[發明專利]深水浮式平臺灌漿與焊接組合連接節點及其海上施工方法

在審

• 申請號: 201410244650.0
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104044706A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 謝彬;姜哲;謝文會;王俊榮
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術領域

本發明涉及一種浮式平臺連接節點及其海上施工方法，特別是關于一種應用于海上的深水浮式平臺灌漿與焊接組合連接節點及其海上施工方法。

背景技術

現有的無條件穩性整裝型深吃水浮式采油平臺在海上安裝過程中，將小截面立柱從大截面立柱中央孔道中在受控狀態下逐步下放，將小截面立柱與大截面立柱進行永久連接。所采用的方式如下：使用吊機將液壓模鍛連接設備通過中央孔道放至小截面立柱中與大截面立柱連接處，進行液壓模鍛，通過液壓力使小截面立柱與大截面立柱連接處的外壁板產生塑性變形，將其擠入大截面立柱下部連接處砧板連接結構的凹槽中，使兩部分結構全強度聯接為一個整體。

無條件穩性整裝型深吃水浮式采油平臺海上安裝連接作業是關鍵工況，主要存在以下技術挑戰和風險：1)安裝過程中大截面立柱和小截面立柱皆處于運動狀態，操作空間狹小，此外受環境條件制約，安裝作業時間受到限制；2)平臺就位后，連接節點是整個平臺受外載荷最大的區域之一，承受彎矩和剪力聯合作用，如何保證節點的強度和疲勞同樣存在挑戰。

考慮到該連接節點的技術難度，盡管無條件穩性整裝型深吃水浮式采油平臺中采用的液壓脹管連接方案是可行的，但在操作中存在以下問題：1)其中通過液壓使結構塑性變形時，要求大截面立柱和小截面立柱的凹槽相對位置精度控制要求很高，而此時大截面立柱和小截面立柱都在運動狀態，具有垂向運動、水平運動和轉動，保證兩者相對位置不變存在很大難度；2)液壓脹管現有技術很難適應大直徑立柱的連接，對無條件穩性整裝型深吃水浮式采油平臺的立柱設計帶來了很大限制；3)現有連接方案會使平臺局部結構(即大截面立柱內壁和小截面立柱外壁局部區域)發生塑性變形，通過塑性變形使大截面立柱和小截面立柱連為一體，該過程不可逆，一旦操作時出現問題，會對平臺結構產生很大影響，該方案存在技術和安全風險。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種深水浮式平臺灌漿與焊接組合連接節點及其海上施工方法，其海上施工簡便，結構安全可靠性高，成本低，能適應于不同尺度立柱。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種深水浮式平臺灌漿與焊接組合連接節點，其特征在于：它包括大截面立柱和小截面立柱，沿軸線方向在所述大截面立柱內設置有中央通道；所述小截面立柱頂部一段伸入所述大截面立柱的中央通道內，所述中央通道的內壁面與所述小截面立柱頂部的外壁面之間形成環形空間，所述環形空間內設置有灌漿料；位于與所述小截面立柱頂部連接的小截面立柱頂甲板和所述中央通道的內壁面之間焊接有若干肘板；在所述小截面立柱頂部，通過上層固定裝置將所述小截面立柱頂部與所述大截面立柱固定連接；位于所述大截面立柱底部，通過下層固定裝置將所述大截面立柱底部與所述小截面立柱固定連接。

位于所述大截面立柱周向、中央通道的內壁面周向、小截面立柱的外壁面周向以及小截面立柱頂甲板上都間隔設置有若干環向加強筋和若干縱向加強筋，位于所述小截面立柱及所述小截面立柱頂甲板上的所述若干環向加強筋和若干縱向加強筋構成小截面立柱艙壁；位于所述大截面立柱上的所述若干環向加強筋和若干縱向加強筋構成大截面立柱艙壁。

若干所述肘板沿所述小截面立柱頂甲板周向均勻布置，每個所述肘板上都預制有若干根加強筋；每個所述肘板的底端都焊接在所述小截面立柱頂甲板上，與所述小截面立柱艙壁連接成一體；每個所述肘板的側面都焊接在所述中央通道的內壁面上，與所述大截面立柱艙壁連接成一體。

位于所述環形空間底部，所述中央通道的內壁面上，由下至上依次設置有主注漿閥和輔注漿閥，位于所述環形空間頂部，所述中央通道的內壁面上設置有回流閥，所述主注漿閥連接主灌漿系統，所述輔注漿閥連接輔灌漿系統，所述主灌漿系統和輔灌漿系統都連接所述回流閥。

位于所述大截面立柱底部，在所述環形空間底部開口處設置有封隔器。

位于所述環形空間內，在所述中央通道的內壁面上、小截面立柱的外壁面上都間隔設置有若干剪切鍵，所述剪切鍵沿所述中央通道的內壁面和小截面立柱的外壁面環向設置，且所述中央通道的內壁面和小截面立柱的外壁面上的所述剪切鍵為交錯布置。