海洋廢棄設施排泥裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供海洋廢棄設施排泥裝置，固定支撐架用來吊掛支撐整個排泥系統(tǒng)，起吊纜繩一端連接排纜器，另一端固定在第一定滑輪上，第一定滑輪安裝在支撐架上部，第二定滑輪固定在工作平臺上，動滑輪與鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)上端部連接，吸排泥系統(tǒng)的高壓水泵和空壓機放置于工作平臺上，注水管連接入水口，注氣管連接入氣口，動力頭帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，鉆頭采用刮刀鉆頭，用刮刀鉆頭將水下的泥沙鉆開，同時高壓水噴頭噴水沖散鋼樁壁上的泥沙，使泥沙與水充分混合，有高壓氣體經(jīng)出氣口壓入排泥入口，再由排泥管排出鋼樁。本發(fā)明通過氣舉式排泥裝置將含有泥沙的固-液兩相流吸排至鋼樁外側(cè)的內(nèi)排泥方法，成本低，效率高，可靠性強，節(jié)省時間，經(jīng)濟環(huán)保。
【專利說明】海洋廢棄設施排泥裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種海洋廢棄設施拆除裝置，具體地說是排泥裝置。
【背景技術】
[0002]海洋廢棄平臺拆除工作是一項包含多種因素并且涉及多方面【技術領域】的綜合性工程。鋼樁導管架拆除作業(yè)一般不直接切除導管架，必須先進行排泥工作。海洋廢棄設施維修及拆除的困難程度較高，拆除和維修作業(yè)成本高。如，曹妃甸I一6油田施工所使用的內(nèi)排泥設備，排泥效率不聞。
[0003]目前，進行海洋廢氣設施拆除主要有內(nèi)切割方式和外切割方式。采用外切割方式，在鋼樁外部吹泥造坑，操作難度較大，危險性較高，施工工期較長。采用內(nèi)切割的方式，鋼樁內(nèi)排出淤泥，內(nèi)排泥工作量小，風險低。目前吸排泥設備排泥量小，排泥時間較長下放設備入鋼樁時設備穩(wěn)定性不足，水下鉆頭運轉(zhuǎn)、高壓水噴沖、氣舉排泥三個動作的高效協(xié)同作業(yè)能力以及適用性改良方面達不到實際作業(yè)時環(huán)境的要求，大大增加了海洋廢棄設施維修及拆除的困難程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供增大排泥裝置的內(nèi)排泥量，提高排泥裝置的工作時的穩(wěn)定性的海洋廢棄設施排泥裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明海洋廢棄設施排泥裝置，其特征是:包括固定支撐架、工作平臺、鉆桿、動力頭、鉆頭，固定支撐架安裝在工作平臺上，鉆桿為空心結(jié)構(gòu)，鉆桿的上端設置內(nèi)螺紋，鉆桿的下端設置外螺紋，鉆桿與鉆桿之間通過各自的內(nèi)螺紋和外螺紋相連組成鉆桿機構(gòu)，鉆桿機構(gòu)穿過工作平臺，鉆桿機構(gòu)里安裝排泥出口管件，排泥出口管件的頂端與動滑輪相連并伸出至鉆桿外部，動滑輪的上方設置第一定滑輪，工作平臺上設置第二定滑輪，動滑輪、第一定滑輪、第二定滑輪纏繞起吊纜繩，起吊纜繩與排纜器相連并在排纜器的驅(qū)動下帶動動滑輪上下移動，鉆桿機構(gòu)下方依次安裝導氣管件、排泥入口管件、入水裝置、動力頭，導氣管件上設置入氣口和排氣管，排泥入口管件與排氣出口管件相連通，排泥入口管件上設置排泥入口管，入水裝置上設置入水口，動力頭通過動力傳輸軸連接鉆頭，動力傳輸軸上設置噴頭裝置，噴頭裝置連通入水口，排氣管和排泥入口管的端部分別設置排氣口和排泥入口，排氣口和排泥入口位于鉆頭上方。
[0007]本發(fā)明還可以包括:
[0008]1、鉆桿機構(gòu)上安裝導向支撐裝置，導向支撐裝置為滑桿結(jié)構(gòu)，滑桿結(jié)構(gòu)端部為使導向支撐裝置貼合鋼樁壁的圓弧。
[0009]2、鉆頭米用刮刀鉆頭，鉆頭的刮刀片沿著鉆頭的旋轉(zhuǎn)方向后傾25°。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明通過提高注水泵壓力打散樁內(nèi)泥質(zhì)，提高泥水的含泥量；利用鉆頭可有效排出海底泥沙，提高空壓機供氣量，可以提高泥水的排量；增加排泥管線管徑，可以提高泥水的排量；增加排泥管線管徑，可以提高泥水的排量；海洋廢氣設施排泥裝置的鉆頭鉆桿式吸排泥系統(tǒng)有效排出海底泥沙。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)總圖；
[0012]圖2為升降裝置圖；
[0013]圖3a為挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)圖a，圖3b為挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)圖b ；
[0014]圖4為排泥出口管件與鉆桿連接圖；
[0015]圖5為鉆桿與導向支撐裝置連接圖；
[0016]圖6為導向支撐裝置與進氣管件連接圖；
[0017]圖7為進氣管件與排泥入口管件相連圖；
[0018]圖8為排泥入口管件與動力頭連接圖；
[0019]圖9為動力頭與動力桿連接圖；
[0020]圖10為噴頭裝置與動力桿連接圖；
[0021]圖11為鉆頭與噴頭裝置連接圖；
[0022]圖12為排泥出口管件視圖；
[0023]圖13a為鉆桿剖視圖，圖13b為鉆桿整體視圖；
[0024]圖14為導向支撐裝置視圖；
[0025]圖15為導氣管件視圖；
[0026]圖16為排泥入口管件視圖；
[0027]圖17為動力頭視圖；
[0028]圖18為傳輸軸視圖；
[0029]圖19為噴頭裝置視圖；
[0030]圖20為鉆頭視圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0032]結(jié)合圖1?20，海洋廢棄設施鋼樁吸排泥裝置結(jié)合導管架樁腿內(nèi)部排泥的特點，采用液壓鉆頭及高壓水噴沖系統(tǒng)將泥沙與排泥用液體充分混合成為固-液兩相流，然后通過氣舉式排泥裝置將含有泥沙的固-液兩相流吸排至鋼樁外側(cè)，從而實現(xiàn)鋼樁內(nèi)排泥。
[0033]海洋廢棄設施排泥裝置由四部分組成，升降裝置、固定支撐架1、工作平臺2和挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)。升降裝置由起吊纜繩4、定滑輪3、定滑輪6和動滑輪5組成；挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)由排泥出口管件7、鉆桿8、導向支撐裝置9、導氣管件10、排泥入口管件
11、動力頭12、動力傳輸軸13、噴頭裝置14、鉆頭15、高壓水泵、注水管件、空壓機等部分組成。固定支撐架I用于安裝導向裝置、工作平臺2和挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)。固定支撐架I用來吊掛支撐整個排泥系統(tǒng)，工作時由吊車將固定支撐架I吊至廢棄鋼樁上固定，固定支撐架I使整個裝置工作時能夠穩(wěn)定的固定在鋼樁上。固定支撐架I應具有一定高度，保證吸排泥系統(tǒng)有足夠的空間下放到鋼樁內(nèi)，同時需要給工作平臺2預留出一定高度的工作區(qū)域空間。固定支撐架I在設計時滿足強度要求，保證支撐架橫梁與滑輪連接處結(jié)構(gòu)能承受吸排泥系統(tǒng)的重量。起吊纜繩4 一端連接排纜器，另一端固定在定滑輪3上，定滑輪3安裝在支撐架I上部，定滑輪6固定在工作平臺上，動滑輪5與挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)上端部連接，由排纜器牽引裝置工作時收放繞過定滑輪3和定滑輪6的起吊纜繩4使動滑輪5上下移動，同時帶動吸排泥系統(tǒng)在鋼樁內(nèi)上下移動。工作平臺2的主要作用是使工作人員完成相應操作和維修排泥裝置，由于鋼樁存在一定的斜率，所以在工作平臺2上加裝安全護欄，以保護工作人員的安全，避免事故發(fā)生，另外挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)的高壓水泵和空壓機放置于工作平臺2上。挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)是排泥裝置的主要工作系統(tǒng)。排泥系統(tǒng)的鉆桿8是尾部帶有螺紋的鋼管，且根據(jù)工作深度需要增加鉆桿的數(shù)量，最上方的鉆桿的尾部連接的是排泥出口管件7。鉆桿類型選擇多點式機鎖桿為主要應用鉆桿。鉆桿8通過螺栓連接與導向支撐裝置9的一端連接固定。導向支撐裝置9支撐整個排泥系統(tǒng)在鋼樁內(nèi)的相對空間位置，防止鉆頭15、鉆桿8、動力頭10、排泥管件11、導氣管件10與鋼樁壁直接碰撞產(chǎn)生磨損。導向支撐裝置9為滑桿結(jié)構(gòu)用以克服鋼樁斜率帶來的影響。導向支撐裝置9為滑桿結(jié)構(gòu)，滑桿端部設計為圓弧使導向支撐裝置貼合鋼樁壁，增大與鋼樁壁的接觸面，減小摩擦力和排泥裝置對鋼樁壁的壓強。導向支撐裝置9的另一端與導氣管件10的上端端固定連接，而導氣管件10的下端與排泥管件11的上端連接。與排泥管件11下端相連接的是動力頭12的上端，動力頭12是排泥系統(tǒng)鉆進工作的動力執(zhí)行元件，動力頭12提供旋轉(zhuǎn)動力帶動鉆頭15旋轉(zhuǎn)鉆進，并承受鉆具的重量、工作沖擊及加壓鉆進時的壓力并完成接卸鉆桿的動作。動力頭12的動力通過動力傳輸軸13傳遞，動力傳輸軸13的外螺紋與噴頭裝置14的內(nèi)螺紋形成一個固定連接，噴頭裝置14的另一端也是利用內(nèi)螺紋與鉆頭15端部的外螺紋固定連接。鉆頭15是排泥系統(tǒng)完成切割任務主要工作元件。
[0034]鉆機動力頭12是整個排泥裝置的核心部件，動力頭12采用液壓驅(qū)動形式。液壓驅(qū)動形式與機械驅(qū)動、電氣驅(qū)動等其他形式相比，有裝置重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，容易實現(xiàn)自動控制和過載保護；能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速及運動過程中的調(diào)速；可以實現(xiàn)遠距離的動力傳輸。動力頭12由兩個液壓馬達分別驅(qū)動一個小齒輪，再由兩個小齒輪共同驅(qū)動大齒輪以及與大齒輪裝配在一起的傳輸軸13，進而能夠?qū)恿魉徒o鉆頭15完成工作任務。鉆頭15采用刮刀鉆頭。刮刀鉆頭適用范圍廣，能適用于絕大部分的地層，但是在漂石、硬基巖地層不能使用，刮刀片通過鉆壓和扭矩雙重作用，沿螺旋線切入地層中，使巖石被刮擠和剪切最后破碎。刮刀鉆頭采用四翼刮刀鉆頭，為了便于巖屑的排除，刮刀片應該沿著鉆頭的旋轉(zhuǎn)方向后傾25°。
[0035]海洋廢棄設施鋼樁吸排泥裝置結(jié)合導管架樁腿內(nèi)部排泥的特點，運用氣舉反循環(huán)理論，通過采用液壓鉆具將鋼樁內(nèi)的泥沙打碎并用高壓水噴沖系統(tǒng)將泥沙與海水混合成為固-液兩相流，向雙層鉆具內(nèi)外管的空環(huán)注入高壓氣體，氣體流到雙層鉆桿底部，經(jīng)過壓縮空氣出口閥噴入內(nèi)管，形成無數(shù)小氣泡，氣泡上下端面的壓力差形成氣舉反循環(huán)的揚程提升能力講鋼樁內(nèi)泥沙攜帶并推至樁外，實現(xiàn)排除泥沙的功能。效率高，成本低，無污染。
[0036]固定支撐架I用來吊掛支撐整個排泥系統(tǒng)，工作時由吊車將固定支撐架I吊至廢棄鋼樁上固定，固定支撐架I使整個裝置工作時能夠穩(wěn)定的固定在鋼樁上。起吊纜繩4 一端連接排纜器，另一端固定在定滑輪3上，定滑輪3安裝在支撐架I上部，定滑輪6固定在工作平臺上，動滑輪5與挖鉆式鋼樁內(nèi)排泥系統(tǒng)上端部連接，由排纜器牽引裝置工作時收放繞過定滑輪3和定滑輪6的起吊纜繩4使動滑輪5上下移動，同時帶動吸排泥系統(tǒng)在鋼樁內(nèi)上下移動。吸排泥系統(tǒng)的高壓水泵和空壓機放置于工作平臺2上，注水管連接入水口18，注氣管連接入氣口 16，動力頭12帶動鉆頭15旋轉(zhuǎn)，鉆頭15采用刮刀鉆頭，用刮刀鉆頭將水下的泥沙鉆開，同時高壓水噴頭噴水沖散鋼樁壁上的泥沙，使泥沙與水充分混合，有高壓氣體經(jīng)出氣口 17壓入排泥入口 19，再由排泥管排出鋼樁。
【權利要求】
1.海洋廢棄設施排泥裝置，其特征是:包括固定支撐架、工作平臺、鉆桿、動力頭、鉆頭，固定支撐架安裝在工作平臺上，鉆桿為空心結(jié)構(gòu)，鉆桿的上端設置內(nèi)螺紋，鉆桿的下端設置外螺紋，鉆桿與鉆桿之間通過各自的內(nèi)螺紋和外螺紋相連組成鉆桿機構(gòu)，鉆桿機構(gòu)穿過工作平臺，鉆桿機構(gòu)里安裝排泥出口管件，排泥出口管件的頂端與動滑輪相連并伸出至鉆桿外部，動滑輪的上方設置第一定滑輪，工作平臺上設置第二定滑輪，動滑輪、第一定滑輪、第二定滑輪纏繞起吊纜繩，起吊纜繩與排纜器相連并在排纜器的驅(qū)動下帶動動滑輪上下移動，鉆桿機構(gòu)下方依次安裝導氣管件、排泥入口管件、入水裝置、動力頭，導氣管件上設置入氣口和排氣管，排泥入口管件與排氣出口管件相連通，排泥入口管件上設置排泥入口管，入水裝置上設置入水口，動力頭通過動力傳輸軸連接鉆頭，動力傳輸軸上設置噴頭裝置，噴頭裝置連通入水口，排氣管和排泥入口管的端部分別設置排氣口和排泥入口，排氣口和排泥入口位于鉆頭上方。
2.根據(jù)權利要求1所述的海洋廢棄設施排泥裝置，其特征是:鉆桿機構(gòu)上安裝導向支撐裝置，導向支撐裝置為滑桿結(jié)構(gòu)，滑桿結(jié)構(gòu)端部為使導向支撐裝置貼合鋼樁壁的圓弧。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的海洋廢棄設施排泥裝置，其特征是:鉆頭采用刮刀鉆頭，鉆頭的刮刀片沿著鉆頭的旋轉(zhuǎn)方向后傾25°。
【文檔編號】E21B41/00GK104005731SQ201410174674
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權日:2014年6月13日
【發(fā)明者】王鋼, 王勇鵬, 朱新波, 徐彪, 周劉川, 楊圣虎, 王盼, 于亞君 申請人:哈爾濱工程大學