專利名稱：一種帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋移動(dòng)式平臺(tái)樁腿和升降裝置。
目前海洋移動(dòng)式平臺(tái)的樁腿按結(jié)構(gòu)形式分為殼體式和桁架式兩種，其中殼體式按其截面形式分為圓形(截面為圓形)和方形(截面為矩形)，桁架式按其截面形狀可分為三角桁架式和四角桁架式等。
樁腿按其承載方式可分為摩擦支承樁和樁靴支承樁，摩擦支承樁下端不帶樁靴，平臺(tái)的垂向荷載主要靠樁壁的摩擦力來承擔(dān)；樁靴支承樁又可分為獨(dú)立樁靴式和沉墊式兩種，平臺(tái)的垂向載荷主要靠樁靴(或沉墊)底面土壤的反力來承擔(dān)。
摩擦支承樁因要提供巨大的摩擦力，需要插入海底的深度比較大，拔樁很困難，但抗水平滑移力大，多用于永久性固定平臺(tái)。
帶樁靴(圓形或方形)的樁，由于樁靴尺寸較大(線性尺寸是樁體尺寸的2-4倍)，樁插入海底深度比較淺，這樣有利于拔樁，但抗水平滑移能力差，同時(shí)有的樁靴在樁完全升起后不能收到平臺(tái)體內(nèi)，這樣使平臺(tái)吃水大大增加，影響了平臺(tái)的作業(yè)水深，有的平臺(tái)開了比樁靴尺寸略大的樁靴穴，但由于樁靴穴很大，平臺(tái)結(jié)構(gòu)處理起來比較復(fù)雜。
帶整體沉墊的樁，沉墊支承面積大，沉墊不可能沉入海底，只能是坐在海底上，可提供很大的垂直承載力，適用于軟土地基，但對(duì)海底平整度要求高，宏觀坡度一般不能大于1.5°，而且沉墊易發(fā)生淘空、沖刷，易產(chǎn)生水平滑移，抗滑移穩(wěn)定性較差。
常用的樁腿升降裝置分為齒輪齒條式和液壓缸頂升兩種。
齒輪齒條式工作連續(xù)，升降速度快，操作性能好，由于齒輪和齒條的精密嚙合要求，樁腿及齒輪的制造公差很小，制造工藝要求很高，小齒輪的載荷分配比較復(fù)雜，這些因素使得齒輪齒條升降系統(tǒng)造價(jià)高(是液壓缸頂升式的3-5倍)，部件比較容易損壞。
液壓缸頂升式由于采用了銷子與銷孔的配合，制造工藝要求低，每樁一般由上、下環(huán)梁、八個(gè)主油缸和八個(gè)插銷油缸以及相應(yīng)的液壓系統(tǒng)組成，大多工作不連續(xù)，升降速度慢，而且存在制造成本較高、操作復(fù)雜等問題。
為了解決樁和樁靴的固定連接方式，使得樁不能突出樁靴底部，不能提供更大的抗滑移能力的問題，本發(fā)明將樁和樁靴通過滑動(dòng)槽相連，使得樁在入泥后，能夠伸出樁靴底部從而增大抗滑力，同時(shí)在升起時(shí)樁靴又在重力的作用下下落到樁下端，而不至于影響平臺(tái)吃水。
為了解決現(xiàn)有樁靴平面尺寸大，或者突出在平臺(tái)體外，影響平臺(tái)吃水；或者平臺(tái)體要開很大的樁靴穴以便于樁靴收到平臺(tái)體內(nèi)等諸多問題，本發(fā)明將樁靴設(shè)計(jì)成可伸縮式，亦即在樁插入海底時(shí)樁靴伸開，可增大觸地面積2-3倍，以提高承載能力，而當(dāng)樁升起時(shí)，樁靴可以收縮，以便于收到平臺(tái)體內(nèi)。
為了解決液壓缸頂升式升降裝置的構(gòu)造復(fù)雜及其工作不能連續(xù)的問題，本發(fā)明的這種雙液缸連續(xù)升降裝置，將原來的八個(gè)主油缸減少為兩個(gè)，將原來的雙環(huán)梁簡(jiǎn)化為雙橫梁，而且插銷油缸數(shù)目也減少為原來的1/4，本發(fā)明的裝置具有制造成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的樁腿[1]加工為空腹，空腹內(nèi)上部對(duì)稱等距離開有長(zhǎng)橢圓形插銷孔[4]，樁腿[1]的下部外沿對(duì)稱開有滑動(dòng)槽[13]，滑動(dòng)框架[11]套在樁腿[1]下部的滑動(dòng)槽[13]上，樁靴伸縮翼[12]對(duì)稱鉸接在滑動(dòng)框架[11]下部；上、下液缸[5、7]安裝在樁腿的空腹內(nèi)，并固定在同一支架[6]上，上、下液缸[5、7]的活塞桿頂端連接有上、下橫梁[2、8]。
說明書附圖圖1帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿示意2帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿側(cè)視示意3伸縮性樁靴(升起狀態(tài))示意4樁腿升降動(dòng)作示意圖(插樁工況)圖5樁腿升降動(dòng)作示意圖(拔樁工況)


1、樁腿2、上橫梁(帶雙向液缸)3、上橫梁插銷4、插銷孔5、上液缸6、支架7、下液缸
8、下橫梁(帶雙向液缸)9、下橫梁插銷10、平臺(tái)主體11、滑動(dòng)框架12、樁靴伸縮翼13、滑動(dòng)槽現(xiàn)結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述平臺(tái)在拖航過程中，上、下液缸[5、7]的活塞桿處于縮回狀態(tài)，上、下橫梁插銷[3、9]均在插銷孔中，伸縮性樁靴在平臺(tái)體內(nèi)，樁腿通過固樁機(jī)構(gòu)固好，平臺(tái)拖至預(yù)定井位區(qū)域后，解除固樁塊，開始下放樁腿，上橫梁插銷[3]縮回；上、下液缸[5、7]同時(shí)伸出，將樁下放一個(gè)行程；下橫梁插銷[9]縮回，同時(shí)上橫梁插銷[3]伸出；上、下液缸[5、7]同時(shí)縮回，將樁又下放一個(gè)行程；下橫梁插銷[9]伸出，同時(shí)上橫梁插銷[3]縮回，然后開始下一循環(huán)。把樁腿下放到離海底只有幾米時(shí)暫停下放，平臺(tái)在拖輪的幫助下定井位并就位，迅速將全部樁腿同步下放到觸地，繼續(xù)下放樁腿，在樁腿下插過程中，樁靴伸縮翼[12]受到土壤阻力漸漸翻轉(zhuǎn)張開，直至呈水平狀態(tài)，樁腿觸地面積增大2--3倍，從而提高垂直承載力2--3倍，同時(shí)滑動(dòng)框架[11]沿滑動(dòng)槽[13]相對(duì)上滑，至滑動(dòng)槽[13]最頂端，樁腿[1]突出樁靴底部2--4米，有利于提高樁的抗水平滑移能力，樁腿插至預(yù)定深度后，將平臺(tái)調(diào)平，樁腿固好。
平臺(tái)完成作業(yè)需離開井位時(shí)，首先將平臺(tái)主體[10]降至預(yù)定的浮態(tài)吃水，然后開始拔樁動(dòng)作。樁在支承狀態(tài)下，上、下液缸[5、7]處于縮回狀態(tài)，上、下橫梁插銷[3、9]在插銷孔[4]中；下橫梁插銷[9]縮回；上、下液缸[5、7]同時(shí)伸出，將樁上拔一個(gè)行程；上橫梁插銷[3]縮回，同時(shí)下橫梁插銷[9]伸出；上、下液缸[5、7]同時(shí)縮回，將樁又上拔一個(gè)行程；上橫梁插銷[3]伸出，同時(shí)下橫梁插銷[9]縮回；然后開始下一循環(huán)。在拔樁過程中，樁腿[1]首先上拔，滑動(dòng)框架[11]沿滑動(dòng)槽[13]相對(duì)下落，直至滑動(dòng)槽[13]最底端，滑動(dòng)框架[11]和樁靴伸縮翼[12]開始受到上拔力，樁靴伸縮翼[12]發(fā)生翻轉(zhuǎn)，拔出泥面后由于重力的作用自然下垂，樁靴徑向尺寸減小，能夠完全收到平臺(tái)體內(nèi)，而不影響平臺(tái)的吃水。
本發(fā)明的可伸縮性樁靴與現(xiàn)有技術(shù)相比既能提供較大的承載力，又能提供較大的抗滑力；制造安裝方便，成本低；樁靴能方便地全部收到平臺(tái)體內(nèi)，不影響平臺(tái)吃水，使平臺(tái)作業(yè)水深范圍增大；并且插拔樁容易。雙液缸連續(xù)升降裝置與傳統(tǒng)的液壓頂升系統(tǒng)相比機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，主油缸和插銷油缸數(shù)目為傳統(tǒng)液壓頂升系統(tǒng)的1/4；造價(jià)低，僅為傳統(tǒng)液壓頂升系統(tǒng)的1/3--1/2；長(zhǎng)橢圓形銷空，可以實(shí)現(xiàn)主油缸伸縮過程中的插拔銷運(yùn)動(dòng)，插拔銷容易，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)升降，升降時(shí)間(按同等平臺(tái)計(jì))可比傳統(tǒng)液壓頂升系統(tǒng)節(jié)約1/2--1/3，工作效率大大提高。
權(quán)利要求
1.一種帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿，它是由樁腿、液壓站、油缸等組成，其特征是樁腿[1]加工為空腹，樁腿[1]空腹內(nèi)上部對(duì)稱等距離開有長(zhǎng)橢圓形插銷孔[4]，樁腿[1]的下部外沿對(duì)稱開有滑動(dòng)槽[13]；滑動(dòng)框架[11]套在樁腿[1]下部的滑動(dòng)槽[13]上，樁靴伸縮翼[12]對(duì)稱鉸接在滑動(dòng)框架[11]下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿，其特征是上、下液缸[5、7]安裝在樁腿[1]的空腹內(nèi)，并固定在同一支架[6]上，上、下液缸[5、7]的活塞桿頂端連接有上、下橫梁[2、8]。
全文摘要
一種帶有可伸縮性樁靴的雙液缸連續(xù)升降樁腿,樁腿加工為空腹,空腹內(nèi)上部對(duì)稱等距離開有長(zhǎng)橢圓形插銷孔,樁腿下部外沿對(duì)稱開有滑動(dòng)槽,滑動(dòng)框架套在樁腿下部的滑動(dòng)槽上,樁靴伸縮翼對(duì)稱鉸接在滑動(dòng)框架下部,上、下液缸安裝在樁腿空腹內(nèi)同一支架上。樁腿能提供較大的承載力和抗水平滑移力,樁靴能完全收到平臺(tái)體內(nèi),平臺(tái)作業(yè)水深范圍加大;機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,升降時(shí)間可節(jié)約1/3～1/2,工作效率大大提高。
文檔編號(hào)E02B17/00GK1193674SQ9710572
公開日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1997年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月18日
發(fā)明者張劍波, 張希貞, 李孟杰 申請(qǐng)人:勝利石油管理局鉆井工藝研究院