《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》是中集海洋工程研究院有限公司、煙臺中集來福斯海洋工程有限公司、中國國際海運貨櫃（集團）股份有限公司於2014年7月28日申請的專利，該專利的公布號為CN104805858A，授權公布日為2015年7月29日，發明人是傅強、杜之富、宋述占、尹秀鳳、張文、劉靜、張工、韓華偉。
《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》所述樁腿包括呈中空柱狀的樁腿主體，樁腿主體上沿其高度方向的不同位置各設定有一組插銷孔，一組插銷孔沿樁腿主體周向分布；所述樁腿還包括隔離件和至少一個連通件，隔離件安裝於樁腿主體內的設定位置，隔離件的外形與樁腿主體的內部截面形狀相適配而將樁腿主體內部空間分隔為相互獨立的一上空腔和一下空腔；連通件一一對應安裝於下空腔內的每組插銷孔處；連通件設有一組相互連通的開口，每個連通件的各開口與樁腿主體內壁連線固定並與每組插銷孔一一對應連通，使得每組插銷孔相連通並與下空腔相隔離。
2017年12月11日，《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台
- 申請人：中集海洋工程研究院有限公司、煙臺中集來福斯海洋工程有限公司、中國國際海運貨櫃（集團）股份有限公司
- 申請日：2014年7月28日
- 申請號：2014103638974
- 公布號：CN104805858A
- 公布日：2015年7月29日
- 發明人：傅強、杜之富、宋述占、尹秀鳳、張文、劉靜、張工、韓華偉
- 地址：山東省煙臺市高新區科技大道33號
- Int.Cl.：E02D27/12(2006.01)I、E02D27/52(2006.01)I
- 代理機構：北京律智智慧財產權代理有限公司
- 代理人：邢雪紅、喬彬
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
樁腿是自升式平台中非常關鍵的組成部分，用於支撐上部船體的重量以及承受風、浪、流等環境荷載，其結構形式主要為圓柱形樁腿和桁架式樁腿；樁腿的提升系統主要有液壓插銷式和齒輪齒條式。對於液壓插銷式圓柱形樁腿，樁腿上為了插銷開有很多方孔或圓孔，當樁腿插入海底泥土中後，由於孔的存在使得泥土從這些孔處進入樁腿中，這就導致以下問題：一方面增大了樁腿的重量，增大了拔樁的難度；另一方面受樁腿結構形式的限制，樁腿中泥土的清理比較困難。
傳統的插銷式自昇平台，為了增加平台的穩定性及更好地避免樁腿入泥，優選加大樁靴的尺寸。但是加大樁靴尺寸，就會給拔樁帶來更大的困擾。在惡劣海域由於樁靴過大，易發生平台側滑等嚴重傾覆事故。
發明內容
專利目的
《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》的目的在於提供一種自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台，解決2014年7月之前技術中泥土進入樁腿導致拔樁難度大、泥土難清理的問題。
技術方案
《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》採用如下技術方案：
根據該發明的一個方面，該發明提供一種自升式平台樁腿，包括呈中空柱狀的樁腿主體，所述樁腿主體上設定有多組插銷孔，所述多組插銷孔分布於樁腿主體上的不同高度位置；每組插銷孔中各插銷孔位於同一高度位置上，且同一高度位置處的各插銷孔位於所述樁腿主體周向的不同位置；所述自升式平台樁腿還包括隔離件和至少一個連通件，所述隔離件安裝於所述樁腿主體內的設定位置，所述隔離件的外形與所述樁腿主體的內部截面形狀相適配，所述隔離件將所述樁腿主體內部空間分隔為相互獨立的一上空腔和一下空腔；所述連通件一一對應安裝於所述下空腔內的每組插銷孔處；所述連通件設有一組相互連通的開口，每個連通件的各開口與樁腿主體內壁連線固定，且每個連通件的各開口與一組插銷孔中各插銷孔一一對應連通，使得每組插銷孔相連通並與所述下空腔相隔離。
優選地，所述隔離件為加肋板，包括一封堵在所述樁腿主體內壁上的隔板和向下突出於隔板的肋板，所述隔板與所述樁腿主體的內部截面形狀相適配。
優選地，所述肋板包括多個主肋和多個次肋；所述主肋以所述隔板的中軸為中心向外呈散射狀分布，所述次肋設定於相鄰兩主肋之間，次肋兩端分別與兩主肋固定連線。
優選地，所述多個主肋均勻分布，連線於主肋之間的所述多個次肋圍合成至少一正多邊形，多個所述正多邊形呈同心環狀分布。
優選地，所述隔板的中心位置處向下突出設定有一圓筒，圓筒的上端開口與隔板相連線；所述主肋的長度延伸方向經過圓筒的中心軸，各主肋一端與圓筒的外壁連線固定，各主肋的另一端與所述樁腿主體的內壁連線固定。
優選地，所述主肋為T型鋼，包括翼板和垂直於翼板的腹板，腹板與所述隔板垂直連線，翼板平行於所述隔板；所述次肋為球扁鋼，兩端分別連線相鄰兩主肋的腹板。
優選地，所述腹板的第一端與所述翼板的第一端平齊並均與所述圓筒連線固定，腹板的第二端超出翼板的第二端，腹板的第二端與所述隔板的外緣平齊並與所述樁腿主體內壁連線固定，翼板的第二端通過一連線板與樁腿主體的內壁連線固定。
優選地，所述連線板具有兩個相垂直的側壁，兩側壁相交處設有一缺口，兩側壁分別與所述翼板和樁腿主體內壁連線固定。
優選地，相鄰兩所述主肋的翼板的第一端相連線，從而使得所述多個主肋的翼板連線形成一體結構。
優選地，所述隔離件上設有帶蓋人孔。
優選地，所述連通件由管件組裝構成，所述管件的開口端即構成所述連通件的開口，所述開口的口徑大於所述插銷孔的孔徑。
優選地，所述一組插銷孔具有四個插銷孔，沿所述樁腿主體周向均勻分布；所述連通件呈十字形，連通件的四個開口分別對應與四個插銷孔連通。
優選地，所述設定位置不低於樁腿的設計入泥深度處。
根據該發明的另一個方面，該發明還提供一種海洋平台，包括如上所述的自升式平台樁腿。
改善效果
《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》的優點和積極效果在於：該發明的樁腿底部與樁靴連線固定後，隔離件下方至樁靴頂面的樁腿主體內部即形成了一密閉的空間；連通件使得隔離件下方的所有插銷孔與該密閉空間相隔離，樁腿插入海底後，從隔離件下方的插銷孔中進入的泥土將只能在連通件中積聚而不會進入該密閉空間內；而經由隔離件上方的插銷孔進入的少量泥土由於隔離件的阻隔也不會進入隔離件下部的密閉空間內。經由隔離件與連通件的配合可防止泥土進入樁腿主體下部積聚，有效解決了清理樁腿中泥土困難的問題；通過連通件將各插銷孔連通，避免了對插拔插銷操作的影響。此外，由隔離件與連通件在樁腿主體內部封堵形成的密閉空間還能夠在拔樁時提供浮力，有利於樁腿順利拔出。採用該發明的樁腿結構，可以減小樁靴尺寸、減小拔樁難度，提高平台的安全性，減少海上平台事故的發生。
附圖說明
圖1是《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》自升式平台樁腿一實施例的結構示意圖。
圖2是該發明圖1的A-A視圖。
圖3是該發明圖1的B-B視圖。
圖4是該發明圖2的C-C視圖。
圖5是該發明圖4的D-D視圖。
圖6是該發明圖1的E-E視圖。
圖7是該發明海洋平台一實施例的結構示意圖。
附圖示記說明如下：100、海洋平台；10、樁腿；20、主船體；30、提升系統；1、樁腿主體；11、插銷孔；2、隔離件；21、隔板；22、主肋；221、翼板；222、腹板；23、次肋；231、球頭；232、腹板；24、圓筒；25、支撐板；26、連線板；3、連通件；31、第一管件；32、第二管件；5、樁靴。
技術領域
《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》涉及海洋工程技術領域，特別涉及一種自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台，該樁腿適用於與液壓插銷式提升系統配合。
權利要求
1.一種自升式平台樁腿，包括呈中空柱狀的樁腿主體，所述樁腿主體上設定有多組插銷孔，所述多組插銷孔分布於樁腿主體上的不同高度位置；每組插銷孔中各插銷孔位於同一高度位置上，且同一高度位置處的各插銷孔位於所述樁腿主體周向的不同位置；其特徵在於，所述自升式平台樁腿還包括：隔離件，安裝於所述樁腿主體內的設定位置，所述隔離件的外形與所述樁腿主體的內部截面形狀相適配，所述隔離件將所述樁腿主體內部空間分隔為相互獨立的一上空腔和一下空腔；至少一個連通件，一一對應安裝於所述下空腔內的每組插銷孔處；所述連通件設有一組相互連通的開口，每個連通件的各開口與樁腿主體內壁連線固定，且每個連通件的各開口與一組插銷孔中各插銷孔一一對應連通，使得每組插銷孔相連通並與所述下空腔相隔離。
2.根據權利要求1所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述隔離件為加肋板，包括一封堵在所述樁腿主體內壁上的隔板和向下突出於隔板的肋板，所述隔板與所述樁腿主體的內部截面形狀相適配。
3.根據權利要求2所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述肋板包括多個主肋和多個次肋；所述主肋以所述隔板的中軸為中心向外呈散射狀分布，所述次肋設定於相鄰兩主肋之間，次肋兩端分別與兩主肋固定連線。
4.根據權利要求3所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述多個主肋均勻分布，連線於主肋之間的所述多個次肋圍合成至少一正多邊形，多個所述正多邊形呈同心環狀分布。
5.根據權利要求3所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述隔板的中心位置處向下突出設定有一圓筒，圓筒的上端開口與隔板相連線；所述主肋的長度延伸方向經過圓筒的中心軸，各主肋一端與圓筒的外壁連線固定，各主肋的另一端與所述樁腿主體的內壁連線固定。
6.根據權利要求5所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述主肋為T型鋼，包括翼板和垂直於翼板的腹板，腹板與所述隔板垂直連線，翼板平行於所述隔板；所述次肋為球扁鋼，兩端分別連線相鄰兩主肋的腹板。
7.根據權利要求6所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述腹板的第一端與所述翼板的第一端平齊並均與所述圓筒連線固定，腹板的第二端超出翼板的第二端，腹板的第二端與所述隔板的外緣平齊並與所述樁腿主體內壁連線固定，翼板的第二端通過一連線板與樁腿主體的內壁連線固定。
8.根據權利要求7所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述連線板具有兩個相垂直的側壁，兩側壁相交處設有一缺口，兩側壁分別與所述翼板和樁腿主體內壁連線固定。
9.根據權利要求7所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：相鄰兩所述主肋的翼板的第一端相連線，從而使得所述多個主肋的翼板連線形成一體結構。
10.根據權利要求1-9任一項所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述隔離件上設有帶蓋人孔。
11.根據權利要求1-9任一項所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述連通件由管件組裝構成，所述管件的開口端即構成所述連通件的開口，所述開口的口徑大於所述插銷孔的孔徑。
12.根據權利要求11所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述一組插銷孔具有四個插銷孔，沿所述樁腿主體周向均勻分布；所述連通件呈十字形，連通件的四個開口分別對應與四個插銷孔連通。
13.根據權利要求1-9任一項所述的自升式平台樁腿，其特徵在於：所述設定位置不低於樁腿的設計入泥深度處。
14.一種海洋平台，其特徵在於，包括如權利要求1-13任一項所述的自升式平台樁腿。
實施方式
參閱圖1，該實施例公開一種適用於插銷式提升系統的自升式平台樁腿10，該樁腿10包括樁腿主體1以及安裝於樁腿主體1內的隔離件2和至少一個連通件3。該實施例中，樁腿主體1呈中空的圓柱形，其上沿高度方向等間距設定有多組用於與插銷式提升系統配合的插銷孔11，同一高度位置處的插銷孔11為一組，每組插銷孔11均包括四個插銷孔11，沿樁腿主體1周向均勻分布，其中，插銷孔11為圓形孔，可避免應力集中產生。
隔離件2的結構按照船級社的規範要求設計並進行強度和屈曲計算，隔離件2的外形與樁腿主體1的內部截面形狀相適配，該隔離件2將樁腿主體1內部分隔為相互獨立的一上空腔和一下空腔。隔離件2的安裝位置優選地不低於樁腿的設計入泥深度處，這樣，即便樁腿主體1的實際入泥深度到達隔離件2處，由於浪涌等原因使少量的海底泥土經由隔離件2上方的插銷孔11進入樁腿主體1內部時，泥土只能聚集在隔離件2上而不會進入隔離件2下部的樁腿主體1內。
連通件3一一對應安裝於樁腿主體1內從隔離件2至樁腿主體1底部範圍內（即下空腔）的每組插銷孔11處，連通件3設有一組相互連通的開口（圖中未示出），連通件3的開口數量與樁腿主體1上每組插銷孔11中插銷孔11的數量相同，該實施例中，開口數量即為四個。連通件3的各開口與樁腿主體1內壁連線固定，連通件3的各開口與一組插銷孔11中的各插銷孔11一一對應連通，使得成組的多個插銷孔11相連通並與樁腿主體1內部相隔離。
當該樁腿10底部與樁靴5連線固定後，隔離件2下方至樁靴5頂面的樁腿主體1內部（即下空腔）即形成了一密閉的空間；連通件3使得隔離件2下方的所有插銷孔11與該密閉空間相隔離，樁腿10插入海底後，從隔離件2下方的插銷孔11中進入的泥土將只能在連通件3中積聚而不會進入該密閉空間內；而經由隔離件2上方的插銷孔11進入的少量泥土由於隔離件2的阻隔也不會進入隔離件2下部的密閉空間內。經由隔離件2與連通件3的配合可防止泥土進入樁腿主體1下部積聚，有效解決了清理樁腿中泥土困難的問題；通過連通件3將各插銷孔11連通，避免了對插拔插銷操作的影響。此外，由隔離件2與連通件3在樁腿主體1內部封堵形成的密閉空間還能夠在拔樁時提供浮力，有利於樁腿順利拔出。其中，根據該所需浮力的大小結合海域的地質條件等因素，可對隔離件2的安裝位置範圍進行合理地設計計算。
具體地，參閱圖2至圖5，該實施例中，隔離件2為加肋板，包括隔板21和突出於隔板21的肋板。
隔板21與樁腿主體1的內部截面形狀相適配亦呈圓形，隔板21的外緣與樁腿主體1內壁通過焊接等方式連線固定。隔板21上設有一帶蓋人孔211，方便人員進入樁腿主體下部作業和維修。工作狀態下，人孔211上蓋子關閉使隔板21起到阻隔作用，需要維修時，人孔211上蓋子打開，維修人員可經人孔211進入隔離件2下部的樁腿主體1內。
肋板包括多個主肋22和多個次肋23，主肋22以隔板21的中軸為中心向外呈散射狀分布，主要起到增加隔板21強度的作用，如圖2和圖3所示，主肋22均勻設定有6個，相鄰兩主肋22之間的夾角α為60度，在其他可行的實施例中，主肋22的數量也可採用其他的數值。次肋23設定於相鄰兩主肋22之間，次肋23兩端分別與兩主肋22固定連線，主要起到增加屈曲強度的作用，連線於主肋22之間的次肋23圍合為正多邊形。每兩個主肋22之間可以間隔設定多個次肋23，例如，圖2所示的每兩個主肋22之間即設定有三個次肋23，6個主肋22之間的次肋23形成三個相似的正六邊形，三個正六邊形呈同心環狀分布。
該實施例中，各主肋22連線在一圓筒24上，主肋22的長度延伸方向經過圓筒24的中心軸，即各主肋22的長度沿著圓筒24的徑向方向延伸，各主肋22的第一端與圓筒24的外壁連線固定，主肋22的第二端與樁腿主體1的內壁連線固定。圓筒24向下突出設定於隔板21的中心位置處，圓筒24的上端開口與隔板21相連線。通過中心設定的該圓筒24與各主肋22連線，有效地避免了隔板21中部應力集中的問題。
主肋22可採用T型鋼，包括翼板221和垂直於翼板221的腹板222，腹板222的第一端與翼板221的第一端平齊，腹板222的第二端超出翼板221的第二端；腹板222的第一端和翼板221的第一端對應構成主肋22的第一端，腹板222的第二端和翼板221的第二端對應構成主肋22的第二端。腹板222與隔板21垂直連線，翼板221平行於隔板21。
腹板222的第一端與翼板221的第一端均與圓筒24連線固定，參閱圖3，較優地，在該實施例中，相鄰兩主肋22的翼板221的第一端相連線，從而使得各主肋22的翼板221連線形成一體結構，相鄰兩翼板221連線處圓弧過渡。將各主肋22的翼板221在端部連線在一起主要可避免此處產生應力集中，從焊接工藝方面來考慮也可避免此處焊縫過多過密。
腹板222的第二端與隔板21的外緣平齊並直接與樁腿主體1的內壁連線固定，翼板221的第二端通過一連線板26與樁腿主體1的內壁連線固定以防止主肋22剪下破壞。其中，參閱圖4，連線板26外形大致呈直角三角形，具有兩個相垂直的側壁，兩側壁相交處設有一缺口，兩側壁分別與翼板221和樁腿主體1內壁連線固定，所述缺口面向由翼板221和樁腿主體1內壁構成的角部位置。
參閱圖5，次肋23優選採用球扁鋼，包括球頭231和設於球頭231上端的腹板232，腹板232上端與隔板21連線，次肋23沿長度方向的兩端分別與主肋22的腹板222連線固定。另外主肋22的翼板221與次肋23的球頭231之間還設有一肘板25，所述肘板25大致呈直角梯形狀，兩個直角處分別設有缺口（圖中未標號），肘板25的兩底邊分別與次肋23和主肋22的翼板221連線，肘板25的直角腰與主肋22的腹板222連線。通過該肘板25可最佳化主肋22與次肋23的連線構造。
參閱圖6，連通件3由管件組裝構成，與樁腿主體1的插銷孔11對應地，該連通件3呈十字形，圖示結構中，連通件3包括一根長度與樁腿主體1內徑大致相當的第一管件31和兩根長度約為樁腿主體1內徑一半的第二管件32，第一管件31的中部位置設有對稱的兩通孔，兩根第二管件32分別連線於一通孔處並與第一管件31連通，第一管件31和第二管件32整體即構成十字形，第一管件31和第二管件32的開口端分別形成該連通件3的四個開口，四個開口一一對應與樁腿主體1同一高度處的四個插銷孔11連通。第一管件31和第二管件32均可採用鋼管，管徑（即開口的口徑）較優地比樁腿主體1上插銷孔11的孔徑大100毫米左右。該連通件可以便於其內泥土的清理。在其他實施例中，採用其他形式成型的多通結構亦可同樣實現目的。
參閱圖7，該發明還提供一種海洋平台100，包括主船體20和樁腿10，樁腿10的結構即採用上述的自升式平台樁腿10的結構，主船體20上對應於樁腿10設有液壓插銷式提升系統30，通過提升系統30與樁腿10的配合使得樁腿10與主船體20可實現相對上下升降。一般的海洋平台100上還會設有起重系統、生活平台等各種結構，這些結構並非該發明的要點，不再詳述，圖7中亦省略了其他結構的圖示。
榮譽表彰
2017年12月11日，《自升式平台樁腿及具有該樁腿的海洋平台》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
