[发明专利]一种环桩喷冲成坑装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于海上石油开发安全环保领域，用于开发一种环桩喷冲成坑装置。

背景技术

随着海上油田开发的不断深入，部分拉油生产平台已转为卫星平台，其原来的火炬桩及栈桥支撑桩已失去作用。由于火炬桩及栈桥支撑桩上面未安装航标灯，尤其对夜间船舶航行影响较大，存在船舶碰撞火炬桩的安全隐患。若在火炬桩安装了航标灯，工作人员攀登火炬桩进行维修较困难，需要浮吊船舶配合，受气象影响，不能及时恢复损坏的航标灯，也会存在较大的安全隐患。按照《海洋石油弃井作业管理规则》等法规的要求，需要对废弃的火炬桩及栈桥支撑桩进行泥下拆除（不小于泥面下4m）。

水下电氧切割长期应用在水下切割作业中，技术成熟，施工费用较低。泥下切割必须预先除去拟切割桩柱海底以下周围的泥沙，提供水下切割需要的立体作业空间（类似环形空间），满足作业人员泥下安全切割作业的要求。

海底机械开挖4m以上的环形坑费时费力，且水下作业效率低下；直接喷冲排泥方法也难以奏效，坑深达到4米以上时坑壁泥沙难以维持。因此急需研制一种环桩喷冲成坑装置，为后续切割作业提供需要的泥面下作业空间。

发明内容

本发明的目的是开发一种水上施工作业装置，用于泥下环桩喷冲成坑施工作业，为安全拆除废弃火炬桩、栈桥支撑桩等提供支持。

其技术方案是：一种环桩喷冲成坑装置，包括两端开口的主桶体以及其内部固定的的导向结构、供水结构，供水机构上均布有多套水力旋转喷冲组件，其上安装多个喷嘴。导向机构用于实现主桶体套装在桩柱上，并实现定位；供水机构与外部的高压水源连接，为水力旋转喷冲组件提供动力。

为提高装置的稳固性以及吊装的方便，主桶体的上端外部设有加强桶体，其上固定有吊耳。主桶体与加强桶体之间的连接方式可以通过竖向加强筋、水平加强环板连接，其中吊耳固定在水平加强环板上。

导向结构为自上至下分布的多个，以使装置更加稳定、准确的套装在桩柱上。

上述装置的使用方法为：用吊索将装置吊至桩柱上方，下放主桶体，导向结构穿过桩柱使得主桶体沿桩柱下沉至泥面；通过外接的泵组系统向供水机构内供入高压水流，各套水力旋转喷冲组件均在喷冲水流的反作用力下旋转，将其喷冲辐射范围内的泥沙冲走，桶体逐渐下沉至预定深度，即在桩柱和主桶体之间形成拆除桩柱作业需要的环形坑体空间。

发明的有益效果：

（1）环桩喷冲成坑装置上设置了水力旋转喷冲组件，喷冲效率高，能耗低，施工时间短。

（2）相比常规的海底挖坑方法，更强快速成坑和主桶体支撑泥沙护壁，可为泥下作业提供安全的作业空间。

附图说明

图1为一种环桩喷冲成坑装置立面示意图，图2为A-A视图，图3为B-B视图, 图4为C-C视图, 图5为D-D视图。图中：

1、主桶体        2、导向结构         3、导向连接结构   4、水箱

5、加强桶体      6、竖向加强筋       7、水平加强环板   8、供水管

9、吊耳         10、水力旋转喷冲组件。

具体实施方式

现结合说明书附图，对本发明作进一步描述：

第一步：根据设计的环桩喷冲成坑装置的图纸及资料，加工主桶体1、导向结构2、连接结构3、水力旋转喷冲组件10、水箱4、加强桶体5等构件。

第二步：将导向结构2通过连接结构3焊接固定在主桶体1内，导向结构2与连接结构3之间焊接，连接结构3与主桶体1之间焊接。

第三步：将水箱4通过连接结构3焊接固定在主桶体1内。

第四步：将6套或更多水力旋转喷冲组件10的顶部焊接固定在水箱4的底部，水力旋转喷冲组件10在水平面内围绕主桶体1的中心环向均布，水力旋转喷冲组件10上安装有多个喷嘴，应该使得旋转喷冲组件10上最外端的喷嘴接近主桶体1的底端内壁。

第五步：在主桶体1的上端外部设置加强桶体5，主桶体1与加强桶体5之间通过竖向加强筋6、水平加强环板7焊接连接；然后在水平加强环板7上焊接吊耳9。