìn)行安裝和拔樁施工時(shí)，船體平臺(tái)1能夠漂浮在水面上，以免船體平臺(tái)1的重量影響到吸力樁基礎(chǔ)2的貫入和頂升施工。
[0115]如圖27至圖30所示，吸力樁基礎(chǔ)2包括位于吸力樁基礎(chǔ)2最下方的吸力錨，吸力錨為一頂端封閉、下端敞開的缸筒，吸力錨頂端設(shè)有與水下動(dòng)力系統(tǒng)7連接的接口 21。
[0116]如圖27所示，水上監(jiān)控系統(tǒng)6包括控制操作面板61和與控制操作面板61連接的動(dòng)力電源控制柜62、信號(hào)接口和AC/D電源63，信號(hào)接口和AC/D電源63還與傾角儀64、電羅經(jīng)65、液壓控制電磁閥66、動(dòng)力電源控制柜62連接。水下動(dòng)力系統(tǒng)7包括至少一個(gè)潛水泵71、筒內(nèi)壓力傳感器72、筒外壓力傳感器73、液壓驅(qū)動(dòng)閥門74、液壓缸75，筒內(nèi)壓力傳感器72位于吸力錨的內(nèi)部，筒外壓力傳感器73位于吸力錨的外部，筒內(nèi)壓力傳感器72、筒外壓力傳感器73與信號(hào)接口和AC/D電源63連接，液壓缸75與液壓控制電磁閥66、液壓驅(qū)動(dòng)閥門74連接，潛水泵71與液壓驅(qū)動(dòng)閥門74、動(dòng)力電源控制柜62連接。
[0117]傾角儀64、電羅經(jīng)65用于測量船體平臺(tái)1的位置度、傾斜度和方位角，筒內(nèi)壓力傳感器72測量吸力錨的內(nèi)部壓力，筒外壓力傳感器73測量吸力錨的外部壓力，傾角儀64、電羅經(jīng)65、筒內(nèi)壓力傳感器72和筒外壓力傳感器73將信號(hào)傳遞給信號(hào)接口和AC/D電源63，信號(hào)接口和AC/D電源63再傳遞給動(dòng)力電源控制柜62、控制操作面板61、液壓控制電磁閥66，動(dòng)力電源控制柜62控制潛水泵71動(dòng)作，液壓控制電磁閥66控制液壓缸75動(dòng)作，液壓缸75控制液壓驅(qū)動(dòng)閥門74動(dòng)作。
[0118]如圖28至圖30所示，潛水泵71的進(jìn)口和出口形成一閉合回路，液壓驅(qū)動(dòng)閥門74包括第一三通球閥741、第二三通球閥742和多個(gè)兩通球閥743，第一三通球閥741和第二三通球閥742的其中一個(gè)接口相互連通，第一三通球閥741的另兩個(gè)接口分別與潛水泵71的閉合回路、進(jìn)水管路76連通，第二三通球閥742的另兩個(gè)接口分別與潛水泵71的閉合回路、出水管路77連通，兩通球閥743的一端與第一三通球閥741、第二三通球閥742之間的連接管路連通，兩通球閥743的另一端與吸力錨頂端的接口 21連通。
[0119]如圖29所示，在水下動(dòng)力系統(tǒng)7排水時(shí)，第一三通球閥741將兩通球閥743與潛水泵71的閉合回路連通，第二三通球閥742將出水管路77與潛水泵71的閉合回路連通，這樣，吸力錨內(nèi)部的水通過吸力錨頂端的接口 21、兩通球閥743、第一三通球閥741、潛水泵71、第二三通球閥742，從出水管路77排出。
[0120]如圖30所示，在水下動(dòng)力系統(tǒng)7注水時(shí)，第一三通球閥741將進(jìn)水管路76與潛水泵71的閉合回路連通，第二三通球閥742將兩通球閥743與潛水泵71的閉合回路連通，這樣，水通過進(jìn)水管路76、第一三通球閥741、潛水泵71、第二三通球閥742、兩通球閥743，吸力錨頂端的接口 21，向吸力錨內(nèi)部注水。
[0121]吸力錨借助設(shè)置在其頂端上的潛水泵71向外排水，并使同一時(shí)間內(nèi)抽出的水量超過自底部滲入的水量，造成吸力錨內(nèi)部壓力降低。當(dāng)由吸力錨內(nèi)、外壓差造成的作用在吸力錨頂端上的垂直向下的壓力超過土對吸力錨的阻力時(shí)，吸力錨即可不斷被壓入土中。拔出吸力錨時(shí)，可向吸力錨中注水，造成吸力錨內(nèi)部壓力高出外部壓力，從而使作用在吸力錨頂端上的垂直向上壓力超過土的阻力，將吸力錨從土中頂起。
[0122]吸力樁式基礎(chǔ)是一種非打入性的淺基礎(chǔ)(相對于打入性的深基礎(chǔ)樁)，因其吸力錨貌似倒置的水桶，頂端封閉，下端敞開，所以有時(shí)也稱為桶型基礎(chǔ)或筒型基礎(chǔ)。該自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)在海上可以采用拖航定位拋錨船拖拽的方式運(yùn)輸，安裝時(shí)不需要浮吊等大型的施工機(jī)具和船舶，從而可以大大降低海上施工費(fèi)用，同時(shí)，吸力樁式基礎(chǔ)可以通過向吸力錨內(nèi)注水而從海底泥中拔樁，拔樁后可以移動(dòng)到另外的地方再重新安裝，實(shí)現(xiàn)“可移動(dòng)性”和“重復(fù)利用性”的功能。
[0123]綜上所述，本發(fā)明自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，由于該平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)有具有自安裝功能的吸力樁基礎(chǔ)，吸力樁基礎(chǔ)能夠在水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)的作用下實(shí)現(xiàn)在海底泥面上的貫入和拔樁，同時(shí)該平臺(tái)結(jié)構(gòu)還設(shè)有升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)，具有升降和收起吸力樁基礎(chǔ)的功能，使該平臺(tái)結(jié)構(gòu)具有自安裝和可移動(dòng)的功能，達(dá)到“可移動(dòng)性”和“重復(fù)利用性”，提供了一種能夠集生產(chǎn)、動(dòng)力、儲(chǔ)油、外輸、生活為一體的小型生產(chǎn)裝置的開發(fā)模式，該平臺(tái)結(jié)構(gòu)像蜜蜂一樣采完一個(gè)小油田后，可以移到另外一個(gè)小油田采油，其投資可以在多個(gè)油田開發(fā)中回收，為邊際油氣田的“蜜蜂式”開發(fā)模式提供了有效的技術(shù)支持。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0124]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括船體平臺(tái)和位于所述船體平臺(tái)下方的吸力樁基礎(chǔ)，所述吸力樁基礎(chǔ)與所述船體平臺(tái)通過多個(gè)樁腿連接，所述樁腿與所述船體平臺(tái)之間設(shè)有升降機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)，所述吸力樁基礎(chǔ)與水上監(jiān)控系統(tǒng)、水下動(dòng)力系統(tǒng)連接，所述船體平臺(tái)上還設(shè)有能吊裝吹泥裝置的平臺(tái)吊機(jī)，所述船體平臺(tái)的邊緣還吊有多個(gè)定位錨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述船體平臺(tái)上還設(shè)有直升機(jī)甲板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述樁腿與所述船體平臺(tái)對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道，所述樁腿軌道設(shè)有從上至下的定位孔，所述升降機(jī)構(gòu)包括上支撐件、下支撐件和位于上支撐件、下支撐件之間的伸縮件，所述上支撐件與所述船體平臺(tái)固定，所述伸縮件的兩端分別與所述上支撐件、下支撐件固定連接，所述上支撐件、下支撐件均設(shè)有能伸入所述定位孔中的伸縮桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上支撐件為上液壓缸，所述下支撐件為下液壓缸；所述伸縮件為頂升液壓缸，所述頂升液壓缸的活塞桿與上液壓缸固定連接，所述頂升液壓缸的缸筒與所述下液壓缸固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述樁腿與所述船體平臺(tái)對應(yīng)的邊緣設(shè)有豎直的樁腿軌道，所述樁腿軌道設(shè)有從上至下的定位孔，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括鎖緊塊，所述鎖緊塊通過推進(jìn)裝置與所述船體平臺(tái)連接，所述鎖緊塊設(shè)有能插入所述定位孔的定位桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述推進(jìn)裝置包括推進(jìn)液壓缸和推進(jìn)液壓缸支座，所述推進(jìn)液壓缸支座與所述船體平臺(tái)固定連接，所述推進(jìn)液壓缸的活塞桿與所述鎖緊塊樞接，所述推進(jìn)液壓缸的缸筒與所述推進(jìn)液壓缸支座樞接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鎖緊機(jī)構(gòu)還包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置包括調(diào)整液壓缸和調(diào)整液壓缸支座，所述調(diào)整液壓缸支座與所述船體平臺(tái)固定連接，所述調(diào)整液壓缸的活塞桿與所述鎖緊塊樞接，所述調(diào)整液壓缸的缸筒與所述調(diào)整液壓缸支座樞接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鎖緊機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)與所述船體平臺(tái)固定的定位件，所述定位件位于所述鎖緊塊的上方、下方和側(cè)面，所述定位件設(shè)有伸向所述鎖緊塊的頂桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定位件為自鎖千斤頂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述吸力樁基礎(chǔ)包括位于所述吸力樁基礎(chǔ)最下方的吸力錨，所述吸力錨為一頂端封閉、下端敞開的缸筒，所述吸力錨頂端設(shè)有與所述水下動(dòng)力系統(tǒng)連接的接口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水上監(jiān)控系統(tǒng)包括控制操作面板和與所述控制操作面板連接的動(dòng)力電源控制柜、信號(hào)接口和AC/D電源，所述信號(hào)接口和AC/D電源還與傾角儀、電羅經(jīng)、液壓控制電磁閥、動(dòng)力電源控制柜連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水下動(dòng)力系統(tǒng)包括至少一個(gè)潛水泵、筒內(nèi)壓力傳感器、筒外壓力傳感器、液壓驅(qū)動(dòng)閥門、液壓缸，所述筒內(nèi)壓力傳感器位于所述吸力錨的內(nèi)部，所述筒外壓力傳感器位于所述吸力錨的外部，所述筒內(nèi)壓力傳感器、筒外壓力傳感器與所述信號(hào)接口和AC/D電源連接，所述液壓缸與所述液壓控制電磁閥、液壓驅(qū)動(dòng)閥門連接，所述潛水泵與所述液壓驅(qū)動(dòng)閥門、動(dòng)力電源控制柜連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自安裝吸力樁式可移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述潛水泵的進(jìn)口和出口形成一閉合回路，所述液壓驅(qū)動(dòng)閥門包括第一三通球閥、第二三通球閥和多個(gè)兩通球閥，所述第一三通球閥和第二三通球閥的其中一個(gè)接口相互連通，所述第一三通球閥的另兩個(gè)接口分別與所述潛水泵的閉合回路、進(jìn)水管路連通，所述第二三通球閥的另兩個(gè)接口分別與所述潛水泵的閉合回路、出水管路連通，所述兩通球閥的一端與所述第一三通球閥、第二三通球閥之間的連接管路連通，所述兩通球閥的另一端與所述吸力錨頂端的接口連通。
【文檔編號(hào)】E02B17/06GK104250968SQ201310258224
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】劉愛永, 范會(huì)渠, 繆泉明 申請人:上海利策海洋工程技術(shù)有限公司