專利名稱：用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水下各種管徑的輸油、輸氣、給排水管道三通及平臺的的保 護裝置，尤其涉及一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，水下結(jié)構(gòu)物的安裝方法通常有負壓式、打樁式和重力下沉式。其中，負壓式 對樁腿的水密性及耐受外部水壓能力有較高的要求，樁腿設(shè)計復雜；打樁式需要水下打樁 錘、液壓固樁器等專業(yè)設(shè)備，打樁質(zhì)量不易控制；重力下沉式對結(jié)構(gòu)強度要求較大，受海流 影響較大。以上方法雖各有千秋。但存在的主要問題是作業(yè)可靠性差、設(shè)備要求高、成本 高以及對安裝質(zhì)量不易控制等等不足。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴 射氣舉結(jié)構(gòu)，利用該結(jié)構(gòu)完成水下結(jié)構(gòu)物的安裝，具有作業(yè)可靠性高，效率高，環(huán)保等特點。本實用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)予以實現(xiàn)的技術(shù)方案是 包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭，所述支撐架的下方固定有多個空心結(jié)構(gòu)的樁 腿，所述樁腿的底部設(shè)置有密封水槽，所述樁腿內(nèi)設(shè)置有高壓水管、補水管和高壓氣管，所 述高壓水管與密封水槽連通，所述密封水槽內(nèi)設(shè)置有多個貫通樁腿底部的噴嘴，所述補水 管的補水嘴位于樁腿的底部；所述高壓氣管的底端設(shè)置有開口朝上的氣嘴。本實用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其中，所述密封水槽的 形狀為橢圓形。所述高壓水管通過高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站連接。所述補水管通過低 壓補水管匯與外設(shè)的低壓補水站連接。所述高壓水管通過高壓氣管匯與外設(shè)的高壓氣站連 接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于本實用新型中的具有噴射氣舉功能的高壓水嘴、補水嘴和方向朝上的氣嘴均 設(shè)置在樁腿內(nèi)，高壓水噴嘴通過管匯與高壓水站連接；所述高壓氣嘴通過管匯與高壓氣站 連接；補水嘴通過管匯與低壓補水站連接，而空心結(jié)構(gòu)的樁腿兼作液流通道。因此，高壓水 通過噴嘴切削樁腿下的土壤，使之液化，同時，通過氣嘴往樁腿內(nèi)送氣，在氣團的推舉作用 下，把液化后的土壤通過樁腿內(nèi)的空心管路帶出，從而使海底泥面形成空洞，欲安裝的結(jié)構(gòu) 物通過自重的作用往下沉，直至穩(wěn)定在海底，從而達到安裝結(jié)構(gòu)物的目的。

圖1是由本實用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)構(gòu)成的整體系統(tǒng)組成圖；圖2是圖1中所示噴射氣舉結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖3-1是圖2中所示樁腿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-2是圖3-1所示樁腿式結(jié)構(gòu)物的安裝工藝圖。[0012]具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施對本實用新型作以詳細描述。本實用新型說明書附圖中主要零部件及細節(jié)說明1.GPS定位系統(tǒng)，2.聲納監(jiān)視儀，3.姿態(tài)監(jiān)視儀，4.高壓水站，5.高壓氣站，6.低 壓補水站，7.支撐架，8.聲納探頭，9.傳感器，10.海底樁腿式結(jié)構(gòu)物，11.樁腿，12.密封 水槽，13.噴嘴，14.補水嘴，15.氣嘴，16.高壓氣管，17.補水管，18.高壓水管，19.凹坑， 20.泥水，21混合流體，22.地基，23.海底泥面。如圖2所示，本實用新型用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐 架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭8，所述支撐架的下方固定有多個空心結(jié)構(gòu)的樁腿11，所 述樁腿11的底部設(shè)置有密封水槽12，所述密封水槽12的形狀為橢圓形，所述樁腿11內(nèi)設(shè) 置有高壓水管18、補水管17和高壓氣管16，所述高壓水管18與密封水槽12連通，所述密 封水槽12內(nèi)設(shè)置有多個貫通樁腿11底部的噴嘴13，所述噴嘴13的個數(shù)至少為7個。所 述補水管17的補水嘴14位于樁腿11的底部；所述高壓氣管16的底端設(shè)置有開口朝上的 氣嘴15。如圖1所示和圖3-2所示，所述高壓水管18通過高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站4 連接，以實現(xiàn)噴嘴13向樁腿11底部噴射出高壓水流；所述補水管17通過低壓補水管匯與 外設(shè)的低壓補水站6連接，以實現(xiàn)向樁腿內(nèi)補水；所述高壓氣管16通過高壓氣管匯與外設(shè) 的高壓氣站5連接，以實現(xiàn)氣嘴15朝上向樁腿空心噴射出高壓氣流。本實用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)配合外部設(shè)備可以更好的實現(xiàn)準確定位，提高效率，通 常與本實用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)配套使用的外部設(shè)備包括=DGPS系統(tǒng)1、聲納監(jiān)視儀2、姿態(tài) 監(jiān)視儀3、高壓水站4、高壓氣站5和低壓補水站6。其中，姿態(tài)監(jiān)視儀3包括傳感器、主機、 信號線及電纜線。如圖2所示，傳感器9安裝在海底樁腿式結(jié)構(gòu)物10上，如圖1所示，主機 安裝在施工船的作業(yè)平臺上，通過主機的顯示來了解樁腿式結(jié)構(gòu)物10的狀態(tài)，進行實時調(diào) 整。聲納監(jiān)視儀2包括聲納探頭8、主機、信號線及電纜線。聲納探頭8安裝于海底樁腿式 結(jié)構(gòu)物10的支撐架的中部，主機安裝在施工船作業(yè)平臺上，海底結(jié)構(gòu)物就位時，通過前后 聲納顯示管線的位置，來調(diào)整結(jié)構(gòu)物10。利用被實用新型進行安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的過程是首先，如圖1所示，通過 DGPS系統(tǒng)1定位，海底結(jié)構(gòu)物10定位完成后，啟動噴射氣舉結(jié)構(gòu)工作的驅(qū)動裝置，包括高 壓水站4、高壓氣站5和低壓補水站6，如圖3-2所示，高壓水通過安裝在樁腿11內(nèi)的高壓 水管18將高壓水輸送到樁腿底部的高壓水噴嘴13，自噴嘴13噴出高壓水流，切削液化靠近 樁腿11的下端的泥土，樁腿下端的地基22在高速噴射水流作用下，形成凹坑19，消除樁腿 11的下端的土承載力；樁腿11的下端附近形成流態(tài)/液態(tài)的泥水；與此同時，噴射氣舉結(jié) 構(gòu)通過安裝在樁腿內(nèi)的高壓氣管16將大流量的壓縮空氣輸送到靠近樁腿下部的管口附近 的氣嘴15，通過氣嘴15向樁腿內(nèi)部水面(朝上)方向排放壓縮空氣，壓縮空氣在樁腿下端 管口附近與噴射形成的液態(tài)的泥水20充份混合，形成比重較輕的氣液混合流體21，沿樁腿 內(nèi)向上端開口的方向流動。將液化的泥土或懸浮顆粒攜帶出樁腿11以外。本實用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)的工作原理是對于樁腿管內(nèi)土摩擦阻力和樁腿管下端 土承壓阻力有著至關(guān)重要的消減作用。在噴射氣舉作用下，樁腿管下端及內(nèi)部的泥土迅速 流失，使得支撐樁腿式結(jié)構(gòu)物的支撐力被大大消減，這樣，結(jié)構(gòu)物才能在足夠的自重作用下 沉降至設(shè)計標高。隨著噴射氣舉結(jié)構(gòu)把樁腿管內(nèi)部氣液混合流體舉升到樁腿管外，樁腿管內(nèi)壓力降低，樁腿管外部的泥水20就在壓差作用下流入樁腿管下端開口內(nèi)，之后再在樁腿 內(nèi)部與噴射形成的泥沙混合并與壓縮空氣混合，形成比重較輕的甚至是“泡沫化”的氣液混 合流體21后再被舉升出樁腿管外，這樣就形成了一個液體循環(huán)。噴射氣舉結(jié)構(gòu)在一定條件下或在一定階段對樁腿管外土摩擦阻力有著重要的消 減作用，這種作用的有效性完全依賴于液體循環(huán)的維持。在硬粘土層樁腿外周地層井壁完 好的情況下、或者雖然處在沙性土層但厚度較薄或樁腿入土深度較淺時，液體循環(huán)能夠維 持良好，此時樁腿外周被液化土包圍，因而樁腿管外土摩擦阻力會大大降低。此種現(xiàn)象表 明液體循環(huán)維持良好對于噴射氣舉系統(tǒng)有效地消減樁腿管外土摩擦阻力起著決定性的作 用。盡管上面結(jié)合圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具 體實施方式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些 均屬于本實用新型的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭(8)，所述支撐架的下方固定有多個空心結(jié)構(gòu)的樁腿(11)，所述樁腿(11)的底部設(shè)置有密封水槽(12)，所述樁腿(11)內(nèi)設(shè)置有高壓水管(18)、補水管(17)和高壓氣管(16)，所述高壓水管(18)與密封水槽(12)連通，所述密封水槽(12)內(nèi)設(shè)置有多個貫通樁腿(11)底部的噴嘴(13)，所述補水管(17)的補水嘴(14)位于樁腿(11)的底部；所述高壓氣管(16)的底端設(shè)置有開口朝上的氣嘴(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述密封水槽(12)的形狀為橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述噴嘴(13)的個數(shù)至少為7個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述高壓水管(18)通過高壓水管匯與外設(shè)的高壓水站(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述補水管(17)通過低壓補水管匯與外設(shè)的低壓補水站(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述高壓氣管(16)通過高壓氣管匯與外設(shè)的高壓氣站(5)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物的噴射氣舉結(jié)構(gòu)，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有聲納探頭，所述支撐架的下方固定有多個空心結(jié)構(gòu)的樁腿，所述樁腿的底部設(shè)置有密封水槽，所述樁腿內(nèi)設(shè)置有高壓水管、補水管和高壓氣管，所述高壓水管與密封水槽連通，所述密封水槽內(nèi)設(shè)置有多個貫通樁腿底部的噴嘴，所述補水管的補水嘴位于樁腿的底部；所述高壓氣管的底端設(shè)置有開口朝上的氣嘴。使用本實用新型噴射氣舉結(jié)構(gòu)安裝海底樁腿式結(jié)構(gòu)物，可以液化樁腿下端的土壤，并通過氣嘴往樁腿內(nèi)送氣，把液化后的土壤通過樁腿內(nèi)的空心管路帶出，從而使海底泥面形成空洞，欲安裝的結(jié)構(gòu)物通過自重的作用往下沉，直至穩(wěn)定在海底，從而達到安裝結(jié)構(gòu)物的目的。
文檔編號E02D27/52GK201660896SQ201020104068
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者劉巍, 吳立強, 王俊寶, 聶寶棟, 鄭福恩 申請人:天津俊昊海洋工程有限公司