一种无动力水下桩基辅助就位装置，包括：一底座、枢接在底座上的结构框架、安装在结构框架上的用于水下钢管桩插入的套筒，其中，套筒上安装有一自动锁定、释放机构，该自动锁定、释放机构能够使套筒旋转、打开。本实用新型专利技术结构简单，不仅能够在不需要其他辅助动力的情况下，将桩打到预定深度后便可自动打开，解决了必须由水下机器人操作问题；而且，还可回收使用，由于整个过程无需人工介入，无需水下机器人和液压动力装置的帮助，大大简化了海上施工的流程和时间，进而大大降低海上安装的成本。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水下打桩辅助就位装置，尤其涉及一种无动力水下桩基辅助就位装置。属于海洋工程领域。
技术介绍
在海洋工程中，钢管桩基础是一种常用的海底基础。其本质是一根钢制空心圆管，通过打入海底泥面以下一定的深度，并依靠其与土壤的摩擦力，给上部结构提供足够可靠的桩基基础。因此，钢管桩基础广泛运用于导管架平台、水下生产系统和锚链、张力腿平台胫键基础等。对于导管架平台而言，通常导管架本身，即：设计有就位后与钢管桩连接的结构，如：导管架的群桩套筒结构，其可以在打桩过程中起到辅助就位的作用，在钢管桩就位后，还可以起到与导管架连接的作用。其在安装过程中的作用有以下三个：1.辅助钢管桩在海底确定设计位置，即：海底定位。2.在钢管桩打入泥土中之前，使其保持直立状态。3.打桩过程中使钢管桩保持正确的方向。但是，由于TLP(Tension Leg Platform,张力腿平台,一种通过胫键张力进行垂直系泊的浮式海上平台，适用于深水海上石油开发，特别是300米至1500米水深的海域)的胫键与水下生产系统、锚链基础，没有群桩套筒类似的结构。针对这些基础的水下打桩工作时，需要打桩辅助就位装置，帮助其保持打入时的准确位置和角度。目前，现有的辅助就位装置流程为：1.在钢管架放在海底之前，需要将辅助就位装置准确的放置在海底泥面预定位置，以帮助钢管桩定位。2.钢管桩插入辅助就位装置后，可以在该系统的帮助下，保持钢管桩垂直向下的方向，打桩锤即可开始打桩。3.在桩打到一定程度时，通过水下机器人，将液压动力连接到辅助就位 装置上，打开开关，辅助就位装置才不会阻碍打桩锤继续向下，将钢管桩打到设计深度。通过以上过程分析可以发现，在整个安装过程中，辅助就位装置需要在水下机器和液压管线的帮助下才能打开，以使钢管桩打入设计深度。因此，整个过程比较烦琐，且水下机器人操作成本较高，耗时也较长，并容易出现故障。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种无动力水下桩基辅助就位装置，其结构简单，不仅能够在不需要其他辅助动力的情况下，将桩打到预定深度后便可自动打开，解决了必须由水下机器人操作问题；而且，还可回收使用，大大降低海上安装的成本。本技术的目的是由以下技术方案实现的：一种无动力水下桩基辅助就位装置，其特征在于：包括：一底座、枢接在底座上的结构框架、安装在结构框架上的用于水下钢管桩插入的套筒，其中，套筒上安装有一自动锁定、释放机构，该自动锁定、释放机构能够使套筒旋转、打开。所述结构框架还安装有数个吊点和数个支架垫块。所述套筒安装在结构框架的中部，该套筒为两半结构。所述自动锁定、释放机构安装在套筒两半的连接线处；自动锁定、释放机构包括：安装在套筒一半上的锁扣支架、安装在锁扣支架上的锁扣、安装在套筒另一半上的锁芯支架、安装在锁芯支架上的锁芯，其中，锁芯能够绕着锁芯支架中心在一设定的角度内旋转；锁扣及锁芯的下方中部安装有限位挡板，以防止锁芯从下方滑出；套筒上设有触发杆开孔，触发杆开孔内布置有触发杆；当触发杆被触发后，触发杆会向上旋转，将锁芯推出锁扣。所述自动锁定、释放机构还包括：安装在钢管桩上的第一定位挡板和触发挡板；安装在套筒上的第二定位挡板；当水下钢管桩进入套筒后，会因为第一定位挡板和第二定位挡板的导向作用调整方向，进行微调，以保证触发挡板正好位于触发杆的上方。所述锁扣和锁芯之间安装有拉紧弹簧，以保证锁紧状态时不会意外释放。所述触发杆是绕触发杆旋转中心旋转，触发杆旋转轨迹为弧形。本技术的有益效果：本技术由于采用上述技术方案，其结构简单，不仅能够在不需要其他辅助动力的情况下，将桩打到预定深度后便可自动打开，解决了必须由水下机器人操作问题；而且，还可回收使用，由于整个过程无需人工介入，无需水下机器人和液压动力装置的帮助，大大简化了海上施工的流程和时间，进而大大降低海上安装的成本。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图2为本技术未打开状态正视图。图3为本技术未打开状态侧视图。图4为本技术打开状态正视图。图5为本技术整体结构俯视图。图6为本技术锁定机构俯视图。图7为本技术锁定机构定位结构主视图。图8为本技术锁定机构正视图。图9为本技术锁定机构侧视图。图中主要标号说明：101.结构框架；102.底座；103.套筒；104.自动锁定、释放机构；105.旋转轴；106.吊点；107.水下钢管桩；108.支架垫块；109.水下打桩锤；110.卡环；111.吊钩；112.触发挡板；113.第一定位挡板；114.第二定位挡板；115.锁扣支架；116.锁扣；117.拉紧弹簧；118.触发杆；119.锁芯；120.锁芯支架；121.锁芯限位挡板；122.触发杆开孔；123.触发杆旋转中心；124.触发杆旋转轨迹。具体实施方式如图1—图5所示，本技术包括：底座102、采用旋转轴105的轴孔连接方式枢接在底座102上的结构框架101、采用焊接方式安装在结构框架101上的用于水下钢管桩107插入的套筒103，其中，套筒103上安装有一自动锁定、释放机构104，自动锁定、释放机构104能够使套筒103通过旋转轴105进行旋转、打开。上述结构框架101上采用焊接方式还安装有数个吊点106和数个支架垫块108。上述套筒103安装在结构框架101的中部，套筒103为两半结构，自动锁定、释放机构104安装在套筒103两半的连接线处；自动锁定、释放机构104在触发前为锁定状态，当钢管架打到一定的深度，该锁定、释放机构104可被触发，并依靠结构框架101的重力，自行打开。从而可以给水下打桩锤109让出空间，让水下打桩锤109将水下钢管桩107打到设计深度。上述套筒103的作用是：用于限制钢管架水平方向的移动，使水下打桩锤109的载荷沿着套筒103的方向传递，将水下钢管桩107打入泥面以下。上述底座102的作用是：用于使本技术坐在海底上。上述结构框架101的作用是：用于将套筒103的重心置于旋转轴105的轴线之外，所以，当锁定机构104被触发时，可依靠重力，绕着旋转轴105进行旋转。在旋转到一定位置后，可通过安装在底座102上的支架垫块108限位，防止打开过大。如图2，图3所示，打桩作业时，先将水下钢管桩107插在套筒103内，然后，通过卡环110和吊钩111，将水下打桩锤109从船上下放到海底，并将水下打桩锤109放置于水下钢管桩107的桩头上，即可进行打桩作业。如图4所示，从图中可以看到，自动锁定、释放机构104已经被触发，结构框架101和套筒103已经绕旋转轴105打开，并分为两部分，落在支架垫块108上。水下打桩锤109的向下空间已经全部释放出来。水下打桩锤109继续向下打到水下钢管桩107设计深度。如图6，图8所示，自动锁定、释放机构104包括：安装在套筒103一半上的锁扣支架115、安装在锁扣支架115上的锁扣116、安装在套筒103另一半上的锁芯支架120、安装在锁芯支架120上的锁芯119，其中，锁芯119可以绕着锁芯支架120中心在一设定的角度内旋转。为限制锁芯119的旋转过大，在锁扣116及锁芯119的下方中部采用焊方式安装有限位挡板121，以防止锁芯119从下方滑出；套筒10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无动力水下桩基辅助就位装置，其特征在于：包括：一底座、枢接在底座上的结构框架、安装在结构框架上的用于水下钢管桩插入的套筒，其中，套筒上安装有一自动锁定、释放机构，该自动锁定、释放机构能够使套筒旋转、打开；自动锁定、释放机构安装在套筒两半的连接线处；该自动锁定、释放机构包括：安装在套筒一半上的锁扣支架、安装在锁扣支架上的锁扣、安装在套筒另一半上的锁芯支架、安装在锁芯支架上的锁芯，其中，锁芯能够绕着锁芯支架中心在一设定的角度内旋转；锁扣及锁芯的下方中部安装有限位挡板，以防止锁芯从下方滑出；套筒上设有触发杆开孔，触发杆开孔内布置有触发杆；当触发杆被触发后，触发杆会向上旋转，将锁芯推出锁扣。
【技术特征摘要】
1.一种无动力水下桩基辅助就位装置，其特征在于：包括：一底座、枢接在底座上的结构框架、安装在结构框架上的用于水下钢管桩插入的套筒，其中，套筒上安装有一自动锁定、释放机构，该自动锁定、释放机构能够使套筒旋转、打开；自动锁定、释放机构安装在套筒两半的连接线处；该自动锁定、释放机构包括：安装在套筒一半上的锁扣支架、安装在锁扣支架上的锁扣、安装在套筒另一半上的锁芯支架、安装在锁芯支架上的锁芯，其中，锁芯能够绕着锁芯支架中心在一设定的角度内旋转；锁扣及锁芯的下方中部安装有限位挡板，以防止锁芯从下方滑出；套筒上设有触发杆开孔，触发杆开孔内布置有触发杆；当触发杆被触发后，触发杆会向上旋转，将锁芯推出锁扣。2.根据权利要求1所述的无动力水下桩基辅助就位装置，其特征在于：所述结构框架...
【专利技术属性】
技术研发人员：李怀亮，王铭飞，黄山田，苏志勇，傅东明，王浩宇，魏佳广，李可，王衍鑫，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，北京高泰深海技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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