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導管架
鎖定
導管架,是由中空的腿柱和連接腿柱的縱橫杆組成。其上面搭接固定式平台,可用於海洋石油開採。
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- 中文名
- 導管架
- 外文名
- catheterostat
- 所屬領域
- 交通工程術語
- 組 成
- 由中空的腿柱和連接腿柱的縱橫杆
- 搭 接
- 固定式平台
- 用 於
- 海洋石油開採
導管架基本信息
導管架基礎在海上石油平台、海上燈塔建設中已得到廣泛應用,據瞭解,我國在渤海、東海水深15~80m海域設立的海上石油導管架結構,均採用此類基礎。在近海風電場基礎設計領域,當單機容量較大、水深較深時,也有采用導管架基礎型式的實例。樁數量一般採用三、四、五、六樁為宜,這裏以三樁導管架基礎為例進行介紹。
擬定的三樁導管架基礎結構方案為:用3根鋼管樁定位於海底,3根樁呈正三角形均勻佈設,樁頂通過鋼套管支撐上部三角架式結構,構成組合式基礎。三樁導管架承受上部風力發電機組塔架荷載、波浪、水流等環境荷載及自重,並將所有荷載通過斜撐鋼管傳遞給3根垂直打入海底的鋼管樁,3根樁沿直徑18~30m的圓周均勻分佈,樁徑1.8~3.0m,入土平均深度根據上部風力發電機組荷載和下部地質參數確定。鋼管樁與鋼套管的環形空問內通過高強灌漿材料連接。
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導管架工作原理
導管架鋼樁固定於海底。導管架先在陸地預製好後,拖運到海上安放就位,然後順着導管打樁,樁是打一節接一節的,最後在樁與導管之問的環形空隙裏灌入水泥漿,使樁與導管連成一體固定於海底。這種施工方式,使海上工作量減少。
導管架性能特點
與可移動鑽井平台相比,使用的導管架的平台使用成本低,技術要求不高。但是缺點是,該平台在執行完開採任務之後,導管架不能跟隨平台一起拖走,只能留在海中,成為海中一座無用的鐵塔。
導管架安放
這裏建議的“先打樁後放導管架”的施工工藝,導管架的安放相對簡單,主要是針對導管架的結構特性、重量、重心位置設計好吊點,選擇好超重設備,佈置好攬風繩,並做好施工組織與人員佈置,在預起吊後即可正式起吊安裝。
為使導管架基礎頂面達到上部風力發電機組運行要求的水平度,在鋼管樁沉樁、導管架安裝完成後,均要進行調平。可通過導管架的導管結構與鋼管樁之間的調節螺栓、液壓千斤頂或其他調平設施進行調平,以調整至規定的水平度。調平裝置根據具體的潮間帶風電場項目、施工承包方、施工船舶機具等經比較研究確定。
導管架作為連接樁基與上部塔筒之間的連接段,與塔筒之間一般通過法蘭及一系列螺栓連接。這種連接方式工藝成熟、施工簡單便捷。但導管架與樁基之間的連接則要相對複雜一些.可採取焊接或灌漿連接。
焊接是一種傳統的施工工藝,即導管架與樁基就位後,通過型鋼、鋼板等將導管架與鋼管樁現場焊接連接起來,這種方式連接牢固、可靠;但缺點比較明顯,現場焊接質量不易保證,作業條件差,且對防腐塗層產生破壞。灌漿連接是海洋工程中近20年採用較多的連接方式,指鋼管樁與導管之間的環形空間內通過灌注高強灌漿材料,待材料固化後,即將兩者牢固連接為整體,同時該方式可修補鋼管樁在施打後產生的垂直度偏差。灌漿施工由駁船上所載的灌漿泵高壓泵送灌注專用的灌漿材料,灌漿作業前。應進行原材料作業和配合比設計,並進行相關的試驗工作。導管架的導管外側裝有灌漿管,灌漿管從導管的下部通入導管與鋼樁的環向間隙內,環向間隙下端用密封圈進行密封,灌漿泵及漿體攪拌機置於工作船上。灌漿時用高壓軟管將灌漿泵與導管架導管外側的灌漿管連接,開動灌漿泵直至漿體從導管上端溢出為止。
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導管架製作
導管架主要由大直徑鋼管構成,應採用適應其特性的適當的加工設備和程序製作。製作時.需選擇合適的製作程序,特別是對節點處的處理尤應注意,製作過程中應儘可能避免高空作業,確保安全和質量。
導管架製作一般應遵循以下程序進行:
(1)鋼管卷制。導管架主筒體、各連接撐管、樁套管為主受力構件,均應採用直縫焊管或無縫鋼管。不可使用螺旋縫焊管,焊縫應與母材等強,並滿足相關技術要求。
(2)切割。
(3)拼裝。
(4)焊接。導管架各構件焊接應在工廠內完成,焊接環境温度應大於0℃(低於0℃時,需在施焊處兩側200mm範圍內加熱到15℃以上或再進行焊接施工)。相對濕度小於90%.且焊接工作區應採取適當的措施防風、防雨。
(6)焊縫檢測。焊完的焊縫均需經過在線連續超聲波自動傷儀檢測,保證100%的螺旋焊縫的無損檢測覆蓋率。若有缺陷,自動報警並噴塗標記,生產丁人依此隨時調整工藝參數,及時消除缺陷。
導管架亞洲紀錄
- 參考資料
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- 1. 張太佶編著;彭濤,李俊編審,認識海洋開發裝備和工程船,國防工業出版社,2015.12
- 2. 趙顯忠,鄭源主編,風電場施工與安裝,中國水利水電出版社,2015.08
- 3. 刷新兩項亞洲紀錄! .CCTV4.2023-11-21