导管架,是由中空的腿柱和连接腿柱的纵横杆组成。其上面搭接
固定式平台,可用于海洋石油开采。
基本信息
一般来说,导管架产品包括:滑移下水导管架、浮拖导管架和吊装导管架及附件,
浮箱、钢桩和隔水套管。是由中空的腿柱和连接腿柱的纵横杆组成。其上面搭接
固定式平台,用于海洋石油开采。
导管架基础在海上石油平台、海上灯塔建设中已得到广泛应用,据了解,我国在渤海、东海水深15~80m海域设立的海上石油导管架结构,均采用此类基础。在近海风电场基础设计领域,当单机容量较大、水深较深时,也有采用导管架基础型式的实例。桩数量一般采用三、四、五、六桩为宜,这里以三桩导管架基础为例进行介绍。
拟定的三桩导管架基础结构方案为:用3根钢管桩定位于海底,3根桩呈正三角形均匀布设,桩顶通过钢套管支撑上部三角架式结构,构成组合式基础。三桩导管架承受上部
风力发电机组塔架荷载、波浪、水流等环境荷载及自重,并将所有荷载通过斜撑钢管传递给3根垂直打入海底的钢管桩,3根桩沿直径18~30m的圆周均匀分布,桩径1.8~3.0m,入土平均深度根据上部风力发电机组荷载和下部地质参数确定。钢管桩与钢套管的环形空问内通过高强
灌浆材料连接。
工作原理
导管架钢桩固定于海底。导管架先在陆地预制好后,拖运到海上安放就位,然后顺着导管
打桩,桩是打一节接一节的,最后在桩与导管之问的环形空隙里灌入水泥浆,使桩与导管连成一体固定于海底。这种施工方式,使海上工作量减少。
性能特点
与可移动
钻井平台相比,使用的导管架的平台使用成本低,技术要求不高。但是缺点是,该平台在执行完开采任务之后,导管架不能跟随平台一起拖走,只能留在海中,成为海中一座无用的铁塔。
安放
这里建议的“先打桩后放导管架”的施工工艺,导管架的安放相对简单,主要是针对导管架的结构特性、重量、重心位置设计好吊点,选择好超重设备,布置好揽风绳,并做好施工组织与人员布置,在预起吊后即可正式起吊安装。
为使导管架基础顶面达到上部
风力发电机组运行要求的水平度,在钢管桩沉桩、导管架安装完成后,均要进行调平。可通过导管架的导管结构与钢管桩之间的调节螺栓、
液压千斤顶或其他调平设施进行调平,以调整至规定的水平度。调平装置根据具体的潮间带风电场项目、施工承包方、施工船舶机具等经比较研究确定。
导管架作为连接桩基与上部塔筒之间的连接段,与塔筒之间一般通过法兰及一系列螺栓连接。这种连接方式工艺成熟、施工简单便捷。但导管架与桩基之间的连接则要相对复杂一些.可采取焊接或灌浆连接。
焊接是一种传统的施工工艺,即导管架与桩基就位后,通过型钢、钢板等将导管架与钢管桩现场焊接连接起来,这种方式连接牢固、可靠;但缺点比较明显,现场焊接质量不易保证,作业条件差,且对
防腐涂层产生破坏。灌浆连接是海洋工程中近20年采用较多的连接方式,指钢管桩与导管之间的环形空间内通过灌注高强
灌浆材料,待材料固化后,即将两者牢固连接为整体,同时该方式可修补钢管桩在施打后产生的垂直度偏差。灌浆施工由驳船上所载的灌浆泵高压泵送灌注专用的灌浆材料,灌浆作业前。应进行原材料作业和配合比设计,并进行相关的试验工作。导管架的导管外侧装有灌浆管,灌浆管从导管的下部通入导管与钢桩的环向间隙内,环向间隙下端用密封圈进行密封,灌浆泵及浆体搅拌机置于工作船上。灌浆时用
高压软管将灌浆泵与导管架导管外侧的灌浆管连接,开动灌浆泵直至浆体从导管上端溢出为止。
制作
导管架主要由大直径钢管构成,应采用适应其特性的适当的加工设备和程序制作。制作时.需选择合适的制作程序,特别是对节点处的处理尤应注意,制作过程中应尽可能避免高空作业,确保安全和质量。
导管架制作一般应遵循以下程序进行:
(1)钢管卷制。导管架主筒体、各连接撑管、桩套管为主受力构件,均应采用
直缝焊管或无缝钢管。不可使用螺旋缝焊管,焊缝应与母材等强,并满足相关技术要求。
(2)切割。
(4)
焊接。导管架各构件焊接应在工厂内完成,焊接环境温度应大于0℃(低于0℃时,需在施焊处两侧200mm范围内加热到15℃以上或再进行焊接施工)。相对湿度小于90%.且焊接工作区应采取适当的措施防风、防雨。
(5)防腐处理。在进行防腐处理前需要对钢结构表面进行处理以达到涂装要求,
防腐油漆可采用环氧类重
防腐涂层。可优先采用专门针对海上工程的改性环氧防腐油漆。
(6)焊缝检测。焊完的焊缝均需经过在线连续超声波自动伤仪检测,保证100%的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷,自动报警并喷涂标记,生产丁人依此随时调整工艺参数,及时消除缺陷。
(7)防腐涂层检测。防腐涂层检测应按相关标准规范中规定的方法进行涂膜针孔检测。针孔数不应超过检测点总数的20%。当不符合上述要求时,应进行修补。
亚洲纪录
2023年11月21日,中国自主设计建造的深水导管架在广东珠海成功封顶,并在高度和重量上刷新两项亚洲纪录。