專利名稱：用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水下各種管徑的輸油、輸氣、給排水管道三通及平臺(tái)的的保 護(hù)裝置，尤其涉及一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，水下結(jié)構(gòu)物的安裝方法通常有負(fù)壓式、打樁式和重力下沉式。其中，負(fù)壓式 對(duì)樁腿的水密性及耐受外部水壓能力有較高的要求，樁腿設(shè)計(jì)復(fù)雜；打樁式需要水下打樁 錘、液壓固樁器等專業(yè)設(shè)備，打樁質(zhì)量不易控制；重力下沉式對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較大，受海流 影響較大。以上方法雖各有千秋。但存在的主要問(wèn)題是作業(yè)可靠性差、設(shè)備要求高、成本 高以及對(duì)安裝質(zhì)量不易控制等等不足。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴 射氣舉結(jié)構(gòu)，利用該結(jié)構(gòu)完成水下結(jié)構(gòu)物的安裝，具有作業(yè)可靠性高，效率高，環(huán)保等特點(diǎn)。本實(shí)用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)予以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案是 包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭，所述支撐架的下方固定有多個(gè)空心結(jié)構(gòu)的樁 腿，所述樁腿的底部設(shè)置有密封水槽，所述樁腿內(nèi)設(shè)置有高壓水管、補(bǔ)水管和高壓氣管，所 述高壓水管與密封水槽連通，所述密封水槽內(nèi)設(shè)置有多個(gè)貫通樁腿底部的噴嘴，所述補(bǔ)水 管的補(bǔ)水嘴位于樁腿的底部；所述高壓氣管的底端設(shè)置有開(kāi)口朝上的氣嘴。本實(shí)用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其中，所述密封水槽的 形狀為橢圓形。所述高壓水管通過(guò)高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站連接。所述補(bǔ)水管通過(guò)低 壓補(bǔ)水管匯與外設(shè)的低壓補(bǔ)水站連接。所述高壓水管通過(guò)高壓氣管匯與外設(shè)的高壓氣站連 接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型中的具有噴射氣舉功能的高壓水嘴、補(bǔ)水嘴和方向朝上的氣嘴均 設(shè)置在樁腿內(nèi)，高壓水噴嘴通過(guò)管匯與高壓水站連接；所述高壓氣嘴通過(guò)管匯與高壓氣站 連接；補(bǔ)水嘴通過(guò)管匯與低壓補(bǔ)水站連接，而空心結(jié)構(gòu)的樁腿兼作液流通道。因此，高壓水 通過(guò)噴嘴切削樁腿下的土壤，使之液化，同時(shí)，通過(guò)氣嘴往樁腿內(nèi)送氣，在氣團(tuán)的推舉作用 下，把液化后的土壤通過(guò)樁腿內(nèi)的空心管路帶出，從而使海底泥面形成空洞，欲安裝的結(jié)構(gòu) 物通過(guò)自重的作用往下沉，直至穩(wěn)定在海底，從而達(dá)到安裝結(jié)構(gòu)物的目的。

圖1是由本實(shí)用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的整體系統(tǒng)組成圖；圖2是圖1中所示噴射氣舉結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖3-1是圖2中所示樁腿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-2是圖3-1所示樁腿式結(jié)構(gòu)物的安裝工藝圖。[0012]具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本實(shí)用新型作以詳細(xì)描述。本實(shí)用新型說(shuō)明書附圖中主要零部件及細(xì)節(jié)說(shuō)明1.GPS定位系統(tǒng)，2.聲納監(jiān)視儀，3.姿態(tài)監(jiān)視儀，4.高壓水站，5.高壓氣站，6.低 壓補(bǔ)水站，7.支撐架，8.聲納探頭，9.傳感器，10.海底樁腿式結(jié)構(gòu)物，11.樁腿，12.密封 水槽，13.噴嘴，14.補(bǔ)水嘴，15.氣嘴，16.高壓氣管，17.補(bǔ)水管，18.高壓水管，19.凹坑， 20.泥水，21混合流體，22.地基，23.海底泥面。如圖2所示，本實(shí)用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐 架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭8，所述支撐架的下方固定有多個(gè)空心結(jié)構(gòu)的樁腿11，所 述樁腿11的底部設(shè)置有密封水槽12，所述密封水槽12的形狀為橢圓形，所述樁腿11內(nèi)設(shè) 置有高壓水管18、補(bǔ)水管17和高壓氣管16，所述高壓水管18與密封水槽12連通，所述密 封水槽12內(nèi)設(shè)置有多個(gè)貫通樁腿11底部的噴嘴13，所述噴嘴13的個(gè)數(shù)至少為7個(gè)。所 述補(bǔ)水管17的補(bǔ)水嘴14位于樁腿11的底部；所述高壓氣管16的底端設(shè)置有開(kāi)口朝上的 氣嘴15。如圖1所示和圖3-2所示，所述高壓水管18通過(guò)高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站4 連接，以實(shí)現(xiàn)噴嘴13向樁腿11底部噴射出高壓水流；所述補(bǔ)水管17通過(guò)低壓補(bǔ)水管匯與 外設(shè)的低壓補(bǔ)水站6連接，以實(shí)現(xiàn)向樁腿內(nèi)補(bǔ)水；所述高壓氣管16通過(guò)高壓氣管匯與外設(shè) 的高壓氣站5連接，以實(shí)現(xiàn)氣嘴15朝上向樁腿空心噴射出高壓氣流。本實(shí)用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)配合外部設(shè)備可以更好的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，提高效率，通 常與本實(shí)用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)配套使用的外部設(shè)備包括=DGPS系統(tǒng)1、聲納監(jiān)視儀2、姿態(tài) 監(jiān)視儀3、高壓水站4、高壓氣站5和低壓補(bǔ)水站6。其中，姿態(tài)監(jiān)視儀3包括傳感器、主機(jī)、 信號(hào)線及電纜線。如圖2所示，傳感器9安裝在海底樁腿式結(jié)構(gòu)物10上，如圖1所示，主機(jī) 安裝在施工船的作業(yè)平臺(tái)上，通過(guò)主機(jī)的顯示來(lái)了解樁腿式結(jié)構(gòu)物10的狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào) 整。聲納監(jiān)視儀2包括聲納探頭8、主機(jī)、信號(hào)線及電纜線。聲納探頭8安裝于海底樁腿式 結(jié)構(gòu)物10的支撐架的中部，主機(jī)安裝在施工船作業(yè)平臺(tái)上，海底結(jié)構(gòu)物就位時(shí)，通過(guò)前后 聲納顯示管線的位置，來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)物10。利用被實(shí)用新型進(jìn)行安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的過(guò)程是首先，如圖1所示，通過(guò) DGPS系統(tǒng)1定位，海底結(jié)構(gòu)物10定位完成后，啟動(dòng)噴射氣舉結(jié)構(gòu)工作的驅(qū)動(dòng)裝置，包括高 壓水站4、高壓氣站5和低壓補(bǔ)水站6，如圖3-2所示，高壓水通過(guò)安裝在樁腿11內(nèi)的高壓 水管18將高壓水輸送到樁腿底部的高壓水噴嘴13，自噴嘴13噴出高壓水流，切削液化靠近 樁腿11的下端的泥土，樁腿下端的地基22在高速噴射水流作用下，形成凹坑19，消除樁腿 11的下端的土承載力；樁腿11的下端附近形成流態(tài)/液態(tài)的泥水；與此同時(shí)，噴射氣舉結(jié) 構(gòu)通過(guò)安裝在樁腿內(nèi)的高壓氣管16將大流量的壓縮空氣輸送到靠近樁腿下部的管口附近 的氣嘴15，通過(guò)氣嘴15向樁腿內(nèi)部水面(朝上)方向排放壓縮空氣，壓縮空氣在樁腿下端 管口附近與噴射形成的液態(tài)的泥水20充份混合，形成比重較輕的氣液混合流體21，沿樁腿 內(nèi)向上端開(kāi)口的方向流動(dòng)。將液化的泥土或懸浮顆粒攜帶出樁腿11以外。本實(shí)用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)的工作原理是對(duì)于樁腿管內(nèi)土摩擦阻力和樁腿管下端 土承壓阻力有著至關(guān)重要的消減作用。在噴射氣舉作用下，樁腿管下端及內(nèi)部的泥土迅速 流失，使得支撐樁腿式結(jié)構(gòu)物的支撐力被大大消減，這樣，結(jié)構(gòu)物才能在足夠的自重作用下 沉降至設(shè)計(jì)標(biāo)高。隨著噴射氣舉結(jié)構(gòu)把樁腿管內(nèi)部氣液混合流體舉升到樁腿管外，樁腿管內(nèi)壓力降低，樁腿管外部的泥水20就在壓差作用下流入樁腿管下端開(kāi)口內(nèi)，之后再在樁腿 內(nèi)部與噴射形成的泥沙混合并與壓縮空氣混合，形成比重較輕的甚至是“泡沫化”的氣液混 合流體21后再被舉升出樁腿管外，這樣就形成了一個(gè)液體循環(huán)。噴射氣舉結(jié)構(gòu)在一定條件下或在一定階段對(duì)樁腿管外土摩擦阻力有著重要的消 減作用，這種作用的有效性完全依賴于液體循環(huán)的維持。在硬粘土層樁腿外周地層井壁完 好的情況下、或者雖然處在沙性土層但厚度較薄或樁腿入土深度較淺時(shí)，液體循環(huán)能夠維 持良好，此時(shí)樁腿外周被液化土包圍，因而樁腿管外土摩擦阻力會(huì)大大降低。此種現(xiàn)象表 明液體循環(huán)維持良好對(duì)于噴射氣舉系統(tǒng)有效地消減樁腿管外土摩擦阻力起著決定性的作 用。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的具 體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些 均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭(8)，所述支撐架的下方固定有多個(gè)空心結(jié)構(gòu)的樁腿(11)，所述樁腿(11)的底部設(shè)置有密封水槽(12)，所述樁腿(11)內(nèi)設(shè)置有高壓水管(18)、補(bǔ)水管(17)和高壓氣管(16)，所述高壓水管(18)與密封水槽(12)連通，所述密封水槽(12)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)貫通樁腿(11)底部的噴嘴(13)，所述補(bǔ)水管(17)的補(bǔ)水嘴(14)位于樁腿(11)的底部；所述高壓氣管(16)的底端設(shè)置有開(kāi)口朝上的氣嘴(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述密封水槽(12)的形狀為橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述噴嘴(13)的個(gè)數(shù)至少為7個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述高壓水管(18)通過(guò)高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述補(bǔ)水管(17)通過(guò)低壓補(bǔ)水管匯與外設(shè)的低壓補(bǔ)水站(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述高壓氣管(16)通過(guò)高壓氣管匯與外設(shè)的高壓氣站(5)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭，所述支撐架的下方固定有多個(gè)空心結(jié)構(gòu)的樁腿，所述樁腿的底部設(shè)置有密封水槽，所述樁腿內(nèi)設(shè)置有高壓水管、補(bǔ)水管和高壓氣管，所述高壓水管與密封水槽連通，所述密封水槽內(nèi)設(shè)置有多個(gè)貫通樁腿底部的噴嘴，所述補(bǔ)水管的補(bǔ)水嘴位于樁腿的底部；所述高壓氣管的底端設(shè)置有開(kāi)口朝上的氣嘴。使用本實(shí)用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物，可以液化樁腿下端的土壤，并通過(guò)氣嘴往樁腿內(nèi)送氣，把液化后的土壤通過(guò)樁腿內(nèi)的空心管路帶出，從而使海底泥面形成空洞，欲安裝的結(jié)構(gòu)物通過(guò)自重的作用往下沉，直至穩(wěn)定在海底，從而達(dá)到安裝結(jié)構(gòu)物的目的。
文檔編號(hào)E02D27/52GK201660896SQ201020104068
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者劉巍, 吳立強(qiáng), 王俊寶, 聶寶棟, 鄭福恩 申請(qǐng)人:天津俊昊海洋工程有限公司