CN103161401A - 海上作业船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上作业船，包括横向延伸的船体、动力系统以及成桩装置，该成桩装置包括旋挖钻机，旋挖钻机安装在船体艏部的甲板上。该海上作业船特别适合地基比较硬的环境下进行的成桩作业，由于安装了旋挖钻机，配合适当的动力系统，就可以比较轻松的进行钻孔作业，提高了这种作业环境下的成桩效率。

Description

海上作业船

技术领域

本发明涉及一种海上工程机械，特别涉及一种海上作业船，该海上作业船可以在地基比较硬的环境下成桩，尤其适合在浅礁数量众多的海域进行成桩作业。

背景技术

为了更好的利用海洋资源，通常需要在海上建造一定的基础设施，为后续的开发工作提供前提。这些基础设施通常包括港口、码头、桥梁、海上人工岛、高脚屋等；由于这些基础设施是在海上建设，这就需要在海底有坚固稳定的桩基，因此桩基就成为建设港口、码头、桥梁、海上人工岛、高脚屋等基础设施的基础。所谓桩基就是在水底地层设置的一定数量的桩，这样的桩可以为后续的基础设施提供支撑。

目前有采用搭建临时栈桥或填海筑路，再进行挖孔成桩，形成桩基的方法。但是这种方法工期较长、投资巨大、对海洋生态环境也有一定程度的破坏。现在应用最广泛的形成桩基的方法是：利用海上作业船将桩贯入海底地层中。现有的成桩用的海上作业船一般包括船体、桩架、桩锤及附属设备；桩架为一钢结构塔架；桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆（俗称龙门）之间，并可以利用提升吊钩吊升；桩架的后部设有卷扬机，用以起吊桩和桩锤，桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制成桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。

但是在某些特定海域，例如我国南海海域，南海虽然岛屿众多，但是陆地面积很小，各种浅礁数量众多，而且浅水海域多为礁石海床，由于礁石非常坚硬，桩锤很难将桩贯入礁石中，成桩作业难于进行，效率非常低。

基于以上情况，如何使得海上作业船在地基比较硬的环境下的成桩作业容易进行，并提高这种环境下的成桩效率是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种在地基比较硬的环境下成桩作业容易进行的海上作业船。

本发明提供了一种海上作业船，一种海上作业船，包括横向延伸的船体和动力系统，还包括旋挖钻机，所述旋挖钻机安装在所述船体艏部的甲板上。

进一步地，所述旋挖钻机包括底盘、安装在所述底盘上的驾驶室和桅杆、连接所述底盘与桅杆的变幅油缸以及连接在所述桅杆上端的钻具；所述底盘与所述船体固定连接。

进一步地，所述旋挖钻机包括底盘、安装在所述底盘上的驾驶室和桅杆、连接所述底盘与桅杆的变幅油缸以及连接在所述桅杆上端的钻具，所述底盘通过回转机构安装在所述船体上。

进一步地，还包括安装在所述旋挖钻机与船体的生活楼之间的吊机。

进一步地，所述船体的甲板上还设置有储存区。

进一步地，还包括钻取物存储仓以及钻取物输送带，所述钻取物输送带位于所述旋挖钻机与钻取物存储仓之间。

进一步地，还包括清孔水管。

进一步地，还包括至少四条支腿以及支腿升降装置，所述支腿沿着垂线方向安装在所述船体的周边，所述支腿升降装置控制所述支腿的升降。

进一步地，所述支腿升降装置包括多个伸缩油缸和多个插销装置；一个所述伸缩油缸连接一个所述插销装置；所述支腿的周向表面开设多个插孔；所述伸缩油缸沿垂线方向设置，且一端固定在所述甲板的下表面，另一端连接所述插销装置，所述插销装置的插销用于与所述插孔配合。

进一步地，所述船体的艏部两侧还设有艏部侧推装置。

本发明提供的一种海上作业船，包括横向延伸的船体、动力系统以及成桩装置，该成桩装置为旋挖钻机，旋挖钻机安装在船体艏部的甲板上。该海上作业船特别适合地基比较硬的环境下进行的成桩作业，由于安装了旋挖钻机，配合适当的动力系统，就可以比较轻松的进行钻孔作业，提高这种作业环境下的成桩效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中海上作业船的正视结构示意图；

图2为本发明实施例中海上作业船的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例中海上作业船的旋挖钻机结构示意图；

图4为本发明实施例中海上作业船的支腿升降结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面结合图1至图4，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，下文中，以垂线方向为参照，即与船体1的甲板12垂直的方向，横向为与垂线方向相垂直的方向，竖向与垂线方向平行。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种海上作业船，包括横向延伸的船体1和成桩装置，还配备了合适的动力系统，上述的成桩装置包括旋挖钻机2，该旋挖钻机2可以安装在船体1艏部的甲板12上。在一些特定海域，例如岛礁海域、海床或者河床比较硬的水域，由于地基比较硬，使得普通成桩装置难于将桩贯入地基以下，本发明实施例中的海上作业船，由于配备了旋挖钻机2，旋挖钻机2的钻具可以快速的钻入地基，进而钻出一条竖向长孔，这样就使得钻孔作业比较容易进行，从而为后续的成桩作业提供基础。

结合图3，本发明的一个实施例中的旋挖钻机2包括底盘21、驾驶室22、桅杆24、变幅油缸23以及钻具25。底盘21固定在船体1甲板12上，驾驶室22和桅杆24安装在底盘21上，钻具25安装在桅杆24的悬空端，即桅杆的上端；变幅油缸23的两端分别连接底盘21和桅杆24，用于调节桅杆24的倾斜度，从而增大了旋挖钻机2的工作半径，这也使得该海上作业船能更好的适应不同海域环境的桩基作业。

具体的，底盘21可以通过大型螺栓与船体1的甲板12固定连接，也可以直接焊接在甲板上；由于旋挖钻机2本身比较重，而且在进行钻孔工作时晃动也比较剧烈，再加上海上恶劣的风浪环境，所以底盘的固定要十分可靠，优选的一种方式是，可以在船体1上安装一竖向支撑柱，该支撑柱插入船体1并与船体1焊接，支撑柱的上端伸出甲板12，底盘21固定安装在支撑柱上，这样就大大增加了旋挖钻机2工作的稳定性。

本发明的另一个实施例中，旋挖钻机2包括底盘21、驾驶室22、桅杆24、变幅油缸23、钻具25以及回转机构。驾驶室22和桅杆24安装在底盘21上，钻具25安装在桅杆24的悬空端（上端），变幅油缸23连接底盘21和桅杆24；底盘21通过回转机构（图中未示出）安装在船体1上，以相对于船体1绕一个竖直轴旋转。由于回转机构的设置，钻具25可以绕着竖直轴大角度旋转，再配合变幅油缸23的调节作用，使得旋挖钻机2的工作半径进一步增大，海上作业船的成桩作业极为方便，大大提高了成桩作业的效率。

具体的，回转机构可以包括回转平台、支承柱和回转支承。甲板12上可以开设有安装孔，安装孔内可以插入尺寸与该安装孔相匹配的支撑柱，支撑柱与船体1焊接连接，支撑柱的上端伸出船体1的甲板12；回转平台安装在底盘21上；回转支承的上部可以与回转平台通过螺栓连接配合，并且回转支承的下部可以与伸出甲板12的支撑柱的上端通过螺栓连接配合，再由合适的动力系统提供动力，从而实现旋挖钻机2的回转操作。

另外，如图2所示，本发明的海上作业船还设置有钻取物存储仓5以及钻取物输送带6，钻取物输送带6位于旋挖钻机2与钻取物存储仓5之间，钻取物输送带6用于将旋挖钻机2所钻的钻取物输送至钻取物存储仓5中；旋挖钻机2在进行钻孔作业时，将钻取的钻取物输送到钻取物输送带6上，然后由钻取物输送带6将钻取物输送至钻取物存储仓5中，由于钻取物可以及时的运输出成桩水域，这样就可以减小成桩作业对施工水域的环境影响。

本发明实施例中的海上作业船上还可以安装清孔水管（图中未示出），钻孔作业完成后，需要对孔中的残留物进行清理，以免对后续的成桩作业产生影响，这就需要清孔水管对孔底进行冲洗，从而将残留物冲出孔外。

在旋挖钻机2进行钻孔作业后，需要将套筒以及金属笼放入所钻孔内，而这道工序往往需要周边的其他起重船配合完成。为此，本发明又一个实施例中（图1），海上作业船上还可以安装有吊机3，该吊机3设置在旋挖钻机2和船体1的生活楼8之间的区域，可以实现对套筒、金属笼以及其他设备的起吊。由于吊机3的安装，从而不需要额外的起重船来配合吊桩作业，使得成桩作业所需设施大大简化，且操作方便。

一个优选的实施例中，海上作业船的甲板12上还可以设有储存区7，该储存区7设置在吊机3的一侧，该存储区7可以用于存放套筒和金属笼，这样不仅方便了套筒和金属笼的堆放，而且也方便了吊机3对套筒和金属笼的吊运，极大提高了成桩工作效率。

在某些浅水区域，由于船体1的重量较大，吃水较深，所以当海上作业船在这种水域进行成桩作业时，容易搁浅；另外，在有些环境恶劣的海域，风大浪大，使得船体1很不稳定，成桩作业难于正常进行。因此，这就需要在海上作业船进行成桩作业前，将船体1升至水面以上，这样可以大大减小了风浪的影响。为此，本发明一个实施例提供的海上作业船还可以包括至少四条支腿4以及与支腿4对应的支腿升降装置，支腿4沿着垂线方向安装在船体1的周边，支腿升降装置用于控制支腿4的升降。在进行成桩作业时，将船体1驶入预定地点，然后控制支腿升降装置，使得支腿4下降，直至支腿4将船体1支撑并脱离水面，然后就可以稳定的进行成桩及其他作业。在成桩完成之后，可以通过支腿升降装置，使得支腿4上升，使船体1可以行驶。

支腿升降装置有多种结构，如利用电动齿轮齿条控制支腿的升降或者利用伸缩油缸来控制支腿的升降，下面就以伸缩油缸控制支腿的升降为例来加以说明。

如图4所示，具体的，支腿升降装置包括多个伸缩油缸9和多个插销装置10；一个伸缩油缸9连接一个插销装置10形成一个驱动机构；插销装置10包括可横向伸出或缩回的插销11；支腿4的周向表面可以开有多个在垂线方向分布的插孔。伸缩油缸9沿垂线方向设置且一端固定在甲板12的下表面，另一端连接插销装置10，插销装置10的插销11用于与插孔配合，与不同的插孔配合，可以实现相应插销装置10与相应支腿4的相对固定。

更为具体的，当需要将船体1升出水面时，以其中一个支腿4为例，首先伸长伸缩油缸9，使得支腿4向水底伸出；如果伸缩油缸9的单个调节行程不能满足支腿4高度需要变化的要求，可以将多个驱动机构分为两部分，每一部分至少包括一个上述驱动机构；使第一部分驱动机构的插销11抽出插孔，并使第二部分驱动机构的插销11与插孔配合，保持支腿4与船体（甲板12）的相对固定；然后缩回第一部分驱动机构的伸缩油缸9，再将该部分驱动机构的插销11插入上方的插孔内；然后使第二部分驱动机构的插销11抽出插孔，并使第一部分驱动机构的伸缩油缸9伸长，然后将第二部分驱动机构的插销11插入相应位置的插孔；第一部分驱动机构和第二部分驱动机构交替工作，可以使得支腿4到达预定的位置，进而使得船体1脱离水面。比较优选的方案中，一个支腿4周围配置四个驱动机构。

本发明提供的海上作业船进行成桩作业的具体步骤为：

首先，将船体1驶入预定水域的预定位置，然后调节支腿升降装置，使得船体1离开水面；然后调节旋挖钻机2的变幅油缸23以及回转机构，使得钻具25对准所要钻孔的位置，进而进行钻孔作业，将从钻孔中钻取出的钻取物输送至钻取物存储仓5；待到钻孔完毕后，启动吊机3，将储存区7的套筒和金属笼吊运至钻孔处，并将套筒和金属笼放入钻孔内；然后利用清孔水管将钻孔中的残留物冲出钻孔，最后利用周边的混凝土船将混凝土浇入套筒内，从而完成成桩作业。

另外，本发明实施例中的海上作业船的艏部两侧还可以设有艏部侧推装置13，该艏部侧推装置13使得船体1转弯更加灵活，特别是在岛礁密布的水域作业时，这种优势更加明显。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上作业船，包括横向延伸的船体（1）和动力系统，其特征在于，还包括旋挖钻机（2），所述旋挖钻机（2）安装在所述船体（1）艏部的甲板（12）上。

2.根据权利要求1所述的海上作业船，其特征在于，所述旋挖钻机（2）包括底盘（21）、安装在所述底盘（21）上的驾驶室（22）和桅杆（24）、连接所述底盘（21）与所述桅杆（24）的变幅油缸（23）以及连接在所述桅杆（24）上端的钻具；所述底盘（21）与所述船体（1）固定连接。

3.根据权利要求1所述的海上作业船，其特征在于，所述旋挖钻机（2）包括底盘（21）、安装在所述底盘（21）上的驾驶室（22）和桅杆（24）、连接所述底盘（21）与所述桅杆（24）的变幅油缸（23）以及连接在所述桅杆（24）上端的钻具，所述底盘（21）通过回转机构安装在所述船体（1）上。

4.根据权利要求1所述的海上作业船，其特征在于，还包括安装在所述旋挖钻机（2）与船体（1）的生活楼（8）之间的吊机（3）。

5.根据权利要求4所述的海上作业船，其特征在于，所述船体（1）的甲板（12）上还设置有储存区（7）。

6.根据权利要求1所述的海上作业船，其特征在于，还包括钻取物存储仓（5）以及钻取物输送带（6），所述钻取物输送带（6）位于所述旋挖钻机（2）与钻取物存储仓（5）之间。

7.根据权利要求1所述的海上作业船，其特征在于，还包括清孔水管。

8.根据权利要求1-7任一项所述的海上作业船，其特征在于，还包括至少四条支腿（4）以及支腿升降装置，所述支腿（4）沿着垂线方向安装在所述船体（1）的周边，所述支腿升降装置控制所述支腿（4）的升降。

9.根据权利要求8所述的海上作业船，其特征在于，所述支腿升降装置包括多个伸缩油缸（9）和多个插销装置（10）；所述支腿（4）的周向表面开设多个插孔；所述伸缩油缸（9）沿垂线方向设置，且一端固定在所述甲板（12）的下表面，另一端连接所述插销装置（10），所述插销装置（10）的插销（11）用于与所述插孔配合。

10.根据权利要求1-7任一项所述的海上作业船，其特征在于，所述船体（1）的艏部两侧还设有艏部侧推装置（13）。

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