CN113650741A - 一种自浮拖航海上风电浮式基础及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自浮拖航海上风电浮式基础，主浮筒的一侧均通过螺栓固定有固定块，固定块的底部通过螺栓固定有侧绳，侧绳的底部通过螺栓固定有第一固定座，通过侧绳对装置进行加固，提高装置安装的稳定性，主浮筒之间通过螺栓固定有连接杆，主浮筒为整个装置提供主要的浮力，便于其他设备的安装，主浮筒的一侧均通过螺栓固定有连杆，连杆之间通过螺栓固定有导向环，导向环内设有平衡机构，解决目前海上风机浮式基础中锚固系统一侧的绳索在浮式基础遭受冲击时会承受较大的拉力，导致绳索使用寿命降低的问题。

Description

一种自浮拖航海上风电浮式基础及其施工方法
技术领域
本发明属于海上风电基础技术领域，涉及一种自浮拖航海上风电浮式基础及其施工方法。
背景技术
众所周知，随着水深的增加，桩承式基础等固定式基础的成本会越来越高，特别是当水深超过50m之后，而浮式基础则是利用锚固系统将浮体结构锚定于海床，并作为安装风电机组的基础平台，从而利用海风进行发电，特别适用于水深50m以上的海域，具有成本较低、运输方便的优点，海上风电机组浮式基础是由海上采油平台基础发展而来，具有较高的发展前景。
现有的风机浮式基础安装位置可以移动，并且便于拆除，可安装在风能更丰富的较深海域，不一定局限在面积有限的浅水大陆架，而且相比较来说，浮式基础适用海域范围远大于浅海地区，然而目前使用的浮式基础在遭受海浪冲击时，锚固系统中一侧的绳索在基础遭受冲击时会承受较大的拉力，从而保持基础的平稳，然而却缩短了绳索的使用寿命，为此提出一种浮拖航海上风电浮式基础及其施工方法用于解决上述所提出的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决目前海上风机浮式基础中锚固系统一侧的绳索在浮式基础遭受冲击时会承受较大的拉力，会导致绳索使用寿命降低的问题，提供一种自浮拖航海上风电浮式基础及其施工方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自浮拖航海上风电浮式基础，包括多个主浮筒，所述主浮筒之间固定连接有连接杆，所述主浮筒的一侧均固定连接有连杆，连杆之间固定连接有导向环，导向环内设有平衡机构，所述平衡机构包括插杆，插杆滑动连接在导向环内，所述插杆的顶部固定连接有固定浮筒，所述插杆的一侧开设有两个安装槽，安装槽内分别活动连接有第一固定杆和第二固定杆，且第二固定杆位于第一固定杆的上方，所述第一固定杆的一侧活动连接有两个连接架，且连接架位于插杆的两侧，连接架的另一端与第二固定杆转动连接，所述第二固定杆的一端活动连接有浮板，所述第二固定杆的另一端固定连接有转向尾，所述第一固定杆的底部固定连接有两个调节浮筒，且调节浮筒位于插杆的两侧，所述主浮筒的顶部均固定连接有支撑柱，支撑柱的一侧均固定连接有支撑杆，支撑杆之间固定连接有安装板，安装板的上表面固定连接有安装座，所述主浮筒的底部均固定连接有第二连接环，第二连接环的一侧设有第一连接环，第一连接环的一侧固定连接有连接绳，连接绳的底部固定连接有第二螺纹杆，第二螺纹杆的一侧螺纹连接有锁紧套，锁紧套的另一端内螺纹连接有第一螺纹杆，第一螺纹杆的底部固定连接有钢丝绳，钢丝绳的另一端的固定连接有第二固定座。
进一步的，所述锁紧套的一侧开设有插孔，且插孔贯穿锁紧套。
在前述方案的基础上，所述插杆的一侧设有防冲机构，所述防冲机构包括固定板，固定板的一侧固定连接有固定架，固定架的两端活动连接有摆动架，摆动架的一侧活动连接有第二摆动板，所述摆动架的上表面活动连接有推杆，推杆的另一端与第二固定杆转动连接。
作为本发明再进一步的方案，所述支撑柱的圆周外壁均固定连接有两个支架，且支架相对两个之间活动连接有转动杆，转动杆的一侧固定连接有第一摆动板，第一摆动板的另一侧固定连接有浮杆。
进一步的，所述主浮筒的一侧均固定连接有固定块，固定块的底部固定连接有侧绳，侧绳的底部固定连接有第一固定座。
在前述方案的基础上，所述插杆的底部固定连接有配重块。
作为本发明再进一步的方案，所述连接杆其中一个的一侧固定连接有两个拖环。
本发明还提出一种自浮拖航海上风电浮式基础的施工方法，包括以下步骤：
S1、首先将产品在陆地进行制作并安装，并选择合适天气将产品运输至海边下海，随后通过运输船将产品拖运至作业海域；
S2、将锁紧套与第二螺纹杆连接但不要锁紧，然后将第二固定座嵌入海底进行固定，随后将第一螺纹杆与第二螺纹杆进行连接，然后转动锁紧套使第一螺纹杆和第二螺纹杆靠近，将连接绳和钢丝绳张紧；
S3、将侧绳固定在固定块上，然后将侧绳底部的第一固定座嵌入海底进行固定，同时保持侧绳与主浮筒之间的角度为15°～45°；
S4、将外部风力发电机构固定在安装座上进行测试使用。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，通过在装置内安装平衡机构的设置，使得调节浮筒的浮力产生变化后，装置面向海浪的一侧的浮力减小，另一侧增加，从而避免了面向海浪一侧的侧绳、钢丝绳和连接绳受力变大的问题，提高侧绳、钢丝绳和连接绳的使用寿命。
2、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，通过在插杆的一侧安装防冲机构的设置，使得第一固定杆摆动的同时，通过推杆带动摆动架上下摆动，而第二摆动板在摆动架内摆动，从而分散海面下暗涌的力量，减少暗涌对装置的冲击，增加装置的稳定性。
3、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，通过浮杆和第一把摆动板的配合使用，使得海浪吹来时，第一摆动板跟随海浪摆动，对海浪的冲击力进行分散，降低了海浪的冲击力，进一步提高装置的稳定性。
4、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，通过在第一螺纹杆、第二螺纹杆和紧锁套的配合使用，使得在对连接绳和钢丝绳进行连接时，转动锁紧套，从而在第一螺纹杆和第二螺纹杆的作用下使连接绳和钢丝绳进行张紧，提高了装置的安装效率。
5、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，通过在主浮筒的一侧安装侧绳的设置，使得装置在进行固定时，能够通过侧绳对装置进行加固，加强装置的稳定性。
6、本发明所公开的一种自浮拖航海上风电浮式基础，结构紧凑，操作简单，能够平衡装置中侧绳、钢丝绳和连接绳之间的拉力，提高侧绳、钢丝绳和连接绳的使用寿命，同时能够利用第二摆动板在摆动架内摆动来减少暗涌对装置的冲击，增加装置的稳定性，并且通过第一摆动杆的摆动降低海浪的冲击，进一步提高装置的稳定性。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础的主视图；
图2为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础的后视图；
图3为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础的局部剖视图；
图4为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础中平衡机构结构示意图；
图5为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础中防冲机构结构示意图；
图6为本发明一种自浮拖航海上风电浮式基础中锁紧套剖视结构示意图。
附图标记：1、连接杆；2、主浮筒；3、固定块；4、侧绳；5、第一固定座；6、支撑柱；7、支架；8、第一摆动板；9、浮杆；10、支撑杆；11、安装座；12、安装板；13、转动杆；14、第二固定座；15、钢丝绳；16、第一螺纹杆；17、锁紧套；18、第二螺纹杆；19、连接绳；20、第一连接环；21、第二连接环；22、拖环；23、配重块；24、导向环；25、连杆；26、平衡机构；27、防冲机构；28、插杆；29、调节浮筒；30、第一固定杆；31、浮板；32、第二固定杆；33、固定浮筒；34、转向尾；35、连接架；36、安装槽；37、推杆；38、第二摆动板；39、摆动架；40、固定架；41、固定板；42、插孔。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图1-图6所示，一种自浮拖航海上风电浮式基础，包括多个主浮筒2，主浮筒2之间通过螺栓固定有连接杆1，主浮筒2为整个装置提供主要的浮力，便于其他设备的安装，主浮筒2的一侧均通过螺栓固定有连杆25，连杆25之间通过螺栓固定有导向环24，导向环24内设有平衡机构26。
本发明中，平衡机构26包括插杆28，插杆28滑动连接在导向环24内，导向环24起到限位的作用，插杆28能够在导向环24内进行转动和滑动，插杆28的顶部通过螺栓固定有固定浮筒33，插杆28的一侧开设有两个安装槽36，安装槽36内分别转动连接有第一固定杆30和第二固定杆32，且第二固定杆32位于第一固定杆30的上方，第一固定杆30的一侧转动连接有两个连接架35，且连接架35位于插杆28的两侧，连接架35的另一端与第二固定杆32转动连接，第二固定杆32的一端转动连接有浮板31，浮板31能够漂浮在海面，并随海浪进行浮动，第二固定杆32的另一端通过螺栓固定有转向尾34，在转向尾34的作用下，使得浮板31保持面向海浪。
第一固定杆30的底部通过螺栓固定有两个调节浮筒29，且调节浮筒29位于插杆28的两侧，海浪将浮板31顶起时，浮板31带动第二固定杆32的一端升起，并通过连接架35拉动第二固定杆32上一侧的调节浮筒29上升，使得第一固定杆30另一端的调节浮筒29下降，主浮筒2的顶部均通过螺栓固定有支撑柱6，支撑柱6的一侧均通过螺栓固定有支撑杆10，支撑杆10之间通过螺栓固定有安装板12，安装板12的上表面通过螺栓固定有安装座11，主浮筒2的底部均通过螺栓固定有第二连接环21，第二连接环21的一侧设有第一连接环20，第一连接环20的一侧通过螺栓固定有连接绳19，连接绳19的底部通过螺栓固定有第二螺纹杆18，第二螺纹杆18的一侧螺纹连接有锁紧套17，锁紧套17的另一端内螺纹连接有第一螺纹杆16，第一螺纹杆16的底部通过螺栓固定有钢丝绳15，钢丝绳15的另一端的通过螺栓固定有第二固定座14，对连接绳19和钢丝绳15进行连接时，转动锁紧套17，从而在第一螺纹杆16和第二螺纹杆18的作用下使连接绳19和钢丝绳15进行张紧。
实施例二
参照图1-图6，本发明提供一种新的技术方案，一种自浮拖航海上风电浮式基础，包括多个主浮筒2，主浮筒2的一侧均通过螺栓固定有固定块3，固定块3的底部通过螺栓固定有侧绳4，侧绳4的底部通过螺栓固定有第一固定座5，通过侧绳4对装置进行加固，提高装置安装的稳定性，主浮筒2之间通过螺栓固定有连接杆1，主浮筒2为整个装置提供主要的浮力，便于其他设备的安装，主浮筒2的一侧均通过螺栓固定有连杆25，连杆25之间通过螺栓固定有导向环24，导向环24内设有平衡机构26；
本发明中，平衡机构26包括插杆28，插杆28的一侧设有防冲机构27，防冲机构27包括固定板41，固定板41的一侧通过螺栓固定有固定架40，固定架40的两端转动连接有摆动架39，摆动架39的一侧转动连接有第二摆动板38，摆动架39的上表面转动连接有推杆37，推杆37的另一端与第二固定杆32转动连接，在第一固定杆30摆动时，推杆37带动摆动架39上下摆动，而第二摆动板38在摆动架39内摆动，从而分散海面下暗涌的力量，减少暗涌对装置的冲击，插杆28滑动连接在导向环24内，导向环24起到限位的作用，插杆28能够在导向环24内进行转动和滑动，插杆28的顶部通过螺栓固定有固定浮筒33，插杆28的一侧开设有两个安装槽36，安装槽36内分别转动连接有第一固定杆30和第二固定杆32，且第二固定杆32位于第一固定杆30的上方，第一固定杆30的一侧转动连接有两个连接架35，且连接架35位于插杆28的两侧，连接架35的另一端与第二固定杆32转动连接，第二固定杆32的一端转动连接有浮板31，浮板31能够漂浮在海面，并随海浪进行浮动，第二固定杆32的另一端通过螺栓固定有转向尾34，在转向尾34的作用下，使得浮板31保持面向海浪，第一固定杆30的底部通过螺栓固定有两个调节浮筒29，且调节浮筒29位于插杆28的两侧，海浪将浮板31顶起时，浮板31带动第二固定杆32的一端升起，并通过连接架35拉动第二固定杆32上一侧的调节浮筒29上升，使得第一固定杆30另一端的调节浮筒29下降，主浮筒2的顶部均通过螺栓固定有支撑柱6，支撑柱6的一侧均通过螺栓固定有支撑杆10，支撑杆10之间通过螺栓固定有安装板12，安装板12的上表面通过螺栓固定有安装座11，主浮筒2的底部均通过螺栓固定有第二连接环21，第二连接环21的一侧设有第一连接环20，第一连接环20的一侧通过螺栓固定有连接绳19，连接绳19的底部通过螺栓固定有第二螺纹杆18，第二螺纹杆18的一侧螺纹连接有锁紧套17。
本发明中，锁紧套17的一侧开设有插孔42，且插孔42贯穿锁紧套17，通过插孔42方便工作人员对锁紧套17的转动，锁紧套17的另一端内螺纹连接有第一螺纹杆16，第一螺纹杆16的底部通过螺栓固定有钢丝绳15，钢丝绳15的另一端的通过螺栓固定有第二固定座14，对连接绳19和钢丝绳15进行连接时，转动锁紧套17，从而在第一螺纹杆16和第二螺纹杆18的作用下使连接绳19和钢丝绳15进行张紧。
本发明中，支撑柱6的圆周外壁均通过螺栓固定有两个支架7，且支架7相对两个之间转动连接有转动杆13，转动杆13的一侧通过螺栓固定有第一摆动板8，第一摆动板8的另一侧通过螺栓固定有浮杆9，第一摆动板8能够跟随海浪摆动，对海浪的冲击力进行分散，降低了海浪的冲击力，插杆28的底部通过螺栓固定有配重块23，配重块23能够平衡平衡机构26的浮力，连接杆1其中一个的一侧通过螺栓固定有两个拖环22，通过拖环22方便运输船对装置的移动。
实施例二相对于实施例一的优点在于：
一、通过第二摆动板38在摆动架39内的摆动，从而分散了海面下暗涌的力量，减少暗涌对装置的冲击，提高装置的稳定性；
二、通过在主浮筒2的一侧安装侧绳4的设置，使得装置安装的更加稳定，分担了钢丝绳15和连接绳19的张力；
三、通过第一摆动板8的使用，使得第一摆动板8在浮杆9的作用下能够跟随海浪摆动，对海浪的冲击力进行分散，降低了海浪的冲击力。
一种自浮拖航海上风电浮式基础的施工方法，包括如下步骤：
S1、首先将产品在陆地进行制作并安装，并选择合适天气将产品运输至海边下海，随后通过运输船将产品拖运至作业海域；
S2、将锁紧套17与第二螺纹杆18连接但不要锁紧，然后将第二固定座14嵌入海底进行固定，随后将第一螺纹杆16与第二螺纹杆18进行连接，然后转动锁紧套17使第一螺纹杆16和第二螺纹杆18靠近，将连接绳19和钢丝绳15张紧；
S3、将侧绳4固定在固定块3上，然后将侧绳4底部的第一固定座5嵌入海底进行固定，同时保持侧绳4与主浮筒2之间的角度为15°～45°；
S4、将外部风力发电机构固定在安装座11上，然后进行测试使用。
该自浮拖航海上风电浮式基础使用时，固定浮筒33跟随海平面高度使平衡机构26上的浮板31与海平面齐平，当海浪吹向装置的一侧时，装置的一侧受到冲击，使得一侧底部的侧绳4、钢丝绳15和连接绳19受力张紧，同时海浪将浮板31顶起，浮板31带动第二固定杆32的一端升起，并通过连接架35拉动第二固定杆32上一侧的调节浮筒29上升，使得第一固定杆30另一端的调节浮筒29下降，由于调节浮筒29出现高度差，从而使两侧调节浮筒29的浮力产生变化，使得装置面向海浪的一侧的浮力减小，另一侧浮力增加，从而避免了面向海浪一侧的侧绳4、钢丝绳15和连接绳19受力变大的问题，提高侧绳4、钢丝绳15和连接绳19的使用寿命。
同时在转向尾34的作用下，使浮板31保持面向海浪，而在第一固定杆30摆动的同时，通过推杆37带动摆动架39上下摆动，而第二摆动板38在摆动架39内摆动，从而分散海面下暗涌的力量，减少暗涌对装置的冲击，增加装置的稳定性，同时第一摆动板8的一侧在浮杆9的作用下与海平面保持一齐，当海浪吹来时，第一摆动板8跟随海浪摆动，对海浪的冲击力进行分散，降低了海浪的冲击力，进一步提高装置的稳定性，而当装置在对连接绳19和钢丝绳15进行连接时，转动锁紧套17，从而在第一螺纹杆16和第二螺纹杆18的作用下使连接绳19和钢丝绳15进行张紧，提高了装置的安装效率，同时通过配重块23降低装置的重心，避免装置的晃动。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种自浮拖航海上风电浮式基础，包括多个主浮筒(2)，其特征在于，所述主浮筒(2)之间固定连接有连接杆(1)，所述主浮筒(2)的一侧均固定连接有连杆(25)，连杆(25)之间固定连接有导向环(24)，导向环(24)内设有平衡机构(26)，所述平衡机构(26)包括插杆(28)，插杆(28)滑动连接在导向环(24)内，所述插杆(28)的顶部固定连接有固定浮筒(33)，所述插杆(28)的一侧开设有两个安装槽(36)，安装槽(36)内分别活动连接有第一固定杆(30)和第二固定杆(32)，且第二固定杆(32)位于第一固定杆(30)的上方，所述第一固定杆(30)的一侧活动连接有两个连接架(35)，且连接架(35)位于插杆(28)的两侧，连接架(35)的另一端与第二固定杆(32)转动连接，所述第二固定杆(32)的一端活动连接有浮板(31)，所述第二固定杆(32)的另一端固定连接有转向尾(34)，所述第一固定杆(30)的底部固定连接有两个调节浮筒(29)，且调节浮筒(29)位于插杆(28)的两侧，所述主浮筒(2)的顶部均固定连接有支撑柱(6)，支撑柱(6)的一侧均固定连接有支撑杆(10)，支撑杆(10)之间固定连接有安装板(12)，安装板(12)的上表面固定连接有安装座(11)，所述主浮筒(2)的底部均固定连接有第二连接环(21)，第二连接环(21)的一侧设有第一连接环(20)，第一连接环(20)的一侧固定连接有连接绳(19)，连接绳(19)的底部固定连接有第二螺纹杆(18)，第二螺纹杆(18)的一侧螺纹连接有锁紧套(17)，锁紧套(17)的另一端内螺纹连接有第一螺纹杆(16)，第一螺纹杆(16)的底部固定连接有钢丝绳(15)，钢丝绳(15)的另一端的固定连接有第二固定座(14)。
2.根据权利要求1所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述锁紧套(17)的一侧开设有插孔(42)，且插孔(42)贯穿锁紧套(17)。
3.根据权利要求1所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述插杆(28)的一侧设有防冲机构(27)，所述防冲机构(27)包括固定板(41)，固定板(41)的一侧固定连接有固定架(40)，固定架(40)的两端活动连接有摆动架(39)，摆动架(39)的一侧活动连接有第二摆动板(38)，所述摆动架(39)的上表面活动连接有推杆(37)，推杆(37)的另一端与第二固定杆(32)转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述支撑柱(6)的圆周外壁均固定连接有两个支架(7)，且支架(7)相对两个之间活动连接有转动杆(13)，转动杆(13)的一侧固定连接有第一摆动板(8)，第一摆动板(8)的另一侧固定连接有浮杆(9)。
5.根据权利要求1所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述主浮筒(2)的一侧均固定连接有固定块(3)，固定块(3)的底部固定连接有侧绳(4)，侧绳(4)的底部固定连接有第一固定座(5)。
6.根据权利要求1所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述插杆(28)的底部固定连接有配重块(23)。
7.根据权利要求6所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础，其特征在于，所述连接杆(1)其中一个的一侧固定连接有两个拖环(22)。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种自浮拖航海上风电浮式基础的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将产品在陆地进行制作并安装，并选择合适天气将产品运输至海边下海，随后通过运输船将产品拖运至作业海域；
S2、将锁紧套(17)与第二螺纹杆(18)连接但不要锁紧，然后将第二固定座(14)嵌入海底进行固定，随后将第一螺纹杆(16)与第二螺纹杆(18)进行连接，然后转动锁紧套(17)使第一螺纹杆(16)和第二螺纹杆(18)靠近，将连接绳(19)和钢丝绳(15)张紧；
S3、将侧绳(4)固定在固定块(3)上，然后将侧绳(4)底部的第一固定座(5)嵌入海底进行固定，同时保持侧绳(4)与主浮筒(2)之间的角度为15°-45°；
S4、将外部风力发电机构固定在安装座(11)上进行测试使用。
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