自升沉垫式海洋平台的制作方法

本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种自升沉垫式海洋平台。

背景技术：

自升式海洋平台是一种配备多种功能的海洋工程设备，具有强大的海上油气生产开发和支持能力，同时也可以兼顾近海施工、海上风电安装、桥梁架设、水工作业、岛礁建设等工程应用。

现有的自升式海洋平台主要包括平台本体、桁架式桩腿、桩靴和升降装置，桁架式桩腿穿设于平台本体，升降装置固定在平台本体上，并与桁架式桩腿配合以驱动平台本体沿桁架式桩腿的轴向进行升降。桩靴固定在桁架式桩腿的底端并插入到海底的泥沙中，以承载整个自升式海洋平台的压力。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于桩靴长期受到较大的压力作用，加上泥沙长时间的沉积，在海洋平台需要进行移动的时候，会导致桩靴难以从泥沙中将拔出。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种自升沉垫式海洋平台，可以在。所述技术方案如下：

本发明提供了一种自升沉垫式海洋平台，所述自升沉垫式海洋平台包括平台本体、桁架式桩腿和升降装置，所述桁架式桩腿穿设于所述平台本体，所述升降装置固定在所述平台本体上，并与所述桁架式桩腿配合以驱动所述平台本体沿所述桁架式桩腿的轴向进行升降，

所述自升沉垫式海洋平台还包括沉垫、无桩靴式圆桩腿和桩腿连接装置，所述圆桩腿与所述桁架式桩腿同轴设置，所述圆桩腿穿设于所述沉垫，且所述圆桩腿与所述沉垫固定连接；

所述桁架式桩腿包括多个沿其轴向设置的齿条弦管，所述齿条弦管的靠近所述圆桩腿的一端设有沿所述桁架式桩腿的轴向向外延伸的延伸部；

所述圆桩腿的与所述桁架式桩腿连接的一端的外壁上设有多个沿其周向设置的连接板，多个所述连接板与多个所述齿条弦管的延伸部一一对应设置；

所述桩腿连接装置用于连接所述连接板和所述齿条弦管的延伸部。

进一步地，所述桩腿连接装置包括插销座、插销、轴端挡板和螺母；

所述插销座固定在所述连接板上，所述插销座上设有多个用于容纳所述插销的插销孔，所述插销孔的轴线沿所述圆桩腿的径向设置，所述插销的一端设置在所述插销孔内；

所述齿条弦管的延伸部包括齿条弦管本体和位于所述齿条弦管本体两侧的两个齿条块，所述齿条块上设有用于安装所述插销的安装孔，所述安装孔与所述插销孔一一对应设置，对应各个所述安装孔的位置设有所述轴端挡板，所述轴端挡板通过所述螺母固定在所述齿条块上，所述插销的另一端的侧壁上设有限位缺口，所述插销的另一端通过所述限位缺口与所述轴端挡板卡接。

进一步地，每个所述齿条块上均设有沿所述齿条弦管的延伸方向布置的多个所述安装孔，两个所述齿条块上的安装孔关于所述齿条弦管本体对称布置。

进一步地，所述自升沉垫式海洋平台还包括用于检测所述桁架式桩腿的垂直载荷的应力检测组件。

进一步地，所述应力检测组件包括应变片，所述应变片设置在所述插销上，且所述应变片位于所述插销座和所述齿条块之间，用于检测所述插销所受的剪切力。

进一步地，所述自升沉垫式海洋平台还包括用于密封所述应力检测组件的密封装置。

进一步地，所述密封装置包括密封壳体，所述密封壳体罩设在所述应变片外，且所述密封壳体与所述插销密封连接。

进一步地，所述连接板为与所述圆桩腿相匹配的弧形板，所述连接板通过螺栓固定在所述圆桩腿上。

进一步地，所述沉垫为箱式结构，所述沉垫内设有多根筋板。

进一步地，所述桁架式桩腿为四角桁架桩腿。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在桁架式桩腿下方连接一个无桩靴式圆桩腿，且圆桩腿上固定有沉垫，沉垫可以起到支撑整个自升沉垫式海洋平台的作用。在具体使用时，可以将圆桩腿插入到海底的泥沙中，使沉垫位于海底面上。当需要进行拔桩操作时，由于整个自升沉垫式海洋平台的压力均作用在沉垫上，因此将圆桩腿从泥沙中拔出更容易。且在海底面上方仍采用桁架式桩腿，既发挥了桁架式桩腿的大提升能力和抗环境载荷能力强的优点，保证了海面上平台本体提升时的稳定性，又可以满足无桩靴结构的要求，解决现有技术中拔桩困难的技术问题。进一步地，由于在不同的海域地质条件下，对沉垫和圆桩腿的要求也有变化，因此，将桁架式桩腿与圆桩腿通过连接装置连接，当需要更换圆桩腿或维修桁架式桩腿时，只需将连接装置拆卸即可进行相应地更换或维修操作，使用方便且适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的部分结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的截面图；

图4是本发明实施例提供的一种沉垫的结构示意图；

图5是图2的a部分放大示意图；

图6是本发明实施例提供的一种应变片的安装示意图；

图7是本发明实施例提供的一种应力检测组件的原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的结构示意图，如图1所示，自升沉垫式海洋平台包括平台本体10、桁架式桩腿20和升降装置30(图1中仅示出了一个)。桁架式桩腿20穿设于平台本体10，升降装置30固定在平台本体10上，并与桁架式桩腿20配合以驱动平台本体10沿桁架式桩腿20的轴向进行升降。

自升沉垫式海洋平台还包括沉垫40、无桩靴式圆桩腿50和桩腿连接装置60(参见图2)，圆桩腿50与桁架式桩腿20同轴设置，圆桩腿50穿设于沉垫40，且圆桩腿50与沉垫40固定连接。

图2是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的部分结构示意图，如图2所示，桁架式桩腿20包括多个沿其轴向设置的齿条弦管21，齿条弦管21的靠近圆桩腿50的一端设有沿桁架式桩腿20的轴向向外延伸的延伸部22。

圆桩腿50的与桁架式桩腿20连接的一端的外壁上设有多个沿其周向设置的连接板51，多个连接板51与多个齿条弦管21的延伸部22一一对应设置。

桩腿连接装置60用于连接连接板51和齿条弦管21的延伸部22。

本发明实施例通过在桁架式桩腿下方连接一个无桩靴式圆桩腿，且圆桩腿上固定有沉垫，沉垫可以起到支撑整个自升沉垫式海洋平台的作用。在具体使用时，可以将圆桩腿插入到海底的泥沙中，使沉垫位于海底面上。当需要进行拔桩操作时，由于整个自升沉垫式海洋平台的压力均作用在沉垫上，因此将圆桩腿从泥沙中拔出更容易。且在海底面上方仍采用桁架式桩腿，既发挥了桁架式桩腿的大提升能力和抗环境载荷能力强的优点，保证了海面上平台本体提升时的稳定性，又可以满足无桩靴结构的要求，解决现有技术中拔桩困难的技术问题。进一步地，由于在不同的海域地质条件下，对沉垫和圆桩腿的要求也有变化，因此，将桁架式桩腿与圆桩腿通过连接装置连接，当需要更换圆桩腿或维修桁架式桩腿时，只需将连接装置拆卸即可进行相应地更换或维修操作，使用方便且适用性强。

如图1所示，圆桩腿50的未与桁架式桩腿连接的一端为锥形结构，以便于插入海底。

在本实施例，连接板51为与圆桩腿50相匹配的弧形板，连接板51通过螺栓固定在圆桩腿50上，以保证圆桩腿50与桁架式桩腿20之间连接的稳定性。

图3是本发明实施例提供的一种自升沉垫式海洋平台的截面图，如图3所示，在本实施例中，桁架式桩腿为四角桁架桩腿，四角桁架桩腿的结构稳定性更好。

具体地，四角桁架桩腿20包括四个沿其轴向设置的齿条弦管21和支撑架23，四个齿条弦管21沿支撑架23的轴向等距间隔设置。

在本实施例中，自升式海洋平台包括四根桁架式桩腿20，每根桁架式桩腿20的底部均连接有一个圆桩腿50。

图4是本发明实施例提供的一种沉垫的结构示意图，如图4所示，相应地，沉垫40的中部设有四个圆孔40a，四根圆桩腿50分别穿过四个圆孔40a。通过设置圆孔40a，便于将沉垫40与圆桩腿50焊接在一起。

可选地，沉垫40为长方形的箱式结构，沉垫40内设有多根筋板(图中未示出)，用来加强沉垫40的结构强度。

示例性地，多根筋板沿沉垫40的长度方向设置，通过筋板与圆桩腿50焊接连接，以便于分散力的传递。

图5是图2的a部分放大示意图，如图5所示，桩腿连接装置60包括插销座61、插销62、轴端挡板63和螺母64。

插销座61固定在连接板51上，插销座61上设有多个用于容纳插销62的插销孔，插销孔的轴线沿圆桩腿50的径向设置，插销62的一端设置在插销孔内。

齿条弦管21的延伸部22包括齿条弦管本体221和位于齿条弦管本体221两侧的两个齿条块222，齿条块222上设有用于安装插销的安装孔，安装孔与插销孔一一对应设置，对应各个安装孔的位置设有轴端挡板63，轴端挡板63通过螺母64固定在齿条块222上，插销62的另一端的侧壁上设有限位缺口，插销的另一端通过限位缺口与轴端挡板63卡接。

轴端挡板63可以起到阻止插销62沿圆桩腿50的径向移动的作用，安装孔与插销孔可以起到阻止插销62沿圆桩腿50的轴向移动的作用。当需要将插销62拆卸时，只需松开固定轴端挡板63的螺母，并将轴端挡板63从插销62的限位缺口中移出即可，拆卸方便。

可选地，每个齿条块222上均设有沿齿条弦管21的延伸方向布置的多个安装孔，两个齿条块222上的安装孔关于齿条弦管本体221对称布置。通过该设置方式可以使得多个插销62沿圆桩腿50的轴向均匀分布在齿条弦管本体221的两侧，可以使得多个插销62均匀受力。

在本实施例中，插销座61为箱型结构，插销座61与连接板51焊接连接，以保证连接板51与延伸部22的连接强度。

在本实施例中，平台本体10在升降时，齿条弦管21受力，力传递到齿条弦管21的延伸部22，由齿条块222传递至插销62，插销62将力传递到插销座61，由插销座61传递至连接板51，然后传递至圆桩腿50上。

进一步地，自升沉垫式海洋平台还包括用于检测桁架式桩腿的垂直载荷的应力检测组件，应力检测组件包括应变片。

图6是本发明实施例提供的一种应变片的安装示意图，如图6所示，应变片71设置在插销62上，且应变片71位于插销座61和齿条块222之间，用于检测插销62所受的剪切力。

应变片71由应变桥组成，应变桥包括四个依次连接的电阻。当插销62在外界力的作用下产生机械变形时，应变桥内的电阻值会发生相应的变化，产生应变效应，然后将检测到的插销62受到的剪切力转换成电信号。

在本实施例中，通过设置应变片71可以检测各个插销62所受的剪切力，然后将单个齿条弦管21的延伸部上安装的插销62所受的剪切力相加，即可得到单个齿条弦管21的垂直载荷，最后将多个齿条弦管21的垂直载荷相加，即可得到桁架式桩腿的垂直载荷。

图7是本发明实施例提供的一种应力检测组件的原理图，如图7所示，应力检测组件还包括放大器72、信号转换器73、无线发射器74、无线接收器75、解调电路76、显示器77和电源78。

应变片71将检测到的插销62受到的剪切力转换成电信号，并将该电信号发送给放大器72进行功率放大，然后发送给信号转换器73，信号转换器73将该电信转换成数字信号，发送给无线发射器74。无线发射器74将数字信号发送给无线接收器75，无线接收器75将接收到的数字信号发送给解调电路76进行解调，然后发送给显示器77，以在显示器77上显示出插销62受到的剪切力。

进一步地，自升沉垫式海洋平台还包括用于密封应力检测组件的密封装置(图中未示出)。

示例性地，密封装置可以包括密封壳体，密封壳体罩设在应变片71外，且密封壳体与插销62密封连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。