【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调整桩柱保持系统、船及桩柱安装方法
本专利技术涉及一种安装在船的甲板上的桩柱保持系统，例如用于安装适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱的桩柱保持系统，所述桩柱保持系统构造成在紧邻所述船的桩柱安装位置处以直立的位置支撑所述桩柱。本专利技术还涉及一种包括这种桩柱保持系统的船及使用这种船和/或桩柱保持系统的桩柱安装方法。
技术介绍
海上风力涡轮机的安装可包括以下步骤：安装海上风力涡轮机的基座，所述基座呈桩柱的形式。通过将桩柱打入海底来安装桩柱，之后风力涡轮机的上部部分可以安装在桩柱的顶部上。在已知的方法中，将桩柱运输到位于船上的安装位置。一旦船到达桩柱安装位置，则在桩柱安装位置处安设所述桩柱以便进行桩柱安装。在桩柱安装过程中，桩柱由船上所包括的桩柱保持系统支撑。为使桩柱保持装置在桩柱安装过程中能够支撑桩柱，所述桩柱保持装置将被支撑在船的轮廓外。优选地，桩柱保持装置并非永久保持在所述舷外位置，而是在不需要支撑桩柱时可以移动到存放位置。存放时，桩柱保持装置不再从船轮廓突出，这有助于船相对于其它船和障碍物移动。CN10266...
【技术保护点】
1.一种桩柱保持系统，其安装在船的甲板上，例如用以安装适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱，所述桩柱保持系统构造成在紧邻船的桩柱安装位置处以直立的位置来支撑桩柱，所述桩柱保持系统包括：/n-桩柱保持装置，其包括基座结构、第一夹合部和第二夹合部，所述第一夹合部和所述第二夹合部各自在内端与外端之间延伸，并且其中所述第一夹合部和所述第二夹合部在其内端能够枢转地连接到所述基座结构的相应枢轴部分，以围绕夹合部枢轴轴线在闭合位置与打开位置之间枢转，在所述闭合位置上，所述桩柱保持装置限定用于保持在所述桩柱保持装置中的桩柱的桩柱通道，在所述打开位置上，桩柱能够在横向方向上被接收在桩柱保持装置中或...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180306 NL 2020536;20180412 NL 2020753;20181213 N1.一种桩柱保持系统，其安装在船的甲板上，例如用以安装适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱，所述桩柱保持系统构造成在紧邻船的桩柱安装位置处以直立的位置来支撑桩柱，所述桩柱保持系统包括：
-桩柱保持装置，其包括基座结构、第一夹合部和第二夹合部，所述第一夹合部和所述第二夹合部各自在内端与外端之间延伸，并且其中所述第一夹合部和所述第二夹合部在其内端能够枢转地连接到所述基座结构的相应枢轴部分，以围绕夹合部枢轴轴线在闭合位置与打开位置之间枢转，在所述闭合位置上，所述桩柱保持装置限定用于保持在所述桩柱保持装置中的桩柱的桩柱通道，在所述打开位置上，桩柱能够在横向方向上被接收在桩柱保持装置中或从桩柱保持装置移除；
-多个桩柱接合装置，其中所述基座结构、所述第一夹合部和所述第二夹合部各自支撑至少一个桩柱接合装置，所述接合装置各自都包括一个或多个桩柱接合元件，例如，所述一个或多个桩柱接合元件各自都包括一个或多个桩柱引导辊，用于在所述桩柱通道中接合桩柱；以及
-安装在所述船的甲板上的桩柱保持装置支撑系统，其中所述支撑系统在所述基座结构处能够移动地支撑桩柱保持装置，并且支撑系统构造成在舷内位置与舷外位置之间优选地在第一方向上移动所述桩柱保持装置，当桩柱保持系统安装在船的甲板上时，所述第一方向基本上平行于船的甲板，
其中当处于所述舷外位置上时，所述桩柱保持装置位于所述船的轮廓外，以在所述安装位置处以所述直立的位置保持所述桩柱，并且其中当处于所述舷内位置且优选地所述第一和第二夹合部处于所述打开位置上时，所述桩柱保持装置位于所述船的轮廓内。
2.根据权利要求1所述的桩柱保持系统，其中所述第一夹合部的夹合部枢轴轴线和所述第二夹合部的夹合部枢轴轴线限定平面，其中当第一夹合部和第二夹合部处于所述闭合位置上时，所述第一夹合部和第二夹合部的所述外端位于所述平面的一侧，并且其中当第一夹合部和第二夹合部处于所述打开位置上时，第一夹合部和第二夹合部的外端位于所述平面中或位于所述平面的相对侧处。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的桩柱保持系统，其中在所述舷内位置上，基本上整个桩柱保持系统都位于所述船的轮廓内。
4.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置支撑系统包括：
轨道，优选为将安装在所述船的甲板上的轨道，所述轨道在所述第一方向上延伸，及
基座托架，其构造成支撑所述桩柱保持装置的所述基座结构，所述基座托架还构造成沿着所述轨道在用于在所述舷外位置上支撑桩柱保持装置的位置与用于在所述舷内位置上支撑桩柱保持装置的位置之间移动。
5.根据权利要求4所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置在所述第一方向上具有长度，并且其中所述轨道在所述第一方向上具有长度，并且
其中当所述第一夹合部和所述第二夹合部处于所述闭合位置上时，所述轨道的长度，更具体地是当在所述舷内位置与所述舷外位置之间移动桩柱保持装置时基座装运车沿着轨道的行驶距离小于桩柱保持装置的长度，并且
当所述第一夹合部和所述第二夹合部处于所述打开位置上时，所述轨道的长度，更具体地是当在所述舷内位置与所述舷外位置之间移动桩柱保持装置时所述基座装运车沿着所述轨道的行驶距离基本上类似于，优选为超过桩柱保持装置的长度。
6.根据权利要求4所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置在所述第一方向上具有长度，并且其中所述轨道在所述第一方向上具有长度，且
其中当所述第一夹合部和所述第二夹合部处于所述打开位置上时，所述轨道的长度，更具体地是当在所述舷内位置与所述舷外位置之间移动桩柱保持装置时所述基座装运车沿着所述轨道的行驶距离基本上类似于桩柱保持装置的长度。
7.根据权利要求4至6中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置在垂直于所述第一方向的方向上具有宽度，并且其中所述轨道在垂直于所述第一方向的方向上具有宽度，且
其中当所述第一夹合部和所述第二夹合部处于所述打开位置上时，所述轨道的宽度小于桩柱保持装置的宽度，优选地，当所述第一夹合部和所述第二夹合部处于所述打开位置上时上，轨道的宽度小于桩柱保持装置的宽度的60％，并且其中当处于夹合部已打开的构造时，第一夹合部和第二夹合部优选地在相反方向上并基本上垂直于所述第一方向延伸，使得在俯视图中，当所述桩柱保持装置处于所述舷外位置上且第一夹合部和第二夹合部处于所述打开位置上时桩柱保持系统是T形的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置支撑系统构造成在第一外部位置与第二外部位置之间在第二方向上移动所述桩柱保持装置，所述第二方向优选地垂直于所述第一方向，使得所述支撑系统相对于所述船在水平平面中定位桩柱保持装置，并且其中桩柱保持装置支撑系统包括：轨道，优选为安装在所述船的甲板上的轨道，所述轨道在所述第一方向上延伸；及基座托架，其用于沿着所述轨道移动，其中所述基座托架构造成支撑所述基座结构，并且其中基座结构能够在第一外部位置与第二外部位置之间优选地在垂直于所述第一方向的第二方向上移动，使得所述支撑系统能够相对于所述船在水平平面中定位桩柱保持装置。
9.根据权利要求8所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱支撑系统还包括控制系统，所述控制系统构造成当所述桩柱保持装置在紧邻所述船的所述安装位置处以所述直立的位置支撑桩柱时在所述水平平面中提供主动运动补偿，以补偿所述船相对于桩柱安装位置的移动。
10.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中当从所述闭合位置枢转到所述打开位置上时，所述第一夹合部和所述第二夹合部枢转大约90度的角度，并且优选地当处于所述夹合部已打开的构造时，第一夹合部和第二夹合部在相反方向上并基本上垂直于所述第一方向延伸。
11.根据前述权利要求中任一项所述的桩柱保持系统，其中基座区段及所述第一夹合部和第二夹合部各自沿着120度弧形轨迹延伸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置包括围护结构，所述围护结构优选地安装在所述基座结构上，用于粗略地定位桩柱和/或防止桩柱与其它桩柱保持装置部分之间发生碰撞。
13.一种船，其包括根据权利要求1至12中一项或多项所述的桩柱保持系统，所述桩柱保持系统例如用来安装适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱，所述桩柱保持系统构造成在紧邻所述船的桩柱安装位置处以直立的位置支撑桩柱。
14.一种适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱的安装方法，其中所述方法至少部分地使用根据权利要求13所述的船来进行，并且其中所述方法包括以下步骤：
a.将桩柱运输到海上桩柱安装位置；
b.将所述桩柱保持装置从所述舷内位置移动到所述舷外位置，优选地其中所述桩柱保持装置的所述第一夹合部和第二夹合部已处于打开位置上；
c.在其上端处提升桩柱，并将桩柱定位在所述桩柱保持装置中；
d.将所述桩柱保持装置的第一夹合部和第二夹合部移动到其闭合位置；
e.将桩柱下降到海床；以及
f.将桩柱打入海床中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在至少一个或多个步骤过程中，优选地在所有步骤过程中，所述船处于漂浮状态，并且其中在步骤e和/或步骤f的过程中，所述桩柱保持装置对船的由波浪引发的运动进行补偿，以便不受船的由波浪引发的运动的影响来保持预定的X-Y位置。
16.根据权利要求1所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置支撑系统构造成优选地在所述第一夹合部和第二夹合部处于所述闭合位置上时，将所述桩柱保持装置移动到提取位置上，在所述提取位置上，桩柱保持装置位于所述船的轮廓内并位于船的附件存放区上方，使得存放在所述附件存放区中的附件，例如立式可折叠降噪屏，能够附接到桩柱保持装置上，优选地能够附接到桩柱保持装置的所述基座结构、第一夹合部和第二夹合部上。
17.根据权利要求16所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置支撑系统包括：基座轨道，所述基座轨道在第一方向上延伸；基座轨道托架，所述基座轨道托架支撑所述桩柱保持装置；及基座轨道托架驱动器，其用于使所述基座轨道托架沿着基座轨道移动，其中基座轨道优选地包括安装在所述船的甲板上的单梁结构，并且其中所述提取位置位于基座轨道的一侧。
18.根据权利要求16所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持装置支撑系统包括：第一基座轨道和第二基座轨道，所述第一基座轨道和所述第二基座轨道在所述第一方向上延伸；第一基座轨道托架和第二基座轨道托架，所述基座轨道托架支撑所述桩柱保持装置；以及第一基座轨道托架驱动器和第二基座轨道托架驱动器，其用于使基座轨道托架分别沿着所述第一基座轨道和所述第二基座轨道移动，其中每个基座轨道优选地包括安装在船的甲板上的单梁结构，并且其中所述提取位置位于第一基座轨道与第二基座轨道之间。
19.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述支撑系统构造成在第二方向上移动所述桩柱保持装置，所述第二方向优选地垂直于所述第一方向，且
其中所述桩柱保持系统还包括：
运动控制系统，所述运动控制系统构造成当处于所述舷外位置上时在第一方向上和在第二方向上相对于船移动桩柱保持装置，以便在桩柱朝向海床下降时和/或在桩柱落在海床上之后，在所述安装位置处以所述直立的位置推动和/或保持桩柱。
20.根据权利要求17和权利要求19或根据权利要求18和权利要求19所述的桩柱保持系统，其中所述支撑系统包括第二轨道，所述第二轨道在第二方向上并垂直于所述基座轨道或垂直于所述第一基座轨道和所述第二基座轨道延伸，且
其中所述第二轨道优选地包括由所述基座轨道托架或所述第一基座轨道托架和所述第二基座轨道托架支撑的单梁结构。
21.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持系统还包括桩柱监测系统，例如包括相机和/或激光器，所述桩柱监测系统构造成监测由所述桩柱保持装置保持的桩柱在所述桩柱通道中的定向，桩柱监测系统连接到运动控制系统，所述运动控制系统构造成当处于所述舷外位置上时在所述第一方向上和在所述第二方向上相对于所述船移动桩柱保持装置，以便在所述桩柱朝向海床下降时和/或在所述桩柱落在海床上之后，在所述安装位置处以所述直立的位置推动和/或保持桩柱。
22.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述桩柱保持系统还包括运动控制系统，所述运动控制系统构造成当处于舷外位置上时在所述第一方向上和在所述第二方向上相对于所述船移动所述桩柱保持装置，以便在桩柱朝向海床下降时和/或在桩柱落在海床上之后，在所述安装位置处以所述直立的位置推动和/或保持桩柱，并且其中所述运动控制系统连接到起重机监测系统，所述起重机监测系统提供关于用于在桩柱的顶端处支撑桩柱的起重机的起吊装置的定向和/或速度的信息，并且优选地所述运动控制系统构造成控制所述起重机的所述起吊装置从而相对于桩柱保持装置将桩柱或至少其顶端移动到特定位置和/或将桩柱或至少其顶端保持在特定位置上，优选地在使用起重机朝向海床降低桩柱时。
23.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述运动控制系统包括或构造成链接到船监测系统，所述船监测系统提供关于所述船的位置和/或定向和/或速度的信息，并且优选地所述运动控制系统构造成控制船的推进力以将所述桩柱保持装置移动到特定位置和/或将所述桩柱保持装置保持在特定位置上。
24.根据前述权利要求中一项或多项所述的桩柱保持系统，其中所述运动控制系统还包括或构造成链接到波浪监测系统，所述波浪监测系统例如使用雷达监测来波，使得所述运动控制系统能够使用此信息将所述桩柱保持装置移动到特定位置和/或将桩柱保持装置保持在特定位置上。
25.一种船，其包括根据前述权利要求中一项或多项所述的安装在船的甲板上的桩柱保持系统，所述桩柱保持系统例如用于安装适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱，所述桩柱保持系统构造成在紧邻所述船的桩柱安装位置处以直立的位置支撑桩柱。
26.根据权利要求25所述的船，其中所述船具有纵向轴线，所述轴线在所述船的船头与船尾之间延伸，并且其中当在所述第一方向上移动时，所述桩柱保持装置垂直于所述船的纵向轴线移动。
27.根据权利要求25或26所述的船，其中所述桩柱保持系统布置在所述船的一侧，以便将桩柱保持成在所述船的左舷或右舷侧处并从上方观察时位于所述船的轮廓外。
28.根据权利要求25至27中一项或多项所述的船，其还包括用于处理桩柱的起重机，其中所述起重机优选地布置在所述桩柱保持系统邻近处。
29.根据权利要求25至28中一项或多项所述的船，其还包括甲板，所述甲板提供存放位置，所述存放位置允许存放根据权利要求16所述的附件存放区中的桩柱保持装置附件。
30.一种适用于支撑海上风力涡轮机的桩柱的安装方法，其中所述方法至少部分地使用根据权利要求25至29中任一项所述的船来进行，并且其中所述方法包括以下步骤：
a)将桩柱运输到海上桩柱安装位置；
b)将所述桩柱保持装置从舷内位置移动到舷外位置；
c)在桩柱的上端处提升所述桩柱，并将桩柱定位在桩柱保持装置中；
d)将桩柱下降到海床；以及
e)将桩柱打入海床中。
31.根据权利要求30所述的方法，步骤b还包括：优选地在将存放在所述提取位置下方的附件存放区中的附件安装到所述桩柱保持装置上之后，将所述桩柱保持装置从提取位置移动到所述舷外位置，并且在所述步骤d和/或步骤e的过程中部署所述附件。
32.根据权利要求30或权利要求31所述的方法，步骤d和/或步骤e还包括：使用运动控制系统分别在所述第一方向上和在所述第二方向上相对于所述船移动所述桩柱保持装置，以便在桩柱朝向海床下降时和/或在桩柱或至少所述桩柱的第一区段被打入海床中时，在所述安装位置处以所述直立的位置推动和/或保持桩柱。
33.根据权利要求30或权利要求32所述的方法，步骤d和/或步骤e还包括使用桩柱监测系统，例如包括相机和或激光器，用以监测由所述桩柱保持装置保持的桩柱在所述桩柱通道中的定向，所述桩柱监测系统链接到所述运动控制系统。
34.根据权利要求30至33中一项或多项所述的方法，步骤d和/或步骤e还包括使用起重机监测系统向所述运动控制系统提供关于在所述桩柱的顶端处支撑桩柱的起重机的起吊装置的定向和/或速度的信息，并且优选地使用所述运动控制系统控制所述起重机的起吊装置相对于所述桩柱保持装置将桩柱或至少其顶端移动到特定位置和/或将桩柱或至少其顶端保持在特定位置上。
35.根据权利要求30至34中一项或多项所述的方法，步骤d和/或步骤e还包括使用船监测系统向所述运动控制系统提供关于所述船的位置和/或定向和/或速度的信息，并且优选地使用所述运动控制系统控制所述船的推进力以将所述桩柱保持装置移动到特定位置和/或将桩柱保持装置保持在特定位置上。
36.根据权利要求30至35中一项或多项所述的方法，步骤d和/或步骤e还包括使用波浪监测系统，所述波浪监测系统例如使用雷达监测来波，以便向所述运动控制系统提供来波信息并且优选地使用此信息将所述桩柱保持装置移动到特定位置和/或将桩柱保持装置保持在特定位置上。
37.根据权利要求30至36中一项或多项所述的方法，其中在至少一个或多个步骤过程中，优选地在所有步骤过程中，所述船处于漂浮状态。
38.根据权利要求30至37中一项或多项所述的方法，其中在步骤e和/或步骤f的过程中，所述桩柱保持装置对所述船的由波浪引发的运动进行补偿，以便不受所述船的由波浪引发的运动的影响而保持预定的X-Y位置。
39.根据权利要求30至38中一项或多项所述的方法，其中步骤c和/或步骤d由所述船上的起重机实...
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