一种可降解式自升式钻井平台桩靴和钻井平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可降解式自升式钻井平台桩靴和钻井平台，所述可降解式自升式钻井平台桩靴包括桩靴本体(1)和桩鞋(2)，桩靴本体(1)与桩鞋(2)上下设置，桩靴本体(1)能够向上移动并与桩鞋(2)分离，桩鞋(2)在海底一定时长后能够自行完全分解。通过使用该可降解式自升式钻井平台桩靴及钻井平台，可以使得在相同井位处平台所受土体承载力更大且桩腿入泥深度更浅，当桩腿入泥深度较深导致拔桩作业困难时，通过牵引绳的作用可以对可溶式桩靴进行解脱以达到减小桩腿自重的目的，使得拔桩作业受到的阻力更小，拔桩作业更加顺利，且本可溶式桩靴可遗弃于海底，在一定时长之后可自行分解不污染环境且不影响平台再就位。

A kind of degradable jack up drilling platform pile shoe and drilling platform

【技术实现步骤摘要】
一种可降解式自升式钻井平台桩靴和钻井平台
本技术涉及海洋油气田开发设备领域，具体的是一种可降解式自升式钻井平台桩靴，还是一种钻井平台。
技术介绍
随着国家提出加大油气资源勘探开发力度的指示，各大石油企业逐步加大了针对我国陆地、海上油气区块的勘探与开发以保障国家能源安全。而海洋浅水区域的油气勘探开发离不开海洋自升式钻井平台的作业支持，自升式钻井平台的插桩与拔桩作业是其在海上作业过程中的两个极为关键的环节。插桩作业时平台的安全与下部土体的承载能力有着密切的联系，而土体对上部平台的承载能力又与土体性质及平台桩靴的尺寸有着直接联系，较大的桩靴尺寸可以保证较大的受力面积，从而土体可提供较强的承载能力保证平台的作业安全，同时桩腿的入泥深度相对更小；拔桩作业时平台的作业难易程度与下部土体参数、桩腿自重、桩腿入泥深度有着密切的联系，较小的桩腿自重与较小的桩腿入泥深度可保证相对更小的拔桩阻力，从而平台更易进行拔桩作业。然而，在实际的作业过程中，平台的插桩安全与拔桩顺利是两个难以同时实现的目标。由于土质原因，多数情况下桩腿需要入泥较深的深度才能保证较强的承载能力，而较深的入泥深度又导致的较大的拔桩阻力导致拔桩困难。中国专利CN206986884U，公开日期2018年2月9日，公开了《一种适用于桁架式桩腿的可拆卸桩靴》，其通过螺栓连接的环块增加了原始桩靴的最大横截面积以增大桩靴的承载能力，并通过加大桩尖高度增强了桩靴的快速入泥效果，但该可拆卸桩靴的环块与本体间的螺栓承受抗剪强度，整体稳定性相对较差。
技术实现思路
为了解决现有可拆卸桩靴稳定性较差的问题，本技术提供了一种可降解式自升式钻井平台桩靴和钻井平台，通过使用该可降解式自升式钻井平台桩靴及钻井平台，可以使得在相同井位处平台所受土体承载力更大且桩腿入泥深度更浅，当桩腿入泥深度较深或其它原因导致拔桩作业困难时，通过牵引绳的作用可以对可溶式桩靴进行解脱以达到减小桩腿自重的目的，使得拔桩作业受到的阻力更小，拔桩作业更加顺利，且本可溶式桩靴可遗弃于海底，在一定时长之后可自行分解不污染环境且不影响平台再就位。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可降解式自升式钻井平台桩靴，包括桩靴本体和桩鞋，桩靴本体的中心线和桩鞋的中心线均为直立状态，桩靴本体与桩鞋上下设置，桩靴本体能够向上移动并与桩鞋分离；桩靴本体为块状结构，桩靴本体的纵剖面为八边形，桩靴本体含有从上向下依次连接的顶面、上斜面、外周面、下斜面和底面；桩鞋为空壳式结构，桩鞋含有上层壳板和下层壳板，上层壳板和下层壳板之间通过支撑板连接固定，桩鞋的下表面为顶端朝下的锥形，桩鞋在海底一定时长后能够自行完全分解；桩鞋的上端内设有插接凹槽，沿桩鞋的直径方向，桩鞋的纵剖面含有内外套设的内芯段和外环段，外环段上端的内侧面为该插接凹槽的内周面；桩靴本体的下部匹配的插接于该插接凹槽内。顶面与底面平行，桩鞋的下表面为桩靴本体的下斜面和底面的放大，桩靴本体的中心线与顶面垂直，外周面的上端直径与外周面的下端直径相同，内芯段的纵剖面为八边形，外环段的纵剖面为梯形。桩靴本体与桩鞋通过多个销钉可拆卸连接，多个销钉沿桩鞋的周向均匀间隔排列，桩靴本体的外周面内设有销钉插接孔，外环段的上端内设有销钉安装通孔。当预测桩腿入泥的深度较小，且拔桩作业不需要解脱桩鞋时；销钉的数量计算公式为：当预测桩腿入泥的深度较深，且拔桩作业时需要解脱桩鞋时；销钉的数量计算公式为：L为销钉的数量，单位为个，四舍五入保留整数；W为桩鞋的重力，单位为N；F为桩鞋所受的土体吸附力，单位为N；Fs为桩鞋所受的土体剪切力，单位为N；Fr为桩鞋所受的土体摩擦力，单位为N；N为销钉的抗剪强度，单位为N/m2；D为销钉的直径，单位为m；n为安全系数，无单位，取值为大于或等于1.5。所述可降解式自升式钻井平台桩靴还包括多根牵引绳，牵引的数量与销钉的数量相同，牵引绳的下端与销钉的外端一一对应连接固定。所述可降解式自升式钻井平台桩靴还包括直管和多根斜管，斜管的数量与销钉的数量相同，斜管的上端与直管的下端对应连接，斜管的下端与销钉的外端一一对应，牵引绳套设于直管和斜管内。斜管的下端位于销钉外端的上方，斜管的下端外设有端部定滑轮，牵引绳与端部定滑轮连接，沿桩靴本体的直径方向，端部定滑轮到销钉外端的距离大于销钉的长度。所述可降解式自升式钻井平台桩靴还包括直立的桁架，直管套设于桁架内，斜管内设有多个管内定滑轮，桁架的上端设有顶部定滑轮，牵引绳与管内定滑轮和顶部定滑轮连接，斜管通过支撑杆与桩靴本体连接固定，直管通过支撑杆与桁架连接固定。一种钻井平台，所述钻井平台的底部设有上述的可降解式自升式钻井平台桩靴。本技术的有益效果是：通过使用该可降解式自升式钻井平台桩靴及钻井平台，可以使得在相同井位处平台所受土体承载力更大且桩腿入泥深度更浅，当桩腿入泥深度较深导致拔桩作业困难时，通过牵引绳的作用可以对可溶式桩靴进行解脱以达到减小桩腿自重的目的，使得拔桩作业受到的阻力更小，拔桩作业更加顺利，且本可溶式桩靴可遗弃于海底，在一定时长之后可自行分解不污染环境且不影响平台再就位。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。图1是本技术所述可降解式自升式钻井平台桩靴的示意图。图2是桩靴本体与桩鞋的直径关系示意图。图3是桩靴本体的纵剖面示意图。图4是桩鞋的纵剖面示意图。图5是桩靴本体与桩鞋的配合示意图。图6是斜管下端的示意图。1、桩靴本体；2、桩鞋；3、销钉；4、自弃模块；5、桁架；11、顶面；12、上斜面；13、外周面；14、下斜面；15、底面；21、内芯段；22、外环段；23、内侧面；24、插接凹槽；25、下表面；26、外侧面；27、支撑板；28、上层壳板；29、下层壳板；41、斜管；42、管内定滑轮；43、牵引绳；44、支撑杆；45、直管；46、顶部定滑轮；47、端部定滑轮。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。一种可降解式自升式钻井平台桩靴，包括桩靴本体1和桩鞋2，桩靴本体1的中心线和桩鞋2的中心线均为直立状态，桩靴本体1与桩鞋2上下层叠设置，桩靴本体1能够向上移动并与桩鞋2分离；桩靴本体1为块状结构，桩靴本体1的纵剖面为八边形，桩靴本体1含有从上向下依次连接的顶面11、上斜面12、外周面13、下斜面14和底面15；桩鞋2为扁平形结构，桩鞋2为空壳式结构，桩鞋2含有上层壳板28和下层壳板29，上层壳板28和下层壳板29之间通过支撑板27连接固定，桩鞋2的下表面25为顶端朝下的锥形(锥台形)，桩鞋2在海底一定时长后能够自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解式自升式钻井平台桩靴，其特征在于，所述可降解式自升式钻井平台桩靴包括桩靴本体(1)和桩鞋(2)，桩靴本体(1)的中心线和桩鞋(2)的中心线均为直立状态，桩靴本体(1)与桩鞋(2)上下设置，桩靴本体(1)能够向上移动并与桩鞋(2)分离；/n桩靴本体(1)为块状结构，桩靴本体(1)的纵剖面为八边形，桩靴本体(1)含有从上向下依次连接的顶面(11)、上斜面(12)、外周面(13)、下斜面(14)和底面(15)；/n桩鞋(2)为空壳式结构，桩鞋(2)含有上层壳板(28)和下层壳板(29)，上层壳板(28)和下层壳板(29)之间通过支撑板(27)连接固定，桩鞋(2)的下表面(25)为顶端朝下的锥形，桩鞋(2)在海底一定时长后能够自行完全分解；/n桩鞋(2)的上端内设有插接凹槽(24)，沿桩鞋(2)的直径方向，桩鞋(2)的纵剖面含有内外套设的内芯段(21)和外环段(22)，外环段(22)上端的内侧面(23)为该插接凹槽(24)的内周面；桩靴本体(1)的下部匹配的插接于该插接凹槽(24)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解式自升式钻井平台桩靴，其特征在于，所述可降解式自升式钻井平台桩靴包括桩靴本体(1)和桩鞋(2)，桩靴本体(1)的中心线和桩鞋(2)的中心线均为直立状态，桩靴本体(1)与桩鞋(2)上下设置，桩靴本体(1)能够向上移动并与桩鞋(2)分离；
桩靴本体(1)为块状结构，桩靴本体(1)的纵剖面为八边形，桩靴本体(1)含有从上向下依次连接的顶面(11)、上斜面(12)、外周面(13)、下斜面(14)和底面(15)；
桩鞋(2)为空壳式结构，桩鞋(2)含有上层壳板(28)和下层壳板(29)，上层壳板(28)和下层壳板(29)之间通过支撑板(27)连接固定，桩鞋(2)的下表面(25)为顶端朝下的锥形，桩鞋(2)在海底一定时长后能够自行完全分解；
桩鞋(2)的上端内设有插接凹槽(24)，沿桩鞋(2)的直径方向，桩鞋(2)的纵剖面含有内外套设的内芯段(21)和外环段(22)，外环段(22)上端的内侧面(23)为该插接凹槽(24)的内周面；桩靴本体(1)的下部匹配的插接于该插接凹槽(24)内。


2.根据权利要求1所述的可降解式自升式钻井平台桩靴，其特征在于，顶面(11)与底面(15)平行，桩鞋(2)的下表面(25)为桩靴本体(1)的下斜面(14)和底面(15)的放大，桩靴本体(1)的中心线与顶面(11)垂直，外周面(13)的上端直径与外周面(13)的下端直径相同，内芯段(21)的纵剖面为八边形，外环段(22)的纵剖面为梯形。


3.根据权利要求1所述的可降解式自升式钻井平台桩靴，其特征在于，桩靴本体(1)与桩鞋(2)通过多个销钉(3)可拆卸连接，多个销钉(3)沿桩鞋(2)的周向均匀间隔排列，桩靴本体(1)的外周面(13)内设有销钉插接孔，外环段(22)的上端内设有销钉安装通孔。


4.根据权利要求3所述的可降解式自升式钻井平台桩靴，其特征在于，当预测桩腿入泥的深度较小，且拔桩作业不需要解脱桩鞋(2)时；
销钉(3)的数量计算公式为：
当预测桩腿入泥的深度较深，且拔桩作业时需要解脱桩鞋(2)时；
销钉(3)的数量计算公...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，施山山，胡南丁，殷启帅，张祯祥，陈雷，李磊，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11