浮箱系泊式海洋平台及其施工方法技术

一种浮箱系泊式海洋平台及其施工方法，涉及建筑设备技术领域，它包括浮箱平台、若干个上层模块单体、分层模块连接构件、若干个下层模块单体和独立方形基础，若干个上层模块单体和若干个下层模块分别组成的上层结构和下层结构又组成FRP混凝土桁架结构；浮箱平台通过加劲肋和柱腿连接口与上层结构连接；所述下层结构通过若干个张力筋和连接套筒与独立方形基础连接，FRP混凝土桁架结构侧壁延伸多束系泊索，系泊索上设有系泊索浮箱。本浮箱系泊式海洋平台及其施工方法装配效率高、抗腐蚀性强、可减小浮箱平台尺寸、建造成本不会随工作深度的增大而大幅提升。深度的增大而大幅提升。深度的增大而大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
浮箱系泊式海洋平台及其施工方法

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[0001]本专利技术涉及建筑设备
，具体涉及一种浮箱系泊式海洋平台及其施工方法。

技术介绍
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[0002]牵索塔式海洋平台使用工作水域为240m到1000m，属于深水海洋平台，相对于导管架平台，具有结构简单、构件尺寸相对较小，对各种环境荷载具有较强的适应能力。由于工作应用水域多为深海，环境较为恶劣，平台构件在强度、刚度、稳定性、抗腐蚀性能上有比较严格的要求，所以牵索塔式海洋平台具有造价高，设计建造、安装技术难度大等特点。在目前深水钻井资源长期过剩的大背景下，高昂的造价与施工成本使得该类平台没有大范围应用。

技术实现思路
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[0003]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种装配效率高、抗腐蚀性强、可减小浮箱平台尺寸、建造成本不会随工作深度的增大而大幅提升的新型浮箱系泊式海洋平台结构体系及其施工方法。
[0004]为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术是采用如下技术方案：包括浮箱平台、若干个上层模块单体、分层模块连接构件、若干个下层模块单体和独立方形基础，若干个上层模块单体和若干个下层模块单体分别通过整体式节点、环式阻尼器、FRP混凝土组合立柱、FRP混凝土组合斜撑以及FRP混凝土组合桁撑组装形成刚接体系的上层结构和下层结构，上层结构和下层结构形成FRP混凝土桁架结构；所述浮箱平台通过加劲肋和柱腿连接口与上层结构连接；所述下层结构通过若干个张力筋和连接套筒与独立方形基础连接，张力筋之间通过张力筋浮箱连接；所述FRP混凝土桁架结构侧壁延伸多束系泊索，系泊索一端通过系泊索连接点与FRP混凝土桁架结构侧壁连接，系泊索另一端与系泊重块连接，系泊索上设有系泊索浮箱。
[0005]所述的系泊索浮箱设有若干个，若干个系泊索浮箱等间距的分布在系泊索上，相邻两个系泊索浮箱之间通过浮箱牵连索连接，顶部和底部的系泊索浮箱端部分别通过浮箱连接环一与系泊索连接；所述的一侧的两个张力筋之间通过张力筋浮箱，张力筋浮箱两端分别通过浮箱连接环二与两侧的张力筋连接。
[0006]所述的整体式节点包括竖向半管、斜向半管、和横向半管，竖向半管顶部和底部分别通过环式阻尼器与内管连接，内管外壁设有垫板，垫板外壁设有高强螺栓，高强螺栓与FRP混凝土组合立柱连接，内管插入FRP混凝土组合立柱内，FRP混凝土组合立柱端部设有连接耳；竖向半管侧壁设有斜向半管和横向半管，斜向半管和横向半管分别与FRP混凝土组合斜撑和FRP混凝土组合桁撑连接。
[0007]所述的分层连接构件包括C型套筒一、C型套筒二和液压固定器，C型套筒一通过液压固定器与C型套筒二连接，C型套筒一上部和C型套筒二下部分别通过环式阻尼器与内管
连接，内管外壁设有垫板，垫板外壁设有高强螺栓，高强螺栓与FRP混凝土组合立柱连接，内管插入FRP混凝土组合立柱内，FRP混凝土组合立柱31端部设有连接耳24；所述C型套筒一侧壁上设有斜向半管和横向半管，斜向半管和横向半管分别与FRP混凝土组合斜撑和FRP混凝土组合桁撑连接，C型套筒一底部为FRP带锥头内管；所述C型套筒二内设有橡胶垫层，C型套筒二外壁设有斜向半管和横向半管，斜向半管和横向半管分别与FRP混凝土组合斜撑和FRP混凝土组合桁撑连接。
[0008]所述下层结构通过张力筋和连接套筒与独立方形基础连接，张力筋一端通过张力筋连接环与下层结构连接，张力筋另一端通过张力筋连接器与内杆连接，内杆内嵌于连接套筒内，连接套筒固定于独立方形基础上，所述的独立方形基础包括混凝土底座和钢板基础板，混凝土底座四圈外壁设有钢板基础板。
[0009]所述的浮箱平台包括FRP钢板浮箱和FRP钢板，FRP钢板浮箱上部与FRP钢板连接，FRP钢板浮箱内设有注水仓，FRP钢板浮箱底部通过柱腿连接口与上层结构的FRP混凝土组合立柱连接，柱腿连接口外壁设有加劲肋。
[0010]所述的FRP混凝土组合立柱、FRP混凝土组合斜撑以及FRP混凝土组合桁撑分别分为三种形式，形式一是由内之外依次为核心混凝土、钢管和FRP管，形式二是由内之外依次为核心混凝土、钢管、夹层混凝土和FRP管，形式三是由内之外依次为钢管、夹层混凝土和FRP管。
[0011]所述的FRP混凝土组合结构立柱的施工方法为首先用外层无缝的缠绕式FRP管包裹钢管，然后在钢管两端通过横向高强螺栓固定半径为钢管内壁半径的内管，伸出设计长度，钢管下部内管端口密封，上部内管的顶端开设有浇筑口，向FRP钢管浇筑自密实混凝土，FRP钢管内浇筑的混凝土高度与内管顶部相平，在混凝土成型后，在钢管两端面焊接连接耳；所述的FRP混凝土组合桁撑施工方法，首先用外层无缝的缠绕式FRP管包裹钢管，然后在钢管两端通过横向高强螺栓半径为钢管内壁半径的内管，伸出设计长度，钢管一端内管端口密封，另一端内管的顶端开设有浇筑口，向FRP钢管浇筑自密实混凝土，FRP钢管内浇筑的混凝土高度与内管顶部相平，在混凝土成型后，在钢管两端面焊接连接耳；所述的整体式节点的施工方法，首先按照设计要求设计出多平面节点，用外层无缝的缠绕式FRP管包裹多平面节点外壁，单体节点的竖向半管、横向半管、斜向半管端头预留嵌入空间并密封，在半管端面焊接连接耳，最后向浇筑孔浇筑自密实混凝土，填满多平面节点内部空间。
[0012]所述的下层结构的施工方法，首先将工厂预制的FRP混凝土桁撑、FRP混凝土立柱套入环式阻尼器，对接FRP整体式多平面节点，通过高强螺栓连接固定，并组成基本桁架单元结构，以5～6个基本桁架单元构成桁架的分层模块单体；然后在每个设定的分层模块单体立柱上端焊接C型套筒2，并向C型套筒2内部放置橡胶垫片，在每个设定分层模块单体立柱下端焊接C型套筒1,并在立柱侧壁通过高强螺栓安装固定液压固定器；桁架分层中顶层的分层模块单体立柱上端面形成带螺栓孔连接耳及伸出设计长度内管，向内管浇灌自密实混凝土，混凝土高度与内管顶部相平，桁架分层中底层模块立柱下端面形成张力筋连接环，并伸出多束结合浮箱的张力筋；所述的浮箱平台的施工方法，首先将工厂预制的FRP外层钢板焊接为一体式箱体，组成浮箱平台结构；浮箱平台底部按设计要求焊接柱腿连接口。
[0013]首先对采油地点开挖至相应深度并找平处理，安放模板并浇筑方形独立式基础，其中，上部设置带连接套筒的钢材基础板。基础成型后，将工厂预制好的桁架分层模块单体
按顺序排列并在水下组装，将浮箱平台下部柱腿连接口与下部结构的顶层模块内管对接，通过连接耳上的高强螺栓连接并焊接固定。在浮箱平台内注入一定量的水，使平台下沉设定高度，采用驳拉船将平台结构拉至规定位置，将底层模块底部张力筋连接环伸出的多束结合浮箱的张力筋与方形独立式基础的4个连接套筒连接，通过水下机器人将连接耳上的高强螺栓拧紧；同时，逐渐排出浮箱平台中的水，平台上浮至张力筋绷紧状态，最后在系泊索连接处点上结合系泊索浮箱的系泊索，并将系泊索下端的系泊重块放置于设计位置，对塔式结构形成固定作用。
[0014]本专利技术的有点为：
[0015]1、本专利技术将FRP混凝土结构运用在海上平台领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：包括浮箱平台(3)、若干个上层模块单体(35)、分层模块连接构件(36)、若干个下层模块单体(37)和独立方形基础(10)，若干个上层模块单体(35)和若干个下层模块单体(37)分别通过整体式节点(18)、环式阻尼器(8)、FRP混凝土组合立柱(31)、FRP混凝土组合斜撑(34)以及FRP混凝土组合桁撑(19)组装形成刚接体系的上层结构和下层结构，上层结构和下层结构形成FRP混凝土桁架结构(7)；所述浮箱平台(3)通过加劲肋(4)和柱腿连接口(40)与上层结构连接；所述下层结构通过若干个张力筋(14)和连接套筒(9)与独立方形基础(10)连接，张力筋(14)之间通过张力筋浮箱(1)连接；所述FRP混凝土桁架结构(7)侧壁延伸多束系泊索(6)，系泊索(6)一端通过系泊索连接点(5)与FRP混凝土桁架结构(7)侧壁连接，系泊索(6)另一端与系泊重块(11)连接，系泊索(6)上设有系泊索浮箱(2)。2.根据权利要求1所述的浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：所述的系泊索浮箱(2)设有若干个，若干个系泊索浮箱(2)等间距的分布在系泊索(6)上，相邻两个系泊索浮箱(2)之间通过浮箱牵连索(13)连接，顶部和底部的系泊索浮箱(2)端部分别通过浮箱连接环一(50)与系泊索(6)连接；所述的一侧的两个张力筋(14)之间通过张力筋浮箱(1)，张力筋浮箱(1)两端分别通过浮箱连接环二(51)与两侧的张力筋(14)连接。3.根据权利要求1所述的浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：所述的整体式节点(18)包括竖向半管(30)、斜向半管(32)、和横向半管(33)，竖向半管(30)顶部和底部分别通过环式阻尼器(8)与内管(25)连接，内管(25)外壁设有垫板(27)，垫板(27)外壁设有横向高强螺栓(28)，横向高强螺栓(28)与FRP混凝土组合立柱(31)连接，内管(25)插入FRP混凝土组合立柱(31)内，FRP混凝土组合立柱(31)端部设有连接耳(24)；竖向半管(30)侧壁设有斜向半管(32)和横向半管(33)，斜向半管(32)和横向半管(33)分别与FRP混凝土组合斜撑(34)和FRP混凝土组合桁撑(19)连接。4.根据权利要求1所述的浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：所述的分层连接构件(36)包括C型套筒一(21)、C型套筒二(16)和液压固定器(23)，C型套筒一(21)通过液压固定器(23)与C型套筒二(16)连接，C型套筒一(21)上部和C型套筒二(16)下部分别通过环式阻尼器(8)与内管(25)连接，内管(25)外壁设有垫板(27)，垫板(27)外壁设有横向高强螺栓(28)，横向高强螺栓(28)与FRP混凝土组合立柱(31)连接，内管(25)插入FRP混凝土组合立柱(31)内，FRP组合立柱(31)端部设有连接耳(24)；所述C型套筒一(21)侧壁上设有斜向半管(32)和横向半管(33)，斜向半管(32)和横向半管(33)分别与FRP混凝土组合斜撑(34)和FRP混凝土组合桁撑(19)连接，C型套筒一(21)底部为FRP带锥头内管(22)；C型套筒二(16)外壁设有斜向半管(32)和横向半管(33)，斜向半管(32)和横向半管(33)分别与FRP混凝土组合斜撑(34)和FRP混凝土组合桁撑(19)连接。5.根据权利要求1所述的浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：所述下层结构通过张力筋(14)和连接套筒(9)与独立方形基础(10)连接，张力筋(14)一端通过张力筋连接环(15)与下层结构连接，张力筋(14)另一端通过张力筋连接器(44)与内杆(43)连接，内杆(43)内嵌于连接套筒(9)内，连接套筒(9)固定于独立方形基础(10)上，独立方形基础(10)包括混凝土底座(39)和钢板基础板(38)，混凝土底座(39)四圈外壁设有钢板基础板(38)。6.根据权利要求1所述的浮箱系泊式海洋平台，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：计静，贺玲捷，张云峰，姜良芹，刘迎春，李韵豪，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：