[發明專利]一種自升式鉆井平臺用樁腿

有效

• 申請號: 201510330626.3
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104863106A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 王琦;唐旭東;袁洪濤;周瑞佳;王超;莫建
• 申請（專利權）人: 上海外高橋造船有限公司
• 主分類號: E02B17/04
• 分類號: E02B17/04;E02D27/32;E02D27/52
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 倪繼祖

技術領域

本發明涉及一種樁腿，特別涉及一種自升式鉆井平臺用樁腿。

背景技術

海洋油氣資源的勘探開發，經歷了從近海到遠海、從淺海到深海的過程。其中自升式鉆井平臺具有定位能力強和作業穩定性好的優勢，在大陸架海域的油氣勘探開發中占重要地位。樁腿是自升式鉆井平臺的關鍵部位，是支撐自升式鉆井平臺主船體遠離水面，使平臺能夠正常作業的關鍵結構，樁腿結構除了支撐平臺上部結構的全部重量外，還要能夠抵抗海洋環境下的各種外力作用。

隨著自升式鉆井平臺作業水深的加大，樁腿結構尺寸以及重量會隨之顯著增加，且受風面積大大提升，此時平臺在作業和拖航時的穩性會越差，換言之樁腿結構的設計直接關系到整個平臺的安全性，因此樁腿結構的設計是自升式鉆井平臺整體設計中不可忽視的重要環節，并在保證樁腿結構安全的前提下，不斷優化樁腿結構型式使其受力更加合理并經濟性更佳。

樁腿結構的型式主要與所承受平臺的重量、所承受的波浪載荷的大小、平臺在動力響應下的強度和穩性、與升降裝置的連接方式以及安裝方法和制造費用相關。樁腿結構型式主要分為殼體式和桁架式兩大類，殼體式樁腿雖然具有制造簡單和結構堅固等特點，但一般用于工作水深60～70m，作業水深淺。深水自升式平臺多采用桁架式樁腿，桁架式樁腿能夠極大地減少水阻力和波浪載荷的影響，從而使作業水深得以大幅提升，能深達120米或者更深。

綜上可知，樁腿為平臺最重要也是制造最困難的結構，對平臺樁腿的設計，強度是最重要考慮的因素，同時也要考慮材料采購，焊接，安裝等各方面的合理性和可行性等因素。

而對于桁架式樁腿結構，在現有技術中，一般使用會采用K型、雙K型或X型結構，下表為這三種類型樁腿的對比。

通過上表的對比，不難發現K型樁腿不僅桿件數量多，焊接節點多，成本高，且承受的風載荷大，所以與雙K型和X型樁腿相比劣勢較明顯。雙K型樁腿使用的桿件數量比X型多，且承受的風載荷也比X型大，但是雙K型的技術比X型成熟許多，其精度比起X型樁腿而言要容易控制。美國專利US20030049077A1公開了一種自升式鉆井平臺的樁腿結構，該樁腿結構即為雙K型結構的自升式鉆井平臺樁腿。但是對于X型樁腿尚未有相關專利的申請記錄，其原因在于許多技術難題還未能克服，所以目前對于研制一種桿件數量較少、焊接工作量較小、受風面積較小且在強度等技術指標方面與現有技術中雙K型樁腿相當的X型樁腿是亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種自升式鉆井平臺用樁腿，該樁腿不僅用料少、成本低、焊接工程量小、受風面積小，并且其強度大、穩定性好，作業水深也大幅提高。

本發明的目的是這樣實現的：

一種自升式鉆井平臺用樁腿，所述樁腿包括若干個上下疊加的節距單元，所述節距單元是由三個矩形側面圍成的且橫截面外緣呈等邊三角形的桁架結構，所述節距單元包括三根支腿弦桿單元，所述三根支腿弦桿單元分別設于所述等邊三角形的頂點處，所述三個矩形側面依次為第一矩形側面、第二矩形側面和第三矩形側面；

所述每個矩形側面均包括分別位于該矩形側面對角線上的主斜撐桿和副斜撐桿，所述主斜撐桿和副斜撐桿的兩端分別與相鄰的兩根支腿弦桿單元通過焊接相連；

所述節距單元還包括第一內撐桿、第二內撐桿和第三內撐桿，所述主斜撐桿上設有呈左右對稱分布的上節點和下節點，所述第一內撐桿的一端與所述第一矩形側面的上節點相連，所述第一內撐桿的另一端與所述第二矩形側面的下節點相連，所述第二內撐桿的一端與所述第二矩形側面的上節點相連，所述第二內撐桿的另一端與所述第三矩形側面的下節點相連，所述第三內撐桿的一端與所述第三矩形側面的上節點相連，所述第三內撐桿的另一端與所述第一矩形側面的下節點相連；

所述副斜撐桿包括位于同一直線上的上短斜撐桿和下短斜撐桿，所述上短斜撐桿一端與所述主斜撐桿中點相連，另一端向上延伸與所述支腿弦桿單元相連，所述下短斜撐桿一端與所述主斜撐桿中點相連，另一端向下延伸與所述支腿弦桿單元相連；

所述主斜撐桿包括位于同一直線上且首尾相連的上主斜撐桿、中主斜撐桿和下主斜撐桿，所述上主斜撐桿和下主斜撐桿的厚度相同且小于所述中主斜撐桿；所述第一內撐桿、第二內撐桿、第三內撐桿、上短斜撐桿和下短斜撐桿均連接于所述中主斜撐桿上；

所述支腿弦桿單元呈圓筒形結構，包括一齒條板和分別對稱固定于該齒條板前、后側面上的兩個半圓板；