專利名稱：自升式鉆井平臺沖樁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平臺沖樁機(jī)構(gòu)，特別涉及自升式鉆井平臺沖樁裝置。
背景技術(shù)：
自升式鉆井平臺是目前應(yīng)用非常廣的海上鉆井裝置，其特點(diǎn)是利用可以 升降的樁腿實(shí)現(xiàn)平臺的起降。為了適應(yīng)松軟的、承載力低的海底土，同時(shí)增 加平臺的承載能力和穩(wěn)定性，通常在每個(gè)樁腿下設(shè)置樁靴。平臺拖航到位后， 首先由升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動樁腿、樁靴下行，插入海底土中(插樁)，然后船體上 升到作業(yè)位置開始鉆井作業(yè)；完鉆后拖航前，需要降下船體，使之浮于水面， 然后將樁腿、樁執(zhí)從土中拔出(拔樁)。拔樁前首先要進(jìn)行沖樁作業(yè)，即用 高壓泵將樁靴沖管內(nèi)的淤泥沖掉，再用低壓大排量泵向樁靴以下注水(沖樁)， 破壞樁靴與泥土之間的粘附力。
但目前所有帶樁靴的自升式鉆井平臺都存在沖樁、拔樁困難的問題。這 是因?yàn)槭紫仍诓鍢哆^程中泥土可能進(jìn)入沖樁管并在管內(nèi)固結(jié)；其次樁靴在 入泥一定深度后，在鉆井作業(yè)過程中土體回淤，在海底流及水壓的作用下， 沖管和沖樁管線內(nèi)將充滿泥沙并形成板結(jié)。因此目前在拔樁沖水時(shí)，首先必 須用高壓水沖開沖樁管線內(nèi)固結(jié)的淤泥。但由于各沖樁管線內(nèi)泥沙板結(jié)的程 度不一樣，在高壓沖水時(shí)，個(gè)別出水管線內(nèi)泥土固結(jié)程度相對小，先^皮沖開， 水都從此管流出，管線內(nèi)水壓下降，其它的沖樁管線仍舊阻塞，導(dǎo)致只有個(gè) 別管線能噴水，沖樁能力明顯不夠，平臺不能安全拔樁或需要的拔樁時(shí)間非 常長。
目前國內(nèi)外都沒有適用于帶樁靴的自升式鉆井平臺的高效、可靠性高的 沖樁裝置
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自升式鉆井平臺沖樁裝置，能夠在 插樁及鉆井作業(yè)過程中防止泥沙進(jìn)入沖樁管線而導(dǎo)致管線阻塞。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了 一種自升式鉆井平臺沖樁裝置包括 沖樁泵、沖樁管線、沖管、保護(hù)罩、沖樁閥和液壓控制裝置，沖樁閥安裝在 樁孰底板上，沖樁閥的輸入端與沖樁管線相連，沖樁閥的輸出端與沖管相連， 沖樁閥通過液壓控制裝置控制其開啟和關(guān)閉。
優(yōu)選地，所述沖樁閥包括閥體，閥體上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口 ，閥體 安裝在樁孰底板上，出水口與沖樁管相連，進(jìn)水口與沖樁管線相連；在所述 閥體內(nèi)還設(shè)置有控制進(jìn)水口和出水口處于導(dǎo)通或斷開狀態(tài)的閥芯。
優(yōu)選地，在所述閥體內(nèi)還設(shè)置有控制所述閥芯處于常關(guān)狀態(tài)的復(fù)位彈簧。
優(yōu)選地，在所述閥體上還設(shè)置有液壓口，所述閥芯的截面為T形，液壓 口與所述閥芯的臺階面相通。
優(yōu)選地，所述液壓控制裝置包括液壓泵和控制閥，液壓泵通過控制閥 向所述液壓口泵入高壓介質(zhì)或?qū)⒃摻橘|(zhì)泄壓。
優(yōu)選地，所述控制閥上還串聯(lián)有用于根據(jù)流量判斷所述沖樁閥開關(guān)程度 的流量計(jì)量器。
本發(fā)明通過在沖樁管線和沖樁管之間設(shè)置可控制的閥體結(jié)構(gòu)，因此沖樁 時(shí)，液壓控制裝置控制閥體開啟以進(jìn)行沖樁，而沖樁結(jié)束時(shí)，則控制閥體關(guān) 閉，從而防止了在插樁及鉆井作業(yè)過程中泥沙由沖樁管深入到?jīng)_樁管線內(nèi)而 導(dǎo)致管線阻塞。此外，本發(fā)明可以對每個(gè)沖管分別設(shè)置沖樁閥，并通過液壓 控制裝置單獨(dú)進(jìn)行控制，從而能夠根據(jù)沖管的分布制定合理的沖樁水量和沖 4莊時(shí)間。


圖l為自升式鉆井平臺沖樁裝置示意圖。
圖2為樁靴內(nèi)沖樁管線和控制閥的布置示意圖。
在圖中，l-沖樁泵，2-主沖樁管線，3-液壓控制裝置，4-控制閥，
5-流量計(jì)量器，6-控制管線，8-沖樁閥，81-閥體，82-進(jìn)水口， 83-出水口，84-閥芯，85-復(fù)位彈簧，86-密封圏，87-液壓口， 9-樁靴底板，10-沖管，11-保護(hù)罩，12-沖樁口， 13-分支管線。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
如圖l、 2所示，本發(fā)明包括沖樁泵l、沖樁管線2、沖管IO、保護(hù)罩 11、沖樁閥8和液壓控制裝置3，沖樁泵1設(shè)置在自升式平臺船體內(nèi)，并與 沖樁管線2的輸入端相連。沖樁閥8安裝在樁靴底板9上，對應(yīng)每個(gè)沖管10 均安裝有一個(gè)沖樁閥8。沖樁管線2的輸出端分出若干支分支管線13，每個(gè) 沖樁閥8的輸入端均分別對應(yīng)與一根分支管線13相連，沖樁閥8的輸出端與 沖管IO相連，沖樁閥8通過液壓控制裝置3控制沖樁閥8的開啟和關(guān)閉。每 個(gè)控制閥4上串聯(lián)有流量計(jì)量器5,用于根據(jù)流量判斷沖樁閥8的開關(guān)程度。
沖樁泵1 一般為壓力低于2MPa的低壓泵，工作介質(zhì)為海水，每條平臺 上一般配備2套以上的沖樁泵1。液壓控制裝置3的工作介質(zhì)可以是對海洋 環(huán)境無污染的液壓油，還可以是冷凍液、過濾的海水，甚至可以是高壓氣體。
如圖1所示，沖樁閥8包括閥體81，在閥體81上設(shè)置有進(jìn)水口 82和 出水口 83,出水口 82與沖管IO相連，進(jìn)水口 81與分支管線13相連，在閥 體81內(nèi)還設(shè)置有控制進(jìn)水口 82和出水口 83處于導(dǎo)通或斷開狀態(tài)的閥芯84。 沖樁閥8處于常關(guān)狀態(tài)，可以通過液壓方式使閥芯84上移打開閥，也可以通 過電力控制或機(jī)械控制的方式打開閥，本實(shí)施例選用了相對安全可靠的液壓 控制方式，即利用液壓控制裝置3和液壓管線6將工作介質(zhì)導(dǎo)入沖樁閥8， /人而打開閥。
為了使閥芯84能夠處于常閉狀態(tài)，即使進(jìn)水口 IO和出水口 ll處于常斷 開的狀態(tài)，在閥體81內(nèi)還設(shè)置有復(fù)位彈簧85，復(fù)位彈簧85可以采用如圖1 所示的金屬彈簧，也可以采用其它結(jié)構(gòu)，只要能夠起到使閥芯84處于常閉狀 態(tài)即可。在作業(yè)水深較大時(shí)，復(fù)位彈簧85可使用壓縮氣體彈簧；如果要使用 金屬彈簧，在閥體81上部可設(shè)置帶過濾器的小孔，使閥體81上腔與樁靴內(nèi) 水體連通。通過結(jié)合水壓，即使降低金屬彈簧的彈簧絲的設(shè)計(jì)尺寸，也可以 起到能夠?qū)㈤y芯84復(fù)位的作用。如圖l所示，為了控制閥芯84能夠使進(jìn)水口 82和出水口 83處于導(dǎo)通的 狀態(tài)，即沖樁工作狀態(tài)，在閥體81上還設(shè)置有液壓口 87，閥芯84的截面為 T形，液壓口 87與閥芯84的臺階面841相通。這樣，當(dāng)向液壓口 87泵入高 壓介質(zhì)時(shí)，高壓油頂著臺階面841將閥芯84向上移動，從而開啟閥體81, 使進(jìn)水口 82和出水口 83處于導(dǎo)通的狀態(tài)。當(dāng)將液壓口 87內(nèi)的介質(zhì)泄壓時(shí)， 閥芯84就在復(fù)位彈簧85的作用下下落，使出水口 83和進(jìn)水口 82處于關(guān)閉 狀態(tài)。閥體81的內(nèi)腔相應(yīng)為臺階柱面，閥體81的內(nèi)腔與閥芯84之間還可以 設(shè)置密封圈86。
如圖2所示，管線a和b都是主沖樁管線2，每個(gè)樁腿內(nèi)至少配備2條這 樣的管線。每條主沖樁管線2在樁靴內(nèi)分成若千分支管線13，與沖樁閥8的 進(jìn)水口 82連接；分支管線13的總數(shù)量與沖樁閥8的數(shù)量相同，即管線a、 b 分別連接了沖樁閥8al、 a2、 a3、 a4……am和bl、 b2、 b3、 b4……bn。主沖 樁管線2通過分支管線13與沖樁閥8間隔連接，這樣萬一有一條主沖樁管線 損壞，仍有一半的沖樁閥8可以正常工作，保證沖樁效果。
在拔樁前需要沖樁時(shí)，在平臺上開啟液壓控制裝置3的液壓泵31，利用 控制閥4打開其對應(yīng)的一個(gè)沖樁閥8，再開啟沖樁泵1沖開沖管10內(nèi)的泥沙， 然后通過控制閥4瀉壓使此閥再處于關(guān)閉狀態(tài)；按此程序操作沖開每個(gè)沖管 IO內(nèi)的泥沙。最后按照設(shè)計(jì)的沖樁作業(yè)程序，從平臺上控制逐次打開設(shè)定區(qū) 域沖樁閥8進(jìn)行沖樁作業(yè)。在平臺上可以根據(jù)每一控制閥4對應(yīng)的流量計(jì)量 器5的流量讀數(shù)了解沖樁閥8的開啟情況，并據(jù)此制定相應(yīng)的措施。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、 改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種自升式鉆井平臺沖樁裝置，其特征在于，包括沖樁泵、沖樁管線、沖管、保護(hù)罩、沖樁閥和液壓控制裝置，沖樁閥安裝在樁靴底板上，沖樁閥的輸入端與沖樁管線相連，沖樁閥的輸出端與沖管相連，沖樁閥通過液壓控制裝置控制其開啟和關(guān)閉。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述沖樁閥包括閥體，閥 體上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，閥體安裝在樁靱底板上，出水口與沖樁管相連， 進(jìn)水口與沖樁管線相連；在所述閥體內(nèi)還設(shè)置有控制進(jìn)水口和出水口處于導(dǎo) 通或斷開狀態(tài)的閥芯。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述閥體內(nèi)還設(shè)置有控制 所述閥芯處于常關(guān)狀態(tài)的復(fù)位彈簧。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，在所述閥體上還設(shè)置有液壓 口，所述閥芯的截面為T形，液壓口與所述閥芯的臺階面相通。
5、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述液壓控制裝置包括液 壓泵和控制閥，液壓泵通過控制閥向所述液壓口泵入高壓介質(zhì)或?qū)⒃摻橘|(zhì)泄 壓。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述控制閥上還串聯(lián)有用于 根據(jù)流量判斷所述沖樁閥開關(guān)程度的流量計(jì)量器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自升式鉆井平臺沖樁裝置包括沖樁泵、沖樁管線、沖管、保護(hù)罩、沖樁閥和液壓控制裝置，沖樁閥安裝在樁靴底板上，沖樁閥的輸入端與沖樁管線相連，沖樁閥的輸出端與沖管相連，沖樁閥通過液壓控制裝置控制其開啟和關(guān)閉。本發(fā)明通過在沖樁管線和沖樁管之間設(shè)置可控制的閥體結(jié)構(gòu)，因此沖樁時(shí)，液壓控制裝置控制閥體開啟以進(jìn)行沖樁，而沖樁結(jié)束時(shí)，則控制閥體關(guān)閉，從而防止了在插樁及鉆井作業(yè)過程中泥沙由沖樁管深入到?jīng)_樁管線內(nèi)而導(dǎo)致管線阻塞。此外，本發(fā)明可以對每個(gè)沖管分別設(shè)置沖樁閥，并通過液壓控制裝置單獨(dú)進(jìn)行控制，從而能夠根據(jù)沖管的分布制定合理的沖樁水量和沖樁時(shí)間。
文檔編號E02D13/08GK101302763SQ20081011517
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者周炳文, 宋林松, 信 左, 曹式敬, 可 朱, 段夢蘭, 王冬石, 王建軍, 黎劍波 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司;中國石油大學(xué)(北京)