一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴制造技术

本发明专利技术涉及了一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，包括桩靴本体和抗滑移单元。桩靴本体与桩腿单元插配为一体。抗滑移单元由多个组装于桩靴本体内的抗滑移子单元构成。抗滑移子单元包括刺地销和拖拽部。刺地销插配于桩靴本体内，且受到来自于拖拽部的牵拉力作用而相对于桩靴本体保持于理论设计位置。在执行插桩进程中，刺地销最先与海底地层相顶触，且在下压力的持续作用下逐渐地深入至海底地层以下，从而有效地提升了桩靴的横向抗滑移能力。另外，执行拔桩操作时，某些极端状况下，当刺地销不能顺利地由海底地层中脱出时，其亦可快速地由桩靴本体中脱出，而最终被单独地留置于海底地层中，利于快速拔桩操作的实施。实施。实施。

【技术实现步骤摘要】
一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴


[0001]本专利技术涉及风电安装平台制造
，尤其是一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴。

技术介绍

[0002]海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，发展非常迅速，风电安装平台作为海上风电项目建设的一个重要基础装备。自升式风电安装平台带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，与桩靴一起站立在海床上，利用桩腿托起平台，并使平台底部离开海面一定的距离，从而避免海上浪流对平台的影响，可在平台上进行作业。
[0003]目前，随着风电安装作业从50m水深向80m深水迈进，海上浪流载荷加大导致桩靴所受横向载荷变大，桩靴的横向抗滑移能力需进一步加强。为了解决上述问题，较为常用的措施为通过加大桩靴与海底地质的接触面积。该措施存在以下缺点，具体：1)为加大桩靴与海底地质的接触面积，需要进一步加大桩靴的结构尺寸，结构重量较大，经济性能差；2)桩靴结构尺寸加大的同时，拔桩时所有垂下载荷加大，对风电安装平台升降系统提升能力要求变高，且不利于快速拔桩。
[0004]根据最新研究成果，为了增强桩靴的横向抗滑移能力，亦可以在桩靴的底壁上增加一定数量的垂向防滑板，以插入海底地质中，例如中国技术专利CN202120592152.0公开了一种抗滑移桩靴，包括桩靴本体和防滑板。桩靴本体底部以中心对称的方式设置若干数量的防滑板，防滑板包括防滑板本体、连接柱和楔形切削齿，防滑板本体上端通过连接柱固定连接于桩靴本体底部，滑板本体下端设置楔形切削齿。虽说防滑板的设置可以有效地提升桩靴的抗滑移能力。然而，该技术却存在有以下问题，具体为：1)防滑板布置过多，且难以执行装配操作，组装工作十分耗神、耗时；2)平台多次进行插拔桩作业时，防滑板所有载荷较大容易发生破坏，且与桩靴本体结构直接连接，导致桩靴进而发生破坏，后续需投入较大的人力、物力进行返修；3)当遇到极端海况前，过多防滑板插入海底地质，拔桩时间过长，不能快速地舍弃桩靴，从而增加了应急风险。因而，亟待本课题组解决上述问题。

技术实现思路

[0005]故，本专利技术课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断实验以及修改，最终导致该防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴的出现。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术涉及了一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，包括桩靴本体。桩靴本体与桩腿单元插配为一体。防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴还包括抗滑移单元。抗滑移单元用来提升桩靴本体的抗侧滑阻力，且其由多个组装于桩靴本体内的抗滑移子单元构成。抗滑移子单元包括有刺地销和拖拽部。拖拽部布置于桩靴本体内，且与刺地销相配套。刺地销插配于桩靴本体内，且受到来自于拖拽部的牵拉力作用而相对于桩靴本体保持于理论设计位置。当执行插桩操作时，刺地销因
受到下压力作用而刺入海底地层。而当执行拔桩操作时，刺地销因受到拔出力作用而由海底地层中脱出，抑或由桩靴本体中脱出。
[0007]作为本专利技术技术方案的进一步改进，抗滑移子单元的数目设为3，且围绕于桩靴本体的中心轴线周向均布。
[0008]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，拖拽部包括有承力件和柔性受拉件。承力件固定于桩靴本体的空腔中，且位于刺地销的一侧。柔性受拉件与刺地销的上端部相连，且其直接被承力件所牵拉。
[0009]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，承力件优选为塑胶件，且其抗拉强度低于30Mpa。柔性受拉件优选为锁链。正常拔桩情形下，承力件借由柔性受拉件始终向着刺地销施加一牵拉力。而在非正常拔桩情形下，承力件因受到来自于柔性受拉件超限牵拉力作用而破断，以解除对刺地销的牵拉。
[0010]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，拖拽部还包括有导链组件。导链组件包括有支撑座、销轴和导链轮。支撑座亦布置于桩靴本体的空腔中，且与承力件保持于理论设计位置。在支撑座内开设有一用来装入导链轮的容置凹槽。销轴插配于支撑座上，且横穿容置凹槽。导链轮套设于销轴上，且受到柔性受拉件摩擦力作用时可自由地执行周向旋转运动。
[0011]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，抗滑移子单元还包括有竖管和导正套。竖管呈竖立状插配、且固定于桩靴本体的空腔中。竖管内设有一供柔性受拉件自由穿过的贯穿通道。导正套亦插配、固定于桩靴本体的空腔中，且与竖管的下端部相对接。在导正套内设有一与刺地销外形相适配的容置腔。在非正常拔桩情形下，承力件因受到来自于柔性受拉件超限牵拉力作用而破断，刺地销因失去牵拉力的作用而最终留置于海底地层中。
[0012]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，在刺地销的自由端成型出有锥形刺地段，且其锥度控制在1:5～1:7。
[0013]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，在刺地销的外侧壁上增设有完全覆盖锥形刺地段的抗磨涂层。
[0014]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，位于锥形刺地段的上方，在刺地销的周侧壁上成型出有至少一个斜引刺地段，且其倾斜角β控制在30～45
°
。
[0015]相较于传统设计结构的风电安装平台桩靴，在本专利技术所公开的技术方案中，其桩靴本体同时配套有多个抗滑移子单元。且每个抗滑移子单元均包含有一独立的、插配于桩靴本体内的刺地销。在执行插桩进程中，刺地销最先与海底地层相顶触，且在下压力的持续作用下逐渐地深入至海底地层以下，直至桩靴本体的底壁顶触于海底地层，从而有效地提升了桩靴的横向抗滑移能力，进而使得桩腿具备抵御对来自于海上巨浪的冲击力的能力，最终确保了深水自升式风电安装平台的应用安全性。
[0016]还需要说明的是，刺地销因受到牵拉力作用而实现与桩靴本体的插配、组装。执行拔桩操作时，某些极端状况下，当刺地销不能顺利地由海底地层中脱出时，其亦可快速地由桩靴本体中脱出，而最终被单独地留置于海底地层中。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术中防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴与桩腿相插配时的应用状态图。
[0019]图2是本专利技术中防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴第一种视角的立体示意图。
[0020]图3是本专利技术中防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴第二种视角的立体示意图。
[0021]图4是图2的正视图。
[0022]图5是图4的A
‑
A剖视图。
[0023]图6是本专利技术中防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴第三种视角的立体示意图(隐去桩靴本体的前壳板状态下)。
[0024]图7是图6的I局部放大图。
[0025]1‑
桩靴本体；2
‑
抗滑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，包括桩靴本体；所述桩靴本体与桩腿单元插配为一体，其特征在于，还包括抗滑移单元；所述抗滑移单元用来提升所述桩靴本体的抗侧滑阻力，且其由多个组装于所述桩靴本体内的抗滑移子单元构成；所述抗滑移子单元包括有刺地销和拖拽部；所述拖拽部布置于所述桩靴本体内，且与所述刺地销相配套；所述刺地销插配于所述桩靴本体内，且受到来自于所述拖拽部的牵拉力作用而相对于所述桩靴本体保持于理论设计位置；当执行插桩操作时，所述刺地销因受到下压力作用而刺入海底地层；而当执行拔桩操作时，所述刺地销因受到拔出力作用而由海底地层中脱出，抑或由所述桩靴本体中脱出。2.根据权利要求1所述的防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，其特征在于，所述抗滑移子单元的数目设为3，且围绕于所述桩靴本体的中心轴线周向均布。3.根据权利要求2所述的防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，其特征在于，所述拖拽部包括有承力件和柔性受拉件；所述承力件固定于所述桩靴本体的空腔中，且位于所述刺地销的一侧；所述柔性受拉件与所述刺地销的上端部相连，且其直接被所述承力件所牵拉。4.根据权利要求3所述的防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，其特征在于，所述承力件为塑胶件，且其抗拉强度低于30Mpa；所述柔性受拉件为锁链；正常拔桩情形下，所述承力件借由所述柔性受拉件始终向着所述刺地销施加一牵拉力；而在非正常拔桩情形下，所述承力件因受到来自于所述柔性受拉件超限牵拉力作用而破断，以解除对所述刺地销的牵拉。5.根据权利要求4所述的防侧滑性能良好的深水自升式风电安装平台桩靴，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：渠基顺，谷家扬，李荣，万家平，袁宇波，王丽元，
申请(专利权)人：江苏科技大学海洋装备研究院南通中远海运船务工程有限公司，
类型：发明
国别省市：