一種自升式鉆井平臺的樁腿節(jié)距的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種粧腿節(jié)距，特別涉及一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距。
【背景技術(shù)】
[0002] 自升式鉆井平臺的粧腿結(jié)構(gòu)一般可以分為殼體式和桁架式兩大類，殼體式粧腿雖 然具有制造簡單和結(jié)構(gòu)堅固等特點，但一般用于工作水深60~70m，作業(yè)水深淺。深水自升 式平臺多采用桁架式粧腿，桁架式粧腿能夠極大地減少水阻力和波浪載荷的影響，從而使 作業(yè)水深得以大幅提升，能深達(dá)120米或者更深。
[0003]而對于桁架式粧腿結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)有技術(shù)中，一般使用會采用K型、雙K型或X型結(jié)構(gòu)， 下表為這三種類型粧腿的對比。
[0004]
[0005]通過上表的對比，不難發(fā)現(xiàn)K型粧腿不僅桿件數(shù)量多，焊接節(jié)點多，成本高，且承 受的風(fēng)載荷大，所以與雙K型和X型粧腿相比劣勢較明顯。雙K型粧腿使用的桿件數(shù)量比X 型多，且承受的風(fēng)載荷也比X型大，但是雙K型的技術(shù)比X型成熟許多，其精度比起X型粧 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粧腿結(jié)構(gòu)， 該粧腿結(jié)構(gòu)即為雙K型結(jié)構(gòu)的自升式鉆井平臺粧腿。但是對于X型粧腿尚未有相關(guān)專利的 申請記錄，其原因在于許多技術(shù)難題還未能克服，所以目前對于研制一種桿件數(shù)量較少、焊 接工作量較小、受風(fēng)面積較小且在其他方面與現(xiàn)有技術(shù)中雙K型粧腿相當(dāng)?shù)腦型粧腿是亟 需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)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的粧腿節(jié)距 的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是X型粧腿的最小結(jié)構(gòu)單元，通過對該粧腿節(jié)距的一系列的研究和設(shè)計，可 使得粧腿不僅用料更節(jié)省、焊接工程量大大下降、受風(fēng)面積小，并且其穩(wěn)定性提高，作業(yè)水 深也大幅提尚。
[0007] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0008] -種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距，所述粧腿節(jié)距是由三個矩形側(cè)面圍成的且橫截 面外緣呈等邊三角形的桁架結(jié)構(gòu)，所述粧腿節(jié)距包括三根支腿弦桿，所述三根支腿弦桿分 別設(shè)于所述等邊三角形的頂點處，所述三個矩形側(cè)面依次為第一矩形側(cè)面、第二矩形側(cè)面 和第三矩形側(cè)面；
[0009] 所述粧腿節(jié)距的每個矩形側(cè)面均包括分別位于該矩形側(cè)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通過焊接相連；
[0010] 所述粧腿節(jié)距還包括第一內(nèi)撐桿、第二內(nèi)撐桿和第三內(nèi)撐桿，所述主斜撐桿上設(shè) 有呈左右對稱分布的上節(jié)點和下節(jié)點，所述第一內(nèi)撐桿的一端與所述第一矩形側(cè)面的上節(jié) 點相連，所述第一內(nèi)撐桿的另一端與所述第二矩形側(cè)面的下節(jié)點相連，所述第二內(nèi)撐桿的 一端與所述第二矩形側(cè)面的上節(jié)點相連，所述第二內(nèi)撐桿的另一端與所述第三矩形側(cè)面的 下節(jié)點相連，所述第三內(nèi)撐桿的一端與所述第三矩形側(cè)面的上節(jié)點相連，所述第三內(nèi)撐桿 的另一端與所述第一矩形側(cè)面的下節(jié)點相連。
[0011] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距，其中，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相連。
[0012] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿結(jié)構(gòu)，其中，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(nèi)撐桿、第二內(nèi)撐桿、第三內(nèi)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。
[0013] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿結(jié)構(gòu)，其中，所述中主斜撐桿的長度為1200_。
[0014] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿結(jié)構(gòu)，其中，所述主斜撐桿與副斜撐桿之間夾 角為 120-140°。
[0015] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距，其中，所述主斜撐桿的上節(jié)點和下節(jié)點 與該主斜撐桿的中點的距離為325mm。
[0016] 上述的一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距，其中，其特征在于，所述支腿弦桿呈圓筒 形結(jié)構(gòu)，該支腿弦桿包括兩個半圓板和一齒條板，所述兩個半圓板對稱焊接于所述齒條板 兩側(cè)；所述齒條板的厚度為165. 1mm、齒頂寬度為950mm、齒根寬度為550mm，所述齒條板齒 條的壓力角為28°、齒條模數(shù)為100mm，所述半圓板的外曲率半徑為260mm、內(nèi)曲率半徑為 229.lmm〇
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的X型結(jié)構(gòu)粧腿節(jié)距的管件數(shù)量較少，節(jié)約了材料成 本，同時，其管節(jié)點的數(shù)量也較少，焊接的工程量大大降低。對于本發(fā)明中的粧腿節(jié)距不使 用水平撐桿，而以主斜撐桿為主要部件，在自升式鉆井平臺拖航過程中顯著減少了受風(fēng)面 積，粧腿所受到的風(fēng)荷載相應(yīng)的減少，穩(wěn)定性好；而在鉆井工況下，極大的減小了風(fēng)荷載和 波浪荷載的影響，使得自升式鉆井平臺作業(yè)水深大幅提高。不僅如此，本發(fā)明的粧腿滿足以 上優(yōu)點的同時，在其他技術(shù)指標(biāo)上與現(xiàn)有技術(shù)中的雙K型粧腿相當(dāng)。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明的第一矩形側(cè)面處的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖4是圖1的俯視圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明中的齒條板的示意圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明中的支腿弦桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]參閱圖1、圖2和圖4，圖中示出了 一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距，粧腿節(jié)距是由 三個矩形側(cè)面圍成的且橫截面外緣呈等邊三角形的桁架結(jié)構(gòu)，粧腿節(jié)距的三個矩形側(cè)面依 次為第一矩形側(cè)面1、第二矩形側(cè)面2和第三矩形側(cè)面3。
[0026] 粧腿節(jié)距包括三根支腿弦桿，分別為第一支腿弦桿4、第二支腿弦桿5、第三支腿 弦桿6,三根支腿弦桿分別設(shè)于等邊三角形的頂點處。這種三角形桁架結(jié)構(gòu)相比現(xiàn)有技術(shù)之 中的四邊形粧腿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，且使用的管材數(shù)量也減少了?，F(xiàn)有的自升式鉆井平臺的 粧腿節(jié)距一般都會采用水平撐桿結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明之中的粧腿節(jié)距均使用斜撐桿結(jié)構(gòu)，因此 在拖航過程中顯著減少了受風(fēng)面積，粧腿所受到的風(fēng)荷載相應(yīng)的減少，穩(wěn)定性好；而在鉆井 工況下，極大的減小了流荷載和波浪荷載的影響，使得自升式鉆井平臺作業(yè)水深大幅提高。
[0027] 第一矩形側(cè)面1包括分別位于該矩形側(cè)面對角線上的第一主斜撐桿11和第一副 斜撐桿12,第一主斜撐桿11和第一副斜撐桿12的兩端分別與相鄰的兩根支腿弦桿通過焊 接相連，特別需要注意的是，第一主斜撐桿11和第一副斜撐桿12在第一支腿弦桿4上的兩 個端點之間的距離與第一主斜撐桿11和第一副斜撐桿12在第二根支腿弦桿5上的兩個端 點之間的距離是相等的，第一主斜撐桿11與第一副斜撐桿12之間夾角為120-140°，這樣 便形成了一個X結(jié)構(gòu)。第一副斜撐桿12包括位于同一直線上的第一上短斜撐桿121和第 一下短斜撐桿122,第一上短斜撐桿121 -端與第一主斜撐桿11中點相連，另一端向上延伸 與第一支腿弦桿4相連，第一下短斜撐桿122 -端與第一主斜撐桿11中點相連，另一端向 下延伸與第二支腿弦桿5相連。這使得整個粧腿大量采用短構(gòu)件，材料利用率顯著提高，可 節(jié)省大量的鋼材和節(jié)約建造成本。
[0028] 第二矩形側(cè)面2包括分別位于該矩形側(cè)面對角線上的第二主斜撐桿21和第二副 斜撐桿22,第二主斜撐桿21和第二副斜撐桿22的兩端分別與相鄰的兩根支腿弦桿通過焊 接相連，特別需要注意的是，第二主斜撐桿21和第二副斜撐桿22在第二支腿弦桿5上的兩 個端點之間的距離與第二主斜撐桿21和第二副斜撐桿22在第三根支腿弦桿6上的兩個端 點之間的距離是相等的，第二主斜撐桿21與第二副斜撐桿22之間夾角為120-140°。第二 副斜撐桿22包括位于同一直線上的第二上短斜撐桿221和第二下短斜撐桿222,第二上短 斜撐桿221 -端與第二主斜撐桿21中點相連，另一端向上延伸與第二支腿弦桿5相連，第 二下短斜撐桿222 -端與第二主斜撐桿21中點相連，另一端向下延伸與第三支腿弦桿6相 連。
[0029] 第三矩形側(cè)面3包括分別位于該矩形側(cè)面對角線上的第三主斜撐桿31和第三副 斜撐桿32,第三主斜撐桿31和第三副斜撐桿32的兩端分別與相鄰的兩根支腿弦桿通過焊 接相連，特別需要注意的是，第三主斜撐桿31和第三副斜撐桿32在第三支腿弦桿6上的兩 個端點之間的距離與第三主斜撐桿31和第三副斜撐桿32在第一根支腿弦桿4上的兩個端 點之間的距離是相等的，第三主斜撐桿31與第三副斜撐桿32之間夾角為120-140°。第三 副斜撐桿32包括位于同一直線上的第三上短斜撐桿321和第三下短斜撐桿322,第三上短 斜撐桿321 -端與第三主斜撐桿31中點相連，另一端向上延伸與第三支腿弦桿6相連，第 三下短斜撐桿322 -端與第三主斜撐桿31中點相連，另一端向下延伸與第一支腿弦桿4相 連。
[0030] 參閱圖1、圖2和圖3, 一種自升式鉆井平臺的粧腿節(jié)距還包括第一內(nèi)撐桿7、第二 內(nèi)撐桿8和第三內(nèi)撐桿9。第一主斜撐桿上11設(shè)有呈左右對稱分布的第一上節(jié)點111和 第一下節(jié)點112,第一主斜撐桿的上節(jié)點111和下節(jié)點112與該主斜撐桿的中點的距離為 325mm。第二主斜撐桿上21設(shè)有呈左右對稱分布的第二上節(jié)點和第二下節(jié)點，第二上節(jié)點 和第二下節(jié)點與該主斜撐桿的中點的距離為325mm。第三主斜撐桿上31設(shè)有呈左右對稱 分布的第三上節(jié)點和第三下節(jié)點，第三上節(jié)點和第三下節(jié)點與該主斜撐桿的中點的距離為 325mm。以上將節(jié)點對稱分布且距離設(shè)計成325mm主要是為了防止應(yīng)力集中，且該設(shè)計也方 便了焊接。
[0031] 第一內(nèi)撐桿7的一端與第一下節(jié)點112相連，第一內(nèi)撐桿7的另一端與第三上節(jié) 點相連，第二內(nèi)撐桿8的一端與第一上節(jié)點111相連，第二內(nèi)撐桿8的另一端與第二下節(jié)點 相連，第三內(nèi)撐桿9的一端與第二上節(jié)點相連，第三內(nèi)撐桿9的另一端與第三下節(jié)點相連。 三根內(nèi)撐桿在