一种打钻打导向架及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种打钻打导向架及施工方法，涉及海上风电导管架基础施工技术领域。本发明专利技术的打钻打导向架通过吸力桶的贯入，实现打钻打导向架的在海床上稳固就位和调平，通过吸力桶的顶升，实现打钻打导向架的和海床土壤脱离，为后续吊起做准备。通过吊点设置在下部模块，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，减少上部模块支撑杆件数量，优化导向架结构，减轻结构重量，实现了轻量化且易于安装的打钻打导向架。架。架。

【技术实现步骤摘要】
一种打钻打导向架及施工方法


[0001]本专利技术涉及一种打钻打导向架及施工方法，尤其涉及一种海上风电导管架基础桩沉桩施工的打桩
‑
钻孔
‑
再打桩的吸力桶导向架及施工方法。

技术介绍

[0002]海上风电导管架基础桩沉桩施工中，通常需要把细长桩打入海床较深深度，而后进行导管架安装，通过导管架腿根部插入细长桩的桩头，最后进行桩腿灌浆连接固定。在有些海床地质，较浅深度有一定厚度岩石层，打桩突破表层土壤，到达岩石层后，继续打会损坏桩体，这就需要进行钻孔穿透岩石层，而后继续打桩，直至到设计深度。因为要进行打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业，打钻打导向架顶层水平框架需要设置较大甲板面积，并能够承受较大荷载，目前的打钻打导向架多为辅助桩基础形式，架子和辅助桩整体的重量较大，并且安装后需要调平，如何提供轻量化且易于安装的打钻打导向架，成为一个问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种打钻打导向架及施工方法，通过吸力桶的贯入，实现打钻打导向架的在海床上稳固就位和调平，通过吸力桶的顶升，实现打钻打导向架的和海床土壤脱离，为后续吊起做准备。通过吊点设置在下部模块，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，优化上部模块结构，减轻重量，实现了轻量化且易于安装的打钻打导向架。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种打钻打导向架，包括上部模块和下部模块，所述上部模块包括主框架结构和分布于主框架结构顶部的型钢和甲板，所述甲板上均匀设置有多个导向框架；所述下部模块包括多层框架结构和分布于多层框架结构底部的吸力筒基础；所述上部模块插入下部模块中，通过定位销连接固定，然后整体吊装入水，进行打钻打作业施工。
[0005]作为优选，所述主框架结构包括四根主腿，主腿上伸出的若干斜撑管以及斜撑管支撑的水平撑管，主腿底部设有插尖，主腿根部沿高度方向，以一定间隔设置数圈定位孔，每一圈定位孔沿主腿环形方向均匀布置数个相同尺寸的定位孔。
[0006]作为优选，所述多层框架结构包括四根主腿，主腿上伸出的若干斜撑管以及斜撑管支撑的水平撑管，主腿底部设有吸力筒基础，主腿顶部设置一圈定位孔，与上部模块的定位孔对应。
[0007]作为优选，所述上部模块的插尖使上部模块的主腿更易于插入下部模块的主腿中，并通过定位销固定。当海水深度变化时，通过上部模块不同高度定位孔和下部模块的定位孔用定位销固定，实现一定范围内适应海水深度变化，保证打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业高度不变。
[0008]作为优选，所述导向框架由上层导向环，下层导向环以及连接两层导向环的立撑组成，上层导向环与水平撑管，型钢和甲板连接。导向框架按各基础桩沉桩位置布置在沉桩
位置的正上方。导向框架的中空直径满足风机基础桩穿过，用于风机基础桩的打桩操作。所述导向框架的上层导向环和下层导向环形成限位结构，对基础桩进行限位。当基础桩从导向框架插入，基础桩桩身和导向环接触实现初步限位；基础桩自由入泥稳定后，桩头入泥到一定深度，桩尾露出导向圆环一定高度。桩头固定在海床，在导向框架内的桩身和导向环接触实现水平限位，从而实现完全限位，保证基础桩打入的垂直度。各导向框架的上层导向环与型钢和甲板连接固定，保证了各导向框架之间的水平间距,从而保证了基础桩打入后的水平间距。
[0009]作为优选，所述下部模块顶部设置吊点，上部模块插入下部模块后的整体吊装，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩。这种设计，减少了支撑杆件数量，优化了上部模块结构，减轻了结构重量，在海上就位后，因为减少了支撑杆件数量，也减少了海洋波流力的作用，提高了结构整体稳性。
[0010]作为优选，所述吸力桶基础采用相对细短的吸力桶作为下部模块的主要基础，贯入海床表层土壤，相对细短的的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。
[0011]作为优选，所述吸力筒基础贯入海床由泵撬块系统操作实现，通过操作船甲板上的泵撬块控制系统，对吸力桶进行贯入、顶升操作，在此过程中，通过传感器反馈，操作泵撬块，分别调整各吸力桶的压力，可实现打钻打导向架整体稳定、调平，安装快速，简便。
[0012]一种打钻打导向架施工方法，包括以下步骤：步骤1:上部模块和下部模块在码头装船，然后运输至施工现场，上部模块和下部模块在装船、海上运输时不连接，分别布置在驳船不同位置，运至施工现场后现场组合，即上部模块插入下部模块后再整体吊装；步骤2:上部模块和下部模块在驳船上组装完毕后，由浮吊整体吊装下水，使用泵撬块调节吸力桶基础贯入深度和速度实现打钻打导向架整体调平；步骤3:将基础桩护筒通过导向框架垂直插入海床，然后使用液压锤或振动锤进行打桩，当基础桩护筒底部到达岩石层时，停止打桩，然后将孔钻机吊放在基础桩护筒上方成孔，钻透岩石层；步骤4:根据设计高度切割基础桩护筒，将基础桩护筒上半部移除后，再将基础桩通过导向框架垂直插入基础桩护筒下半部内，并利用液压锤打桩至设计标高；步骤5:基础桩打桩完成之后，通过泵撬块使吸力桶基础顶升，从而实现打钻打导向架和海床土壤的脱离，为后续吊起做准备。
[0013]一种海上风电导管架基础，包括四根风机导管架基础桩，所述基础桩分布在边长24m正方形的四个角上，所述基础桩通过上述所述的打钻打导向架进行导向打桩。
[0014]相比于现有技术，本专利技术的有益技术效果为：1、打钻打导向架采用相对细短的吸力桶为其主要基础，通过操作泵撬块，实现吸力桶的贯入、顶升操作，可以分别调整各吸力桶的压力，实现打钻打导向架整体稳定、调平，安装快速，简便。
[0015]2、打钻打导向架的吊点设置在下部模块顶部，上部模块插入下部模块后的整体吊装，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，减少了支撑杆件数量，优化了上部模块结构，减轻了结构重量，在海上就位后，因为减少了支撑杆件数量，也减少了海洋波流力的作用，提高
了结构整体稳性。
[0016]3、上部模块的主腿通过插尖插入下部模块的主腿中，并通过定位销固定。当海水深度变化时，通过上部模块不同高度定位孔和下部模块的定位孔用定位销固定，实现一定范围内适应海水深度变化，保证打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业高度不变。
[0017]综上所述，本专利技术通过吸力桶的贯入，实现打钻打导向架的在海床上稳固就位和调平，通过吸力桶的顶升，实现打钻打导向架的和海床土壤脱离，为后续吊起做准备。通过吊点设置在下部模块，吊绳穿顶层甲板开孔连接浮吊主钩，优化上部模块结构，减轻重量，实现了轻量化且易于安装的打钻打导向架。
附图说明
[0018]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。
[0019]图1为打钻打导向架上部模块示意图；图2为打钻打导向架下部模块示意图；图3为上下模块在驳船上运输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种打钻打导向架，包括上部模块（1000）和下部模块（2000），其特征在于：所述上部模块（1000）包括主框架结构（1100）和分布于主框架结构（1100）顶部的型钢（1200）和甲板（1300），所述甲板（1300）上均匀设置有多个导向框架（1400）；所述下部模块（2000）包括多层框架结构（2100）和分布于多层框架结构（2100）底部的吸力筒基础（2200）；所述上部模块（1000）插入下部模块（2000）中，通过定位销（3000）连接固定，然后整体吊装入水，进行打钻打作业施工。2.根据权利要求1所述的打钻打导向架，其特征在于：所述主框架结构（1100）包括四根主腿（1110），主腿（1110）上伸出的若干斜撑管（1120）以及斜撑管（1120）支撑的水平撑管（1130），主腿（1110）底部设有插尖（1111），主腿（1110）根部沿高度方向，以一定间隔设置数圈定位孔（1112）。3.根据权利要求1所述的打钻打导向架，其特征在于：所述多层框架结构（2100）包括四根主腿（2110），主腿（2110）上伸出的若干斜撑管（2120）以及斜撑管（2120）支撑的水平撑管（2130），主腿（2110）底部设有吸力筒基础（2200），主腿（2110）顶部设置一圈定位孔（2111），与上部模块的定位孔（1112）对应。4.根据权利要求1所述的打钻打导向架，其特征在于：所述上部模块（1000）的插尖（1111）使上部模块（1000）的主腿（1110）更易于插入下部模块（2000）的主腿（2110）中，并通过定位销（3000）固定。当海水深度变化时，通过上部模块（1000）不同高度定位孔（1112）和下部模块（2000）的定位孔（2111）用定位销（3000）固定，实现一定范围内适应海水深度变化，保证打桩导向、钻孔、吸泥排岩等作业高度不变。5.根据权利要求1所述的打钻打导向架，其特征在于：所述导向框架（1400）由上层导向环（1410），下层导向环（1420）以及连接两层导向环的立撑（1430）组成，上层导向环（1410）与水平撑管（1130），型钢（1200）和甲板（1300）连接，导向框架（1400）的中空直径满足风机基础桩穿过，用于风机基础桩的打桩操作。6.根据权利要求1所述的打钻打导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：于雷，孙景军，任海鹏，
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：