專利名稱：樁腿式海洋平臺安裝中樁腿的安裝方法和安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采油平臺之類樁腿式海洋平臺安裝中樁腿的安裝方法，其中樁腿穿過裝在平臺底座上的樁腿導(dǎo)管而打入海底。
以往這種類型的海洋平臺是用巨型浮吊吊裝的，浮吊把由駁船運到鉆井位置處的平臺慢慢放入水中，再使各底座樁腿插入平臺的各導(dǎo)管中，浮吊還把重錘、振動器之類打樁裝置吊起，把各樁腿打入海底。但是，這類浮吊在全世界為數(shù)不多，而且這類浮吊的租用費極高，此外當(dāng)裝設(shè)平臺時不得不等待很長時間;對于較小型海洋平臺，裝設(shè)費用尤其昂貴。
本發(fā)明的目的是提出一種樁腿安裝方法，以使較小型平臺能以比過去低得多的費用裝設(shè)，也不再為等待專用浮吊到來而空耗很多時間。
本發(fā)明所提出的樁腿安裝方法的特點如下各樁腿分別由處于鉆井位置的鉆井平臺上的井架上的絞車提升到平臺上方適當(dāng)位置，此時樁腿由絞車的提升纜繩自由懸吊在空中，該樁腿距平臺中心軸的距離最好小于距相應(yīng)的樁腿導(dǎo)管上端的距離;然后放下樁腿，使樁尖頭向外、向下傾斜著朝樁腿導(dǎo)管的上端部移動，樁尖頭進入樁腿導(dǎo)管的上端部;接著樁腿繼續(xù)向下移動，進入樁腿導(dǎo)管，觸到海底;最后由懸掛在絞車纜索上的打樁裝置向海底打入所需的深度;當(dāng)打樁裝置打好后提升時，打樁裝置的下端部最好要向內(nèi)、向上傾斜著出來，直至打樁裝置自由地懸掛在絞車纜索上。這樣就可以用鉆井用的普通鉆井平臺來安裝較小型的平臺。一般來說，在鉆井位置上或其附近有這種鉆井平臺可以供使用，因而用它來安裝平臺比用上述巨型浮吊要便宜得多，可不必等待浮吊的到來，也省去巨型浮吊的租金。
作為本發(fā)明的一種最簡單易行的方法是隨著樁腿放下，該樁腿的尖頭起先向外、向下傾斜著朝樁腿導(dǎo)管的上端部移動，最后樁尖頭進入該上端部;其間樁尖頭是沿著一根剖面為C形或U形的斜槽滑動的，該斜槽從樁腿導(dǎo)管的上端部以適當(dāng)斜度向上傾斜著伸展，該斜槽的上方處于樁腿自由懸吊時樁腿尖頭所在位置之下。
根據(jù)本發(fā)明的方法，用來把樁腿打入海底的打樁裝置(用不斷沖擊或振動)也是由井架上的絞車提升到適當(dāng)位置，該位置大體在所沖打的樁腿頂部的正上方，然后打樁裝置下落，與樁頂接觸，逐漸把樁腿打進海底下所需深度;打好以后，打樁裝置又被提升起來，在提升過程中最好使打樁裝置的下端部沿斜槽向上滑動，直到打樁裝置自由地懸掛在絞車纜索之下。由于這樣，鉆井裝置就同樣也可以用來打樁;而如果不用本發(fā)明所提出方法，則打樁裝置(或許是一個長16～18米、重300～500噸的重錘)在脫離樁腿頂端時會猛烈並危險地發(fā)生搖晃。
本發(fā)明還涉及一種實施上述方法的裝置。根據(jù)本發(fā)明，這種裝置具有如下特征它由一根或一根以上斜槽組成，斜槽的橫剖面成C形或U形，該斜槽從樁腿導(dǎo)管的上端部以適當(dāng)斜度向上傾斜著伸展，其上方處于樁腿自由懸吊時樁腿尖頭所在位置之下。這種裝置十分有效，而且結(jié)構(gòu)簡單、造價低，可以在制造平臺過程中在陸上一起制造好。
根據(jù)本發(fā)明，斜槽相對于水平面的傾斜角可以在20°～70°之間選擇，但以40°～60°為好，而最好的是在45°～55°之間。在上述傾斜角范圍內(nèi)，樁腿的尖頭就可以在自重的作用下自動沿斜槽下滑，直到它與導(dǎo)管的上端部相碰。
根據(jù)本發(fā)明，斜槽可以固定安裝在平臺之上，這樣，由于當(dāng)平臺放置在海底上時所有斜槽已固定在正確的安裝位置上，就不必再花安裝費用;但是斜槽也可以在使用時臨時裝上去，用完后拆下，這樣，一根斜槽就可以重復(fù)用來安裝多根樁腿;最后這根斜槽可以安裝到在平臺(例如鉆井平臺)，附近的另一個結(jié)構(gòu)上所以本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于並不裝有斜槽的平臺的安裝上。
后面將結(jié)合下列附圖對本發(fā)明作更充分的介紹

圖1～8表示用本發(fā)明方法安裝平臺時各操作步驟;
圖9是平臺的側(cè)視圖，平臺上裝有斜槽和樁腿導(dǎo)管，在其中之一中插有一底座樁腿;
圖10是圖9所示的平臺的一部分的放大側(cè)視圖，斜槽裝在加強管上;
圖11是圖10中沿Ⅺ-Ⅺ線的穿過斜槽和加強管的更大比例的剖面圖;
圖12是斜槽與樁腿導(dǎo)管之間連接部的頂視圖。
圖1～8簡略表示了平臺(用編號1表示)是如何用鉆井平臺(用編號2表示)成功地安裝起來的。鉆井平臺2通常有三條或四條樁腿，而在圖1中只畫出兩條樁腿，在只表示鉆井平臺前部結(jié)構(gòu)的圖2～8各圖中只畫出一條樁腿。鉆井平臺裝置有一鉆臺20，當(dāng)樁腿上收時鉆臺能浮在水面上。而當(dāng)鉆井平臺工作時，各樁腿10下伸，于是整個鉆井平臺就支立在海底上，而鉆臺20處在海面9之上。懸架在鉆井位置上方的鉆臺區(qū)段21之上有井架3，該井架以人所共知的方法在鉆井位置上鉆出一個或多個井。為此，在井架3上裝有或連接有絞車4，絞車4上有提升纜索5;絞車具有巨大的提升能力，通過適當(dāng)?shù)膫鲃涌梢蕴嵘鹬亓客ǔ＿h不足1000噸的較小型平臺。
圖1～8中所示的平臺1就是一種能由絞車提升起的較小型平臺。在圖1中，平臺已由駁船11運到井架3之下，並已與提升纜索5固接住。在圖2中，駁船11已被拖走，吊掛在纜索5上的平臺已下降在海面9以下一段距離。在圖3中，平臺1已放置在海底10之上，等待安裝底座樁腿。
這些樁腿已用同一艘駁船隨同平臺運到或用另一艘駁船單獨運到。圖4中的一根樁腿6已固接在提升纜索上，並已向上提升了一段距離。圖5中，樁腿已由提升纜索自由地懸吊在平臺上方，並準備插入樁腿導(dǎo)管12之中，后者固定在平臺底座16之上或成為平臺底座16的一部分。鉆井平臺2的懸伸的鉆臺區(qū)段21水平方向的面積很有限，寬度約8米，懸伸距離約13米;這樣大的面積對于井架用來鉆井時是足夠使井架正確地處于鉆井位置之上，但如要把樁腿6垂直地懸吊在樁腿導(dǎo)管12的頂端13的上方就顯得不足，因為為了保證穩(wěn)定性，樁腿在懸吊過程中要遠離井架的工作范圍之外。
為此，根據(jù)本發(fā)明，樁尖8被強行引導(dǎo)通過井架的工作范圍，最后在樁腿6下降過程中使樁尖頭插入導(dǎo)管12的頂端13。參見圖6，樁腿傾斜地懸吊著，其樁頭7固接在提升纜索5上，處于井架的工作范圍之內(nèi)，而樁尖頭8插在處在井架工作范圍之外的導(dǎo)管12的頂端13內(nèi)。
圖10、11和12表示用來安裝樁腿的裝置的一種推薦方案;該裝置由若干根斜槽15組成，每根斜槽安裝在平臺底座16的加強管17之上，斜槽從樁腿導(dǎo)管12的頂端13處向上、向內(nèi)傾斜，該斜槽處在樁腿開始下降之前樁尖頭8所在位置之下適當(dāng)距離處。
當(dāng)樁腿6下降時，樁尖頭8首先接觸斜槽15的底部;如圖11所示，斜槽的剖面呈C形，但同樣還可以采用U形、V形或其它任何適當(dāng)?shù)钠拭嫘螤?，關(guān)鍵是當(dāng)樁尖與斜槽的底部接觸之后樁尖能可靠地沿斜槽橫向移動。
如圖10所示，斜槽相對于水平面成一適當(dāng)?shù)膬A斜角，該傾斜角可以在20°～70°之間選擇，但以40°～60°之間為好，而最好的是在45°～55°之間;在上述傾斜角范圍內(nèi)，樁尖就可以如圖10中虛線所示那樣下滑，直到它與導(dǎo)管的上端部相碰;導(dǎo)管上端部結(jié)構(gòu)如圖10和圖12所示;為能更好地容納樁尖，導(dǎo)管端部是向上擴大的。隨著樁腿繼續(xù)下降，樁腿逐漸插入導(dǎo)管12之中，最后樁腿就碰到海底，此時提升纜索就從樁頭上解下來。從圖10可以看出，樁腿導(dǎo)管與平臺的中心軸線之間有一夾角，該夾角選為6°～12°之間比較適當(dāng)，這樣可以使樁頭仍在井架的工作范圍之內(nèi)，而樁腿的導(dǎo)管則超出工作范圍之外。
然后，利用懸吊在絞車4的提升纜索上的適當(dāng)?shù)拇驑堆b置，通過反復(fù)沖打或振動，把樁腿打進海底。在圖7中，打樁裝置14懸吊在平臺1之上，並且大體上在樁頭7的正上方;而樁頭的位置，正如上面所說那樣，是在井架3的工作范圍之內(nèi)。當(dāng)打樁裝置14下落時，打樁裝置就撞在樁頭7上，于是樁腿就在打樁裝置14的作用下向海底10打進所需的深度。當(dāng)樁腿正向下打的時候，打樁裝置14被樁頭7移到井架的工作范圍之外，並傾斜地懸吊在提升纜索5之下(如圖8所示)。如果打樁裝置在這個位置脫開樁頭，它就會猛烈搖晃;考慮到重錘之類打樁裝置通常長達16～18米、重達300～500噸，這種搖晃是非常危險和具有破壞性的。
在采用本發(fā)明的情況下，當(dāng)把打樁裝置14提升起來時，其下端部起先有引導(dǎo)地向上、向內(nèi)傾斜著移動，一直到打樁裝置自由地懸吊在提升纜索之下並處于自然平衡狀態(tài)。作為本發(fā)明的推薦方法，打樁裝置的下端部沿著斜槽15向上滑動，其情況與樁尖頭8沿斜槽15滑入樁腿導(dǎo)管12的上端部13時一樣，只是方向相反。
在圖9中畫出的是一座要安裝三條樁腿的平臺1。這三條樁腿6中的一條已放入處于圖右側(cè)的樁腿導(dǎo)管12之中，並差不多已被重錘14向海底10打進所需深度。當(dāng)完成打樁以后，重錘就脫離樁頭7，而當(dāng)把重錘提升時，重錘的下部就靠在斜槽上，隨著提升纜索提升而沿斜槽上滑(如圖中虛線所示)，最后重錘穩(wěn)定地自由地垂直懸吊在提升纜索上(圖中未表示出)。這樣就確保重錘的樁頭脫離時不會像大鐘擺那樣撞到平臺上，把平臺碰壞。
從上可以看出，在采用本發(fā)明的情況下，就可以用鉆井平臺來完成較小型海洋平臺在海底的全部安裝工作，通常在鉆井位置處有這種鉆井平臺，這樣就能大大節(jié)省費用，在時間上往往也能節(jié)約。
在圖10、11和12所示的推薦方案中，各斜槽15是固定安裝在平臺的底座上的，為每根樁腿導(dǎo)管都裝有一根導(dǎo)槽;所以，在平臺放在海底后立即可以開始安裝工作。但是，斜槽也可以采用可拆裝的方式裝到平臺的底座上，從而一根斜槽可用來安裝多根導(dǎo)管;斜槽也可以安裝在平臺的其它類型的結(jié)構(gòu)上，從而本發(fā)明的方法和裝置也可以用于本來沒有斜槽的平臺的安裝。
本發(fā)明的各種推薦方案在上面作了敘述，並表示在附圖中，但這些方案僅僅是作為例子列舉的。許多其它的方案仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。比如，樁尖和打樁裝置的下端部可以用纜索裝置來控制和導(dǎo)向，而不是用斜槽。
權(quán)利要求
1.采油平臺之類樁腿式海洋平臺安裝中樁腿的安裝方法，其中各樁腿是穿過裝在平臺底座上的樁腿導(dǎo)管而打入海底；本方法的特征在于各樁腿分別由處于鉆井位置的鉆井平臺上的井架上的絞車提升到平臺上方適當(dāng)位置，此時樁腿由絞車的提升纜索自由懸吊在空中，該樁腿距平臺中心軸的距離最好小于距相應(yīng)的樁腿導(dǎo)管上端的距離；然后放下樁腿，使樁尖頭向外、向下傾斜著朝樁腿導(dǎo)管的上端部移動，最后樁尖頭進入樁腿導(dǎo)管的上端部；接著樁腿繼續(xù)向下移動，進入樁腿導(dǎo)管，觸到海底；最后由懸掛在絞車纜索上的打樁裝置打入所需的深度；當(dāng)打樁裝置打好樁后提升時，打樁裝置的下端部最好要向內(nèi)、向上傾斜著出來，直至打樁裝置自由地懸吊在絞車纜索上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，其特征是隨著樁腿放下，該樁腿的尖頭起先向外、向下傾斜著朝樁腿導(dǎo)管的上端部移動，最后樁尖頭進入該上端部;其間樁尖頭是沿著一根剖面為C形或U形的斜槽滑動的，該斜槽從樁腿導(dǎo)管的上端部以適當(dāng)斜度向上傾斜著伸展，該斜槽的上方處于樁腿自由懸吊時樁腿尖頭所在位置之下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的方法，其特征是用來把樁腿打入海底的打樁裝置(通過不斷沖擊或振動)也是由井架上的絞車提升到適當(dāng)位置，該位置大體在所沖打的樁腿頂部的正上方，然后打樁裝置下落，與樁頂接觸，逐漸把樁腿打進海底下所需深度;打好以后，打樁裝置又被提升起來，在提升過程中最好使打樁裝置的下端部沿斜槽向上滑動，直到打樁裝置自由地懸吊在絞車纜索之下。
4.一種用來實施權(quán)利要求1、2、3所述的方法的裝置，其特征是它由一根或一根以上斜槽組成，斜槽的橫剖面成C形或U形，該斜槽從樁腿導(dǎo)管的上端部以適當(dāng)斜度向上傾斜著伸展，其上方處于樁腿自由懸吊時樁腿尖頭所在位置之下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征是斜槽相對于水平面的傾斜角可以在20°～70°之間選擇，但以40°～60°為好，而最好在45°～55°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特點是斜槽固定安裝在平臺之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特點是斜槽可臨時裝上去、用后可拆下。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特點是斜槽安裝在平臺(例如鉆井平臺)附近的另一個結(jié)構(gòu)上。
全文摘要
一種采油平臺之類樁腿式海洋平臺安裝中樁腿的安裝方法，其中各樁腿是穿過裝在平臺底座上或作為平臺底座一部分的樁腿導(dǎo)管而打入海底。還有一種實施該方法的裝置，該裝置由一根或一根以上斜槽組成，斜槽的橫剖面成C形或U形，該斜槽從樁腿導(dǎo)管的上端部以適當(dāng)斜度向上傾斜伸展，其上方處于樁腿自由懸吊時樁腿尖頭所在位置之下。這樣可用普通的鉆井平臺安裝較小型的平臺，從而大大節(jié)省費用也能節(jié)約時間。
文檔編號E02D13/04GK1044142SQ9010011
公開日1990年7月25日 申請日期1990年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月11日
發(fā)明者雅克布·普拉格博格·摩勒 申請人:麥爾斯克石油及天然氣公司