CN116054031A - 一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，包括以下步骤：S1、确定海缆的动态段长度，并根据海缆动态段的长度确定稳缆工装的个数。确定海缆的布置位置，根据海缆的布置位置确定每个稳缆工装的安装位置，安装位置为每个稳缆工装的预定桩位。S2、依次将多个稳缆工装沉桩入海床面。S3、将海缆敷缆船接缆并装船运输，将海缆的动态段与多个稳缆工装固定连接，并在海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器。S4、将海缆从最末位的稳缆工装处牵引至基础平台并固定；将海缆与风机连接，完成海缆的动态段的保护施工。本申请通过对动态段海缆采用合理的保护方式，避免动态段海缆因在海流作用下受到外力破坏，可有效阻止动态段海缆出泥段的移动，从而避免海缆出现磨损、变形、振动。对我国深远海漂浮式海上风电发展具有重要意义。
Description
技术领域
本申请涉及海上发电技术领域，具体而言，涉及一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法。
背景技术
深远海漂浮式海上风电场因风能资源丰富，稳定性好，湍流强度小，风切变小，占用土地资源较小，噪声污染小等优势成为海上风电的发展热点。国内在探索深远海漂浮式风电大规模集群发展方向的同时将无一例外面临动态段海缆保护的难题。高压海缆直径大，单位长度重量重、允许曲率小，而漂浮式海上风电与传统海上风电相比存在动态海缆段。动态海缆段在水流作用下做不规则运动，采用传统海缆保护方式难以保证海缆的安全，一旦发生故障将造成重大损失。经估算，一个装机容量为40万千瓦的海上风电场，因故停机一天损失约为340万元。
综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其能够有效避免动态段海缆入泥段受损或故障，提高海缆安全性。
本发明具体提供了一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，包括以下步骤：
S1、确定海缆的动态段长度，并根据所述海缆动态段的长度确定稳缆工装的个数。确定所述海缆的布置位置，根据所述海缆的布置位置确定每个所述稳缆工装的安装位置。
S2、依次将多个所述稳缆工装沉桩入海床面。
S3、将所述海缆的动态段与多个所述稳缆工装固定连接，并在所述海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器。
S4、将所述海缆从最末位的所述稳缆工装处牵引至基础平台并固定。将所述海缆与风机连接，完成所述海缆的动态段的保护施工。
在一种实施方式中，所述稳缆工装包括远泥端喇叭口和近泥端喇叭口。
在一种实施方式中，在步骤S3中，所述将所述海缆的动态段与多个所述稳缆工装固定连接包括：将所述海缆敷设至所述稳缆工装的近泥端喇叭口处，由牵引绳将海缆从近泥端喇叭口引入然后从远泥端喇叭口引出。
在一种实施方式中，在步骤S3中，所述在所述海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器至少包括：在将所述海缆设至所述稳缆工装的近泥端喇叭口处之前，在所述近泥端喇叭口处安装第一弯曲限制器；在所述海缆从所述远泥端喇叭口牵引出后，在预定距离处安装第二弯曲限制器和第三弯曲限制器。
在一种实施方式中，在步骤S4中，所述将所述海缆从最末位的所述稳缆工装处牵引至基础平台并固定包括；在基础平台的出口处设置J型固定器，将所述海缆经所述J型固定器引入并接引至基础平台上，分别收紧所述第一弯曲限制器、所述第二弯曲限制器和所述第三弯曲限制器。
在一种实施方式中，在步骤S2中，所述将多个所述稳缆工装沉桩入海床面包括：通过打桩船将稳缆工装沉设至设计标高并进行防冲刷保护。
在一种实施方式中，在步骤S4中，在所述海缆与风机连接后，将海缆进行压覆保护。
在一种实施方式中，选择混凝土联锁排定向压覆于海缆上进行保护。
在一种实施方式中，所述海缆的保护范围为所述海缆轴线两侧2-4m。
在一种实施方式中，所述第一弯曲限制器以及所述所述第二弯曲限制器的尾部均应压覆于保护层下，并且不得压覆所述第一弯曲限制器或者所述所述第二弯曲限制器的悬空段。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
在本申请的技术方案中，通过对动态段海缆采用合理的保护方式，避免动态段海缆因在海流作用下受到外力破坏，可有效阻止动态段海缆出泥段的移动，从而避免海缆出现磨损、变形、振动。对我国深远海漂浮式海上风电发展具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法的流程图。
图2是本发明实施例的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法中，动态段海缆的连接结构示意图。
图3是本发明实施例的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法中，混凝土联锁排的俯视图。
图4是本发明实施例的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法中，混凝土联锁排的断面图。
图5是本发明实施例的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法中，混凝土单块的俯视图。
其中，附图标记说明如下：
100、基础平台；101、J型管喇叭口；201、第一弯曲限制器；202、第二弯曲限制器；203、第三弯曲限制器；300、稳缆工装；301、桩体；302、远泥端喇叭口；303、近泥端喇叭口；400、沙袋；500、沙被；600、混凝土联锁排；601、吊点；602、混凝土单块；603、防老化丙纶绳；700、海缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1和图2，本申请提供了一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，包括以下步骤：
S1、确定海缆700的动态段长度，并根据海缆700动态段的长度确定稳缆工装300的个数。确定海缆700的布置位置，根据海缆700的布置位置确定每个稳缆工装300的安装位置，安装位置为每个稳缆工装300的预定桩位。
S2、依次将多个稳缆工装300沉桩入海床面。
S3、将海缆700敷缆船接缆并装船运输，将海缆700的动态段与多个稳缆工装300固定连接，并在海缆700的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器。
S4、将海缆700从最末位的稳缆工装300处牵引至基础平台100并固定；将海缆700与风机连接，完成海缆700的动态段的保护施工。
在一种实施方式中，稳缆工装300包括远泥端喇叭口302和近泥端喇叭口303，考虑通过设置距离预定长度的远泥端喇叭口302和近泥端喇叭口303，将预定长度的海缆700进行多点固定，相比于单点固定，本申请中的稳缆工装300能够更加稳定的固定海缆的同时，减少海缆发生弯折的概率，进一步保护海缆的动态段。
在一种实施方式中，在步骤S2中，将多个稳缆工装300沉桩入海床面包括：通过打桩船将稳缆工装300沉设至设计标高并进行防冲刷保护。
具体的，首先将稳缆工装300与送桩器连接，连接完毕后将组合体起吊送入打桩船打桩架中。打桩船通过绞锚定位，将稳缆工装300移入预定桩位。打桩船将稳缆工装300沉设至设计标高后拔除送桩器。稳缆工装300的桩体301附近进行防冲刷施工，定向抛填沙袋400与沙被500进行保护。
在一种实施方式中，在步骤S3中，将海缆的动态段与多个稳缆工装300固定连接包括：将海缆700敷设至稳缆工装300的近泥端喇叭口303处，由牵引绳将海缆700从近泥端喇叭口303引入然后从远泥端喇叭口302引出。考虑通过远泥端喇叭口302和近泥端喇叭口303的设置，使海缆700在喇叭口位置处有自由度，可以实时进行位置的微调节。
在一种实施方式中，在步骤S3中，在海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器至少包括：如图2所示，在将海缆700设至稳缆工装300的近泥端喇叭口303处之前，在近泥端喇叭口303处安装第一弯曲限制器201。在海缆700从远泥端喇叭口302牵引出后，通过计算确定预留了足够的安全长度后，选取在预定距离处安装第二弯曲限制器202和第三弯曲限制器203。
在一种实施方式中，在步骤S3中，将海缆敷缆船接缆并装船运输包括：海缆装载为盘绕方式，采用海缆转盘自动盘缆。海缆头绑扎上绳网套，安装活转头，再与牵引钢绳连接，将海缆头牵引至转盘的海缆入口，船上输缆机输送电缆进入缆盘，海缆转盘转动，自动盘放海缆。盘绕前海缆头部预留5m长度在海缆盘外，以方便海缆的测试。海缆转盘线速度、输缆机速度均由电脑控制，与厂家的输缆速度同步。一般情况下，输缆速度控制在2km/小时以内。
在一种实施方式中，海缆的敷设过程具体包括：海底电缆深水区敷设考虑采用专业海底电缆敷设船配备牵引式高压射水埋设机进行敷埋施工，其工作方式为：施工船钢丝绳牵引，导缆笼保护海缆，高压水泵吸入海水，用输水胶管向埋设机供水，水力喷射切割土体成槽，边敷设、边埋深的施工工艺。深水海域敷埋施工时，施工船依靠收绞预先抛放在设计路由上的钢丝绳前进。牵引钢丝绳由锚艇预先设置，一端系在海中的牵引锚上，另一端绕在主绞车上。牵引钢丝绳的一次抛放长度根据海缆路由的拐点合理设置。施工船前进的同时拖曳埋设机向前，将海缆边敷埋边埋深。DGPS测量导航，路由偏差由绑靠在旁的拖船顶推控制。埋设机与船舶之间的牵引钢丝上设有导缆笼，海缆从导缆笼内通过，防止海缆打扭。
在一种实施方式中，在步骤S4中，将海缆从最末位的稳缆工装300处牵引至基础平台100并固定包括；在基础平台100的出口处设置J型固定器，将海缆经J型固定器引入并接引至基础平台100上，分别收紧第一弯曲限制器201、第二弯曲限制器202和第三弯曲限制器203。
需要说明的是，J型固定器为J型管喇叭口101。
在一种实施方式中，在步骤S4中，在海缆700与风机连接后，将海缆700进行压覆保护。
在一种实施方式中，如图3至图5所示，根据现场条件，选择混凝土联锁排600定向压覆于海缆700上进行保护。且将混凝土联锁排600设于海缆700的自由端覆盖固定。
在一种实施方式中，海缆的保护范围为海缆轴线两侧2-4m。
具体的，本实施例中，海缆的保护范围为海缆轴线两侧3m，且将混凝土联锁排600的长边垂直海缆轴线方向敷设。
在一种实施方式中，第一弯曲限制器201以及第二弯曲限制器202的尾部均应压覆于保护层下，并且不得压覆第一弯曲限制器201或者第二弯曲限制器202的悬空段。
具体的，凝土联锁排定向压覆于海缆上进行保护，如图3至图5所示，混凝土联锁排600包括阵列分布的多个混凝土单块602，多个混凝土单块602之间通过防老化丙纶绳603连接，混凝土联锁排600上设置有吊点601，混凝土单块602的尺寸为0.5m×0.5m×0.2m。
在一种实施方式中，稳缆工装300的远泥端喇叭口302和近泥端喇叭口303均设于同一侧，使海缆固定于稳缆工装300的同一侧，能够防止海缆受扭矩影响发生弯折。
在一种实施方式中，在步骤S1之前，进行海缆敷设准备。具体包括：先对海缆路由进行清扫，把路由区域海床的渔网、废缆、绳索等障碍物清理干净。
综上所述，本申请通过对动态段海缆采用合理的保护方式，避免动态段海缆因在海流作用下受到外力破坏，可有效阻止动态段海缆出泥段的移动，从而避免海缆出现磨损、变形、振动。对我国深远海漂浮式海上风电发展具有重要意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定海缆的动态段长度，并根据所述海缆动态段的长度确定稳缆工装的个数；确定所述海缆的布置位置，根据所述海缆的布置位置确定每个所述稳缆工装的预定桩位；
S2、依次将多个所述稳缆工装沉桩入海床面；
S3、将所述海缆的动态段与多个所述稳缆工装固定连接，并在所述海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器；
S4、将所述海缆从最末位的所述稳缆工装处牵引至基础平台并固定；将所述海缆与风机连接，完成所述海缆的动态段的保护施工。
2.根据权利要求1所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，所述稳缆工装包括远泥端喇叭口和近泥端喇叭口。
3.根据权利要求2所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，在步骤S3中，所述将所述海缆的动态段与多个所述稳缆工装固定连接包括：将所述海缆敷设至所述稳缆工装的近泥端喇叭口处，由牵引绳将海缆从近泥端喇叭口引入然后从远泥端喇叭口引出。
4.根据权利要求3所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，在步骤S3中，所述在所述海缆的动态段的预定位置上设置多个弯曲限制器至少包括：
在将所述海缆设至所述稳缆工装的近泥端喇叭口处之前，在所述近泥端喇叭口处安装第一弯曲限制器；
在所述海缆从所述远泥端喇叭口牵引出后，在预定距离处安装第二弯曲限制器和第三弯曲限制器。
5.根据权利要求4所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，在步骤S4中，所述将所述海缆从最末位的所述稳缆工装处牵引至基础平台并固定包括；
在基础平台的出口处设置J型固定器，将所述海缆经所述J型固定器引入并接引至基础平台上，分别收紧所述第一弯曲限制器、所述第二弯曲限制器和所述第三弯曲限制器。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，在步骤S2中，所述将多个所述稳缆工装沉桩入海床面包括：
通过打桩船将稳缆工装沉设至设计标高并进行防冲刷保护。
7.根据权利要求6所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，在步骤S4中，在所述海缆与风机连接后，将海缆进行压覆保护。
8.根据权利要求7所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，选择混凝土联锁排定向压覆于海缆上进行保护。
9.根据权利要求8所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，所述海缆的保护范围为所述海缆轴线两侧2-4m。
10.根据权利要求9所述的深远海漂浮式风机动态段海缆保护的施工方法，其特征在于，所述第一弯曲限制器以及所述所述第二弯曲限制器的尾部均应压覆于保护层下，并且不得压覆所述第一弯曲限制器或者所述所述第二弯曲限制器的悬空段。
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