TW202018152A - 用於離岸基礎結構的基樁安裝系統及安裝基樁的方法 - Google Patents

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拉爾夫 霍伊達
丹尼爾 史多格
利芬 范梅爾克
史蒂芬 蘭斯
漢斯 菲力
尼爾斯 海克曼
史堤芬 包登哈根
史蒂芬 多弗勒
克里斯福 傑克
馬丁 艾勒斯
詹斯 菲比
菲利普 喬根森
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德商瓦盧瑞克德國公司
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Abstract

用於離岸基礎結構的這基樁安裝系統(26)包括主體(28)、可移動的部分、用於附接主體(28)到參考框架的的第一用具。這參考框架建構成作用為配重。 它進一步包括用於附接可移動的部分到要安裝之基樁(22)的第二用具，並且可移動的部分可以相對於主體(28)而關於插入軸的方向

Description

用於離岸基礎結構的基樁安裝系統及安裝基樁的方法
本發明關於離岸基礎結構的技術領域，尤其是意欲支撐離岸風力渦輪機的離岸基礎結構。更特定而言，本發明有關用於安裝此種離岸基礎結構之基樁的系統。
例如離岸風力渦輪機的離岸裝置經常停靠在支撐構造上，該構造包括常常是基樁的基礎元件。經常而言，離岸基礎結構藉由驅動到海床中的基樁而固定到海床。可選擇地藉由基樁套筒而將基樁的上端附接到該構造。
傳統上，基樁藉由所謂的捶打方法而驅動到海床中，該方法包括在短時間內施加大負載在要驅動的基樁上，舉例來說每一捶打小於一秒，並且重複施加這負載。
捶打方法的主要缺點在於它產生顯著的噪音程度和震動，這可以有害於圍繞離岸基礎結構和離岸裝置的野生生物。由於環境的緣故而要減緩噪音，正常的基樁安裝導致有極費時的減緩措施和對應的成本。再者，施加大負載導致有使基樁變形或弱化的風險而需要麻煩的致動器。
本發明目標在於克服上述的缺失。
更特定而言，本發明目標在於允許以更尊重周遭野生生物並且減少基樁變形或弱化之風險的方式來安裝離岸基礎結構的基樁。
根據本發明的第一方面，提出一種用於離岸基礎結構的基樁安裝系統，其包括主體、可移動的部分、用於附接主體到參考框架的的第一用具。這參考框架建構成作用為配重。參考框架可以是離岸基礎結構或模板，其在安裝基樁之前先鋪在海床上。
根據其某一一般特徵，系統進一步包括用於附接可移動的部分到要安裝之基樁的第二用具，並且可移動的部分可以相對於主體而關於插入軸的方向以平移來移動。
這系統允許以推動而非捶打來安裝基樁。藉由推動，則安裝力較低並且以較長的時間來施加。這減少發出的聲響和基樁的疲勞。
於替代選擇性實施例，用於附接的第一用具是用於鎖定主體到參考框架的用具。同樣而言，用於附接的第二用具可以是用於鎖定可移動的部分到要安裝之基樁的用具。
於較佳實施例，可移動的部分可以相對於主體而繞著插入軸旋轉來進一步移動。
此種較佳實施例允許同時推動和旋轉基樁。這導致減少安裝基樁所需的動力。更加減少了發出的聲響和基樁的疲勞。
根據特定實施例，主體包括長形套筒，其沿著插入軸而延伸。此種長形套筒在進給期間維持要安裝的基樁遠離系統，因此減少系統和/或離岸基礎結構受損的風險。
較佳而言，長形套筒的長度是在5公尺到30公尺的範圍內。
藉由預見此種範圍，則套筒的上端在淺水的海平面上方延伸。它更便於供應要安裝的基樁，如此以節省時間、成本以及保護基礎構造免於基樁操控錯誤。
於另一實施例，長形套筒包括遠端部分，遠端部分為截頭圓錐形並且具有相鄰於主體的第一圓形軸向端和相異於主體的第二圓形軸向端，第二圓形軸向端所具有的直徑大於第一圓形軸向端的直徑。
遠端部分的此種設計便於要安裝的基樁插入長形套筒中。
吾人也可以預見主體可以包括第二長形套筒，其包括舉升裝置。
舉升裝置允許舉升部分的系統，如此以允許樞轉系統以便驅動關聯於離岸基礎結構之另一周邊套筒的基樁。藉由在第二長形套筒中容納舉升裝置，則提供了簡單方式以從遠方控制部分系統的舉升。
於有利的變化例，基樁安裝系統可以包括至少一轉盤，其建構成容納至少二基樁以繞著樞轉軸來樞轉基樁並且一次供應一個基樁來安裝。樞轉軸典型而言位在轉盤的中央。這變化例則有可能在安裝系統中儲存二或更多個基樁，並且避免在離岸基礎結構的安裝期間必須從海平面上方來供應每一基樁，藉此可以減少船舶起重機的操作量。
有利而言，用於附接的第一用具和用於附接的第二用具中的至少一者被包封。
吾人也可以預見有動力產生單元和驅動單元，驅動單元意欲使用來自動力產生單元的動力以致動可移動的部分，動力產生單元意欲安裝在船舶上，驅動單元則安裝在主體附近。
動力產生單元和驅動單元的此種位置則允許減少系統在水下的體積。
可以預見動力產生單元和驅動單元之動力類型的幾種變化例。於第一變化性實施例，動力產生單元包括至少一液壓泵，並且驅動單元包括至少一液壓致動器，例如液壓馬達。於第二變化性實施例，動力產生單元包括至少一發電機，並且驅動單元包括至少一電致動器，例如電動馬達。這些變化例可加以組合，使得動力產生單元可以同時包括至少一液壓泵和至少一發電機，而驅動單元可以包括至少一液壓致動器和至少一電致動器。
此種變化性實施例特別調適成提供位在海平面上方的遠處動力產生單元和近處的水下驅動單元。
吾人也可以預見有傳動單元，其包括驅動螺桿和環齒輪。
於實施例，用於附接的第二用具包括至少三個可徑向移動的夾頭。
此種可移動的夾頭允許要安裝的基樁相對於可移動的部分而同時置中和繃緊。
較佳而言，用於附接的第二用具包括至少一個補充性可徑向移動的夾頭。
此種補充性夾頭允許改善要安裝的基樁相對於可移動的部分之繃緊。
於進一步實施例，用於附接的第一用具意欲附接主體到離岸基礎結構的構造或配接器。
以用於附接的第一用具之此種設計而言，構造將作用成參考框架，因此避免使用壓重。在水下，壓重的浮力相對為重要，以致必須增加壓重的體積。
較佳而言，用於附接的第一用具包括：桿柱；以及用於附接桿柱到離岸基礎結構的配接器之中央套筒的夾箝用具。
因此提供了緊湊的解決方案，其尤其良好調適於所具有之配接器包括中央套筒和至少一周邊套筒的離岸基礎結構。
較佳而言，主體相對於桿柱而繞著桿柱的軸線可旋轉移動。
當用於所具有之配接器包括中央套筒和至少二周邊套筒的離岸基礎結構時，主體可以輕易繞著中央套筒的軸線來樞轉，如此以從第一周邊套筒移動到第二周邊套筒，而不放鬆用於附接的第一用具。
於較佳實施例，用於附接的第一用具進一步包括用於致動主體相對於桿柱來旋轉的樞轉用具。
較佳而言，樞轉用具包括馬達和小齒輪，桿柱則具有外軸向溝槽，其能夠與小齒輪偕同運作。
根據本發明的另一方面，提出一種安裝離岸基礎結構之基樁的方法，其包括：附接如上所列之基樁安裝系統的主體到參考框架；提供基樁安裝系統所要安裝的基樁；附接基樁安裝系統之可移動的部分到要安裝的基樁；以及相對於主體而關於插入軸的方向以平移來移動可移動的部分。
於較佳實施例，方法進一步包括：相對於主體而繞著插入軸以旋轉來移動可移動的部分。可移動的部分相對於主體的平移和旋轉較佳而言乃同時實施。可移動的部分可以相對於主體而關於插入軸以同時平移和旋轉來移動。
方法可以進一步包括：在基樁的安裝期間使用模板。模板可以在安裝離岸基礎結構或其任何部分(例如離岸基礎結構的構造或配接器)之前使用。模板可以與離岸基礎結構的一或更多個配接器一起使用。模板能夠將離岸基礎結構的安裝分成多個工序，並且能夠將一或多個基樁精確定位於海床中以及/或者將一或多個配接器同時精確定位於一或多個基樁。模板可以是參考框架。
參考圖1，示意顯示的是離岸基礎結構2。離岸基礎結構2目標在於停靠在海床3上並且支撐離岸裝置(未顯示，尤其是離岸風力渦輪機)。無論如何，離岸基礎結構2可以用於支撐別種離岸裝置，例如離岸碳氫生產平臺。
它定義了規範正交的直接向量基準4，其附接於離岸基礎結構2。基準4由向量
Figure 02_image004
、向量
Figure 02_image006
、向量
Figure 02_image008
所構成。
於本案，「垂直」、「低」、「下」、「之上」、「上」等詞將理解成當離岸基礎結構2正常安裝在水平海床上時相對於基準4來指稱，其假設向量
Figure 02_image010
乃垂直向上指向。
「圓柱形」(cylindrical)一詞將根據其通常定義來理解，意即圓柱形表面是由以下所構成的表面：在平行於給定線且通過在不平行於該給定線之平面上的固定平面曲線之所有線上的所有點。
離岸基礎結構2包括構造6。構造6包括四個主腿8，圖1的側視圖僅看得到二個腿8。構造6也包括複數個支柱10。支柱10機械連接腿8與另一腿8。圖1的側視圖僅看得到四個支柱10。
於所示實施例，構造6是平台基架(jacket)。然而，有可能不偏離本發明範圍而具有不同設計的構造，其舉例來說是三腳架。
離岸基礎結構2對於每個主腿8包括配接器12。意即於所示實施例，離岸基礎結構2包括四個配接器12，圖1的側視圖僅看得到其中二個。配接器12意欲形成構造6和基樁22之間的機械連接(見圖4和8)。基樁22關於向量
Figure 02_image012
的方向而為圓柱形，並且具有繞著迴轉軸21而直徑為d22 的圓形徑向截面。於所示實施例，可以安裝二十個基樁22以便將結構2固定於海床3。於以下敘述，除非另有指明，否則「軸向」(axial)一詞將理解成參見基樁22的迴轉軸。為了圖式簡潔，基樁22並未顯示於所有圖。對於每個主腿8，配接器12附接到主腿8的下端。於所示實施例，配接器12在離岸基礎結構2於海上升起之前先焊接到腿8。
參考圖2，配接器12包括中央套筒14和五個周邊套筒16a、16b、16c、16d、16e。無論如何，可以預見有不同數目的周邊套筒16a~e，舉例來說為六個周邊套筒。套筒14和16a~e關於向量
Figure 02_image012
的方向而是圓柱形。圖3顯示套筒14的迴轉軸15和套筒16c的迴轉軸17。套筒16a~e都位在繞著套筒14之軸線的圓上，該圓具有半徑r14-16 。套筒14和套筒16a~e具有圓形徑向截面。所有套筒16之徑向截面的直徑d16 大致相同。套筒14之徑向截面的直徑d14 近似直徑d16 的二倍。更特定而言，直徑d16 選擇成使得配接器12調適成接收直徑d22 在0.6公尺到1.5公尺範圍內的基樁。意即直徑d16 是在0.6公尺到1.8公尺的範圍內。
每個配接器12包括金屬次框架18。金屬次框架18包括複數個中空區段(無參考數字)和金屬板(無參考數字)。對於每個配接器12來說，金屬次框架18目的在於將套筒14、套筒16a~e、附接配接器12的接合部分連接於主腿8的下端。
如圖2所見，每個套筒16a~e包括上部20。對於每個套筒16a~e來說，該部分20是繞著周邊套筒16a~e之軸線的截頭圓錐形。更特定而言，該部分20在直徑d20d 的下圓形端和直徑d20u 的上圓形端之間垂直延伸。直徑d20d 等於直徑d16 ，並且直徑d20u 大於直徑d20d 。較佳而言，該部分20之截頭圓錐形相對於向量
Figure 02_image012
的角度是在40°到55°的範圍內。該部分20的截頭圓錐形幫助將基樁22插入套筒16a~e以便將離岸基礎結構2固定於海床3。
每個周邊套筒16a~e包括放大的下部23。更特別而言，該部分23包括下前表面24，其意欲停靠在海床3上。該表面24形成垂直於向量
Figure 02_image012
的碟片。該部分23包括複數個(舉例來說八個)垂直直立物25，其意欲增加該部分23和套筒16a~e之間連接的剛性。
圖3是配接器12的部分截面圖。意即圖3的截面圖是沿著二正割平面，第一正割平面包括套筒16a和14之二個別的迴轉軸，而第二正割平面包括套筒14和16c之二個別的迴轉軸。
結構2裝備了系統26。於圖3以及於圖4和5，配接器12顯示成截面，而系統26的代表不是截面。系統26意欲將基樁22安裝到海床3中。為了圖式簡潔，系統26未顯示於圖1和2。
系統26包括主體28，其包括框架30、第一長形套筒32、第二長形套筒34。套筒32和34從框架30垂直往上延伸。更特定而言，套筒32和34具有大致相同的形狀和長度。
套筒32在第一軸向端36和第二軸向端38之間延伸。末端36靠近框架30，而末端38遠離框架30。更特定而言，套筒32藉由其第一末端36而連接到框架30。套筒32包括圓柱形部分40和截頭圓錐形部分42。該部分40關於平行於向量
Figure 02_image012
之迴轉軸33的方向而是圓柱形。該部分40具有直徑d40 的圓形徑向截面。該部分42在直徑d42d 的下圓形端和直徑d42u 的上圓形端之間垂直延伸。直徑d42d 等於直徑d40 ，並且直徑d42u 大於直徑d42d ：
Figure 02_image018
較佳而言，該部分42之截頭圓錐形相對於向量
Figure 02_image012
的角度是在40°到50°的範圍內。該部分42的截頭圓錐形幫助將基樁22插入套筒32以便驅動基樁22到海床3中。
如同套筒32，套筒34藉由近端44而連接到框架30。套筒34包括相對於該末端44的遠端46。套筒34包括圓柱形部分48和位在末端46的截頭圓錐形部分50。該部分48之圓形徑向截面的直徑d48 等於該部分50之下圓形端的直徑d50d 。直徑d50d 小於該部分50之上圓形端的直徑d50u 。
主體28進一步包括複數個水平梁52，其接合該部分40和48。於所示實施例，設有十個梁52。
參見圖3和4，主體28包括第一圓柱56和第二圓柱58。圓柱56和58大致相同並且關於向量
Figure 02_image012
的方向而為圓柱形。尤其，圓柱56和58具有圓形徑向截面、相同的迴轉軸、相同的直徑。圓柱56的迴轉軸和軸線33之間的距離等於半徑r14-16 。由於這特徵，圓柱56和58位在套筒14之上，而套筒32位在套筒16a~e之上。圓柱56和58是中空的。更特定而言，圓柱56和58是徑向(參考其自己的迴轉軸)往內地受限於內圓柱形表面，其具有直徑d56i 的圓形徑向截面。
參考圖3到5，系統26包括桿柱60。桿柱60關於平行於向量
Figure 02_image022
之迴轉軸61的方向而大致為圓柱形。桿柱60包括第一部分62、第二部分64、第三部分66、第四部分68。
如圖5所可見，該部分62從桿柱60的下端軸向往上延伸。該部分62漸縮而在直徑d62d 的下圓形端和直徑d62u 的上圓形端之間垂直延伸。直徑d62d 小於直徑d62u ：
Figure 02_image024
該部分64從該部分62軸向往上延伸。該部分66從該部分64軸向往上延伸。該部分68在該部分66和桿柱60的上軸向端之間軸向延伸。該部分66接收於圓柱56和58中，而該部分64意欲接收於套筒14中，如圖4和5所示。該部分64、66、68繞著桿柱60的軸線而為圓柱形。更特定而言，該部分64、66、68具有關於平行於向量
Figure 02_image012
之相同軸線61的大致圓形徑向截面，而直徑d60 稍小於直徑d56i 。在其上端，桿柱60包括舉升裝置70，其可以用於舉升系統26。
如圖4和5所見，該部分64包括複數個可徑向移動的夾頭72。於所示實施例，設有八個夾頭72。夾頭72由液壓力所致動。當致動時，夾頭72參考軸線61而徑向往外移動，如此以施加徑向力氣在套筒14的內圓柱形表面上。
於未呈現的實施例，第二列夾頭可以設在該部分64上。這改善了主體對套筒14的附接阻力。
參考圖3和4，主體28包括電動馬達74和小齒輪76。馬達74使小齒輪76致動成繞著向量
Figure 02_image026
的方向旋轉。該部分66包括複數個外軸向溝槽78，其嚙合小齒輪76的齒。由於這配置，馬達74能夠致動主體28相對於桿柱60而繞著桿柱60之軸線61的旋轉運動。溝槽是有利的，因為它允許節省空間並且它調適於桿柱60的形狀。於較佳實施例，溝槽78形成分布在該部分64之表面上的凹槽。無論如何，溝槽78可以由任何適合用於嚙合小齒輪76的用具所取代，舉例來說例如調適於小齒輪76之齒的齒。
系統26包括可動的箱套80。箱套80容納在框架30內。箱套80可以附接於主體28。當不附接時，箱套80可以相對於主體28而垂直移動。箱套80機械連接到容納於套筒34內的舉升裝置81。箱套80包括漸縮的隆起54。隆起54位在套筒32的軸向延長上，意即隆起54繞著軸線33而漸縮。更特定而言，隆起54在直徑d54d 的下圓形端和直徑d54u 的上圓形端之間垂直延伸。直徑d54d 小於直徑d54u ：
Figure 02_image028
隆起54藉由其上端而接合到箱套80。隆起54允許將系統26相對於套筒16a~e而置中。
現參見圖6，箱套80容納可移動的部分82。該部分82繞著軸線33而為圓柱形。更特定而言，該部分82具有繞著軸線33的圓形徑向截面。該部分82能夠相對於箱套80而關於軸線33以平移來移動。該部分82進一步能夠相對於箱套80而繞著軸線33以旋轉來移動。為了致動該部分82相對於箱套80的運動，箱套80容納了平移致動器84、中間部分86、旋轉致動器88。
致動器84將箱套80機械連接到該部分86。換言之，該部分86致動成相對於箱套80而關於軸線33的方向來平移運動。於所示實施例，致動器84是液壓千斤頂。
致動器88機械連接該部分86和82，意即該部分82致動成相對於該部分86而繞著軸線33旋轉運動。於所示實施例，致動器88包括驅動螺桿90和環齒輪92。環齒輪92附接於該部分82，而驅動螺桿90藉由電動馬達94而驅動成旋轉。驅動螺桿90和環齒輪92也通常稱為蝸輪或小齒輪。
參考圖7，該部分82包括複數個可徑向移動的液壓夾頭96。於所示實施例，設有八個夾頭96。當致動時，夾頭96相對於部分82而徑向往內(參考軸線33)來移動。由於這配置，徑向往內的力氣是由夾頭96施加在該部分82內所接收之基樁22的外圓柱形表面上。基樁22藉由來自基樁22外面的該部分82而操控成平移和旋轉。意即當基樁22由該部分82所操控時，該部分82位在基樁22周圍。
參考圖8，示意顯示了系統26連同離岸基礎結構2和安裝船舶98。船舶98包括液壓動力產生單元100和電力產生單元102。系統26包括液壓軟管104，其將單元100連接到千斤頂84和夾頭72和96。系統26進一步包括供電迴路106，其提供單元102所產生的電力給馬達74和94。
於所示實施例，千斤頂84和夾頭72、96是由液壓能所致動，並且馬達74、94是由電能所致動。無論如何，吾人可以預見以使用不同能量的致動器(例如液壓馬達、電動千斤頂、氣動夾頭…等)來取代這些致動器。
可以預見非夾頭72的用具以將主體28固定於離岸基礎結構2。此種用於固定的用具可以將主體28機械連接到構造6、腿8或支柱10。同樣而言，用於固定的用具可以將主體28連接到配接器12之套筒16a~e的上部20。
由於系統26，可以實施以下的安裝方法以便驅動基樁22到海床3中。於所示實施例，安裝了二十個基樁22，如此以將結構2固定於海床3。
首先，離岸基礎結構2安裝成使得其配接器12停靠在海床3上。
然後降低桿柱60，如此則該部分64容納在中央套筒14內。然後，提供夾頭72液壓動力，如此則它們參考軸線61而徑向往外移動。藉由這麼做，則它們施加徑向往外的壓力在套筒14的內表面上。以此方式，則桿柱60穩穩固定於配接器12。
然後，主體28藉由舉升裝置81而降低在配接器12附近。主體28導引成使得軸線61匹配軸線15，並且軸線33匹配套筒16a的迴轉軸。然後，主體28定位到該部分60上，然後沿著該部分60降低，使得隆起54容納於套筒16a的上部20中。
然後，基樁22插入套筒32中，並且從末端38緩緩降低到末端36。當基樁22穿過該部分82並且接觸海床3時，提供夾頭96液壓動力，如此則它們參考軸線33而徑向往內移動。基樁22因此固定於該部分82。
然後，分別提供千斤頂84和馬達94液壓力和電力。藉由這麼做，則該部分82致動成做垂直往下平移的運動，而有或無繞著軸線33旋轉，並且施加安裝力在基樁22上的方式使得基樁22安裝到海床3中。安裝力乃規律地施加，並且具有小於捶打方法所正常施加之安裝力的數值。
當基樁22的安裝完成時，釋放夾頭96並且藉由舉升裝置81而垂直往上舉升箱套80。藉由這麼做，則隆起54從套筒16a的上部20撤回。
然後，提供馬達74電力。更特定而言，馬達74致動成以致相對於桿柱60而繞著軸線61來樞轉主體28。主體28樞轉直到軸線33匹配套筒16b的迴轉軸為止。然後，釋放舉升裝置81，並且隆起54容納在套筒16b的上部20內。
然後以另一基樁22插入套筒16b中且安裝在海床3下的方式來重複上述步驟。關於套筒16c、16d、16e也重複相同的步驟。
當已經安裝了分別關聯於每個套筒16a~e的五個基樁22時，主體28藉由裝置81而舉升脫離桿柱60。然後放鬆夾頭72，並且藉由裝置70來舉升桿柱60。系統26然後放置在另一配接器12上以便安裝關聯於其他配接器的基樁22。當安裝了關聯於結構2之四個配接器12的所有基樁時，則移除系統26。然後，便完成了安裝方法。
於圖1到8所示的第一實施例，軸線17、21、33平行於向量
Figure 02_image012
。無論如何，基樁22可以在不平行於向量
Figure 02_image012
的插入方向上插入。
意即，圖9顯示基樁安裝系統107的第二實施例，其中相同元件具有相同的參考數字。參考圖9，系統107意欲與包括複數個周邊套筒109的配接器108偕同運作。圖9的截面圖可見一個周邊套筒109c。周邊套筒109c異於第一實施例的周邊套筒16c之處在於其迴轉軸110相對於向量
Figure 02_image012
而傾斜。軸線110和向量
Figure 02_image012
之間的角度δ可以高達30°，較佳而言在5°到15°的範圍內，包含5°和15°。
系統107裝備了主體112。主體112固定於配接器108。主體112包括圓柱形腔穴114，其容納可移動的部分116。可移動的部分116包括用於將該部分116附接到要安裝之基樁22的用具(無參考數字)。於圖9所示架構，腔穴114和可移動的部分116位在軸線110的軸向延伸上。更特定而言，可移動的部分116可以相對於主體112而致動成沿著軸線110的平移運動和繞著軸線110的旋轉運動。系統107可以設有長形套筒(未顯示)，例如根據第一實施例之系統的長形套筒32。於此種情形，長形套筒的迴轉軸與向量
Figure 02_image032
形成角度ε。較佳而言，角度δ和ε之間的差異較佳而言小於0.5°。
參考圖10和11，基樁安裝系統202異於基樁安裝系統26之處在於前者包括轉盤206，其建構成容納基樁22以繞著樞轉軸208來樞轉基樁並且一次供應一個基樁來安裝。樞轉軸208可以平行於向量
Figure 02_image034
並且位在轉盤206的中央。
於圖10和11的範例性實施例，轉盤206可以容納5個基樁22，並且樞轉成使得基樁22可以放置在對應的套筒16之上；一旦定位，則基樁22可以帶下去到套筒16中來安裝。如圖10所示範，基樁當在轉盤206中時(參考數字22)是在第一位置，而當帶下去時(參考數字22’)是在第二位置。
參考圖12，模板302可以在安裝基樁之前先鋪在海床上。模板302包括次構造304，其將套筒306連接在一起。圖12的範例性實施例包括四個套筒306。基樁安裝系統(所示實施例是基樁安裝系統26)可以預先組裝到模板302。模板302可以是參考框架。於圖12所示實施例之可能的變化例，基樁22可以安裝在套筒306全部周圍。
當使用模板302時，安裝離岸基礎結構2的方法可以包括：放置模板302在海床上、安裝基樁22於海床中、移除模板302、將離岸基礎結構2或離岸基礎結構2的任何部分(例如構造6或一或更多個配接器12)裝配到基樁22上。當裝配離岸基礎結構2的一部分時，方法進一步包括安裝離岸基礎結構的剩餘部分。舉例而言，模板302放置在海床上、安裝基樁22、移除模板302、配接器12裝配到基樁22上、構造6裝配在配接器12上。於替代選擇性範例，模板302放置在海床上、平行地安裝基樁22和配接器12、連接配接器12和基樁22、移除模板302、構造6裝配在配接器12上。當基樁安裝系統26組裝或預先組裝到模板302時，則在已經安裝好基樁22之時移除此二者。
鑒於以上，本發明提供了安裝基樁的方式，其不產生對周遭野生生物有害的噪音和/或震動，並且不使基樁變形或弱化。
2:離岸基礎結構 3:海床 4:規範正交的直接向量基準 6:構造 8:主腿 10:支柱 12:配接器 14:中央套筒 15:迴轉軸 16a~16e:周邊套筒 17:迴轉軸 18:金屬次框架 20:上部 21:迴轉軸 22、22’:基樁 23:下部 24:下前表面 25:垂直直立物 26:基樁安裝系統 28:主體 30:框架 32:第一長形套筒 33:迴轉軸 34:第二長形套筒 36:第一軸向端 38:第二軸向端 40:圓柱形部分 42:截頭圓錐形部分 44:近端 46:遠端 48:圓柱形部分 50:截頭圓錐形部分 52:水平梁 54:漸縮的隆起 56:第一圓柱 58:第二圓柱 60:桿柱 61:迴轉軸 62:第一部分 64:第二部分 66:第三部分 68:第四部分 70:舉升裝置 72:夾頭 74:電動馬達 76:小齒輪 78:外軸向溝槽 80:箱套 81:舉升裝置 82:可移動的部分 84:平移致動器 86:中間部分 88:旋轉致動器 90:驅動螺桿 92:環齒輪 94:電動馬達 96:液壓夾頭 98:安裝船舶 100:液壓動力產生單元 102:電力產生單元 104:液壓軟管 106:供電迴路 107:基樁安裝系統 108:配接器 109c:周邊套筒 110:迴轉軸 112:主體 114:圓柱形腔穴 116:可移動的部分 202:基樁安裝系統 206:轉盤 208:樞轉軸 302:模板 304:次構造 306:套筒 δ:角度 ε:角度
藉由研讀非限制範例所給和附圖所示範之特定實施例的詳細敘述，將更好理解本發明及其優點，其中： 圖1是離岸基礎結構的側視圖， 圖2是圖1離岸基礎結構之配接器的立體圖， 圖3是裝配了圖1基礎結構之基樁安裝系統的部分截面圖， 圖4是圖3基樁安裝系統之主體的側視部分截面圖， 圖5是圖3和4基樁安裝系統之桿柱的側視部分截面圖， 圖6是圖3到5系統之可移動部分的運動圖解， 圖7示意顯示圖6之可移動部分的仰視圖， 圖8是圖1到7之船舶、離岸基礎結構、基樁安裝系統的示意圖解， 圖9是根據第二實施例之基樁安裝系統的側視部分截面圖， 圖10是根據另一實施例之基樁安裝系統的立體圖， 圖11是圖10之基樁安裝系統的仰視圖， 圖12示意顯示根據又一實施例之模板和基樁安裝系統的仰視圖。
12:配接器
14:中央套筒
16a、16c:周邊套筒
18:金屬次框架
21:迴轉軸
22:基樁
26:基樁安裝系統
28:主體
30:框架
32:第一長形套筒
34:第二長形套筒
36:第一軸向端
38:第二軸向端
40:圓柱形部分
42:截頭圓錐形部分
44:近端
46:遠端
48:圓柱形部分
50:截頭圓錐形部分
52:水平梁
54:漸縮的隆起
56:第一圓柱
58:第二圓柱
60:桿柱
64:第二部分
70:舉升裝置
72:夾頭
76:小齒輪
78:外軸向溝槽
80:箱套
81:舉升裝置

Claims (26)

  1. 一種用於離岸基礎結構(2)的基樁安裝系統(26、107、202)，其包括：主體(28、112)、可移動的部分(82、116)、及用於附接該主體(28、112)到參考框架的第一用具； 該基樁安裝系統的特徵在於：它進一步包括用於附接該可移動的部分(82、116)到要安裝之基樁(22)的第二用具；以及該可移動的部分(82、116)可以相對於該主體(28、112)而關於插入軸(21)的方向以平移來移動。
  2. 根據申請專利範圍第1項的基樁安裝系統(26、107、202)，其中該可移動的部分(82、116)可以相對於該主體(28、112)而繞著該插入軸(21)以旋轉來移動。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107、202)，其中該主體(28、112)包括第一長形套筒(32、204)，其沿著該插入軸(21)而延伸。
  4. 根據申請專利範圍第3項的基樁安裝系統(26、107、202)，其中該第一長形套筒(32、204)的長度是在5公尺到30公尺的範圍內。
  5. 根據申請專利範圍第3項的基樁安裝系統(26、107、202)，其中該第一長形套筒(32、204)包括遠端部分(42)，該遠端部分(42)為截頭圓錐形並且具有相鄰於該主體(28、112)的第一圓形軸向端和相對於該主體(28、112)的第二圓形軸向端，該第二圓形軸向端所具有的直徑(d42d )大於該第一圓形軸向端的直徑(d42u )。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107、202)，其中該主體(28、112)包括第二長形套筒(34)，其包括舉升裝置(81)。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(202)，其包括轉盤，該轉盤建構成容納至少二基樁(22)以繞著樞轉軸(208)來樞轉該基樁(22)並且一次供應一個基樁(22)來安裝。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107)，其進一步包括動力產生單元(100、102)和驅動單元(84、94)，該驅動單元(84、94)意欲使用來自該動力產生單元(100、102)的動力以致動該可移動的部分(82、116)，該動力產生單元(100、102)意欲安裝在船舶(98)上，該驅動單元(84、94)則安裝在該主體(28、112)附近。
  9. 根據申請專利範圍第8項的基樁安裝系統(26、107)，其中該動力產生單元(100、102)包括至少一液壓泵和/或至少一發電機。
  10. 根據申請專利範圍第8項的基樁安裝系統(26、107)，其中該驅動單元(84、94)包括至少一液壓致動器或至少一電致動器。
  11. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107)，其進一步包括傳動單元，該傳動單元包括驅動螺桿(90)和環齒輪(92)。
  12. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107)，其中用於附接的該第二用具包括至少三個可徑向移動的夾頭(96)。
  13. 根據申請專利範圍第12項的基樁安裝系統(26、107)，其中用於附接的該第二用具包括至少一個補充性可徑向移動的夾頭(96)。
  14. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107)，其中用於附接的該第一用具意欲附接該主體(28、112)到該離岸基礎結構(2)的構造(6)或配接器(12、108)。
  15. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26)，其中該參考框架是模板(302)。
  16. 根據申請專利範圍第1或2項的基樁安裝系統(26、107)，其中用於附接的該第一用具包括：桿柱(60)；以及用於附接該桿柱(60)到該離岸基礎結構(2)的配接器(12、108)之中央套筒(14)的夾箝用具。
  17. 根據申請專利範圍第16項的基樁安裝系統(26、107)，其中該主體(28、112)相對於該桿柱(60)而繞著該桿柱的軸線(61)可旋轉移動，用於附接的該第一用具進一步包括用於致動該主體(28、112)相對於該桿柱的軸線(61)旋轉的樞轉用具。
  18. 根據申請專利範圍第17項的基樁安裝系統(26、107)，其中該樞轉用具包括馬達(74)和小齒輪(76)，該桿柱(60)具有外軸向溝槽(68)，其能夠與該小齒輪(76)偕同運作。
  19. 一種安裝離岸基礎結構(2)之基樁(22)的方法，其包括：附接如申請專利範圍第1至16項中任一項之基樁安裝系統(26、107)的該主體(28、112)到該參考框架；提供該基樁安裝系統(26、107)所要安裝的基樁(22)；附接該基樁安裝系統(26、107)之該可移動的部分(82、116)到要安裝的該基樁(22)；以及相對於該主體(28、112)而關於插入軸(21)的方向以平移來移動該可移動的部分(82、116)。
  20. 根據申請專利範圍第19項的方法，其進一步包括：相對於該主體(28、112)而繞著該插入軸(21)以旋轉來移動該可移動的部分(82、116)。
  21. 根據申請專利範圍第20項的方法，其中該可移動的部分(82、116)相對於該主體(28、112)而關於該插入軸(21)以同時平移和旋轉來移動。
  22. 根據申請專利範圍第19至21項中任一項的方法，其進一步包括：在該基樁(22)的安裝期間使用模板(302)。
  23. 根據申請專利範圍第22項的方法，其中該模板(302)是在安裝該離岸基礎結構(2)或該離岸基礎結構(2)的任何部分(6、12)之前使用。
  24. 根據申請專利範圍第23項的方法，其中該離岸基礎結構(2)的該部分是至少一配接器(12)或構造(6)。
  25. 根據申請專利範圍第22項的方法，其中該模板(302)與該離岸基礎結構(2)的一或更多個配接器(12)一起使用。
  26. 根據申請專利範圍第22項的方法，其中該模板(302)是該參考框架。
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