一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置及方法与流程

本发明属于新能源，涉及一种海上风电基础的安装装置及方法。

背景技术：

1、海上风能资源丰富，尤其是深水远海域的风能巨大，但深水领域的施工装备欠缺制约其快速发展。

2、筒型基础例如钢筒与混凝土组合式的海上升压站结构目前在海上风电领域得到了较为广泛的应用，其具有造价经济，运行稳定、施工方便的优点，但运用到深水远海域时，施工则面临着一系列问题：筒型基础在入水下沉时由于其面积较大受到的水阻力较大，从入水到入泥过程中，筒型基础如何保持稳定是一个较为棘手的问题，如何保持筒型基础在下沉过程中不出现倾覆，以平稳的姿态到达泥面成为目前海上施工船舶需解决的问题。

3、目前国内近海筒型基础安装是采用平板驳船托运，到机位点后再采用大型浮吊船起吊后慢慢放入海中，深水海域筒型基础安装目前仍需要借助大量的其它海上施工船舶，采用其它辅助船舶稳定基础，施工稳定性和精确性难以保证，经济成本高。

技术实现思路

1、为解决背景技术中所述的深水远海域海上风电筒型基础施工稳定性和精确性难以保证、经济成本高的问题，本发明提供一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置及方法。

2、本发明的一体化下沉安装装置，包括船体平台、定位桩和滑动抱箍机构；所述船体平台的船艉竖直插入设置有四根定位桩；所述滑动抱箍机构外周与定位桩连接并可沿定位桩上下滑动，滑动抱箍机构内侧设置有夹持筒型基础的环形抱箍。

3、进一步地，所述船体平台上设置有运输筒型基础的吊机和履带。

4、更进一步地，所述定位桩的桩底部为尖圆锥形，定位桩的桩身上设置有环形齿。

5、更进一步地，所述滑动抱箍机构包括滑动连接环、弧形臂和环形抱箍；所述滑动连接环内设置有与环形齿啮合配合的齿轮，所述弧形臂的一端与滑动连接环固定连接，另一端与环形抱箍连接。

6、更进一步地，所述滑动连接环包括环形外壳、齿轮、液压活塞和推杆；所述液压活塞设置于环形外壳内；所述推杆的一端与液压活塞的活动端固定连接，推杆的另一端与齿轮的转轴活动连接；所述齿轮与环形齿啮合配合；所述液压活塞与环形外壳之间充满液压油。

7、更进一步地，所述弧形臂为截面渐变的箱型梁，弧形臂的两侧为弧形杆，弧形杆内侧设置有骨架框梁；所述骨架框梁与环形抱箍之间通过千斤顶相连接。

8、更进一步地，所述环形抱箍由四段90°的圆弧箍组成，所述圆弧箍的截面为矩形薄壁结构，圆弧箍内部设置有抱箍内圆钢，所述抱箍内圆钢通过骨架连杆与圆弧箍的内壁固定连接。

9、更进一步地，所述环形抱箍由两段内环形抱箍和两段外环形抱箍组成，所述内环形抱箍和外环形抱箍相邻设置，内环形抱箍和外环形抱箍的箱梁截面尺寸不同，外环形抱箍的箱梁套设于内环形抱箍的箱梁外侧，所述抱箍内圆钢通过套筒契合连接。

10、更进一步地，所述抱箍内圆钢上设置有骨架连接销栓，所述骨架连接销栓与弧形杆的一端固定连接。

11、本发明还提出了一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装方法，包括以下步骤：

12、步骤一、船舶到达机位点后进行定点定位，四根定位桩释放下沉插入泥中，将船体平台的筒型基础传送到四根定位桩中间；

13、步骤二、此时环形抱箍尚未合拢，位于筒型基础顶部，待筒型基础到位后，滑动抱箍机构沿着定位桩下滑，到达筒型基础的筒裙位置时，环形抱箍合拢夹紧筒型基础；

14、步骤三、滑动抱箍机构开始沿定位桩下滑，带动筒型基础入水下沉，待筒型基础筒底入泥后，环形抱箍松开释放筒型基础，筒型基础继续下沉安装到位。

15、本发明与现有技术相比，在船体平台上设置定位桩和滑动抱箍机构，通过定位桩能够实现筒型基础安装的精准定位，滑动抱箍机构可沿定位桩上下滑动，通过滑动抱箍机构的环形抱箍合拢夹紧筒型基础，使得筒型基础实现全程匀速稳定下沉，不存在水中侧翻风险，并且筒型基础下沉安装过程操作简单，无需大型吊机协助，极大降低了施工成本，缩短了作业周期，保证了深水远海域海上风电筒型基础施工稳定性和精确性，解决了筒型基础施工经济成本高的问题。

技术特征：

1.一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：包括船体平台(1)、定位桩(2)和滑动抱箍机构(3)；所述船体平台(1)的船艉竖直插入设置有四根定位桩(2)；所述滑动抱箍机构(3)外周与定位桩(2)连接并可沿定位桩(2)上下滑动，滑动抱箍机构(3)内侧设置有夹持筒型基础(15)的环形抱箍(9)。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述船体平台(1)上设置有运输筒型基础(15)的吊机和履带。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述定位桩(2)的桩底部为尖圆锥形，定位桩(2)的桩身上设置有环形齿(21)。

4.根据权利要求3所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述滑动抱箍机构(3)包括滑动连接环(31)、弧形臂(7)和环形抱箍(9)；所述滑动连接环(31)内设置有与环形齿(21)啮合配合的齿轮(4)，所述弧形臂(7)的一端与滑动连接环(31)固定连接，另一端与环形抱箍(9)连接。

5.根据权利要求4所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述滑动连接环(31)包括环形外壳(32)、齿轮(4)、液压活塞(5)和推杆(6)；所述液压活塞(5)设置于环形外壳(32)内；所述推杆(6)的一端与液压活塞(5)的活动端固定连接，推杆(6)的另一端与齿轮(4)的转轴活动连接；所述齿轮(4)与环形齿(21)啮合配合；所述液压活塞(5)与环形外壳(32)之间充满液压油。

6.根据权利要求5所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述弧形臂(7)为截面渐变的箱型梁，弧形臂(7)的两侧为弧形杆(71)，弧形杆(71)内侧设置有骨架框梁(8)；所述骨架框梁(8)与环形抱箍(9)之间通过千斤顶(14)相连接。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述环形抱箍(9)由四段90°的圆弧箍组成，所述圆弧箍的截面为矩形薄壁结构，圆弧箍内部设置有抱箍内圆钢(10)，所述抱箍内圆钢(10)通过骨架连杆(12)与圆弧箍的内壁固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述环形抱箍(9)由两段内环形抱箍(91)和两段外环形抱箍(92)组成，所述内环形抱箍(91)和外环形抱箍(92)相邻设置，内环形抱箍(91)和外环形抱箍(92)的箱梁截面尺寸不同，外环形抱箍(92)的箱梁套设于内环形抱箍(91)的箱梁外侧，所述抱箍内圆钢(10)通过套筒(13)契合连接。

9.根据权利要求8所述的一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置，其特征在于：所述抱箍内圆钢(10)上设置有骨架连接销栓(11)，所述骨架连接销栓(11)与弧形杆(71)的一端固定连接。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的海上风电筒型基础的一体化下沉安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供一种海上风电筒型基础的一体化下沉安装装置及方法，在船体平台的船艉竖直插入设置有四根定位桩；滑动抱箍机构外周与定位桩连接并可沿定位桩上下滑动，滑动抱箍机构内侧设置有夹持筒型基础的环形抱箍。本发明通过定位桩能够实现筒型基础安装的精准定位，滑动抱箍机构可沿定位桩上下滑动，通过滑动抱箍机构的环形抱箍合拢夹紧筒型基础，使得筒型基础实现全程匀速稳定下沉，不存在水中侧翻风险，并且筒型基础下沉安装过程操作简单，无需大型吊机协助，极大降低了施工成本，缩短了作业周期，保证了深水远海域海上风电筒型基础施工稳定性和精确性，解决了筒型基础施工经济成本高的问题。技术研发人员：刘海波,曾斌,喻飞,甘乐,刘凯,胡超,熊智辉,苏荣,丛云龙,韩海军受保护的技术使用者：长江勘测规划设计研究有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13