一种自升式钻井平台的桩腿节距的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种粧腿节距，特别涉及一种自升式钻井平台的粧腿节距。
【背景技术】
[0002] 自升式钻井平台的粧腿结构一般可以分为壳体式和桁架式两大类，壳体式粧腿虽 然具有制造简单和结构坚固等特点，但一般用于工作水深60~70m，作业水深浅。深水自升 式平台多采用桁架式粧腿，桁架式粧腿能够极大地减少水阻力和波浪载荷的影响，从而使 作业水深得以大幅提升，能深达120米或者更深。
[0003]而对于桁架式粧腿结构，在现有技术中，一般使用会采用K型、双K型或X型结构， 下表为这三种类型粧腿的对比。
[0004]
[0005]通过上表的对比，不难发现K型粧腿不仅杆件数量多，焊接节点多，成本高，且承 受的风载荷大，所以与双K型和X型粧腿相比劣势较明显。双K型粧腿使用的杆件数量比X 型多，且承受的风载荷也比X型大，但是双K型的技术比X型成熟许多，其精度比起X型粧 腿而言要容易控制。美国专利US20030049077A1公开了一种自升式钻井平台的粧腿结构， 该粧腿结构即为双K型结构的自升式钻井平台粧腿。但是对于X型粧腿尚未有相关专利的 申请记录，其原因在于许多技术难题还未能克服，所以目前对于研制一种杆件数量较少、焊 接工作量较小、受风面积较小且在其他方面与现有技术中双K型粧腿相当的X型粧腿是亟 需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种自升式钻井平台的粧腿节距 的结构，该结构是X型粧腿的最小结构单元，通过对该粧腿节距的一系列的研究和设计，可 使得粧腿不仅用料更节省、焊接工程量大大下降、受风面积小，并且其稳定性提高，作业水 深也大幅提尚。
[0007] 本发明的目的是这样实现的：
[0008] -种自升式钻井平台的粧腿节距，所述粧腿节距是由三个矩形侧面围成的且横截 面外缘呈等边三角形的桁架结构，所述粧腿节距包括三根支腿弦杆，所述三根支腿弦杆分 别设于所述等边三角形的顶点处，所述三个矩形侧面依次为第一矩形侧面、第二矩形侧面 和第三矩形侧面；
[0009] 所述粧腿节距的每个矩形侧面均包括分别位于该矩形侧面对角线上的主斜撑杆 和副斜撑杆，所述主斜撑杆和副斜撑杆的两端分别与相邻的两根支腿弦杆通过焊接相连；
[0010] 所述粧腿节距还包括第一内撑杆、第二内撑杆和第三内撑杆，所述主斜撑杆上设 有呈左右对称分布的上节点和下节点，所述第一内撑杆的一端与所述第一矩形侧面的上节 点相连，所述第一内撑杆的另一端与所述第二矩形侧面的下节点相连，所述第二内撑杆的 一端与所述第二矩形侧面的上节点相连，所述第二内撑杆的另一端与所述第三矩形侧面的 下节点相连，所述第三内撑杆的一端与所述第三矩形侧面的上节点相连，所述第三内撑杆 的另一端与所述第一矩形侧面的下节点相连。
[0011] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿节距，其中，所述副斜撑杆包括位于同一直线 上的上短斜撑杆和下短斜撑杆，所述上短斜撑杆一端与所述主斜撑杆中点相连，另一端向 上延伸与所述支腿弦杆相连，所述下短斜撑杆一端与所述主斜撑杆中点相连，另一端向下 延伸与所述支腿弦杆相连。
[0012] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿结构，其中，所述主斜撑杆包括位于同一直线 上且首尾相连的上主斜撑杆、中主斜撑杆和下主斜撑杆，所述上主斜撑杆和下主斜撑杆的 厚度相同且小于所述中主斜撑杆；所述第一内撑杆、第二内撑杆、第三内撑杆、上短斜撑杆 和下短斜撑杆均连接于所述中主斜撑杆上。
[0013] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿结构，其中，所述中主斜撑杆的长度为1200_。
[0014] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿结构，其中，所述主斜撑杆与副斜撑杆之间夹 角为 120-140°。
[0015] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿节距，其中，所述主斜撑杆的上节点和下节点 与该主斜撑杆的中点的距离为325mm。
[0016] 上述的一种自升式钻井平台的粧腿节距，其中，其特征在于，所述支腿弦杆呈圆筒 形结构，该支腿弦杆包括两个半圆板和一齿条板，所述两个半圆板对称焊接于所述齿条板 两侧；所述齿条板的厚度为165. 1mm、齿顶宽度为950mm、齿根宽度为550mm，所述齿条板齿 条的压力角为28°、齿条模数为100mm，所述半圆板的外曲率半径为260mm、内曲率半径为 229.lmm〇
[0017]与现有技术相比较，本发明的X型结构粧腿节距的管件数量较少，节约了材料成 本，同时，其管节点的数量也较少，焊接的工程量大大降低。对于本发明中的粧腿节距不使 用水平撑杆，而以主斜撑杆为主要部件，在自升式钻井平台拖航过程中显著减少了受风面 积，粧腿所受到的风荷载相应的减少，稳定性好；而在钻井工况下，极大的减小了风荷载和 波浪荷载的影响，使得自升式钻井平台作业水深大幅提高。不仅如此，本发明的粧腿满足以 上优点的同时，在其他技术指标上与现有技术中的双K型粧腿相当。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的三维结构示意图；
[0019] 图2是本发明的二维结构示意图；
[0020] 图3是本发明的第一矩形侧面处的内部结构图；
[0021] 图4是图1的俯视图；
[0022] 图5是本发明中的齿条板的示意图；
[0023] 图6是本发明中的支腿弦杆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合附图，对本发明作进一步说明。
[0025]参阅图1、图2和图4，图中示出了 一种自升式钻井平台的粧腿节距，粧腿节距是由 三个矩形侧面围成的且横截面外缘呈等边三角形的桁架结构，粧腿节距的三个矩形侧面依 次为第一矩形侧面1、第二矩形侧面2和第三矩形侧面3。
[0026] 粧腿节距包括三根支腿弦杆，分别为第一支腿弦杆4、第二支腿弦杆5、第三支腿 弦杆6,三根支腿弦杆分别设于等边三角形的顶点处。这种三角形桁架结构相比现有技术之 中的四边形粧腿结构稳定性更好，且使用的管材数量也减少了。现有的自升式钻井平台的 粧腿节距一般都会采用水平撑杆结构，而本发明之中的粧腿节距均使用斜撑杆结构，因此 在拖航过程中显著减少了受风面积，粧腿所受到的风荷载相应的减少，稳定性好；而在钻井 工况下，极大的减小了流荷载和波浪荷载的影响，使得自升式钻井平台作业水深大幅提高。
[0027] 第一矩形侧面1包括分别位于该矩形侧面对角线上的第一主斜撑杆11和第一副 斜撑杆12,第一主斜撑杆11和第一副斜撑杆12的两端分别与相邻的两根支腿弦杆通过焊 接相连，特别需要注意的是，第一主斜撑杆11和第一副斜撑杆12在第一支腿弦杆4上的两 个端点之间的距离与第一主斜撑杆11和第一副斜撑杆12在第二根支腿弦杆5上的两个端 点之间的距离是相等的，第一主斜撑杆11与第一副斜撑杆12之间夹角为120-140°，这样 便形成了一个X结构。第一副斜撑杆12包括位于同一直线上的第一上短斜撑杆121和第 一下短斜撑杆122,第一上短斜撑杆121 -端与第一主斜撑杆11中点相连，另一端向上延伸 与第一支腿弦杆4相连，第一下短斜撑杆122 -端与第一主斜撑杆11中点相连，另一端向 下延伸与第二支腿弦杆5相连。这使得整个粧腿大量采用短构件，材料利用率显著提高，可 节省大量的钢材和节约建造成本。
[0028] 第二矩形侧面2包括分别位于该矩形侧面对角线上的第二主斜撑杆21和第二副 斜撑杆22,第二主斜撑杆21和第二副斜撑杆22的两端分别与相邻的两根支腿弦杆通过焊 接相连，特别需要注意的是，第二主斜撑杆21和第二副斜撑杆22在第二支腿弦杆5上的两 个端点之间的距离与第二主斜撑杆21和第二副斜撑杆22在第三根支腿弦杆6上的两个端 点之间的距离是相等的，第二主斜撑杆21与第二副斜撑杆22之间夹角为120-140°。第二 副斜撑杆22包括位于同一直线上的第二上短斜撑杆221和第二下短斜撑杆222,第二上短 斜撑杆221 -端与第二主斜撑杆21中点相连，另一端向上延伸与第二支腿弦杆5相连，第 二下短斜撑杆222 -端与第二主斜撑杆21中点相连，另一端向下延伸与第三支腿弦杆6相 连。
[0029] 第三矩形侧面3包括分别位于该矩形侧面对角线上的第三主斜撑杆31和第三副 斜撑杆32,第三主斜撑杆31和第三副斜撑杆32的两端分别与相邻的两根支腿弦杆通过焊 接相连，特别需要注意的是，第三主斜撑杆31和第三副斜撑杆32在第三支腿弦杆6上的两 个端点之间的距离与第三主斜撑杆31和第三副斜撑杆32在第一根支腿弦杆4上的两个端 点之间的距离是相等的，第三主斜撑杆31与第三副斜撑杆32之间夹角为120-140°。第三 副斜撑杆32包括位于同一直线上的第三上短斜撑杆321和第三下短斜撑杆322,第三上短 斜撑杆321 -端与第三主斜撑杆31中点相连，另一端向上延伸与第三支腿弦杆6相连，第 三下短斜撑杆322 -端与第三主斜撑杆31中点相连，另一端向下延伸与第一支腿弦杆4相 连。
[0030] 参阅图1、图2和图3, 一种自升式钻井平台的粧腿节距还包括第一内撑杆7、第二 内撑杆8和第三内撑杆9。第一主斜撑杆上11设有呈左右对称分布的第一上节点111和 第一下节点112,第一主斜撑杆的上节点111和下节点112与该主斜撑杆的中点的距离为 325mm。第二主斜撑杆上21设有呈左右对称分布的第二上节点和第二下节点，第二上节点 和第二下节点与该主斜撑杆的中点的距离为325mm。第三主斜撑杆上31设有呈左右对称 分布的第三上节点和第三下节点，第三上节点和第三下节点与该主斜撑杆的中点的距离为 325mm。以上将节点对称分布且距离设计成325mm主要是为了防止应力集中，且该设计也方 便了焊接。
[0031] 第一内撑杆7的一端与第一下节点112相连，第一内撑杆7的另一端与第三上节 点相连，第二内撑杆8的一端与第一上节点111相连，第二内撑杆8的另一端与第二下节点 相连，第三内撑杆9的一端与第二上节点相连，第三内撑杆9的另一端与第三下节点相连。 三根内撑杆在