[发明专利]一种自升式钻井平台插拔桩实验装置

说明书

本发明提供了一种自升式钻井平台插拔桩实验装置，包括实验台和桩腿，还包括：加载箱；支撑轮，设于实验台上；悬挂绳，绕过支撑轮，且悬挂绳的两端分别连接桩腿和加载箱，加载箱具有坐于桩腿上的第一状态和与桩腿分离且悬吊于悬挂绳下方的第二状态，当加载箱处于第一状态时，加载箱的重力为作用于桩腿的插桩压力，当加载箱处于第二状态时，加载箱的重力为通过悬挂绳作用于桩腿的拔桩拉力。本发明通过将加载箱配置为具有两个不同的状态，使加载箱的重力既可以作为插桩压力，也可以作为拔桩拉力，无需设置两个加载装置来分别施加插桩压力和拔桩拉力，使实验装置的结构更简单，同时简化实验流程，使实验操作更方便。

技术领域

本发明涉及海上石油勘探技术领域，尤其是一种自升式钻井平台插拔桩实验装置。

背景技术

自升式钻井平台是海上石油资源开发过程中常用的生产设备，自升式钻井平台通过插入海床的桩腿获取其工作所需的承载力，因此在海上石油资源开发过程中，需要进行插桩作业和拔桩作业。目前在对插桩作业和拔桩作业进行实验研究时，通常采用加载箱施加插桩压力，以模拟插桩过程，采用吊机施加拔桩拉力，以模拟拔桩过程，因此实验装置需要设置加载箱和吊机，实验装置结构复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种自升式钻井平台插拔桩实验装置，以解决现有自升式钻井平台插拔桩实验装置结构复杂的问题。

为达到上述目的，本发明提出一种自升式钻井平台插拔桩实验装置，包括实验台和桩腿，还包括：加载箱；支撑轮，设于所述实验台上；悬挂绳，绕过所述支撑轮，且所述悬挂绳的两端分别连接所述桩腿和所述加载箱，所述加载箱具有坐于所述桩腿上的第一状态和与所述桩腿分离且悬吊于所述悬挂绳下方的第二状态，当所述加载箱处于所述第一状态时，所述加载箱的重力为作用于所述桩腿的插桩压力，当所述加载箱处于所述第二状态时，所述加载箱的重力为通过所述悬挂绳作用于所述桩腿的拔桩拉力。

如上所述的实验装置，其中，所述加载箱内部具有用于容纳水的容水腔。

如上所述的实验装置，其中，所述加载箱具有与所述容水腔连通的注水口，所述实验装置还包括与所述注水口连接的第一注水管线、与水供应源连接的第二注水管线、以及连接在所述第一注水管线和所述第二注水管线之间的水泵。

如上所述的实验装置，其中，所述第一注水管线上设有流量计。

如上所述的实验装置，其中，所述加载箱具有与所述容水腔连通的多个出水口，每个所述出水口连接一冲刷管，多个所述冲刷管分别延伸至所述桩腿的中部以下，并位于所述桩腿的外周侧。

如上所述的实验装置，其中，所述实验台上沿水平方向设有至少两个所述支撑轮，至少一个所述支撑轮为位于所述桩腿正上方的第一支撑轮，至少一个所述支撑轮为位于所述桩腿的水平外侧的第二支撑轮，所述悬挂绳绕过所述第一支撑轮和所述第二支撑轮。

如上所述的实验装置，其中，所述实验装置还包括直线驱动装置，所述直线驱动装置与所述加载箱连接，所述直线驱动装置通过驱动所述加载箱线性移动，使所述加载箱在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

如上所述的实验装置，其中，所述实验装置还包括固定于所述桩腿底部的桩靴，所述桩腿的底面上安装有土压传感器和孔隙水压传感器。

如上所述的实验装置，其中，所述实验装置还包括数据采集系统和数据处理系统，所述土压传感器和所述孔隙水压传感器分别与所述数据采集系统电连接，所述数据采集系统与所述数据处理系统电连接。

如上所述的实验装置，其中，所述实验装置还包括用于测量所述桩腿在插桩过程和拔桩过程中的位移的位移传感器，所述位移传感器安装在所述桩腿上，所述位移传感器与所述数据采集系统电连接。

本发明的自升式钻井平台插拔桩实验装置的特点和优点是：