[发明专利]一种海底吸力式基础沉放方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于固定海上平台、FPSO等海洋设施的海底吸力式基础施工技术，特别涉及一种具有自动纠偏功能的沉放方法，属于海洋工程技术领域。 

背景技术

随着地球陆地油气资源日趋枯竭，当今世界对开发海洋油气越来越重视。海洋平台结构作为海洋油气资源开发的基础设施，是海上生产作业和生活的基地。桶型基础(像一只倒扣在土中的桶)，作为一种新型海洋结构形式，在新建海洋平台建设中倍受青睐。我国首座桶形基础采油平台于1999年10月25日在胜利油田埕北CB20B井组成功安装。在桶型基础安装前，先是通过自重贯入到土中一定深度，兼为以后施加负压创造一个“密闭”条件。当自重贯入停止后，通过安装在基础顶部的泵抽出封闭在基础内部的水，从而在桶内形成一个压力差。正是这一压力差将圆筒驱入土中，直至预定深度，所以也称为“吸力式基础”。应用此法，一个直径为9m，高为10m的桶型基础最快可以在1～3个小时内安装完成。当平台需要移动时，可再向桶内施加正压(注水)把圆筒基础从土中拔出。这种“负压贯入、正压拔起”施工技术使得传统的固定式海洋平台变成了移动式平台，可重复用于多个油田的开发，大大降低了单个油田的开发成本。 

对于吸力式基础，我们总希望能够做到“下得去、站得稳、拔得起”。其中，“下得去”是指桶型基础能够平稳地、保持一定垂直度地贯入到预定深度；“站得稳”即沉下去之后，能够在工作期间不会因失稳而导致整个平台倾覆、滑移或拔出等破坏，也不至于产生过大的附加沉降；“拔得起”则是指该基础在一个地方油井采完后，基础能够被拔起来拖到另外的油井处或贯入过程遇到大的砾石无法安装时，可拔起进行重新贯入。目前，尚存在两个重要的技术问题急需解决：1)初始入泥问题。桶的底端采用薄壁结构可以增加入泥量，以达到可成功施加负压的“密闭”条件，但由于稳定性的要求，桶底端不可能设计得足够薄，当遇到海底表层铁板砂(为结构性砂土)，即使很薄，仍然难以达到初始入泥要求，使得下一步工序中止；2)桶型基础在初始贯入或负压沉贯过程中，均可能出现倾斜问题。一旦桶型基础倾斜，其入泥过程中会由于重心的偏移，而使得倾斜度越来越大，所以，如何在桶型基础倾斜的初始阶段即得到及时纠正，这是桶型基础成功贯入的关键所在。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带有自动纠偏功能的吸力式基础沉放方法，使其下沉过程中垂直度满足要求，并依靠高频微幅振动进行沉放，使其在砂质细颗粒泥沙海床上的沉放功效更高。 

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明在现有的吸力式基础沉放方法基础上，根据砂质细颗粒泥沙在高频振动作用下易产生液化现象的原理，在桶型基础侧壁外侧施加多个高频微幅振动源，其高频微幅振动使得桶型基础侧壁内外两侧泥沙产生液化、板结泥沙结构被破坏，位于该振动源影响区域的桶型基础容易下沉贯入泥沙中，通过开动部分振动源即可达到自动纠偏的效果。 

所述的现有吸力式基础沉放方法，即目前所用的“负压贯入、正压拔起”方法。 

所述的高频微幅振动源，振动频率大于75Hz，在桶型基础侧壁外侧均匀布置，布置间距为1～3m；桶型基础外侧壁竖直方向布设导轨，高频微幅振动源沿着导轨可上下移动；在桶型基础下沉过程中，高频微幅振动源空间位置由定位板固定，并一直位于海床表面以上20～50cm。 

所述的定位板一直在海床表面，并位于高频微幅振动源所在导轨的下部，定位板与高频微幅振动源之间为刚性连接。 

所述的自动纠偏方法，是通过能识别桶型基础倾斜方向的供电装置，专门对位置较高一侧的高频振动源供电，加速该侧的下沉贯入速度，实现自动调平。 

与现有技术相比，本发明的基本原理是利用高频微幅振动作用破坏板结泥沙结构、迫使泥沙液化，采用部分开启振动源的办法实现吸力式基础沉放中的自动纠偏效果。而且，当吸力式基础拔起时，开启所有振动源，使得基础侧壁内外两侧泥沙产生液化，则其上拔将更加容易。本发明的技术实施容易、成本低，且吸力式基础的沉放和拔起效率高。 

附图说明

图1本发明实施例结构的立面示意图。 

图2本发明实施例结构的平面示意图。 

图中，1.高频微幅振动源；2.定位板；3.定向供电电源；4.桶型基础。 

具体实施方式