自适应板式封隔器的制作方法

1.本实用新型属于海上导管架安装领域，具体地说是一种自适应板式封隔器。


背景技术：

2.近几年，我国的海洋平台建设得到迅猛发展；虽然起步较晚，但已经达到国际先进水平，技术日渐趋于成熟。海上桩基固定式导管架风机基础建造时，需要先打桩，然后放置导管架，通过灌注水泥浆将钢桩和套筒固定导管架。封隔器是打桩的关键部件，关系到打桩成功与否，漏浆情况时有发生。目前，国内均采用特瑞堡式先桩式封隔器，但为减少泄漏，设计采用上下两层封隔器，造成水泥浆高度降低，安装相对复杂，且成本较高。


技术实现要素：

3.针对现有先柱式封隔器存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种自适应板式封隔器。该自适应板式封隔器能够大大改善漏浆问题，方便安装，降低成本。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.本实用新型包括封隔板组、自膨胀装置及转动装置，其中封隔板组为上下设置的两组，两组所述封隔板组之间设有遇水自膨胀的自膨胀装置，所述封隔板组包括至少三个上下叠置的封隔板，各所述封隔板均套设在套筒上，各所述封隔板之间在套筒向钢桩内套装的下落过程中随套筒外壁与钢桩内表面之间间距变化而沿径向相对滑动适应；位于上方的所述封隔板组中最上层的封隔板固接于套筒的外壁上、最下层的封隔板为中间层封隔板，位于下方的所述封隔板组中最上层的封隔板为中间层封隔板、最下层的封隔板固接于套筒的外壁上，两个封隔板组中的所述中间层封隔板之间相连，所述自膨胀装置套设于两个所述中间层封隔板连接处的外侧；位于下方的所述封隔板组上连接有起导向作用的转动装置；所述转动装置包括转动块、转动杆、弹性件及挡块b，所述转动块的一端固接于位于下方的所述封隔板组中的中间层封隔板上，所述转动杆的一端与转动块的另一端铰接，所述转动杆的另一端与固接于套筒外壁上的挡块b始终滑动抵接，所述转动杆与套筒的外壁之间连接有弹性件。
6.其中：所述弹性件位于挡块b与位于下方的封隔板组之间。
7.所述弹性件为橡皮筋，所述橡皮筋的一端连接于套筒外壁上设置的固定环上，另一端连接于所述转动杆上设置的固定环上。
8.所述转动块的一端固接于位于下方的所述封隔板组中的中间层封隔板下表面外边缘，位于下方的所述封隔板组中的其余封隔板均在转动块的内侧。
9.所述自膨胀装置包括带有弹性的膨胀袋及填充于膨胀袋内部遇水自膨胀的膨胀料。
10.两个所述封隔板组中的中间层封隔板之间通过连接板相连，所述自膨胀装置套设于连接板的外侧，所述自膨胀装置遇水后充满钢桩、套筒与连接板外侧的两个中间层封隔板围成的空间。
11.所述两个所述封隔板组中的各封隔板均分为多段，相邻段之间通过燕尾方式拼接，即每段的一端为燕尾状凸块、另一端为燕尾槽。
12.位于上方的所述封隔板组中的最上层封隔板的各段上表面及位于下方的所述封隔板组中的最下层封隔板的各段下表面分别通过挡块a固接于套筒的外壁上。
13.位于上方的所述封隔板组中的中间层封隔板的上表面外边缘设有挡块c，所述中间层封隔板上一层的封隔板通过挡块c径向限位。
14.位于上方的所述封隔板组中的各封隔板均为圆环形，所述中间层封隔板的宽度大于其余封隔板的宽度；位于下方的所述封隔板组中的各封隔板均为圆环形，所述中间层封隔板的宽度大于其余封隔板的宽度。
15.本实用新型的优点与积极效果为：
16.1.本实用新型的封隔板可通过转动装置来适应导向，能够很好地应对偏桩情况，不会影响套筒下落，保证封堵效果；当套筒发生偏桩的情况时，转动装置对封隔板起引导作用，让自适应板式封隔器去迎合钢桩，避免出现卡死的情况。
17.2.本实用新型大大改善了漏浆情况，降低了成本。
18.3.本实用新型的两个封隔板组中，与套筒外壁固接的封隔板通过挡块a固接，挡块a焊接在套筒外壁上，避免传统式先桩封隔器安装时需要在套筒上打孔的情况。
附图说明
19.图1为本实用新型正桩状态的结构示意图；
20.图2为图1中轴向截面一侧封隔器的局部放大图；
21.图3为本实用新型封隔板的结构示意图；
22.图4为本实用新型偏桩状态的结构示意图；
23.其中：1为封隔板，2为挡块a，3为转动块，4为转动杆，5为橡皮筋，6为固定环，7为膨胀袋，8为膨胀料，9为挡块b，10为挡块c，11为钢桩，12为套筒，13为中间层封隔板，14为连接板。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
25.如图1、图2所示，本实用新型包括封隔板组、自膨胀装置及转动装置，其中封隔板组为上下设置的两组，两组封隔板组之间设有遇水自膨胀的自膨胀装置，封隔板组包括至少三个上下叠置的封隔板1，各封隔板1均套设在套筒12上，各封隔板1之间在套筒12向钢桩11内套装的下落过程中随套筒12外壁与钢桩11内表面之间间距变化而沿径向相对滑动适应；位于上方的封隔板组中最上层的封隔板1固接于套筒12的外壁上、最下层的封隔板1为中间层封隔板13，位于下方的封隔板组中最上层的封隔板1为中间层封隔板13、最下层的封隔板1固接于套筒12的外壁上，两个封隔板组中的中间层封隔板13之间相连，自膨胀装置位于上下两个封隔板组之间，且套设于两个中间层封隔板13连接处的外侧；位于下方的封隔板组上连接有起导向作用的转动装置。
26.位于上方的封隔板组中的各封隔板1均为圆环形，中间层封隔板13的宽度大于其余封隔板1的宽度，即中间层封隔板13的宽度是最大的。位于下方的封隔板组中的各封隔板
1均为圆环形，中间层封隔板13的宽度大于其余封隔板1的宽度，即中间层封隔板13的宽度是最大的；两个封隔板组中的中间层封隔板13尺寸相同。两个封隔板组中的封隔板1的数量可相同、也可不同，本实施例位于上方的封隔板组有四个封隔板1，由上至下环形封隔板的半径依次增大，位于下方的封隔板组有五个封隔板1，由上至下环形封隔板的半径依次减小。
27.如图3所示，本实施例的封隔板组中的各封隔板1均分为多段，相邻段之间通过燕尾方式拼接，即每段的一端为燕尾状凸块、另一端为燕尾槽；安装时不用焊接，直接拼接到套筒12的外侧，方便安装。
28.如图1～3所示，本实施例位于下方的封隔板组中的中间层封隔板13的各段与套筒12的外壁之间均设有转动装置，转动装置包括转动块3、转动杆4、弹性件及挡块b9，转动块3的一端固接于位于下方的封隔板组中的中间层封隔板13下表面外边缘，位于下方的封隔板组中的其余封隔板1均在转动块3的内侧；转动杆4的一端与转动块3的另一端铰接，转动杆4的另一端与固接于套筒12外壁上的挡块b9始终滑动抵接，转动杆4与套筒12的外壁之间连接有弹性件。本实施例的弹性件位于挡块b9与位于下方的封隔板组之间，转动杆4通过弹性件始终与位于下方的封隔板组连动；本实施例的弹性件为橡皮筋5，橡皮筋5的一端连接于套筒12外壁上设置的固定环6上，另一端连接于转动杆4上设置的固定环6上。
29.本实施例的两个封隔板组中的中间层封隔板13之间通过连接板14相连，自膨胀装置套设于连接板14的外侧；连接板14连接于中间层封隔板13的内环处。本实施例的自膨胀装置包括带有弹性的膨胀袋7及填充于膨胀袋7内部遇水自膨胀的膨胀料8，遇水自膨胀的膨胀料8可为丙烯酸盐共聚物或聚氨酯预聚体，丙烯酸盐共聚物可为淀粉接枝丙烯酸盐、接枝丙烯酰胺、高取代度交联羧甲基纤维素、交联羧甲基纤维素接枝丙烯酰胺或交联型羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物中的一种或两种以上，聚氨酯预聚体可为高吸水树脂sap。一般的遇水膨胀材料在淡水环境下具备很好的膨胀倍率，但在海水环境下，其膨胀倍率会大大地受到限制。本实施例的遇水膨胀材料能够在海水条件下具备较高的膨胀倍率(10～50倍)，并且通过调整其配方比例控制膨胀速率和膨胀力。膨胀料8遇水后膨胀，将具有弹性的膨胀袋7撑开，充满钢桩11、套筒12与连接板14外侧的两个中间层封隔板13围成的空间。
30.本实施例位于上方的封隔板组中的最上层封隔板1的各段上表面及位于下方的封隔板组中的最下层封隔板1的各段下表面分别通过挡块a2固接于套筒12的外壁上。挡块a2焊接在套筒12的外壁上，避免传统式先桩封隔器安装时需要在套筒12上打孔的情况。
31.本实施例位于上方的封隔板组中的中间层封隔板13各段上表面外边缘设有挡块c10，中间层封隔板13上一层的封隔板1通过挡块c10径向限位。位于下方的封隔板组中的中间层封隔板13下方的各封隔板1通过转动块3径向限位。
32.本实施例两个封隔板组中挡块a2数量相同、上下一一对应；转动块3、挡块c10及任意一个封隔板组中挡块a2的数量相同、一一对应。
33.本实用新型的工作原理为：
34.本实用新型的自适应板式封隔器为先桩式封隔器。在套筒12向钢桩11内下落过程中，若是正桩状态(即套筒12与钢桩11的轴向中心线共线)，自适应板式封隔器由自膨胀装置及各环形的封隔板1构成双重封堵结构，膨胀料8在遇水后会完整膨胀，膨胀袋7能够依据套筒12外壁与钢桩11内壁之间的间隙大小进行完美膨胀封堵。
35.当遇到如图4所示的偏桩(即套筒12与钢桩11的轴向中心线不共线)情况时，各封隔板1为环形，且通过转动装置可适应导向；在套筒12套装的下落过程中，除通过挡块a2与套筒12外壁固接的封隔板外，其余封隔板沿径向滑动，以适应套筒12外壁与钢桩11内壁之间的间距变化，通过相邻封隔板1和转动装置相互配合，起到导向作用。具体为：
36.当套筒12向钢桩11内下落发生偏桩时，各封隔板1的一部分滑动收缩、另一部分滑动展开；滑动收缩部分的膨胀袋将由两个中间层封隔板13、套筒12外壁与钢桩11内壁围成的空间充满密封，滑动展开部分的膨胀袋由两个中间层封隔板13之间向外膨胀出来，并与钢桩11的内壁抵接密封；套筒12和钢桩11之间间距变小范围内的转动杆4(即滑动收缩部分的转动杆4)通过挡块b9推动而转动，套筒12和钢桩11之间间距变大范围内的转动杆4(即滑动展开部分的转动杆4)通过橡皮筋5的拉动而转动，挡块b9推动而转动的转动杆4与挡块b9接触，由于转动杆4是倾斜的，所以转动杆4有一个向内的分力使转动杆4的一端向内转动，带动封隔板1向内滑动迎合钢桩11的内壁。
37.本实用新型的封隔板采用环形导向设计，能够很好地应对偏桩情况，不会影响套筒12下落，保证封堵效果。当套筒12发生偏桩的情况时，转动杆4对封隔板起引导作用，让自适应板式封隔器去迎合钢桩11，避免出现卡死的情况。

技术特征：
1.一种自适应板式封隔器，其特征在于：包括封隔板组、自膨胀装置及转动装置，其中封隔板组为上下设置的两组，两组所述封隔板组之间设有遇水自膨胀的自膨胀装置，所述封隔板组包括至少三个上下叠置的封隔板(1)，各所述封隔板(1)均套设在套筒(12)上，各所述封隔板(1)之间在套筒(12)向钢桩(11)内套装的下落过程中随套筒(12)外壁与钢桩(11)内表面之间间距变化而沿径向相对滑动适应；位于上方的所述封隔板组中最上层的封隔板(1)固接于套筒(12)的外壁上、最下层的封隔板(1)为中间层封隔板(13)，位于下方的所述封隔板组中最上层的封隔板(1)为中间层封隔板(13)、最下层的封隔板(1)固接于套筒(12)的外壁上，两个封隔板组中的所述中间层封隔板(13)之间相连，所述自膨胀装置套设于两个所述中间层封隔板(13)连接处的外侧；位于下方的所述封隔板组上连接有起导向作用的转动装置；所述转动装置包括转动块(3)、转动杆(4)、弹性件及挡块b(9)，所述转动块(3)的一端固接于位于下方的所述封隔板组中的中间层封隔板(13)上，所述转动杆(4)的一端与转动块(3)的另一端铰接，所述转动杆(4)的另一端与固接于套筒(12)外壁上的挡块b(9)始终滑动抵接，所述转动杆(4)与套筒(12)的外壁之间连接有弹性件。2.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：所述弹性件位于挡块b(9)与位于下方的封隔板组之间。3.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：所述弹性件为橡皮筋(5)，所述橡皮筋(5)的一端连接于套筒(12)外壁上设置的固定环(6)上，另一端连接于所述转动杆(4)上设置的固定环(6)上。4.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：所述转动块(3)的一端固接于位于下方的所述封隔板组中的中间层封隔板(13)下表面外边缘，位于下方的所述封隔板组中的其余封隔板(1)均在转动块(3)的内侧。5.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：所述自膨胀装置包括带有弹性的膨胀袋(7)及填充于膨胀袋(7)内部遇水自膨胀的膨胀料(8)。6.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：两个所述封隔板组中的中间层封隔板(13)之间通过连接板(14)相连，所述自膨胀装置套设于连接板(14)的外侧，所述自膨胀装置遇水后充满钢桩(11)、套筒(12)与连接板(14)外侧的两个中间层封隔板(13)围成的空间。7.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：所述两个所述封隔板组中的各封隔板(1)均分为多段，相邻段之间通过燕尾方式拼接，即每段的一端为燕尾状凸块、另一端为燕尾槽。8.根据权利要求7所述的自适应板式封隔器，其特征在于：位于上方的所述封隔板组中的最上层封隔板(1)的各段上表面及位于下方的所述封隔板组中的最下层封隔板(1)的各段下表面分别通过挡块a(2)固接于套筒(12)的外壁上。9.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：位于上方的所述封隔板组中的中间层封隔板(13)的上表面外边缘设有挡块c(10)，所述中间层封隔板(13)上一层的封隔板(1)通过挡块c(10)径向限位。10.根据权利要求1所述的自适应板式封隔器，其特征在于：位于上方的所述封隔板组中的各封隔板(1)均为圆环形，所述中间层封隔板(13)的宽度大于其余封隔板(1)的宽度；位于下方的所述封隔板组中的各封隔板(1)均为圆环形，所述中间层封隔板(13)的宽度大
于其余封隔板(1)的宽度。

技术总结
本实用新型属于海上导管架安装领域，具体地说是一种自适应板式封隔器，封隔板组为上下设置的两组，两组封隔板组之间设有遇水自膨胀的自膨胀装置，封隔板组包括至少三个套设在套筒上的封隔板，各封隔板之间在套筒向钢桩内套装的下落过程中随套筒外壁与钢桩内表面之间间距变化而沿径向相对滑动适应；上方封隔板组中最上层的封隔板固接于套筒外壁上、最下层的封隔板为中间层封隔板，下方封隔板组中最上层的封隔板为中间层封隔板、最下层的封隔板固接于套筒外壁上，两个中间层封隔板之间相连，自膨胀装置套设于两个中间层封隔板连接处的外侧；位于下方的封隔板组上连接有转动装置。本实用新型能够很好地应对偏桩情况，不会影响套筒下落，保证封堵效果。保证封堵效果。保证封堵效果。


技术研发人员：刘保权 李文松 张泽政 郭旭 宋萌萌 张亚生 雷永霄 王晓朋 井小燕
受保护的技术使用者：衡橡科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/7/14