[发明专利]一种扭转上拔拆除海上平台桩基的方法

说明书

本发明提供了一种扭转上拔拆除海上平台桩基的方法，属于海上平台拆除施工技术领域。它避免了水下切割桩基作业难度大、风险高、工期长的缺点，在水面上快速有效拆除海上平台桩基。本拆除方法由海上拖轮通过长的水平梁对桩顶施加扭矩,并结合拖轮上的吊机施加竖向上拔力，将整个桩基完全拔出。本发明的方法利用杠杆原理显著降低施加的扭转力，同时施加的扭矩和上拔力降低桩基的抗拔承载力。本发明的方法包括下述步骤：A、拖轮通过水平刚梁与桩基顶部相连；B、桩顶上施加扭转力矩；C、桩顶上施加竖向拉力。本拆除方法具有在较小的拉力下可以将桩基整个拔出的优点。

技术领域

本发明涉及海上平台拆除技术方法，尤其是海洋海上平台桩基的拆除施工技术方法。

背景技术

我国海域目前有上百座导管架海上平台，这些平台为我国海洋石油的开采做出了重要贡献。随着服役期满，平台将停产废置。按照国际惯例和国家法律规定，停产废置的平台要被拆除。国际法规亲睐导管架全部拆除，这种方式要求废弃的海上平台桩基应切割到海床泥面4m以下。导管架桩基的拆除是整个海上平台拆除过程中耗时最长，耗资最大的工程。无论采取何种拆除方案，总要涉及到大量的水下切割操作。在泥线下4m处切割桩基，需要在桩基内部和外部切割法都需要吹泥作业，前者在桩腿内；后者在桩腿的外部，吹泥深度不小于5m深坑。水下切割方式受到很大限制，操作难度大、风险高，且水下完成一次切割时间较长，可达十几或二十几个小时，容易出现工程问题。

要快速有效地进行海上平台桩基的拆除，避免水下切割作业操作难度大、风险高、工期长的缺点，本专利提出一种扭转上拔拆除海上平台桩基的方法。该方法由海上拖轮通过长的水平梁对桩顶施加扭矩,并结合拖轮上的吊机施加竖向上拔力，将整个桩基完全拔出。这一方法在水面上作业操作，能显著提高作业效率，具有完全可靠、工期短的优点。

发明内容

研究文献表明：桩基在同时承受扭转力和上拔力的情况下，其抗拔承载力将显著降低，施加较小的上拔力就可以将桩基整体拔出。其原理可以通过扭转拔出葡萄酒木塞这一生活常识解释，只施加拉力我们很难拔出木塞，但如果我们一边转动一边施加拉力，则很容易拔出木塞。

基于这一理论基础，本发明提供一种扭转上拔拆除海上平台桩基的方法，这种方法可以应用于海上平台桩基现场拆除施工作业，快速有效地将桩基拔出，满足规范的要求。

本发明的方法包括下述步骤：

A：海上拖轮通过水平刚梁与桩基顶部相连

长度10m-20m水平刚梁一端通过球铰与拖轮尾部相连；另一端通过夹具固定在水面上的桩基顶部；

B：施加扭转力矩

拖轮通过水平刚梁对桩基施加扭矩力，使桩基转动；

C：吊机对桩基施加竖向拉力拔桩

拖轮上的吊机通过钢缆与桩顶设置的吊耳相连，对桩顶施加竖向上拔力，将桩基整个拔出。

下面根据本发明的工作机理说明本发明的优点：本方法在水面上作业，不需要任何水下切割作业，提高作业效率；本方法通过长的水平梁对桩基施加扭矩，类似于用扳手拧转螺母，利用杠杆原理，力臂越长，施加的扭转力越小。例：当桩基半径(0.5m)与水平梁长度(10m)相比等于20时，使桩基转动需要施加的扭转力是桩基侧摩擦力的1/20；本方法同时对海上平台桩基施加扭矩和上拔力，显著降低桩基的竖向抗拔承载力，在较小的拉力下可以将桩基整个拆除。

总之，本发明为海上平台桩基的快速有效地拆除提供了一种经济高效的方法，利用杠杆原理、共同施加扭矩和上拔力显著降低桩基抗拔承载力，将整个桩基拆除，避免了水下切割的技术难题，其积极效果远远超过了现有技术，具有突出的实质性特点。

附图说明

图1是本发明一种扭转上拔拆除海上平台桩基的方法的侧视示意图；