自升式平臺樁腿的安裝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及自升式平臺的建造領域，特別涉及一種自升式平臺樁腿的安裝方法。
【背景技術】
[0002]按照目前世界范圍內自升式平臺的發(fā)展趨勢，自升式平臺樁腿的建造高度將會越來越高，未來幾年作業(yè)水深范圍400英尺、500英尺的自升式平臺將成為自升平臺的主流產品。自升式平臺一般包括主船體和可相對于主船體升降的三個桁架式樁腿，平臺作業(yè)時，樁腿下伸到海底站立在海床上而支撐主船體，使主船體與海面具有一定的距離。
[0003]自升式平臺在建造時，即需要將樁腿安裝于主船體上，隨著自升式平臺的作業(yè)水深的增加，樁腿高度也隨著增加。在自升式平臺建造時，樁腿會分為多個分段，而后在高度方向上依次合攏各個樁腿分段，隨著樁腿高度的升高，樁腿最上端擺幅就越大，給樁腿分段的安裝帶來了很大的難題。
[0004]目前，大型桁架式樁腿平臺樁腿的安裝方法主要有四種:
[0005]一、岸吊合攏法:如申請?zhí)枮?01010115089.8的中國發(fā)明專利公開了一種自升式鉆井平臺桁架式樁腿合攏方法，該方法的主要步驟如下:將多個樁腿分段豎直后在陸地上進行預合攏；將下水后的船體固定在碼頭、在碼頭上利用起重能力很強的岸吊將經過預合攏后的樁腿分段進行合攏。這種方法的優(yōu)點是在碼頭進行合攏工作受海況影響較小，并且各樁腿合攏的步驟可并行進行。缺點是這種樁腿安裝方法需要依靠起重能力很強的岸吊來完成，受資源限制太大，并且隨著樁腿高度的升高，對吊車起重能力的要求也越來越大，例如目前400英尺平臺樁腿高度167米，需要170米左右的岸吊完成吊裝，而建造吊車花費的成本巨大，該方法不易通用。
[0006]二、水上拖移安裝方法:如申請?zhí)枮?00710157586.2的中國發(fā)明專利公開了一種大型桁架式樁腿水上拖移安裝方法，其安裝方法的概況如下:預定海域插樁；安裝拖移機構；吊車吊起樁腿分段至拖移機構，借助升降裝置使平臺升到指定高度；用拖移機構實現合攏；下降平臺進行下一周期合攏。該水上拖移安裝方法優(yōu)點是:無需大型海吊即可完成樁腿分段的安裝。缺點是需要主船體(即，平臺)升降，在船體升降過程中平臺上無法施工，人員上下不便，升樁后平臺上不宜有過多的人員，而且平臺升降次數極為有限，縮短了平臺使用壽命。
[0007]三、站樁合攏方法:這種方法的大致步驟為:主船體下水后先將樁腿升降系統(tǒng)調試完成；選擇合攏的海床；平臺在該海床上進行站樁；利用海吊將分段吊至樁腿合攏口處進行樁腿安裝。
[0008]四、深海合攏方法:這種方法的大致步驟為:建立基層樁腿分段，將平臺駛入深海區(qū)域，運用駁船運送樁腿分段到合攏區(qū)域，使用導軌或者海吊將樁腿分段合攏到基層樁腿分段上，合攏完成后下降樁腿，進行下一個周期的合攏。這種方法雖說合攏時平臺始終處于漂浮狀態(tài)，但這種方法合攏由于要處于深海區(qū)，因此受風浪涌的條件限制，基本沒有船廠采用。
[0009]第二種和第三種方法是目前海洋工程行業(yè)普遍采用的樁腿安裝方式，但均需要主船體進行站樁。而進行主船體站樁必須達到兩個條件:1、壓樁對海床的地質條件要求很嚴格，若海床地質處在“硬-軟粘土層”(俗稱雞蛋殼底層)時，極易發(fā)生“壓樁穿刺”，破壞樁腿結構，因此，需要尋找合適的海床進行站樁；2、站樁時由于樁腿需要下降，因此樁腿升降系統(tǒng)必須全部調試完成。按照施工工序，樁腿升降系統(tǒng)調試和樁腿合攏按照串聯(lián)方式進行，這種方式使得平臺的整個建造周期要延遲2個月左右。
[0010]在目前各船廠均想方設法壓縮建造周期的大趨勢下，需要一種方法來避免升降系統(tǒng)調試無法按時完成、海床不適合站樁等因素對樁腿安裝的制約，減少平臺制作周期。

【發(fā)明內容】

[0011]基于上述【背景技術】的不足，本發(fā)明提供一種自升式平臺樁腿的安裝方法，以解決現有平臺樁腿的合攏時間長、工作效率低、受海況影響嚴重等問題。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種自升式平臺樁腿的安裝方法，包括步驟:
[0013]使已建立有基層樁腿段的主船體定位浮于干船塢內；
[0014]保持基層樁腿段相對于主船體在豎直方向上的靜止狀態(tài)，利用海吊逐次將待安裝的樁腿分段吊裝至合攏口處，對樁腿分段進行定位焊接，直至主船體上的樁腿段達到預定的高度；其中，海吊定位于干船塢外海域的指定位置。
[0015]優(yōu)選地，所述使已建立有基層樁腿段的主船體定位浮于干船塢內的步驟具體為:
[0016]使已建立有基層樁腿段的主船體下水；
[0017]將主船體移至干船塢內的預定位置，關閉干船塢的塢門，調節(jié)干船塢內水位至指定高度，對主船體系泊定位。
[0018]優(yōu)選地，所述指定高度低于所述干船塢外海域的海平面高度。
[0019]優(yōu)選地，所述主船體在所述干船塢內的吃水深度為一設定值。
[0020]優(yōu)選地，所述利用海吊將樁腿分段吊裝至合攏口處前還包括步驟:調節(jié)海吊與主船體上待安裝樁腿分段處的相對位置。
[0021]優(yōu)選地，所述調節(jié)海吊與主船體上待安裝樁腿分段處的相對位置的步驟具體為:使主船體在干船塢內轉動而調節(jié)待安裝樁腿分段處與海吊之間的距離和角度。
[0022]優(yōu)選地，一段樁腿分段合攏后至下一段樁腿分段合攏前，還包括步驟:調整主船體浮態(tài)使下一段樁腿分段安裝位置處為水平狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選地，所述主船體浮態(tài)調整通過調節(jié)主船體內壓載水而實現。
[0024]優(yōu)選地，所述樁腿分段截面呈等邊三角形，所述海吊從所述等邊三角形的頂點至重心方向的延長線一側對樁腿分段進行吊裝。
[0025]優(yōu)選地，所述待安裝的樁腿分段通過合攏工裝定位至所述主船體的基層樁腿段上并定位焊接而合攏至基層樁腿段上。
[0026]優(yōu)選地，所述使已建立有基層樁腿段的主船體定位浮于干船塢內前，利用龍門吊或岸吊將樁腿分段安裝于主船體上而形成所述基層樁腿段。
[0027]由上述技術方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于:
[0028]一、本發(fā)明的方法在進行樁腿的安裝時無需使樁腿上下升降，這樣保證了合攏時樁腿不需要反復升降，保護升降系統(tǒng)。
[0029]二、本發(fā)明的方法不需要在樁腿升降系統(tǒng)調試完成的情況下進行，并且在樁腿安裝過程中可以同時進行升降系統(tǒng)的預調試，對升降系統(tǒng)尤其是齒輪箱參數進行校核工作，并可以在樁腿安裝的整個周期安裝間隙中并行穿插升降系統(tǒng)尤其是齒輪箱的點動升降調試，縮短生產周期，提高生產效率。
[0030]三、本發(fā)明的方法中，主船體浮于干船塢內，海吊則位于干船塢外，兩者均在漂浮的狀態(tài)下，利用絞盤、纜繩等工具，可以輕松地調節(jié)主船體的位置從而調節(jié)樁腿相對于海吊的位置和角度，通過干船塢內水位的控制還可進一步調節(jié)主船體和海吊之間的高度差。
[0031]四、本發(fā)明的方法中不需站樁，避免了受海床地質調節(jié)的影響，避免樁腿受海床地質影響而破壞。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明自升式平臺樁腿安裝方法一實施例的流程圖。
[0033]圖2是本發(fā)明自升式平臺樁腿安裝方法在實施時海吊與自升式平臺的平面布置示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明自升式平臺樁腿安裝方法在實施時海吊與自升式平臺樁腿的相對位置示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明自升式平臺樁腿安裝方法中海吊吊裝樁腿分段的俯視示意圖。
[0036]圖5是海吊從樁腿分段等邊三角形重心至頂點方向的延長線一側吊裝樁腿分段的示意圖。
[0037]圖6是海吊從樁腿分段等邊三角形頂點至重心方向的延長線一側吊裝樁腿分段的示意圖。
[0038]標號說明:1、自升式平臺；11、主船體；12、樁腿；120、樁靴；121、基層樁腿段；122、樁腿分段;2、海吊;21、船體；22、吊桿;3、干船瑪;31、塢門。
【具體實施方式】
[0039]體現本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施方式將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0040]本發(fā)明提供一種自升式平臺樁腿的安裝方法，其中，如圖2所示，該自升式平臺I包括主船體11和可相對于主船體11升降的樁腿12，與目前常見的自升式平臺結構一樣，該自升式平臺I上具有三個樁腿12，樁腿12在主船體11上呈等邊三角形排布。本發(fā)明的方法即解決樁腿12的安裝問題，參閱圖1，該方法主要包括步驟:
[0041]SlO:使已建立有基層樁腿段的主船體定位浮于干船塢內；
[0042]S20:保持基層樁腿段相對于主船體在豎直方向上的靜止狀態(tài)，利用海吊逐次將待安裝的樁腿分段吊裝至合攏口處，對樁腿分段進行定位焊接，直至主船體上的樁腿段達到預定的高度；其中，海吊定位于干船塢外海域的指定位置?！昂蠑n口處”是指需要安裝樁腿分段的位置，其是一個動態(tài)的位置。以一個樁腿的建造過程為例，樁腿的建造過程是在基層樁腿段的基礎上逐次沿高度方向合攏樁腿分段，具體過程為依次在基層樁腿段上合攏第一段樁腿分段，而后在第一段樁腿分段上合攏第二段樁腿分段，再在第二段樁腿分段上合攏第三段樁腿分段，……，最后合攏頂層的樁腿分段；在這個過程中，“合攏口處”則依次指基層樁腿段上端面、第一段樁腿分段上端面、第二段樁腿分段上端面……。在樁腿的建造過程中，樁腿與主船體之間沒有豎直方向上的相對位移，即樁腿沒有上下升降的過程，不受樁腿升降系統(tǒng)的影響。
[0043]其中，在步驟SlO前，船廠可根據本廠的起重能力將盡可能多的樁腿分段通過龍門吊、岸吊等一切可用資源安裝于主船體上，從而在主船體上形成基層樁腿段?，F有大型龍門吊的吊高一般在80米?90米，高于此高度的樁腿分段，可采用上述步驟S20中方式，利用海吊來進行安裝。海吊是一種浮于海面上具有起重能力的起重船，其上安裝吊機，而可進行起重作業(yè)，海吊分自航式和非自航式，非自航式的起重船整體需要由拖輪拖拽航行。目前大型的海吊只有幾艘，船廠需使用時需要進行租賃，由于海吊的租賃成本較高，先利用龍門吊或岸吊完成具有一定高度的基層樁腿段的安裝后，只需由海吊完成其余更高高度的樁腿分段的安裝，可以盡可能地減少海吊作業(yè)工作量，節(jié)省租用成本。
[0044]參閱圖2和圖3，本發(fā)明的方法中，步驟SlO使主船體11定位浮于干船塢3內可方便主船體11的系泊定位。另外，干船塢3內受浪涌影響小，水面波動程度相對較小，使得主船體11定位于干船塢3內時可處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)，方便將樁腿分段122安裝于主船體11上。
[0045]干船塢3的選擇可根據其深度和大小來決定，其大小應使主船體11在其內可以安全靈活移動，干船塢3塢底距離海平面的深度則越高越好。主船體11在干船塢3內定位的具體步驟為:
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