自升式海洋平台安全可控喷冲系统技术方案

自升式海洋平台安全可控喷冲系统，属于海洋工程技术领域，包括海水舱、液压油箱、油水压力传递机构、液压动力站、变量液压泵、电接点压力表、电磁换向阀、液压截止阀、单向阀、桩、上喷冲阀、下喷冲阀、上喷冲管、下喷冲管、上喷冲截止阀、下喷冲截止阀、液压缸、水压缸和压力流量智能控制器，所述液压动力站上连接多组油水压力传递机构，油水压力传递机构的高压水出口上连接上喷冲管、下喷冲管，上喷冲管、下喷冲管分别与桩内的上喷冲阀、下喷冲阀上管路相连接，上喷冲管、下喷冲管分别安装有上喷冲截止阀、下喷冲截止阀。

【技术实现步骤摘要】
自升式海洋平台安全可控喷冲系统
本专利技术涉及自升式海洋平台安全可控喷冲系统，属于海洋工程

技术介绍
海上自升式平台比处于相同海水环境中的固定平台面临的风险更大，在所有类型的海洋移动平台中，自升式平台发生事故的频率最高，导致事故发生的主要原因都与土质条件有关，特别是多层土地质。其中三种事故情况受到重视：其一：自升式平台插桩时，依靠平台自身重量加载，可能发生桩腿桩靴穿透上部硬土层，并在下伏软土层中快速沉降形成穿刺，导致平台结构受损，造成重大经济损失；其二：自升式平台插桩时，可能发生桩腿桩靴插不进去，在风浪流的作用下，发生土体液化，产生地基淘空滑坡灾害。如2010年9月7日，胜利石油管理局作业三号平台作业时插桩深度仅为0.5米，遭遇“玛瑙”台风过境，风速7～8级，阵风9级，掀起的巨浪高达3.5～4.5m，导致平台发生倾斜事故，36人遇险，其中2人溺水死亡。事后总结教训，要求对桩脚未全部入泥的平台应采取防掏空措施，8级以上大风后应组织水下探摸，采取投沙等防范措施；其三：自升式平台拔桩时，由于喷冲系统压力不足以克服桩靴底部吸附力和上部覆土重力，导致拔桩困难。历史上曾经发生过多起自升式钻井平台的拔桩事故，如胜利六号钻井平台，因喷冲系统不能发挥作用，桩靴底部的吸附力将平台牢牢地陷住，时间长达半年之久，海洋专家们研究了各种实施方案，都不能将其“解救”，最后在海军的帮助下才终将平台“挖掘”出来。随着自升式平台的钻探区域向更深更广的区域拓展，尤其向边缘危险地带发展，事故发生的频率也在不断上升。在这种情况下，迫切需求开发一套自升式海洋平台安全可控喷冲系统，是一个急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供自升式海洋平台安全可控喷冲系统。本专利技术要解决的问题是现有海洋平台拔插桩存在众多缺陷的不足。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：自升式海洋平台安全可控喷冲系统，包括油水压力传递机构、液压动力站、桩、上喷冲阀、下喷冲阀、上喷冲管、下喷冲管，上喷冲截止阀和下喷冲截止阀，其特征是：所述液压动力站上连接多组油水压力传递机构，油水压力传递机构的高压水出口上连接上喷冲管、下喷冲管，上喷冲管、下喷冲管分别与桩内的上喷冲阀、下喷冲阀上的管路相连接，上喷冲管、下喷冲管分别安装有上喷冲截止阀、下喷冲截止阀。所述液压动力站由液压油箱、变量液压泵、电接点压力表、电磁换向阀相互连接而成，变量液压泵、电接点压力表与压力流量智能控制器相连接，使得流量和压力实现可调。所述油水压力传递机构包括液压截止阀、单向阀、液压缸、水压缸和海水舱，液压缸、水压缸的伸缩杆相互连接，水压缸的进出水口管安装有两个并联的单向阀，一个连接进入上喷冲管、下喷冲管，另一个连接进入海水舱，从而实现自动抽水并形成高压，液压缸通过管路和电磁换向阀相连接实现动力的输入，液压缸的管路上安装有液压截止阀，实现动力输入的开关。所述桩的桩靴上部对称安装有四个上喷冲阀，下部均布有六个下喷冲阀。所述上喷冲截止阀、下喷冲截止阀和上喷冲阀、下喷冲阀的配合实现上下喷冲的切换作业。所述水压缸呈气筒结构，单侧进出水。所述液压动力站上连接有两组或四组油水压力传递机构，实现高压水的连续输出。本专利技术的优点：针对不同的海底地质承载力情况，通过水液压力平稳安全转化调节，保证自升式钻井平台在预定作业井位“插得进，拔得出”，避免上述重大事故的发生，有效的防止了地基穿刺和平台倾斜带来倾覆事故，应具有广泛的市场前景。附图说明图1是本专利技术自升式海洋平台安全可控喷冲系统的整体示意图；图2是本专利技术自升式海洋平台安全可控喷冲系统桩放大的示意图；图中：1、海水舱2、液压油箱3、油水压力传递机构4、液压动力站5、变量液压泵6、电接点压力表7、电磁换向阀8、液压截止阀9、单向阀10、桩11、上喷冲阀12、下喷冲阀13、上喷冲管14、下喷冲管15、上喷冲截止阀16、下喷冲截止阀17、液压缸18、水压缸19、压力流量智能控制器。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的说明。自升式海洋平台安全可控喷冲系统，包括海水舱1、液压油箱2、油水压力传递机构3、液压动力站4、变量液压泵5、电接点压力表6、电磁换向阀7、液压截止阀8、单向阀9、桩10、上喷冲阀11、下喷冲阀12、上喷冲管13、下喷冲管14、上喷冲截止阀15、下喷冲截止阀16、液压缸17、水压缸18和压力流量智能控制器19，所述液压动力站4上连接多组油水压力传递机构3，提供动力水；油水压力传递机构3的高压水出口上连接上喷冲管13、下喷冲管14，上喷冲管13、下喷冲管14分别与桩10内的上喷冲阀11、下喷冲阀12上的管路相连接，上喷冲管13、下喷冲管14分别安装有上喷冲截止阀15、下喷冲截止阀16。所述液压动力站4由液压油箱2、变量液压泵5、电接点压力表6、电磁换向阀7相互连接而成，变量液压泵5、电接点压力表6与压力流量智能控制器19相连接，使得流量和压力实现可调。所述油水压力传递机构3包括液压截止阀8、单向阀9、液压缸17、水压缸18和海水舱1，液压缸17、水压缸18的伸缩杆相互连接，水压缸18的进出水口管安装有两个并联的单向阀9，一个连接进入上喷冲管13、下喷冲管14，另一个连接进入海水舱1，从而实现自动抽水并形成高压，液压缸17通过管路和电磁换向阀7相连接实现动力的输入，液压缸17的管路上安装有液压截止阀8，实现动力输入的开关。所述桩10的桩靴上部对称安装有四个上喷冲阀11，下部均布有六个下喷冲阀12,使其具备插桩和拔桩的双重功能，向上喷为拔桩，向下喷为插桩。所述上喷冲截止阀15、下喷冲截止阀16和上喷冲阀11、下喷冲阀12的配合实现上下喷冲的切换作业。所述水压缸18呈气筒结构，单侧进出水；压力流量智能控制器19为现有通用型的液压控制系统，具有较高的可靠性。所述液压动力站4上连接有两组或四组油水压力传递机构3或者更多组，根据实际情况而定，实现高压水的连续输出。工作原理：启动变量液压泵5，通过电磁换向阀7将压力油供入油水压力传递机构3，电磁换向阀7的不断换向，可以推动液压油缸17水平往复运动，从而完成从海水舱吸水和排水的动作。根本排水量的大小要求，压力传递机构3可以设置两组以上。当插桩时，打开下喷冲截止阀16，排出的水通过下喷冲管14和下喷冲阀12而喷出。由于变量液压泵5供出的压力油可以通过电接点压力表6和压力流量智能控制器19调节流量和压力的大小，进而使得喷出水的压力和流量大小可调控，这样就避免了目前桩靴喷冲系统仅靠水泵工作的缺陷，水泵不但压力有限，不能克服喷冲阻力，而且水泵流量不可调节，在遇有坚硬土层时，通过变量液压泵5的小流量高压输出喷冲水，可缓慢均衡地破坏坚硬土层，避免依靠水泵大流量喷冲造成桩靴刺穿后的地基破坏。当拔桩时，打开下喷冲截止阀16和上喷冲截止阀15，排出的水通过下喷冲管14和上喷冲管13分别进入下喷冲阀12和上喷冲阀11而喷出，由于变量液压泵5可以将流量变小而喷冲压力变大，从而可以完全克服桩靴的地基吸附力和上部覆土压力，解决目前水泵喷冲压力不足的缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
自升式海洋平台安全可控喷冲系统，包括海水舱（1）、液压油箱（2）、油水压力传递机构（3）、液压动力站（4）、变量液压泵（5）、电接点压力表（6）、电磁换向阀（7）、液压截止阀（8）、单向阀（9）、桩（10）、上喷冲阀（11）、下喷冲阀（12）、上喷冲管（13）、下喷冲管（14），上喷冲截止阀（15）、下喷冲截止阀（16）、液压缸（17）、水压缸（18）和压力流量智能控制器（19），其特征是：所述液压动力站（4）上连接多组油水压力传递机构（3），油水压力传递机构（3）的高压水出口上连接上喷冲管（13）、下喷冲管（14），上喷冲管（13）、下喷冲管（14）分别与桩（10）内的上喷冲阀（11）、下喷冲阀（12）上管路相连接，上喷冲管（13）、下喷冲管（14）分别安装有上喷冲截止阀（15）、下喷冲截止阀（16）。

【技术特征摘要】
1.自升式海洋平台安全可控喷冲系统，包括油水压力传递机构（3）、液压动力站（4）、桩（10）、上喷冲阀（11）、下喷冲阀（12）、上喷冲管（13）、下喷冲管（14），上喷冲截止阀（15）和下喷冲截止阀（16），其特征是：所述液压动力站（4）上连接多组油水压力传递机构（3），油水压力传递机构（3）的高压水出口上连接上喷冲管（13）、下喷冲管（14），上喷冲管（13）、下喷冲管（14）分别与桩（10）内的上喷冲阀（11）、下喷冲阀（12）上的管路相连接，上喷冲管（13）、下喷冲管（14）分别安装有上喷冲截止阀（15）、下喷冲截止阀（16）。2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台安全可控喷冲系统，其特征是：所述液压动力站（4）由液压油箱（2）、变量液压泵（5）、电接点压力表（6）、电磁换向阀（7）相互连接而成，变量液压泵（5）、电接点压力表（6）与压力流量智能控制器（19）相连接，使得流量和压力实现可调。3.根据权利要求1所述的自升式海洋平台安全可控喷冲系统，其特征是：所述油水压力传递机构（3）包括液压截止阀（8）、单向阀（9）、液压缸（17）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德堂，金起熙，张宏捷，夏震，腾勇，
申请(专利权)人：金海重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33