一种海上平台的插销式桩腿结构的制作方法

1.本发明涉及桩腿技术领域，特别是涉及一种海上平台的插销式桩腿结构。


背景技术：

2.在海洋能源工程中，海上风电站、海上采油井等工程均是以海上平台作为基础的。海上平台通常采用插销式升降系统进行升降作业，而桩腿结构的可靠性至关重要。
3.由于海上平台的重力通过升降系统的插销作用于桩腿销孔处，桩腿销孔处所承受的荷载大，长时间受力易引起桩腿局部结构损坏。随后出现了如申请公布号为cn108385643a、申请公布日为2018.08.10的中国发明专利申请公开了一种平台升降液压插销式桩腿，具体公开了该平台升降液压插销式桩腿包括筒体、条状贴板；条状贴板上具有间隔设置的插销孔，插销孔与筒体上的插销孔一一对应；条状贴板与筒体焊接固定。其采用贯穿整条桩腿长度的带贴板的方式进行加强，贴板贴在桩腿外侧，并与桩腿上的插销孔对应开有同圆心同直径的圆孔，不仅可以对插销附近的桩腿进行局部加强，而且可以增加桩腿的整体强度。
4.虽然，现有技术中的平台升降液压插销式桩腿利用条状贴板对筒体进行加强，但是，插销与销孔之间的接触面积依然较小，无法确保桩腿能够长时间地承载平台，桩腿结构的可靠性和安全性低。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种海上平台的插销式桩腿结构，以解决插销与销孔之间的接触面积依然较小，无法确保桩腿能够长时间地承载平台，桩腿结构的可靠性和安全性低的问题。
6.本发明的海上平台的插销式桩腿结构的技术方案为：
7.海上平台的插销式桩腿结构包括筒形桩腿和加强腹板，所述筒形桩腿上开设有多个销孔，多个所述销孔沿所述筒形桩腿的轴线方向间隔分布，所述加强腹板固定连接于所述筒形桩腿的外侧，且加强腹板上开设有对应所述销孔的穿孔；
8.所述筒形桩腿的内侧还固定连接有多个密封壳，多个所述密封壳分别罩设于对应的所述销孔的外部，且所述密封壳的内部具有插销容置腔，所述插销容置腔、所述销孔和所述穿孔由内向外依次贯通形成插装通道；
9.所述穿孔的孔沿与所述销孔的孔沿平齐设置，所述销孔的孔沿凸出于所述密封壳的内侧，所述密封壳中安装有弹性垫圈，所述弹性垫圈的内部设有环形油腔，所述弹性垫圈上设置有连通所述环形油腔的注油接口；
10.所述弹性垫圈具有加压状态和卸压状态，在加压状态时，所述环形油腔中充入液压油，以使所述弹性垫圈沿径向向内膨胀，并径向顶紧所述插销；在卸压状态时，所述环形油腔中排出液压油，以使所述弹性垫圈沿径向向外收缩，并与所述插销分离。
11.进一步的，所述筒形桩腿为圆柱形筒体结构，所述加强腹板为长条板，所述加强腹
板的宽度截面轮廓为弧形，所述加强腹板与所述筒形桩腿贴合连接。
12.进一步的，所述加强腹板的外边缘与所述筒形桩腿的外壁焊接连接，所述穿孔的孔沿与所述筒形桩腿的外壁焊接连接。
13.进一步的，所述加强腹板的外边缘和所述穿孔的孔沿均设置有倒角边，所述加强腹板的倒角边与所述筒形桩腿的外壁堆焊连接。
14.进一步的，所述密封壳包括环形侧壁和盖板，所述盖板与所述环形侧壁固定连接，所述环形侧壁围设于所述销孔的外部，且所述环形侧壁与所述销孔呈同轴布置。
15.进一步的，所述弹性垫圈采用橡胶材料制成，所述弹性垫圈与所述环形侧壁凹凸配合，所述环形油腔的轮廓形状为上细下粗呈渐变设置的圆环形，所述弹性垫圈的下侧部分与所述环形油腔的粗径段相对应，且所述弹性垫圈的下侧部分用于在加压状态时径向顶紧所述插销。
16.进一步的，所述环形侧壁与所述筒形桩腿的内壁之间固定设置有多个肋板，多个所述肋板关于所述密封壳的中心呈辐射状分布。
17.进一步的，所述弹性垫圈的内周壁还设置有定位槽，所述定位槽中安装有压力传感器，所述压力传感器的检测面与所述弹性垫圈的内周壁平齐布置，所述压力传感器用于检测加压状态所述弹性垫圈对所述插销产生的顶紧力。
18.进一步的，还包括油路系统，所述油路系统设置于所述筒形桩腿的内部，且所述油路系统与所述弹性垫圈的注油接口相连。
19.进一步的，还包括控制系统，所述控制系统与所述压力传感器电连接，所述控制系统用于接收所述压力传感器检测到的压力信号，以压力值达到设定压力时控制所述油路系统停止向所述弹性垫圈注入液压油。
20.有益效果：该海上平台的插销式桩腿结构包括筒形桩腿、加强腹板、密封壳和弹性垫圈的结构设计，加强腹板固定连接于筒形桩腿的外侧，筒形桩腿的销孔与加强腹板的穿孔相对应；密封壳固定连接于筒形桩腿的内侧，且密封壳罩设于对应的销孔的外部。密封壳的插销容置腔、筒形桩腿的销孔和加强腹板的穿孔由内向外依次贯通形成了插装通道，可供升降系统的插销伸入插装通道，从而实现了可靠固定海上平台的目的；密封壳能够防止外界海水进入筒形桩腿的内部，起到水密分隔桩腿内部与外部空间的作用。
21.其中，穿孔的孔沿与销孔的孔沿平齐设置，销孔和穿孔的孔沿均凸出于密封壳的内侧，密封壳中安装有弹性垫圈，弹性垫圈的内部设有环形油腔，且弹性垫圈设有注油接口，通过注油接口可向环形油腔中注入液压油或供液压油向外排出。当插销插装到位时，通过注油接口向环形油腔中注入液压油，使弹性垫圈沿径向向内膨胀并使其内周壁顶紧插销，弹性垫圈在加压后能够充分地支承插销，增大了插销与桩腿结构之间的接触面积，有效地缓冲了插销直接作用于筒形桩腿的压力，避免了因受力面积小而出现结构性损坏的情况，提高了桩腿结构的可靠性以及安全性。
附图说明
22.图1为本发明的海上平台的插销式桩腿结构的具体实施例中海上平台的插销式桩腿结构的主视示意图；
23.图2为本发明的海上平台的插销式桩腿结构的具体实施例中桩腿结构在销孔处的
局部示意图；
24.图3为图2中a－a处的截面示意图；
25.图4为本发明的海上平台的插销式桩腿结构的具体实施例中桩腿结构在吊耳处的局部示意图。
26.图中：1、筒形桩腿；10、销孔；11、吊耳；2、加强腹板；20、穿孔；21、堆焊部位；
27.3、密封壳；31、环形侧壁；32、盖板；4、弹性垫圈；40、环形油腔；41、压力传感器；5、桩靴。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.本发明的海上平台的插销式桩腿结构的具体实施例1，如图1至图4所示，海上平台的插销式桩腿结构包括筒形桩腿1和加强腹板2，筒形桩腿1上开设有多个销孔10，多个销孔10沿筒形桩腿1的轴线方向间隔分布，加强腹板2固定连接于筒形桩腿1的外侧，且加强腹板2上开设有对应销孔10的穿孔20；筒形桩腿1的内侧还固定连接有多个密封壳3，多个密封壳3分别罩设于对应的销孔10的外部，且密封壳3的内部具有插销容置腔，插销容置腔、销孔10和穿孔20由内向外依次贯通形成插装通道。
30.穿孔20的孔沿与销孔10的孔沿平齐设置，销孔10的孔沿凸出于密封壳3的内侧，密封壳3中安装有弹性垫圈4，弹性垫圈4的内部设有环形油腔40，弹性垫圈4上设置有连通环形油腔40的注油接口；弹性垫圈4具有加压状态和卸压状态，在加压状态时，环形油腔40中充入液压油，以使弹性垫圈4沿径向向内膨胀，并径向顶紧插销；在卸压状态时，环形油腔40中排出液压油，以使弹性垫圈4沿径向向外收缩，并与插销分离。
31.该海上平台的插销式桩腿结构包括筒形桩腿1、加强腹板2、密封壳3和弹性垫圈4的结构设计，加强腹板2固定连接于筒形桩腿1的外侧，筒形桩腿1的销孔10与加强腹板2的穿孔20相对应；密封壳3固定连接于筒形桩腿1的内侧，且密封壳3罩设于对应的销孔10的外部。密封壳3的插销容置腔、筒形桩腿1的销孔10和加强腹板2的穿孔20由内向外依次贯通形成了插装通道，可供升降系统的插销伸入插装通道，从而实现了可靠固定海上平台的目的；密封壳3能够防止外界海水进入筒形桩腿1的内部，起到水密分隔桩腿内部与外部空间的作用。
32.其中，穿孔20的孔沿与销孔10的孔沿平齐设置，销孔10和穿孔20的孔沿均凸出于密封壳3的内侧，密封壳3中安装有弹性垫圈4，弹性垫圈4的内部设有环形油腔40，且弹性垫圈4设有注油接口，通过注油接口可向环形油腔40中注入液压油或供液压油向外排出；当插销插装到位时，通过注油接口向环形油腔40中注入液压油，使弹性垫圈4沿径向向内膨胀并使其内周壁顶紧插销，弹性垫圈4在加压后能够充分地支承插销，增大了插销与桩腿结构之间的接触面积，有效地缓冲了插销直接作用于筒形桩腿1的压力，避免了因受力面积小而出现结构性损坏的情况，提高了桩腿结构的可靠性以及安全性。
33.在本实施例中，筒形桩腿1为圆柱形筒体结构，加强腹板2为长条板，加强腹板2的宽度截面轮廓为弧形，加强腹板2与筒形桩腿1贴合连接。其中，加强腹板2的外边缘与筒形桩腿1的外壁焊接连接，穿孔20的孔沿与筒形桩腿1的外壁焊接连接。作为进一步的优选方
案，加强腹板2的外边缘和穿孔20的孔沿均设置有倒角边，加强腹板2的倒角边与筒形桩腿1的外壁堆焊连接，如图3所示，加强腹板2的外边缘与筒形桩腿1的外壁之间有堆焊部位21，穿孔20的孔沿与筒形桩腿1的外壁之间有堆焊部位21，提高了加强腹板2与筒形桩腿1之间的连接强度。
34.其中，密封壳3包括环形侧壁31和盖板32，盖板32与环形侧壁31固定连接，环形侧壁31围设于销孔10的外部，且环形侧壁31与销孔10呈同轴布置。并且，弹性垫圈4采用橡胶材料制成，弹性垫圈4与环形侧壁31凹凸配合，环形油腔40的轮廓形状为上细下粗呈渐变设置的圆环形，弹性垫圈4的下侧部分与环形油腔40的粗径段相对应，且弹性垫圈4的下侧部分用于在加压状态时径向顶紧插销。
35.弹性垫圈4的环形油腔40采用上细下粗的渐变设计，且弹性垫圈4的下侧部分与环形油腔40的粗径段相对应，也就是说，弹性垫圈4的上侧部分的厚度大，弹性垫圈4的下侧部分的厚度小，在环形油腔40中的油压力一定的情况下，弹性垫圈4的下侧部分的膨胀量大，从而能够可靠地向上顶紧插销，起到分散来插销所产生的向下压力。
36.并且，环形侧壁31与筒形桩腿1的内壁之间固定设置有多个肋板(图中未示出)，多个肋板关于密封壳3的中心呈辐射状分布，增强了密封壳3与筒形桩腿1之间的连接可靠性，确保能够起到可靠缓冲受力的作用。
37.在本实施例中，弹性垫圈4的内周壁还设置有定位槽，定位槽中安装有压力传感器41，压力传感器41的检测面与弹性垫圈4的内周壁平齐布置，压力传感器41用于检测加压状态弹性垫圈4对插销产生的顶紧力。相应的，海上平台的插销式桩腿结构还包括油路系统，油路系统设置于筒形桩腿1的内部，且油路系统与弹性垫圈4的注油接口相连。
38.另外，海上平台的插销式桩腿结构还包括控制系统，控制系统与压力传感器41电连接，控制系统用于接收压力传感器41检测到的压力信号，以在压力值达到设定压力时控制油路系统停止向弹性垫圈4中注入液压油。利用控制系统来获取弹性垫圈4对插销的顶紧作用力，并根据压力传感器41检测到的压力信号来判断顶紧作用力是否达到设定压力，从而实现对油路系统准确控制的目的。筒形桩腿1的下部固定有桩靴5，通过桩靴5来可靠地插入海底，而且，加强腹板2的上部凸出于筒形桩腿1的上侧，加强腹板2的两侧固定连接有吊耳11，方便实施提升桩腿结构的安装作业。
39.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。