本發(fā)明屬于海洋平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防止沖樁管線(xiàn)堵塞的自升式海洋平臺(tái)樁靴沖樁系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在近海油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)中，自升式平臺(tái)應(yīng)用廣泛，居主力軍地位。自升式平臺(tái)是一種移動(dòng)式海洋平臺(tái)，可用于海洋石油的鉆井、修井、試油和試采等作業(yè)，具有移動(dòng)靈活、穩(wěn)定性好，日租金較低等優(yōu)點(diǎn)，通常需要在不同海域進(jìn)行插樁、拔樁等作業(yè)。

自升式海洋平臺(tái)通過(guò)壓載的方式將樁腿及樁靴插入海床一定深度處，以提供平臺(tái)所需承載力，確保平臺(tái)作業(yè)安全。當(dāng)在當(dāng)前井位作業(yè)完成時(shí)，需要進(jìn)行拔樁作業(yè)，進(jìn)而將平臺(tái)移位至下一目標(biāo)井位。為了順利完成拔樁作業(yè)，尤其是在樁靴持力層是粘土層的情況下，通常需要利用自升式平臺(tái)自帶的沖樁系統(tǒng)進(jìn)行沖樁，進(jìn)而減小拔樁阻力尤其是樁靴底部的吸附力作用。自升式平臺(tái)的沖樁效果對(duì)于確保平臺(tái)拔樁作業(yè)的順利進(jìn)行具有重要意義，將直接影響著平臺(tái)拔樁作業(yè)進(jìn)度，甚至安全。

現(xiàn)有自升式平臺(tái)沖樁系統(tǒng)的噴嘴以開(kāi)口的形式直接布置于樁靴的下表面和上表面。盡管?chē)娮斓耐饷娌加谢⌒蔚姆雷o(hù)罩，仍無(wú)法避免沖樁管線(xiàn)被海床土體堵塞的問(wèn)題，導(dǎo)致沖樁效果難以達(dá)到、拔樁困難，降低了拔樁作業(yè)時(shí)效，甚至出現(xiàn)拔樁作業(yè)無(wú)法正常完成。專(zhuān)利CN 101302763A在每個(gè)沖樁口處安裝沖樁閥、液壓裝置等，結(jié)構(gòu)繁雜，安裝、操作、維修不便，且出水口、沖管、沖樁口等的堵塞問(wèn)題仍然存在，此外，由于樁靴內(nèi)部空間非常有限，現(xiàn)場(chǎng)可行性受到限制。專(zhuān)利CN 103696423 A增加了沖樁管線(xiàn)，但沖樁管線(xiàn)、防護(hù)罩堵塞的問(wèn)題仍然存在。專(zhuān)利CN 102383426 A對(duì)樁靴上表面的沖樁方式進(jìn)行了改造，現(xiàn)有樁靴沖樁管線(xiàn)堵塞的問(wèn)題仍然存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有自升式海洋平臺(tái)樁靴的沖樁系統(tǒng)常常因沖樁管線(xiàn)堵塞而沖樁效果差、拔樁困難的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種防止沖樁管線(xiàn)堵塞的自升式海洋平臺(tái)樁靴沖樁系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、效率高的特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種防止沖樁管線(xiàn)堵塞的自升式海洋平臺(tái)樁靴沖樁系統(tǒng)，包括樁靴1以及固定連接于樁靴1上端的桁架式樁腿6，所述樁靴1的外殼由上頂板8、下底板9及側(cè)板10構(gòu)成，上頂板8上間隔45°布置一圈上沖樁孔11-1，下底板9上間隔45°布置有兩圈下沖樁孔11-2，兩圈下沖樁孔11-2的起始位置間隔22.5°，每個(gè)上、下沖樁孔11的外側(cè)均設(shè)置封閉型沖樁噴嘴7，并以焊接的方式固定在樁靴1的上頂板8和下底板9，每圈沖樁孔的進(jìn)水口12均通過(guò)沖樁管線(xiàn)4與泵組出水管2相連通。

所述的泵組出水管2總管上設(shè)置有由壬接頭3，總管和二級(jí)總支路上各設(shè)置有一個(gè)三通分流閥5。

所述的封閉型沖樁噴嘴7底部設(shè)置有倒錐形的蓋板13，蓋板13通過(guò)雙頭螺栓22與蓋板法蘭14相連接，蓋板法蘭14頂部以焊接方式固定于樁靴1的下底板9或上頂板8的外側(cè)，蓋板13上部設(shè)置有隔水板20，隔水板20與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)設(shè)置密封圈21，隔水板20上部設(shè)置防堵罩17，防堵罩17外側(cè)、蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)與隔水板20上部之間形成儲(chǔ)水室16，防堵罩17上部設(shè)置進(jìn)水口12，進(jìn)水口12與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)之間設(shè)置限位擋環(huán)19，限位擋環(huán)19通過(guò)沖樁孔11固定于樁靴1的下底板9或上頂板8的內(nèi)側(cè)，限位擋環(huán)19與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)、進(jìn)水口12外側(cè)、防堵罩17頂部之間均設(shè)置密封圈21。

所述的蓋板法蘭14上設(shè)置有周向排列的出水口15，出水口15向下微傾30°，間隔90°。

所述的防堵罩17上沿周向布置出水槽18，間隔90°，并采用向下微傾30°的形式。

所述的出水口15直徑小于進(jìn)水口12直徑。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)采用封閉型沖樁噴嘴，并進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置階梯式遞進(jìn)的防堵措施，有效解決了海床泥沙堵塞沖樁管線(xiàn)的問(wèn)題，并且可以方便地對(duì)沖樁噴嘴進(jìn)行清理；

(2)通過(guò)合理布置沖樁孔及出水口位置，噴沖點(diǎn)實(shí)際位置較樁靴下底板更深、外延性更高，可更有效破壞樁基土體結(jié)構(gòu)、抑制吸附力作用，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)將沖樁孔合理轉(zhuǎn)化為直徑更小的多方位出水口，有效噴沖壓力更高，并產(chǎn)生有效噴沖疊加區(qū)域，沖樁效率更高；

(3)通過(guò)優(yōu)化沖樁管線(xiàn)布局并設(shè)置三通分流閥5，將樁靴1上頂板和下底板上的沖樁孔分為相互獨(dú)立的3組，可對(duì)各組沖樁孔分別進(jìn)行沖樁作業(yè)，進(jìn)而可將平臺(tái)上泵組的有限效能最大化；

(4)通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，沖樁孔數(shù)量減少，不占用非常有限的樁靴內(nèi)部空間，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，且操作、拆卸、清理、維修更方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是封閉型沖樁噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a是上頂板布置示意圖；圖3b下底板沖樁孔布置示意圖，圖3c是沖樁水疊加效應(yīng)示意圖。

圖4是噴嘴防堵罩出水槽布置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

參照?qǐng)D1、圖3，一種防止沖樁管線(xiàn)堵塞的自升式海洋平臺(tái)樁靴沖樁系統(tǒng)，包括樁靴1以及固定連接于樁靴1上端的桁架式樁腿6，所述樁靴1的外殼由上頂板8、下底板9及側(cè)板10構(gòu)成，上頂板8上間隔45°布置一圈上沖樁孔11-1，下底板9上間隔45°布置有兩圈下沖樁孔11-2，兩圈下沖樁孔11-2的起始位置間隔22.5°，每個(gè)上、下沖樁孔11的外側(cè)均設(shè)置封閉型沖樁噴嘴7，并以焊接的方式固定在樁靴1的上頂板8和下底板9，每圈沖樁孔的進(jìn)水口12均通過(guò)沖樁管線(xiàn)4與泵組出水管2相連通。進(jìn)而可對(duì)各組沖樁孔11分別進(jìn)行沖樁作業(yè)；樁靴1內(nèi)沖樁管線(xiàn)4通過(guò)由壬接頭3接入進(jìn)水口12，進(jìn)而連接該封閉型沖樁噴嘴7。

參照?qǐng)D1，所述的泵組出水管2總管上設(shè)置有由壬接頭3，總管和二級(jí)總支路上各設(shè)置有一個(gè)三通分流閥5。

參照?qǐng)D2，所述的封閉型沖樁噴嘴7底部設(shè)置有倒錐形的蓋板13，蓋板13通過(guò)雙頭螺栓22與蓋板法蘭14相連接，方便拆卸，可以方便地對(duì)噴嘴7內(nèi)可能殘存的海床泥砂進(jìn)行清理，蓋板法蘭14頂部以焊接方式固定于樁靴1的下底板9或上頂板8的外側(cè)，蓋板13上部設(shè)置有隔水板20，用以封隔儲(chǔ)水室16，提高噴沖壓力，隔水板20與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)設(shè)置密封圈21，隔水板20上部設(shè)置防堵罩17，防堵罩17外側(cè)、蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)與隔水板20上部之間形成儲(chǔ)水室16，防堵罩17上部設(shè)置進(jìn)水口12，用以進(jìn)一步防止進(jìn)水口12及沖樁管線(xiàn)4被部分可能灌入噴嘴7的海床泥砂堵塞，進(jìn)水口12與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)之間設(shè)置限位擋環(huán)19，限位擋環(huán)19通過(guò)沖樁孔11固定于樁靴1的下底板9或上頂板8的內(nèi)側(cè)，限位擋環(huán)19與蓋板法蘭14內(nèi)側(cè)、進(jìn)水口12外側(cè)、防堵罩17頂部之間均設(shè)置密封圈21。

參照?qǐng)D2、圖3，所述的蓋板法蘭14上設(shè)置有周向排列的出水口15，出水口15向下微傾30°，間隔90°用以提高有效噴沖壓力、增加有效噴沖疊加區(qū)域，見(jiàn)圖3b、圖3c，并減小樁靴1貫入過(guò)程中海床泥砂的灌入，且使得少量灌入的海床泥土滑至儲(chǔ)水室16的底部，便于清理，

參照?qǐng)D2、圖4，所述的防堵罩17上沿周向布置出水槽18，間隔90°，并采用向下微傾30°的形式，用以避免儲(chǔ)水室16中殘存的海床泥砂進(jìn)入防堵罩17內(nèi)部。

所述的出水口15的直徑小于進(jìn)水口12的直徑。

本發(fā)明的工作原理為：

當(dāng)沖樁作業(yè)開(kāi)始，沖樁水從平臺(tái)泵組(高壓水泵、泥漿泵)經(jīng)泵組出水管2、由壬接頭3、沖樁管線(xiàn)4、三通分流閥5、上頂板8和下底板9上的沖樁孔11涌入封閉型沖樁噴嘴7，進(jìn)而從進(jìn)水口12至防堵罩17，經(jīng)由防堵罩17上的出水槽18進(jìn)入儲(chǔ)水室16，繼而再?gòu)某鏊?5沖出噴嘴7，由于出水口15直徑較之進(jìn)水口12小，且沿周向不同方位布置，加之出水口15的向下微傾30°的布孔方式，有效避免了海床泥砂堵塞噴嘴的情況，對(duì)于少量進(jìn)入儲(chǔ)水室16的泥砂也可以通過(guò)拆卸蓋板13，很方便地進(jìn)行清理，沖樁作業(yè)效率將得到大幅提高。

通過(guò)控制總管上的三通分流閥5可單獨(dú)對(duì)上頂板8上的沖樁孔進(jìn)行沖樁，即實(shí)現(xiàn)對(duì)樁靴上表面的沖樁作業(yè)；也可通過(guò)控制總管和二級(jí)總支路的三通分流閥5對(duì)下底板9上的內(nèi)圈或者外圈沖樁孔進(jìn)行沖樁，一般可以先對(duì)內(nèi)圈進(jìn)行沖樁，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定是否需要對(duì)外圈進(jìn)行沖樁；也可以通過(guò)控制控制總管和二級(jí)總支路的三通分流閥5對(duì)上頂板8上的沖樁孔和下底板9上內(nèi)圈或者外圈沖樁孔同時(shí)進(jìn)行沖樁。

上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。