CN109914410B - 一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法,包括液压打桩水下打桩设备、打桩锤机构、水位检查及气压控制箱，在液压打桩水下打桩设备上设有锤体、锤帽和替打、水位检测传感器、配重、锤顶供气管、锤顶供气管连接头、多通连接头、锤帽供气管、进油供油管、供油管、回油管、水位检查及气压控制箱、打桩锤动力站、高压空压机控制系统，水位监测传感器实时检测打桩锤机构在水中的深度，液压打桩水下打桩设备整体放入到水中后，通过排气管将打桩锤机构内部的气体排空，使液压打桩水下打桩设备在进行水下打桩的时候阻力减小，本装置设计合理，有效降低装置在水下打桩的阻力，降低设备工作消耗的能量，增加设备的使用寿命。

Description

一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及水下液压打桩技术领域，具体为一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法。

背景技术

液压打桩锤是一种具有效率高、噪声低、污染小、可抗拒恶劣的海上环境等特点的新型打桩设备，主要应用于港口、跨海大桥、海上采油导管架平台、深水结构物、深水采油树及海上风电安装等领域。

深水液压打桩锤的工作水深范围为400～2000m。由于水深压力大、海底地形复杂、环境恶劣及海浪大等因素，用于深水设备安装的深水打桩锤必须能够承超压、抗风浪、抗冲击、抗变形、抗断裂、抗疲劳等，并能克服海底地形干扰，技术水平要求高。

随着海洋工程、深海石油、深海采矿等技术的发展，人类对海洋的探索已转向深海区域。如何实现深水中进行稳定可靠地打桩作业是困扰业界的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法,包括液压打桩水下打桩设备、打桩锤机构、水位检查及气压控制箱，所述液压打桩水下打桩设备上设有打桩锤机构，所述打桩锤机构上设有主打桩柱，主打桩柱的侧壁上设有锤体气体保护导管，锤体气体保护导管通过固定件安装在主打桩柱的侧壁，所述主打桩柱的底端设有连接件A，连接件A的下方设有打桩头，所述主打桩柱的顶端设有连接件B，连接件B的上方设有桩头连接件，所述桩头连接件的上方设有连接头机构，连接头机构上设有进油供油管连接头与锤顶供气管连接头，连接头机构的顶部设有固定连接环，所述液压打桩水下打桩设备上设有打桩锤动力站与高压空压机控制系统，高压空压机控制系统的一侧设有水位检查及气压控制箱，所述高压空压机控制系统与水位检查及气压控制箱之间通过导线连接。

优选的，所述打桩头的两侧侧壁上对称设有配重，所述打桩头的上方设有锤帽，锤帽的一侧设有水位检测传感器，水位检测传感器安装在配重的上方，所述水位检测传感器上设有数据线，数据线的另一端与连接件B侧面的连接端口固定连接，所述配重的一侧设有锤帽供气管，锤帽供气管的一端与锤体气体保护导管连接。

优选的，所述桩头连接件的侧壁中央设有多通连接头，多通连接头与桩头连接件固定连接，多通连接头上的一个连接端头上设有锤顶供气管，锤顶供气管的一端与锤顶供气管连接头固定连接，多通连接头的底部连接端口与打桩柱的侧壁上的锤体气体保护导管固定连接，所述锤体气体保护导管的底端与锤帽连通。

优选的，所述高压空压机控制系统的外部设有电子控制板，高压空压机控制系统的内部设有高压空压机气动站，电源控制系统，数字显示仪表系统，阀值电路系统与控制电路系统。

优选的，所述水位检查及气压控制箱的中间设有气阀，气阀的两端通过导气管与水位检查及气压控制箱固定连接，所述气阀的一侧设有，空气系统，顶盖供气口，套管供气管，蜂鸣器，气阀的另一侧设有三个压力变送器，所述水位检查及气压控制箱的底部一侧设有压缩机控制器连接头，压缩机控制器连接头通过数据线与水位检查及气压控制箱连接，所述水位检查及气压控制箱的底部另一侧设有220V外接电源插头，220V外接电源插头通过导线与水位检查及气压控制箱接通。

优选的，所述配重的两侧对称设有固定连接件，固定连接件上设有螺丝孔，所述固定连接件与配重本体为一体结构。

优选的，所述打桩锤动力站上设有打桩锤操控系统，打桩锤操控系统分别与连接件B与水位检查及气压控制箱之间设有并线。

优选的，所述多通连接头与高压空压机气动站之间设有排气管。

优选的，所述进油供油管连接头与打桩锤动力站之间设有供油管，所述打桩锤动力站与锤顶供气管连接头之间设有回油管。

优选的，一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法，其使用方法包括以下步骤：

A、首先将液压打桩水下打桩设备上的打桩锤机构放到水下，打桩头侧壁上的水位检测传感器检测打桩锤机构端头浸没在水中的深度；

B、高压空压机控制系统通过排气管将打桩锤机构内部的空气排出；

C、打桩锤动力站通过供油管为打桩锤机构提供动力，打桩锤机构通过回油管将打桩锤动力站提供动力后的油返回到打桩锤动力站；

D、打桩锤动力站与高压空压机控制系统协同工作，为打桩锤机构提供动力，驱动打桩锤机构进行水下打桩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)打桩头4的两侧侧壁上对称设有配重6，使打桩头4整体的质量增加，使打桩头进行打桩的时候向下冲击的速度增加，提高打桩效率；

(2)本装置设计合理，有效降低装置在水下打桩的阻力，降低设备工

作消耗的能量，增加设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明液压打桩水下打桩设备结构示意图；

图2为本发明水位检查及气压控制箱结构示意图；

图3为本发明高压空压机气动站示意图；

图4为本发明配重示意图；

图5为本发明水位检测传感器示意图。

图中：1、液压打桩水下打桩设备；2、锤体壳；3、桩头连接件；4、打桩头；5、水位检测传感器；6、锤帽；7、锤顶供气管；8、锤体气体保护导管；9、进油供油管连接头；10、固定连接环；11、锤顶供气管连接头；12、多通连接头；13、锤帽供气管；14、进油供油管；15、供油管；16、回油管；17、水位检查及气压控制箱；18、打桩锤动力站；19、高压空压机控制系统；20、220V外接电源插头；21、压力变送器；22、空气系统；23、气阀；24、顶盖供气口；25、套管供气管；26、蜂鸣器；27、压缩机控制器连接头；28、打桩锤操控系统；29、高压空压机气动站；30、连接件A；31、连接件B；32、打桩锤机构；33、排气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5,本发明提供一种技术方案：一种液压打桩水下打桩设备,包括液压打桩水下打桩设备1、打桩锤机构32、水位检查及气压控制箱17，液压打桩水下打桩设备1上设有打桩锤机构32，打桩锤机构32上设有主打桩柱2，主打桩柱2的侧壁上设有锤体气体保护导管8，锤体气体保护导管8通过固定件安装在主打桩柱2的侧壁，主打桩柱2的底端设有连接件A30。

连接件A30的下方设有打桩头4，打桩头4的两侧侧壁上对称设有配重，所述配重的一侧设有锤帽供气管13，锤帽供气管13的一端与锤体气体保护导管8连接，使打桩头4整体的质量增加，使打桩头进行打桩的时候向下冲击的速度增加，提高打桩效率，配重的两侧对称设有固定连接件，固定连接件上设有螺丝孔，固定连接件与配重本体为一体结构，配重通过两侧的固定连接件与打桩头4固定连接，在打桩头4的上方设有锤帽，锤帽的一侧设有水位检测传感器5，水位检测传感器5安装在配重的上方，水位检测传感器5上设有数据线，数据线的另一端与连接件B31侧面的连接端口固定连接。

主打桩柱2的顶端设有连接件B31，连接件B31的上方设有桩头连接件3，桩头连接件3的侧壁中央设有多通连接头12，多通连接头12与桩头连接件3固定连接，多通连接头12上的一个连接端头上设有锤顶供气管7，锤顶供气管7的一端与锤顶供气管连接头11固定连接，多通连接头12的底部连接端口与打桩柱的侧壁上的锤体气体保护导管8固定连接，锤体气体保护导管8的底端与锤帽连通。

桩头连接件3的上方设有连接头机构，连接头机构上设有进油供油管连接头9与锤顶供气管连接头11，连接头机构的顶部设有固定连接环10，液压打桩水下打桩设备1上设有打桩锤动力站18与高压空压机控制系统19，高压空压机控制系统19的外部设有电子控制板，高压空压机控制系统19的内部设有高压空压机气动站29，电源控制系统，数字显示仪表系统，阀值电路系统与控制电路系统，进油供油管连接头9与打桩锤动力站18之间设有供油管15，打桩锤动力站18与锤顶供气管连接头之间设有回油管16。

高压空压机控制系统19的一侧设有水位检查及气压控制箱17，水位检查及气压控制箱17的中间设有气阀23，气阀23的两端通过导气管与水位检查及气压控制箱17固定连接，气阀23的一侧设有，空气系统22，顶盖供气口24，套管供气管25，蜂鸣器26，空气系统22用于切换模式，顶盖供气口24与套管供气管25用于控制供气以及控制电磁阀，从而控制气压大小，在气阀23的另一侧设有三个压力变送器21，水位检查及气压控制箱17的底部一侧设有压缩机控制器连接头27，压缩机控制器连接头27通过数据线与水位检查及气压控制箱17连接，水位检查及气压控制箱17的底部另一侧设有220V外接电源插头20，220V外接电源插头20通过导线与水位检查及气压控制箱17接通，根据水位压的情况，对饮的压力需要抵消水的压强，在压力变送器21中设定所需要的最高压力，当达到最高压力的时候，将停止供气，根据水位压的情况，对饮的压力需要抵消水的压强，在压力变送器21中设定所需要的最高压力，当达到最高压力的时候，将停止供气。

高压空压机控制系统19与水位检查及气压控制箱17之间通过导线连接，打桩锤动力站18上设有打桩锤操控系统28，多通连接头12与高压空压机气动站28之间设有排气管33，通过排气管33将打桩锤机构32内部的空气排出，使打桩锤机构32在进行水下打桩的时候降低打桩时候的阻力打桩锤操控系统28分别与连接件B31与水位检查及气压控制箱17之间设有并线。

液压打桩水下打桩设备1进行打桩的时候，首先将液压打桩水下打桩设备1上的打桩锤机构32放到水下，打桩头4侧壁上的水位检测传感器5检测打桩锤机构32端头浸没在水中的深度，高压空压机控制系统19通过排气管22将打桩锤机构32内部的空气排出，打桩锤动力站18通过供油管15为打桩锤机构32提供动力，打桩锤机构32通过回油管16将打桩锤动力站18提供动力后的油返回到打桩锤动力站18，打桩锤动力站18与高压空压机控制系统19协同工作，为打桩锤机构32提供动力，驱动打桩锤机构32进行水下打桩。

本装置设计合理，有效降低装置在水下打桩的阻力，降低设备工作消耗的能量，增加设备的使用寿命。

一种液压打桩水下打桩设备，其使用方法包括以下步骤：

A、首先将液压打桩水下打桩设备1上的打桩锤机构32放到水下，打桩头4侧壁上的水位检测传感器5检测打桩锤机构32端头浸没在水中的深度；

B、高压空压机控制系统19通过排气管22将打桩锤机构32内部的空气排出；

C、打桩锤动力站18通过供油管15为打桩锤机构32提供动力，打桩锤机构32通过回油管16将打桩锤动力站18提供动力后的油返回到打桩锤动力站18；

D、打桩锤动力站18与高压空压机控制系统19协同工作，为打桩锤机构32提供动力，驱动打桩锤机构32进行水下打桩。

本发明的有益效果是：

本装置设计合理，有效降低装置在水下打桩的阻力，降低设备工作消耗的能量，增加设备的使用寿命。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种液压打桩水下打桩设备,包括液压打桩水下打桩设备（1）、打桩锤机构（32）、水位检查及气压控制箱（17），其特征在于：所述液压打桩水下打桩设备（1）上设有打桩锤机构（32），所述打桩锤机构（32）上设有锤体壳（2），锤体壳（2）的侧壁上设有锤体气体保护导管（8），锤体气体保护导管（8）通过固定件安装在锤体壳（2）的侧壁，所述锤体壳（2）的底端设有连接件A（30），连接件A（30）的下方设有打桩头（4），所述锤体壳（2）的顶端设有连接件B（31），连接件B（31）的上方设有桩头连接件（3），所述桩头连接件（3）的上方设有连接头机构，连接头机构上设有进油供油管连接头（9）与锤顶供气管连接头（11），连接头机构的顶部设有固定连接环（10），所述液压打桩水下打桩设备（1）上设有打桩锤动力站（18）与高压空压机控制系统（19），高压空压机控制系统（19）的一侧设有水位检查及气压控制箱（17），所述高压空压机控制系统（19）与水位检查及气压控制箱（17）之间通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述打桩头（4）的两侧侧壁上对称设有锤帽（6），所述打桩头（4）的上方设有锤帽，锤帽的一侧设有水位检测传感器（5），水位检测传感器（5）安装在锤帽（6）的上方，所述水位检测传感器（5）上设有数据线，数据线的另一端与连接件B（31）侧面的连接端口固定连接，所述锤帽（6）的一侧设有锤帽供气管（13），锤帽供气管（13）的一端与锤体气体保护导管（8）连接。

3.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述桩头连接件（3）的侧壁中央设有多通连接头（12），多通连接头（12）与桩头连接件（3）固定连接，多通连接头（12）上的一个连接端头上设有锤顶供气管（7），锤顶供气管（7）的一端与锤顶供气管连接头（11）固定连接，多通连接头（12）的底部连接端口与打桩柱的侧壁上的锤体气体保护导管（8）固定连接，所述锤体气体保护导管（8）的底端与锤帽连通。

4.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述高压空压机控制系统（19）的外部设有电子控制板，高压空压机控制系统（19）的内部设有高压空压机气动站（29），电源控制系统，数字显示仪表系统，阀值电路系统与控制电路系统。

5.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述水位检查及气压控制箱（17）的中间设有气阀（23），气阀（23）的两端通过导气管与水位检查及气压控制箱（17）固定连接，所述气阀（23）的一侧设有，空气系统（22），顶盖供气口（24），套管供气管（25），蜂鸣器（26），气阀（23）的另一侧设有三个压力变送器（21），所述水位检查及气压控制箱（17）的底部一侧设有压缩机控制器连接头（27），压缩机控制器连接头（27）通过数据线与水位检查及气压控制箱（17）连接，所述水位检查及气压控制箱（17）的底部另一侧设有220V外接电源插头（20），220V外接电源插头（20）通过导线与水位检查及气压控制箱（17）接通。

6.根据权利要求2所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述锤帽（6）的两侧对称设有固定连接件，固定连接件上设有螺丝孔，所述固定连接件与配重本体为一体结构。

7.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备及其控制方法，其特征在于：所述打桩锤动力站（18）上设有打桩锤操控系统（28），打桩锤操控系统（28）分别与连接件B（31）与水位检查及气压控制箱（17）之间设有并线。

8.根据权利要求3所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述多通连接头（12）与高压空压机气动站（28）之间设有排气管（33）。

9.根据权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其特征在于：所述进油供油管连接头（9）与打桩锤动力站（18）之间设有供油管（15），所述打桩锤动力站（18）与锤顶供气管连接头之间设有回油管（16）。

10.实现权利要求1所述的一种液压打桩水下打桩设备，其使用方法包括以下步骤：

A、首先将液压打桩水下打桩设备（1）上的打桩锤机构（32）放到水下，打桩头（4）侧壁上的水位检测传感器（5）检测打桩锤机构（32）端头浸没在水中的深度；

B、高压空压机控制系统（19）通过排气管（22）将打桩锤机构（32）内部的空气排出；

C、打桩锤动力站（18）通过供油管（15）为打桩锤机构（32）提供动力，打桩锤机构（32）通过回油管（16）将打桩锤动力站（18）提供动力后的油返回到打桩锤动力站（18）；

D、打桩锤动力站（18）与高压空压机控制系统（19）协同工作，为打桩锤机构（32）提供动力，驱动打桩锤机构（32）进行水下打桩。

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