深水系泊桩的沉桩导向架系统技术方案

本发明专利技术公开了深水系泊桩的沉桩导向架系统，涉及海上浮式风电基础施工设备技术领域，包括水下导向架和悬浮浮式吊点，水下导向架包括主体框架和分布于主体框架四个角底部的吸力桶，主体框架上均匀设置有多个导向筒，主体框架的下方设置有防沉板。悬浮浮式吊点包括中空式浮筒、上部双炮筒式主吊点和底部四吊耳式主吊点。悬浮浮式吊点通过底部四吊耳式主吊点的系泊缆与主体框架相连接，吊装于水下导向架的上方。相比于现有技术，本发明专利技术可以实现水下锤击沉桩位置准确，打入垂直；水下导向架和船机一次就位，实现一组系泊桩连续施工并保证桩间距准确。间距准确。间距准确。

【技术实现步骤摘要】
深水系泊桩的沉桩导向架系统


[0001]本专利技术涉及海上浮式风电基础施工设备
，尤其涉及深水系泊桩的沉桩导向架系统。

技术介绍

[0002]目前，国内海上浮式风场的水深已经达到100米，深水浮式风机通过锚链系泊到海床基础上，基础预先沉桩到海床一定深度，通常是短粗的吸力桶贯入形式或是细长桩打入形式，不同形式适应不同海域的海床地质条件。如某些海床地质的限制，必须使用细长的打入桩作为系泊桩，在深水的水下进行锤击沉桩，需要沉桩导向结构来保证其打入垂直；浮式风机系泊桩通常按3
‑
4个一组，每组的桩间距不大，如何实现一次船机就位，实现整个一组系泊桩连续施工并保证桩间距的准确，也需要适合的沉桩导向结构。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供深水系泊桩的沉桩导向架系统，实现水下锤击沉桩位置准确，打入垂直；水下导向架和船机一次就位，实现一组系泊桩连续施工并保证桩间距准确，从而在深水海洋环境下，充分利用宝贵的天气窗口，极大提升船机的作业效率。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]深水系泊桩的沉桩导向架系统，包括水下导向架和悬浮浮式吊点，所述水下导向架包括主体框架和分布于主体框架四个角底部的吸力桶，所述主体框架上均匀设置有多个导向筒，所述主体框架的下方设置有防沉板；
[0006]所述悬浮浮式吊点包括中空式浮筒、上部双炮筒式主吊点和底部四吊耳式主吊点；
[0007]所述悬浮浮式吊点通过底部四吊耳式主吊点的系泊缆与主体框架相连接，吊装于水下导向架的上方。
[0008]作为优选，所述吸力桶采用浅吸力桶作为水下导向架的主要基础，贯入海床表层土壤，水下导向架的浅吸力桶设计贯入海床深度较浅，避免了贯入更深海床遇到硬质土壤难以贯入的困难，另外100水深，使用水下机器人操作泵撬块，对吸力桶进行贯入、顶升操作的技术完全成熟，在吸力桶进行贯入、顶升过程中，通过传感器反馈，操作泵撬块，分别调整各吸力桶的压力，可实现水下导向架整体稳定、调平。
[0009]作为优选，所述防沉板设置于吸力桶的桶顶标高处。水下导向架采用防沉板作为其辅助基础，由于更深层为硬质土壤难以贯入的限制，吸力桶和海床土壤接触的面积和深度有限，为了降低水下导向架重量对海床承载力要求，更好抵抗海流水平冲击导向架可能发生的滑移、倾覆，在吸力桶顶标高设置防沉板，吸力桶完全贯入时，增大水下导向架和海床的接触面的面积和惯性矩，从而降低海床表层土壤承载力要求，提高水下导向架的抗滑移、倾覆能力。
[0010]作为优选，所述主体框架包括四根纵向主支杆和交错形成桁架的若干副支杆，相
邻两个导向筒通过副支杆与纵向主支杆固定连接，所述吸力桶固定于纵向主支杆的底部。
[0011]作为优选，所述导向筒按各系泊桩沉桩位置布置在沉桩位置的正上方。所述导向筒的筒体形成限位板，对系泊桩进行限位。当系泊桩从导向筒插入，系泊桩桩身和限位板接触实现初步限位；系泊桩自由入泥稳定后，桩头入泥到一定深度，桩尾露出导向筒一定高度。桩头固定在海床，在导向筒内的桩身和限位板接触实现水平限位，从而实现完全限位，保证系泊桩打入的垂直度。各导向筒由副支杆固定在水下导向架上，保证了各导向筒之间的水平间距,从而保证了系泊桩打入后的水平间距。
[0012]作为优选，所述导向筒筒体沿纵向开设有第一通槽，使系泊桩上固定的外挂浮球的锚链在穿过导向筒时能伸出第一通槽外，不影响打桩。
[0013]作为优选，所述中空式浮筒的中空直径满足系泊桩和打桩锤穿过，不影响穿过中部导向筒的系泊桩的打桩操作。
[0014]作为优选，所述中空式浮筒的筒体靠近上部双炮筒式主吊点处设置有凹槽，减少系泊缆吊装时的摩擦。
[0015]一种浮式风机系泊系统，包括三组浮式风机系泊桩，每组系泊桩有三根，以海南万宁100MW浮式风机示范项目为例，所述系泊桩分布在300m半径的圆上，任意一组浮式风机系泊桩中相邻系泊桩的系泊缆间隔5
°
，相邻系泊桩的中心距离26.172m，所述系泊桩通过上述所述的沉桩导向架进行导向打桩。
[0016]相比于现有技术，本专利技术的有益技术效果为：
[0017]1、水下导向架采用浅吸力桶为其主要基础，防沉板为其辅助基础形式，保证吸力桶快速贯入、顶升过程中，水下导向架整体稳定、调平，又克服了海床深层坚硬难于贯入的地质条件限制，降低了海床表层土壤承载力要求，提高水下导向架的抗滑移、倾覆能力。
[0018]2、各导线筒和开槽设计可以实现水下锤击沉桩位置准确，打入垂直；水下导向架和船机一次就位，实现一组系泊桩连续施工并保证系泊桩间距准确；系泊桩身上固定的外挂浮球的锚链在穿过导向筒时候可以伸出槽外，不影响打桩。
[0019]3、中空式浮筒的中空直径满足细长桩和打桩锤穿过，不影响一组系泊桩中间位置的打桩操作。
[0020]综上所述，本专利技术可以实现水下锤击沉桩位置准确，打入垂直；水下导向架和船机一次就位，实现一组系泊桩连续施工并保证桩间距准确，从而在深水海洋环境下，充分利用宝贵的天气窗口，极大提升船机的作业效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0022]图1为沉桩导向架系统的整体吊装示意图；
[0023]图2为沉桩导向架系统的悬浮浮式吊点示意图；
[0024]图3为沉桩导向架系统的水下导向架示意图；
[0025]图4为沉桩导向架系统的导向筒中间位置插桩示意图；
[0026]图5为沉桩导向架系统的导向筒中间位置插锤示意图；
[0027]图6为沉桩导向架系统的导向筒侧边位置打桩示意图；
[0028]图7为沉桩导向架系统全部打桩完成示意图；
[0029]图8为浮式风机系泊系统的系泊缆布置图(桩基础分三组布置)。
[0030]附图标记：100、水下导向架；110、主体框架；111、主支杆；112、副支杆；120、吸力桶；130、导向筒；131、限位板；132、第一通槽；133、加强筋；140、防沉板；141、第二通槽；200、悬浮浮式吊点；210、中空式浮筒；211、凹槽；220、上部双炮筒式主吊点；230、底部吊耳式主吊点。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深水系泊桩的沉桩导向架系统，包括水下导向架(100)和悬浮浮式吊点(200)，其特征在于：所述水下导向架(100)包括主体框架(110)和分布于主体框架(110)四个角底部的吸力桶(120)，所述主体框架(110)上均匀设置有多个导向筒(130)，所述主体框架(110)的下方设置有防沉板(140)；所述悬浮浮式吊点(200)包括中空式浮筒(210)、上部双炮筒式主吊点(220)和底部四吊耳式主吊点；所述悬浮浮式吊点(200)通过底部四吊耳式主吊点的系泊缆与主体框架(110)相连接，吊装于水下导向架(100)的上方。2.根据权利要求1所述的深水系泊桩的沉桩导向架系统，其特征在于：所述吸力桶(120)采用浅吸力桶，用于贯入海床表层土壤。3.根据权利要求2所述的深水系泊桩的沉桩导向架系统，其特征在于：所述防沉板(140)设置于吸力桶(120)的桶顶标高处，当吸力桶(120)完全贯入海床表层土壤时，所述防沉板(140)能够增大水下导向架(100)和海床的接触面积和惯性矩，从而降低海床表层土壤承载力要求，提高水下导向架(100)的抗滑移、倾覆能力。4.根据权利要求1所述的深水系泊桩的沉桩导向架系统，其特征在于：所述主体框架(110)包括四根纵向主支杆(111)和交错形成桁架的若干副支杆(112)，相邻两个导向筒(130)通过副支杆(112)与纵向主支杆(111)固定连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高志钊，孙景军，于雷，
申请(专利权)人：环球海洋工程天津有限公司，
类型：发明
国别省市：