一种海上自升式平台桩靴

摘要

本发明属于桩靴领域，尤其涉及一种海上自升式平台桩靴，它包括桩腿、桩靴、螺旋片、转轴A，其中中空的桩腿的下端旋转配合有被桩腿内同轴线转轴A驱动的锥状桩靴，桩腿内具有防止过长转轴A发生扭曲变形的驱动结构。由于本发明中的桩靴在转轴B驱动下相对于桩腿选装，所以桩靴在其上螺旋片作用下可以较容易插入或脱离海床，只需要在桩腿插入海床内过程中通过平台施加较小的压力便可完成桩腿向海床内的插入，避免桩腿发生弯曲形变，有利于桩腿顺利插入海床。

权利要求

1.一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：它包括桩腿、桩靴、螺旋片、转轴A，其中中空的桩腿的下端旋转配合有被桩腿内同轴线转轴A驱动的锥状桩靴，桩腿内具有防止过长转轴A发生扭曲变形的驱动结构；桩靴外侧安装有螺旋片；桩靴内的环腔与螺旋片的螺旋面之间具有向螺旋片表面喷水且可防堵塞的结构；桩靴、桩腿及转轴A上具有根据需要向环腔内注水的结构；

所述转轴A与桩靴端面上连通环腔的注水管A旋转配合；转轴A上安装的齿圈B与桩腿周向均匀安装的四个齿轮A啮合，四个齿轮A与安装于桩靴端面的环套D内壁的齿圈A啮合；

所述桩靴端面上具有环套A，环套A端面上周向均匀分布有若干与环腔连通的注水孔B；

环套A与桩腿内的环套B旋转配合并与环套B之间形成密封环形槽，环形槽通过注水管B与桩腿侧壁的注水孔A连通，注水管B上安装有开关阀；开关阀的转销上安装有拨杆，拨杆与开关阀壳体之间配合有对转销旋转复位的弹簧C；拨杆上安装有手动拉绳；

所述转轴A上与注水管A配合的部位为中空，且中空部分与桩腿内环套C旋转配合并与环套C之间形成环形空间，环形空间通过转轴A壁面的注水孔D与注水管A连通，同时环形空间通过注水管C与水泵连通；

所述环腔内壁螺旋密布有与螺旋片的螺旋面上注水孔C连通的滑槽A；每个滑槽A内均滑动有滑塞并安装有对滑塞复位的弹簧A；滑塞上端的滑槽B内沿竖直方向密封滑动有滑块并安装有对滑块复位的弹簧B；滑块上的斜面B与相应注水孔C内壁的斜面A配合。

2.根据权利要求1所述的一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：所述滑槽A内安装有防止泥沙进入环腔的过滤网。

3.根据权利要求1所述的一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：所述螺旋片的厚度自下而上逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：所述桩腿内安装有与转轴A平行的转轴B，转轴B上旋转配合有若干沿轴向均匀分布且与转轴A上齿圈C一一对应啮合的齿轮B；齿轮B与转轴B之间配合有涡簧；齿轮B上的卡块B与转轴B上的卡块A配合。

5.根据权利要求1所述的一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：所述弹簧C为拉伸弹簧。

6.根据权利要求1所述的一种海上自升式平台桩靴，其特征在于：所述桩靴的锥尖高度为桩靴最大直径的四倍。

说明书

一种海上自升式平台桩靴

技术领域

[0001] 本发明属于桩靴领域，尤其涉及一种海上自升式平台桩靴。

背景技术

[0002] 自升式海上平台广泛应用于风电安装及其他海上作业。

[0003] 一般情况下，自升式海上平台在迁移过程中需要先将桩腿进行抬升使得桩腿脱离海床，待桩腿脱离海床后再进行迁移，待迁移至目的地后再将桩腿重新插入海床进行固定。

[0004] 在桩腿脱离或插入海床的过程中，因桩腿末端具有保护桩端的桩靴且桩靴的外径大于桩腿外径，所以桩腿末端的桩靴较难脱离或插入海床。

[0005] 为了较容易拔桩，会在桩腿下端布置喷嘴对桩靴周围进行喷水而对桩靴周围进行润滑，便于拔桩，但喷嘴容易堵塞。

[0006] 另外，在桩腿插入海床过程中，需要海上平台提供较大的下压力，由于桩腿较长，下压力过大很容易造成桩腿弯曲变形，不利于进一步向海床内插桩。

[0007] 本发明设计一种海上自升式平台桩靴解决如上问题。

发明内容

[0008] 为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种海上自升式平台桩靴，它是采用以下技术方案来实现的。

[0009] 一种海上自升式平台桩靴，它包括桩腿、桩靴、螺旋片、转轴A，其中中空的桩腿的下端旋转配合有被桩腿内同轴线转轴A驱动的锥状桩靴，桩腿内具有防止过长转轴A发生扭曲变形的驱动结构；桩靴外侧安装有螺旋片；桩靴内的环腔与螺旋片的螺旋面之间具有向螺旋片表面喷水且可防堵塞的结构；桩靴、桩腿及转轴A上具有根据需要向环腔内注水的结构。

[0010] 作为本技术的进一步改进，所述转轴A与桩靴端面上连通环腔的注水管A旋转配合；转轴A上安装的齿圈B与桩腿周向均匀安装的四个齿轮A啮合，四个齿轮A与安装于桩靴端面的环套D内壁的齿圈A啮合，保证桩靴以较慢的速度旋转，避免桩靴遇到较硬的地层时其上的螺旋片不易损坏。

[0011] 作为本技术的进一步改进，所述桩靴端面上具有环套A，环套A端面上周向均匀分布有若干与环腔连通的注水孔B；环套A与桩腿内的环套B旋转配合并与环套B之间形成密封环形槽，环形槽通过注水管B与桩腿侧壁的注水孔A连通，注水管B上安装有开关阀；开关阀的转销上安装有拨杆，拨杆与开关阀壳体之间配合有对转销旋转复位的弹簧C；拨杆上安装有手动拉绳。

[0012] 作为本技术的进一步改进，所述转轴A上与注水管A配合的部位为中空，且中空部分与桩腿内环套C旋转配合并与环套C之间形成环形空间，环形空间通过转轴A壁面的注水孔D与注水管A连通，同时环形空间通过注水管C与水泵连通。

[0013] 作为本技术的进一步改进，所述环腔内壁螺旋密布有与螺旋片的螺旋面上注水孔C连通的滑槽A；每个滑槽A内均滑动有滑塞并安装有对滑塞复位的弹簧A；滑塞上端的滑槽B内沿竖直方向密封滑动有滑块并安装有对滑块复位的弹簧B；滑块上的斜面B与相应注水孔C内壁的斜面A配合。

[0014] 作为本技术的进一步改进，所述滑槽A内安装有防止泥沙进入环腔的过滤网。

[0015] 作为本技术的进一步改进，所述螺旋片的厚度自下而上逐渐增大，保证在桩靴插入地层内后螺旋片具有足够的强度保证桩靴固定于地层下。

[0016] 作为本技术的进一步改进，所述桩腿内安装有与转轴A平行的转轴B，转轴B上旋转配合有若干沿轴向均匀分布且与转轴A上齿圈C一一对应啮合的齿轮B；齿轮B与转轴B之间配合有涡簧；齿轮B上的卡块B与转轴B上的卡块A配合。

[0017] 作为本技术的进一步改进，所述弹簧C为拉伸弹簧。

[0018] 作为本技术的进一步改进，所述桩靴的锥尖高度为桩靴最大直径的四倍，保证桩靴较容易插入地层内。

[0019] 相对于传统的海上平台桩腿的桩靴，本发明中的桩靴可以在转轴B的驱动下相对于桩腿旋转，桩靴外侧的螺旋片有利于其快速插入或脱离海床，提高拔桩或插装效率。

[0020] 本发明可以在桩靴插入或脱离海床过程中通过桩腿壁面的注水孔A或平台上的注水管C经桩靴外侧的螺旋片上密布的注水孔C向桩靴外侧周围注水，从而使得桩靴的周围在其插入或脱离海床过程中与海床之间得到润滑减小摩擦，便于桩靴顺利插入或脱离海床。且注水孔C内的结构可以有效防止其发生堵塞。

[0021] 由于本发明中的桩靴在转轴B驱动下相对于桩腿选装，所以桩靴在其上螺旋片作用下可以较容易插入或脱离海床，只需要在桩腿插入海床内过程中通过平台施加较小的压力便可完成桩腿向海床内的插入，避免桩腿发生弯曲形变，有利于桩腿顺利插入海床。本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

[0022] 图1是本发明整体示意图。

[0023] 图2是本发明两个视角的剖面示意图。

[0024] 图3是桩靴的螺旋片上结构剖面示意图。

[0025] 图4是开关阀触发结构示意图。

[0026] 图5是转轴B与齿轮B之间配合示意图。

[0027] 图6是转轴A与环套C配合剖面示意图。

[0028] 图7是桩靴及其局部剖面示意图。

[0029] 图8是滑塞与滑块配合剖面示意图。

[0030] 图中标号名称：1、桩腿；2、注水孔A；3、桩靴；4、环腔；5、环套A；6、注水孔B；7、注水管A；8、螺旋片；9、滑槽A；10、注水孔C；11、斜面A；12、滑塞；14、滑槽B；15、弹簧B；16、滑块；17、斜面B；18、弹簧A；19、过滤网；20、环套B；21、注水管B；22、开关阀；23、转销；24、拨杆；25、弹簧C；26、拉绳；27、转轴A；28、注水孔D；29、环套C；30、注水管C；31、环套D；32、齿圈A；33、齿轮A；34、齿圈B；35、齿圈C；36、齿轮B；37、涡簧；38、转轴B；39、卡块A；40、卡块B。

具体实施方式

[0031] 附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

[0032] 如图1、2所示，它包括桩腿1、桩靴3、螺旋片8、转轴A27，其中如图2所示，中空的桩腿1的下端旋转配合有被桩腿1内同轴线转轴A27驱动的锥状桩靴3，桩腿1内具有防止过长转轴A27发生扭曲变形的驱动结构；如图1、2、3所示，桩靴3外侧安装有螺旋片8；如图3、7、8所示，桩靴3内的环腔4与螺旋片8的螺旋面之间具有向螺旋片8表面喷水且可防堵塞的结构；如图2、5、6所示，桩靴3、桩腿1及转轴A27上具有根据需要向环腔4内注水的结构。

[0033] 如图2、7所示，所述转轴A27与桩靴3端面上连通环腔4的注水管A7旋转配合；转轴A27上安装的齿圈B34与桩腿1周向均匀安装的四个齿轮A33啮合，四个齿轮A33与安装于桩靴3端面的环套D31内壁的齿圈A32啮合，保证桩靴3以较慢的速度旋转，避免桩靴3遇到较硬的地层时其上的螺旋片8不易损坏。

[0034] 如图2、4、7所示，所述桩靴3端面上具有环套A5，环套A5端面上周向均匀分布有若干与环腔4连通的注水孔B6；环套A5与桩腿1内的环套B20旋转配合并与环套B20之间形成密封环形槽，环形槽通过注水管B21与桩腿1侧壁的注水孔A2连通，注水管B21上安装有开关阀22；开关阀22的转销23上安装有拨杆24，拨杆24与开关阀22壳体之间配合有对转销23旋转复位的弹簧C25；拨杆24上安装有手动拉绳26。

[0035] 如图2、6所示，所述转轴A27上与注水管A7配合的部位为中空，且中空部分与桩腿1内环套C29旋转配合并与环套C29之间形成环形空间，环形空间通过转轴A27壁面的注水孔D28与注水管A7连通，同时环形空间通过注水管C30与水泵连通。

[0036] 如图3、7、8所示，所述环腔4内壁螺旋密布有与螺旋片8的螺旋面上注水孔C10连通的滑槽A9；每个滑槽A9内均滑动有滑塞12并安装有对滑塞12复位的弹簧A18；滑塞12上端的滑槽B14内沿竖直方向密封滑动有滑块16并安装有对滑块16复位的弹簧B15；滑块16上的斜面B17与相应注水孔C10内壁的斜面A11配合。

[0037] 如图3所示，所述滑槽A9内安装有防止泥沙进入环腔4的过滤网19。

[0038] 如图7所示，所述螺旋片8的厚度自下而上逐渐增大，保证在桩靴3插入地层内后螺旋片8具有足够的强度保证桩靴3固定于地层下。

[0039] 如图3、5所示，所述桩腿1内安装有与转轴A27平行的转轴B38，转轴B38上旋转配合有若干沿轴向均匀分布且与转轴A27上齿圈C35一一对应啮合的齿轮B36；齿轮B36与转轴B38之间配合有涡簧37；齿轮B36上的卡块B40与转轴B38上的卡块A39配合。

[0040] 如图4所示，所述弹簧C25为拉伸弹簧。

[0041] 如图7所示，所述桩靴3的锥尖高度为桩靴3最大直径的四倍，保证桩靴3较容易插入地层内。

[0042] 本发明的工作流程：在初始状态，开关阀22处于关闭状态，弹簧C25处于拉伸状态。全部弹簧A18处于压缩状态，全部的滑块16均对相应注水孔C10处于关闭状态且弹簧B15处于压缩状态。卡块A39与相应卡块B40相抵且涡簧37处于压缩状态。

[0043] 当需要将桩靴3插入海床并将桩腿1固定时，将桩腿1下压至海床并使得桩靴3与海床相抵，保持对桩腿1持续施压。然后在平台上启动转轴B38旋转，转轴B38通过全部的涡簧37、齿轮B36和齿轮A33带动转轴A27旋转，涡簧37进一步压缩保证全部的齿轮B36有效地通过相应齿轮A33驱动转轴A27的各个部位同步旋转，避免转轴A27发生扭曲形变，齿轮B36上的卡块B40与转轴B38上的卡块A39分离。

[0044] 转轴A27通过齿圈B34、齿轮A33和齿圈A32带动环套D31旋转，环套D31带动桩靴3旋转，桩靴3带动螺旋片8旋转并向海床内钻入。同时，通过注水管C30向环腔4内注水，注入环腔4的水推动全部的滑塞12向相应滑槽A9内收缩并进一步压缩弹簧A18，使得滑塞12对相应注水孔C10打开，同时，滑塞12带动相应滑块16在相应斜面A11作用下向滑槽B14内收缩并进一步压缩弹簧B15，使得滑块16对注水孔C10打开。环腔4内的水经打开的注水孔C10达到螺旋片8的表面并对螺旋片8与海床之间进行润滑，保证螺旋片8更容易向海床的地层内钻入。

[0045] 当经注水管C30注入的环腔4内的水压不足时，拉动拉绳26，拉绳26通过拨杆24旋转开关阀22上的转销23使得开关阀22打开，弹簧C25被进一步拉伸。海底的海水经注水孔A2和注水管B21注入环腔4内并打开螺旋片8上的注水孔C10，海水经注水孔C10到达螺旋片8外侧并对螺旋片8与海床之间润滑，减小桩靴3的旋转阻力。

[0046] 当桩靴3完全进入海床一定深度后，停止转轴B38驱动，桩腿1完成插入海床。

[0047] 当需要将桩腿1从海床拔除时，反向驱动转轴B38，转轴B38通过一系列传动带动桩靴3反向旋转，桩靴3在螺旋片8的作用下向上脱离海床并最终完成桩腿1从海床的拔除。

[0048] 综上所述，本发明的有益效果为：本发明中的桩靴3可以在转轴B38的驱动下相对于桩腿1旋转，桩靴3外侧的螺旋片8有利于其快速插入或脱离海床，提高拔桩或插装效率。

[0049] 本发明可以在桩靴3插入或脱离海床过程中通过桩腿1壁面的注水孔A2或平台上的注水管C30经桩靴3外侧的螺旋片8上密布的注水孔C10向桩靴3外侧周围注水，从而使得桩靴3的周围在其插入或脱离海床过程中与海床之间得到润滑减小摩擦，便于桩靴3顺利插入或脱离海床。且注水孔C10内的结构可以有效防止其发生堵塞。

[0050] 由于本发明中的桩靴3在转轴B38驱动下相对于桩腿1选装，所以桩靴3在其上螺旋片8作用下可以较容易插入或脱离海床，只需要在桩腿1插入海床内过程中通过平台施加较小的压力便可完成桩腿1向海床内的插入，避免桩腿1发生弯曲形变，有利于桩腿1顺利插入海床。