[发明专利]一种坐底自升式平台及插桩方法

说明书

本发明公开了一种坐底自升式平台及插桩方法，其中坐底自升式平台插桩方法包括：步骤S10：平台移位至指定位置；步骤S20：预伸桩腿；步骤S30：下放下浮体至海床；步骤S40：抬升上船体离开水面；步骤S50：预压载下浮体至目标载荷；步骤S60：预压载桩腿至目标载荷；步骤S70：抬升上船体至工作气隙。本发明的坐底自升式平台插桩方法，无需大量注入压载水，同时既解决了因涌浪侵袭而导致平台稳定性较差的问题，又适用于较软质地；另外通过下浮体与桩腿共同承担且载荷可调的模式使平台更稳定。

技术领域

本发明涉及海洋工程平台领域，尤其涉及一种坐底自升式平台及插桩方法，主要用于实现海洋资源开发。

背景技术

海洋工程平台是用来实现海洋资源开发的必需装备，如开采油气的钻井平台、海上风电设备安装的施工平台及专用住宿平台；平台在开始正式作业之前，必须通过插桩或类似过程将地基压实，使其能抵抗暴风工况或者作业工况产生的最大支反力，防止发生桩腿突然沉降等危险。

自升式平台和坐底式平台是海洋工程平台两种典型的型式，在插桩或坐底作业中存在的问题如下：

传统的自升式平台带有若干独立桩腿，通过桩腿插入海床将船体抬升离开水面，躲避浪和流的袭击，适用于较硬的地质，但对于软地质来说，桩腿插深较深，在插桩即桩腿插入海床的过程中，对于某些“硬-软-硬”的特殊地质，容易发生穿刺风险，且桩腿底端往往带有较大面积的桩靴，在拔桩时需克服较大拔桩阻力，存在拔桩困难的问题。

而传统的坐底式平台通过若干立柱连接下浮体和主船体，注入大量的压载水将下浮体坐落在海床上，地基压实后开始施工作业。该模式有如下几点弊端：1、注入压载水耗时较长，影响作业效率；2、若干立柱将会遭受很大的水动力尤其是涌浪引起的水平载荷，导致下浮体在海床上稳定性较差；3、遇到较软的地质，下浮体入泥较深，会存在脱底困难的问题。

为解决上述两种平台存在的问题，一种全新理念的坐底自升式平台被创造出来，如申请号201721469034.0中公开的一种坐底自升式风电打桩船船，包括：上船体；起重机，起重机安装在上船体上；桩腿，桩腿安装在上船体上；下浮体，下浮体与桩腿连接；所述坐底自升式风电打桩船漂浮，上船体浮于水面上，桩腿收起，下浮体收起至上船体底部，下浮体位于水面下；所述坐底自升式风电打桩船站立，桩腿伸出，下浮体下沉至海床上，下浮体固定在海床上，上船体被桩腿顶起，上船体脱离水面。但是此坐底自升式风电打桩船如何实现作业时的稳定插桩则需要进一步研究解决。目前仅能查询到关于自升式平台的插桩及预压载的相关资料，如申请号201811136175.X公开的一种自升式平台的压桩站立方法，包括以下步骤：步骤一，将平台拖航至预定作业处，下放桩腿到泥面；步骤二，采用单桩腿动作调整平台的姿态，保证平台的纵倾和横倾角度；步骤三，启动升降装置，将平台缓慢举升，当平台的底面离水面合适的距离时停止升平台；步骤四，观察各桩腿一段时间，确定所述各桩腿稳定后开始预压载。以及申请号201020648786.5公开的一种海上自升式钻井平台插桩及拔桩自动控制装置，所述自升式钻井平台桩腿系统包括桩腿及安装在桩腿底端的桩靴，该自动控制装置包括位移传感器、力传感器、计算机监测控制系统、压载泵开关、拔桩作业控制开关和冲桩阀，所述位移传感器和力传感器安装在所述桩腿的弦杆上，所述压载泵开关装设在压载舱的压载泵控制系统处，所述拔桩作业控制开关设于甲板控制房里，以控制拔桩作业时压载舱的排水开关，该冲桩阀安装在桩靴上并与冲桩管线相连，所述位移传感器测量桩体入泥深度，所述力传感器测量桩腿承载力及拔桩力，所述位移传感器和力传感器测量的插桩及拔桩过程中的数据传递到计算机监测控制系统，以控制压载泵开关、冲桩阀及拔桩作业控制开关。但是关于坐底自升式平台的插桩和压载仍处于空白状态。

鉴于上述情况，需要研发一种新型的坐底自升式平台及插桩方法，无需大量注入压载水，同时既能解决因涌浪侵袭而导致平台稳定性较差的问题，又适用于较软质地。

发明内容