CN113622400B - 超大型智能化海上风电安装作业平台 - Google Patents

超大型智能化海上风电安装作业平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超大型智能化海上风电安装作业平台，包含平台船体、桩体和绕桩起重机，平台船体套设在四根桩体上且能够沿着桩体升降，绕桩起重机套设在一根桩体外侧并且设置在平台船体上侧，桩体包含桩腿和固定在桩腿下端的桩靴，桩靴底部开有若干个出口孔，桩腿的侧壁上开有若干个进口孔，桩腿内设置有连接出口孔和进口孔的连接管路,进口孔内设置有压力分流阀门装置。本发明通过在桩腿和桩靴上开设贯穿通道，从而在桩体拔出过程中，桩靴底部空腔得到上侧海水的及时补充，大大减小了砂层形成负压对桩体的吸附力，从而提高了桩体拔出的效率，降低了系统的功率消耗。

Description

超大型智能化海上风电安装作业平台
技术领域
本发明涉及一种风电安装作业平台，特别是一种超大型智能化海上风电安装作业平台，属于海上风电平台领域。
背景技术
目前风电项目的安装主要依靠风电安装作业平台来进行完成，风电安装平台主要分为悬浮式平台和自升式平台两种，悬浮式平台的船体漂浮在海面上并进行锚固，会受到海浪和海风影响，施工对天气要求高。而自升式平台将平台升至海平面以上，不受海浪和海风影响，大大缩短了风电项目的安装周期。自升式风电平台需要将四根桩体下降至海底砂层内然后进行平台的升降，当项目安装完成后，需要将桩体拔出移动到下个安装地点，由于桩靴埋在砂层内部，沙土对桩靴产生较大的吸附力，影响了桩体拔出的效率，也加速了桩靴的损害变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超大型智能化海上风电安装作业平台，解决桩体拔出吸附力大的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：包含平台船体、桩体和绕桩起重机，平台船体套设在四根桩体上且能够沿着桩体升降，绕桩起重机套设在一根桩体外侧并且设置在平台船体上侧，桩体包含桩腿和固定在桩腿下端的桩靴，桩靴底部开有若干个出口孔，桩腿的侧壁上开有若干个进口孔，桩腿内设置有连接出口孔和进口孔的连接管路, 进口孔内设置有压力分流阀门装置, 压力分流阀门装置包含半球阀板、阀板柱、弹簧、第一卡环和第二卡环，半球阀板为直径与进口孔支管匹配的半球形阀板，阀板柱的一端与半球阀板的圆形底面固定连接，第一卡环和第二卡环的内孔直径小于半球阀板直径，第一卡环固定在进口孔支管位于进口孔的一端，第二卡环固定在进口孔支管位于第二腔室的一端，弹簧套设在阀板柱上并且弹簧位于半球阀板和第二卡环之间。
进一步地，所述若干个出口孔呈环形等间距分布在桩靴的底面上，进口孔数量与出口孔相等并且若干个进口孔沿着桩腿的周向等间距分布，进口孔通过一根或多根连接管路与出口孔连通。
进一步地，所述连接管路包含第一腔室、第二腔室、连接管、出口孔支管和进口孔支管，第一腔室和第二腔室设置在桩腿内并且第一腔室位于第二腔室的下方，第一腔室和第二腔室通过连接管连通，多根出口孔支管分布在第一腔室外侧并且出口孔支管的一端与第一腔室连通，出口孔支管的另一端设置在出口孔上，多根进口孔支管分布在第二腔室外侧，进口孔支管的一端与第二腔室连通，进口孔支管的另一端设置在进口孔上。
进一步地，还包含高压空气压缩机，桩腿内设置有高压空气管路，高压空气管路沿桩腿的轴向设置并且高压空气管路的下端与第二腔室连通，高压空气管路上端设置在桩腿上端外侧并且通过软管接口与软管一端连接，软管另一端连接高压空气压缩机。
进一步地，还包含软管绞盘和绞车，软管绞盘设置在绞车上由绞车驱动软管收放卷，软管盘绕在软管绞盘内。
进一步地，还包含功率控制系统，桩体升降驱动装置上设置有压力传感器，压力传感器实时采集桩体升降驱动装置上的拔桩压力并上传至功率控制系统，功率控制系统判断当前拔桩压力是否大于预设临界值，若大于，则功率控制系统控制高压空气压缩机开启在桩靴底部出气孔进行喷气。
进一步地，所述高压空气压缩机设置有脉冲控制阀门，控制高压空气压缩机输出脉冲式高压气流。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的超大型智能化海上风电安装作业平台通过在桩腿和桩靴上开设贯穿通道，从而在桩体拔出过程中，桩靴底部空腔得到上侧海水的及时补充，大大减小了砂层形成负压对桩体的吸附力，从而提高了桩体拔出的效率，降低了系统的功率消耗；另外，通过设置高压空气压缩机，当拔出仍然困难时，开启高压空气压缩机进行脉冲式的喷气，快速填充砂层空腔的同时直接将砂层打散，方便桩体拔出，并且喷出的空气提供向上浮力的同时空气沿着桩靴边沿向上浮起，从而将桩靴周围砂层松散并且扩大了桩靴表面与砂层间隙，可以轻易将桩体从砂层中拔出；通过自动控制系统实现海水填充和脉冲气体喷射的自由切换，降低整体功耗，实现节能环保。
附图说明
图1是本发明的超大型智能化海上风电安装作业平台的示意图。
图2是本发明的桩体下端示意图。
图3是本发明的桩体下端剖视图。
图4是本发明的压力分流阀门装置的示意图。
具体实施方式
为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的一种超大型智能化海上风电安装作业平台，包含平台船体1、桩体2和绕桩起重机3，平台船体1套设在四根桩体2上且能够沿着桩体2升降，绕桩起重机3套设在一根桩体2外侧并且设置在平台船体1上侧，桩体2包含桩腿4和固定在桩腿下端的桩靴5，桩靴5底部开有若干个出口孔6，桩腿4的侧壁上开有若干个进口孔7，桩腿4内设置有连接出口孔6和进口孔7的连接管路。当桩体2在向上拔起的过程中，桩靴5的底部被抬起，此时由于砂层紧紧包裹在桩靴5的外侧，从而桩靴5底部形成了类似真空的负压效应，将桩靴5紧紧吸附在砂层内，难以拔出，本发明通过一根贯穿至砂层上侧桩腿侧面的连接管路，从而使得上面海水能够填充桩靴5底部的真空部分，从而消除了砂层的负压效应，方便桩体的拔出。
如图2所示，若干个出口孔6呈环形等间距分布在桩靴5的底面上，进口孔7数量与出口孔6相等并且若干个进口孔7沿着桩腿4的周向等间距分布，进口孔7通过一根或多根连接管路与出口孔6连通。
如图3所示，连接管路包含第一腔室8、第二腔室9、连接管10、出口孔支管11和进口孔支管12，第一腔室8和第二腔室9设置在桩腿4内并且第一腔室8位于第二腔室9的下方，第一腔室8和第二腔室9通过连接管10连通，多根出口孔支管11分布在第一腔室8外侧并且出口孔支管11的一端与第一腔室8连通，出口孔支管11的另一端设置在出口孔6上，多根进口孔支管12分布在第二腔室9外侧，进口孔支管12的一端与第二腔室9连通，进口孔支管12的另一端设置在进口孔7上。
进口孔支管12内设置有压力分流阀门装置。如图4所示，压力分流阀门装置包含半球阀板13、阀板柱14、弹簧15、第一卡环16和第二卡环17，半球阀板13为直径与进口孔支管12匹配的半球形阀板13，阀板柱14的一端与半球阀板13的圆形底面固定连接，第一卡环16和第二卡环17的内孔直径小于半球阀板13直径，第一卡环16固定在进口孔支管12位于进口孔的一端，第二卡环17固定在进口孔支管12位于第二腔室的一端，弹簧15套设在阀板柱14上并且弹簧15位于半球阀板13和第二卡环17之间。正常情况下半球阀板13在弹簧15的弹力作用下顶死在第一卡环16内侧将进口孔密封，当桩靴5底部的负压大于弹簧弹力时，半球阀门13被吸附进进口孔支管12中，从而进口孔液体进入到进口孔支管12中，并依次从第二腔室9、连接管10、第一腔室8、出口孔支管11从出口孔中流出，将桩靴5底部负压抵消。
本发明的超大型智能化海上风电安装作业平台还包含高压空气压缩机18、软管绞盘21、绞车和功率控制系统，桩腿4内设置有高压空气管路19，高压空气管路19沿桩腿4的轴向设置并且高压空气管路19的下端与第二腔室9连通，高压空气管路19上端设置在桩腿4上端外侧并且通过软管接口与软管20一端连接，软管20另一端连接高压空气压缩机18。软管绞盘21设置在绞车上由绞车驱动软管收放卷，软管20盘绕在软管绞盘21内。桩体升降驱动装置上设置有压力传感器，压力传感器实时采集桩体升降驱动装置上的拔桩压力并上传至功率控制系统，功率控制系统判断当前拔桩压力是否大于预设临界值，若大于，则功率控制系统控制高压空气压缩机开启在桩靴底部出气孔进行喷气。
高压空气压缩机18设置有脉冲控制阀门，控制高压空气压缩机18输出脉冲式高压气流。
本发明的超大型智能化海上风电安装作业平台通过在桩腿和桩靴上开设贯穿通道，从而在桩体拔出过程中，桩靴底部空腔得到上侧海水的及时补充，大大减小了砂层形成负压对桩体的吸附力，从而提高了桩体拔出的效率，降低了系统的功率消耗；另外，通过设置高压空气压缩机，当拔出仍然困难时，开启高压空气压缩机进行脉冲式的喷气，快速填充砂层空腔的同时直接将砂层打散，方便桩体拔出，并且喷出的空气提供向上浮力的同时空气沿着桩靴边沿向上浮起，从而将桩靴周围砂层松散并且扩大了桩靴表面与砂层间隙，可以轻易将桩体从砂层中拔出；通过自动控制系统实现海水填充和脉冲气体喷射的自由切换，降低整体功耗，实现节能环保。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：包含平台船体、桩体和绕桩起重机，平台船体套设在四根桩体上且能够沿着桩体升降，绕桩起重机套设在一根桩体外侧并且设置在平台船体上侧，桩体包含桩腿和固定在桩腿下端的桩靴，桩靴底部开有若干个出口孔，桩腿的侧壁上开有若干个进口孔，桩腿内设置有连接出口孔和进口孔的连接管路, 进口孔内设置有压力分流阀门装置, 压力分流阀门装置包含半球阀板、阀板柱、弹簧、第一卡环和第二卡环，半球阀板为直径与进口孔支管匹配的半球形阀板，阀板柱的一端与半球阀板的圆形底面固定连接，第一卡环和第二卡环的内孔直径小于半球阀板直径，第一卡环固定在进口孔支管位于进口孔的一端，第二卡环固定在进口孔支管位于第二腔室的一端，弹簧套设在阀板柱上并且弹簧位于半球阀板和第二卡环之间。
2.根据权利要求1所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：所述若干个出口孔呈环形等间距分布在桩靴的底面上，进口孔数量与出口孔相等并且若干个进口孔沿着桩腿的周向等间距分布，进口孔通过一根或多根连接管路与出口孔连通。
3.根据权利要求2所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：所述连接管路包含第一腔室、第二腔室、连接管、出口孔支管和进口孔支管，第一腔室和第二腔室设置在桩腿内并且第一腔室位于第二腔室的下方，第一腔室和第二腔室通过连接管连通，多根出口孔支管分布在第一腔室外侧并且出口孔支管的一端与第一腔室连通，出口孔支管的另一端设置在出口孔上，多根进口孔支管分布在第二腔室外侧，进口孔支管的一端与第二腔室连通，进口孔支管的另一端设置在进口孔上。
4.根据权利要求3所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：还包含高压空气压缩机，桩腿内设置有高压空气管路，高压空气管路沿桩腿的轴向设置并且高压空气管路的下端与第二腔室连通，高压空气管路上端设置在桩腿上端外侧并且通过软管接口与软管一端连接，软管另一端连接高压空气压缩机。
5.根据权利要求4所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：还包含软管绞盘和绞车，软管绞盘设置在绞车上由绞车驱动软管收放卷，软管盘绕在软管绞盘内。
6.根据权利要求5所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：还包含功率控制系统，桩体升降驱动装置上设置有压力传感器，压力传感器实时采集桩体升降驱动装置上的拔桩压力并上传至功率控制系统，功率控制系统判断当前拔桩压力是否大于预设临界值，若大于，则功率控制系统控制高压空气压缩机开启在桩靴底部出气孔进行喷气。
7.根据权利要求4所述的超大型智能化海上风电安装作业平台，其特征在于：所述高压空气压缩机设置有脉冲控制阀门，控制高压空气压缩机输出脉冲式高压气流。
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