一種環樁噴衝成坑裝置及其使用方法
2023-05-29 03:03:36
專利名稱：一種環樁噴衝成坑裝置及其使用方法
技術領域：
本發明屬於海上石油開發安全環保領域，用於開發一種環樁噴衝成坑裝置。
背景技術：
隨著海上油田開發的不斷深入，部分拉油生產平臺已轉為衛星平臺，其原來的火炬樁及棧橋支撐樁已失去作用。由於火炬樁及棧橋支撐樁上面未安裝航標燈，尤其對夜間船舶航行影響較大，存在船舶碰撞火炬樁的安全隱患。若在火炬樁安裝了航標燈，工作人員攀登火炬樁進行維修較困難，需要浮吊船舶配合，受氣象影響，不能及時恢復損壞的航標燈，也會存在較大的安全隱患。按照《海洋石油棄井作業管理規則》等法規的要求，需要對廢棄的火炬樁及棧橋支撐樁進行泥下拆除(不小於泥面下4m)。水下電氧切割長期應用在水下切割作業中，技術成熟，施工費用較低。泥下切割必須預先除去擬切割樁柱海底以下周圍的泥沙，提供水下切割需要的立體作業空間(類似環形空間)，滿足作業人員泥下安全切割作業的要求。海底機械開挖4m以上的環形坑費時費力，且水下作業效率低下；直接噴衝排泥方法也難以奏效，坑深達到4米以上時坑壁泥沙難以維持。因此急需研製一種環樁噴衝成坑裝置，為後續切割作業提供需要的泥面下作業空間。
發明內容
本發明的·目的是開發一種水上施工作業裝置，用於泥下環樁噴衝成坑施工作業，為安全拆除廢棄火炬樁、棧橋支撐樁等提供支持。其技術方案是:一種環樁噴衝成坑裝置，包括兩端開口的主桶體以及其內部固定的的導向結構、供水結構，供水機構上均布有多套水力旋轉噴衝組件，其上安裝多個噴嘴。導向機構用於實現主桶體套裝在樁柱上，並實現定位；供水機構與外部的高壓水源連接，為水力旋轉噴衝組件提供動力。為提高裝置的穩固性以及吊裝的方便，主桶體的上端外部設有加強桶體，其上固定有吊耳。主桶體與加強桶體之間的連接方式可以通過豎向加強筋、水平加強環板連接，其中吊耳固定在水平加強環板上。導向結構為自上至下分布的多個，以使裝置更加穩定、準確的套裝在樁柱上。上述裝置的使用方法為:用吊索將裝置吊至樁柱上方，下放主桶體，導向結構穿過樁柱使得主桶體沿樁柱下沉至泥面；通過外接的泵組系統向供水機構內供入高壓水流，各套水力旋轉噴衝組件均在噴衝水流的反作用力下旋轉，將其噴衝輻射範圍內的泥沙衝走，桶體逐漸下沉至預定深度，即在樁柱和主桶體之間形成拆除樁柱作業需要的環形坑體空間。發明的有益效果:
(I)環樁噴衝成坑裝置上設置了水力旋轉噴衝組件，噴衝效率高，能耗低，施工時間短。(2)相比常規的海底挖坑方法，更強快速成坑和主桶體支撐泥沙護壁，可為泥下作業提供安全的作業空間。
圖1為一種環樁噴衝成坑裝置立面示意圖，圖2為A-A視圖，圖3為B-B視圖，圖4為C-C視圖，圖5為D-D視圖。圖中:
1、主桶體2、導向結構3、導向連接結構 4、水箱
5、加強桶體 6、豎向加強筋7、水平加強環板 8、供水管
9、吊耳10、水力旋轉噴衝組件。
具體實施例方式現結合說明書附圖，對本發明作進一步描述:
第一步:根據設計的環樁噴衝成坑裝置的圖紙及資料，加工主桶體1、導向結構2、連接結構3、水力旋轉噴衝組件10、水箱4、加強桶體5等構件。第二步:將導向結構2通過連接結構3焊接固定在主桶體I內，導向結構2與連接結構3之間焊接，連接結構3與主桶體I之間焊接。第三步:將水箱4通過連接結構3焊接固定在主桶體I內。第四步:將6套或更多水力旋轉噴衝組件10的頂部焊接固定在水箱4的底部，水力旋轉噴衝組件10在水平面內圍繞主桶體I的中心環向均布，水力旋轉噴衝組件10上安裝有多個噴嘴，應該使得旋轉噴衝組件10上最外端的噴嘴接近主桶體I的底端內壁。
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第五步:在主桶體I的上端外部設置加強桶體5，主桶體I與加強桶體5之間通過豎向加強筋6、水平加強環板7焊接連接；然後在水平加強環板7上焊接吊耳9。上述環樁噴衝成坑裝置的使用方法是:用運輸船將環樁噴衝成坑裝置運至待施工海區拋錨定位；通過連接在吊耳9上的吊索將主桶體I吊至水中需要拆除的樁柱的正上方；下放主桶體1，導向結構2穿過樁柱使得主桶體I沿樁柱下沉至泥面；通過外接的泵組系統向供水管8內供入高壓水流，每套水力旋轉噴衝組件10均在噴衝水流的反作用力下旋轉，將其噴衝輻射範圍內的圓形空間內的泥沙衝走，桶體逐漸下沉；待主桶體I沉至預定深度，停止噴衝作業，此時主桶體I的外桶壁起到支撐周圍泥沙的作用，在樁柱和主桶體I之間形成了拆除樁柱作業需要的環形坑體空間。該環樁噴衝成坑裝置可在樁柱和主桶體之間形成拆除樁柱作業需要的環形坑體空間，為後續切割作業提供需要的泥面下作業空間。
權利要求
1.一種環樁噴衝成坑裝置，其特徵是:包括兩端開口的主桶體(1)以及其內部固定的的導向結構(2)、供水結構，供水機構上均布有多套水力旋轉噴衝組件(10)，其上安裝多個噴嘴。
2.根據權利要求書I所述的環樁噴衝成坑裝置，其特徵是:所述的主桶體(1)的上端外部設有加強桶體(5)，其上固定有吊耳(9)。
3.根據權利要求書2所述的環樁噴衝成坑裝置，其特徵是:所述的主桶體(1)與加強桶體(5)之間通過豎向加強筋(6)、水平加強環板(7)連接；所述的吊耳(9)固定在水平加強環板(7)上。
4.根據1-3任一權利要求所述的環樁噴衝成坑裝置，其特徵是:所述的導向結構為自上至下分布的多個。
5.權利要求1-4所述環樁噴衝成坑裝置的使用方法，其特徵是:用吊索將裝置吊至樁柱上方，下放主桶體(I)，導向結構(2 )穿過樁柱使得主桶體(I)沿樁柱下沉至泥面；通過外接的泵組系統向供水機構內供入高壓水流，各套水力旋轉噴衝組件(10)均在噴衝水流的反作用力下旋轉，將其噴衝輻射範圍內的泥沙衝走，桶體逐漸下沉至預定深度，即在樁柱和主桶體(I)之間形成拆除樁柱作業需要的環形坑體空間。
全文摘要
本發明涉及一種水上施工作業裝置，具體涉及一種用於噴衝成坑施工作業的環樁噴衝成坑裝置，其包括兩端開口的主桶體(1)以及其內部固定的的導向結構(2)、供水結構，供水機構上均布有多套水力旋轉噴衝組件(10)，其上安裝多個噴嘴。水上作業時，主桶體通過導向結構沿擬拆除的樁柱下沉至泥面；水力旋轉噴衝組件在噴衝水流的反作用力下旋轉，將泥沙衝走，桶體下沉，可在樁柱和主桶體之間形成拆除樁柱作業需要的環形坑體空間，為後續切割作業提供需要的泥面下作業空間。
文檔編號E02F3/88GK103243754SQ20121002743
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月8日 優先權日2012年2月8日
發明者初新傑, 張愛恩, 高慧, 許鳳雪, 王守成, 田海慶, 徐松森 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院