傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備及安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于海上風(fēng)電場的一種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備及安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來海上風(fēng)電場建設(shè)的快速發(fā)展，海洋風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安裝成為了該領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。目前應(yīng)用于海洋風(fēng)電機(jī)組的主要基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)上的形式有單粧基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)、群粧基礎(chǔ)、吸力式基礎(chǔ)等。
[0003]單粧基礎(chǔ)是最簡單的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其直徑由荷載的大小確定，一般在3-5m左右。單粧基礎(chǔ)適用于水深小于30m且海床較為堅(jiān)硬的水域，其不需要對(duì)海床的預(yù)處理，并且制造簡單。但其受海底地質(zhì)條件和水深的約束較大，另外單粧基礎(chǔ)在海洋中的施工安裝對(duì)設(shè)備的要求較高且費(fèi)用很高。
[0004]重力式基礎(chǔ)一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屬于體積、重量較大的基礎(chǔ)類型，依靠自身的重力保持風(fēng)機(jī)垂直。其適用于水深小于1m的海床。重力式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，且有著很好的穩(wěn)定性。但是由于重量大，使得安裝十分的不方便。
[0005]群粧基礎(chǔ)一般采用多根小直徑斜鋼管來支撐上部承臺(tái)結(jié)構(gòu)，其有著很好的水平承載能力。但是現(xiàn)場施工安裝時(shí)間較長，工作量大。
[0006]傳統(tǒng)吸力式基礎(chǔ)是一倒置桶形鋼制結(jié)構(gòu)，其不受水深限制，節(jié)省了大量鋼材，且采用負(fù)壓施工，施工方便、速度快。另外吸力式基礎(chǔ)可以很方便的拔出以二次利用。但是傳統(tǒng)吸力式基礎(chǔ)在施工安裝過程中可能會(huì)由于負(fù)壓控制不當(dāng)而形成土塞，導(dǎo)致實(shí)際承載能力偏低；另外，在下沉過程中易發(fā)生傾斜，需頻繁矯正。
[0007]中國專利公開了名為“一種海底吸力錨”(CN 103132521 A)的發(fā)明專利，這種海底吸力錨包括頂端封閉、下端開口的主筒，主筒頂面設(shè)置主筒排水孔，主筒外活套一筒裙，筒裙包括水平頂面和筒狀側(cè)壁，筒裙水平頂面上設(shè)置筒裙排水孔，主筒上部的筒狀側(cè)壁上設(shè)置將所述筒裙定位在所述主筒上部的伸縮鉤，在主筒上端設(shè)置一與主筒同心圓的錨環(huán)，錨環(huán)上均勻設(shè)置錨枝，錨枝的一端與錨環(huán)鉸接，另一端通過斜撐桿與筒裙鉸接。這種傘式海底吸力錨可以很好的應(yīng)用于海洋風(fēng)電基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，但是，這種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)與傳統(tǒng)吸力式基礎(chǔ)一樣，也存在施工安裝過程中可能會(huì)由于負(fù)壓控制不當(dāng)而形成土塞，導(dǎo)致實(shí)際承載能力偏低的問題，另外，在下沉過程中也易發(fā)生傾斜，需頻繁矯正。如何針對(duì)這種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)安裝，而提出一種傘式海底吸力錨安裝設(shè)備及其安裝方法，使其有著更高的整體穩(wěn)定性，提高其拔力、水平承載力和防波浪沖蝕能力，利用傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備使得這種傘式海底吸力錨安裝方法簡便，以便于處理傘式海底吸力錨基礎(chǔ)在安裝過程中出現(xiàn)的土塞、傾斜等問題，且重復(fù)利用率高。這是目前本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備及安裝方法，利用傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備使得海底傘式海底吸力錨安裝方法簡便，便于處理傘式海底吸力錨基礎(chǔ)在安裝過程中出現(xiàn)的土塞、傾斜的問題，且重復(fù)利用率尚O
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備，所述傘式海底吸力錨基礎(chǔ)包括頂面封閉、下端開口的主筒，主筒頂面設(shè)有主筒排水孔，所述的主筒外活套一筒裙，所述筒裙包括水平頂面和筒狀側(cè)壁，所述筒裙水平頂面上設(shè)置筒裙排水孔，所述主筒上部的筒狀側(cè)壁上設(shè)置將所述筒裙定位在所述主筒上部的伸縮鉤，在主筒上端設(shè)置一與主筒同心圓的錨環(huán)，錨環(huán)上均勻設(shè)置錨枝，所述錨枝的一端與錨環(huán)鉸接，另一端通過斜撐桿與筒裙鉸接，其特征在于，所述的安裝設(shè)備包括安裝于所述主筒內(nèi)部的噴射管，所述噴射管通過主筒排水孔與上部的潛水栗相連，所述的噴射管內(nèi)設(shè)換向閥和閥門，所述潛水栗與一耐壓容器相鄰，所述耐壓容器內(nèi)含傾角儀、電羅經(jīng)，所述傾角儀設(shè)置在所述傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的筒裙和錨枝上，所述耐壓容器和潛水栗周圍設(shè)置框架，所述框架上端連接信號(hào)光纜。
[0010]對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn):所述的框架以及噴射管與所述傘式海底吸力錨基礎(chǔ)用螺栓緊固在一起。
[0011]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述的潛水栗為兩臺(tái)，所述兩臺(tái)潛水栗各配置I臺(tái)水下工作電機(jī)，所述兩臺(tái)潛水栗與所述框架連接。
[0012]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述噴射管直徑為所述主筒排水孔直徑的0.5-0.8 倍。
[0013]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述噴射管含有4個(gè)豎向支管，所述換向閥控制水流流向噴射管的不同豎向支管，且在所述豎向支管不同深度處設(shè)置所述閥門。
[0014]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述的閥門布置在噴射管距離所述主筒頂面至0.3倍主筒直徑深度范圍內(nèi)，所述閥門的閥口呈120°開口且指向所述主筒的筒心。
[0015]對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述信號(hào)光纜與吊索具整合為一體結(jié)構(gòu)。
[0016]通過這種傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備利用負(fù)壓原理進(jìn)行吸力錨的負(fù)壓沉貫，能很好實(shí)時(shí)的控制傘式海底吸力錨基礎(chǔ)安裝過程中出現(xiàn)的傾斜問題，且提出了一種由高壓噴水來消除吸力錨出現(xiàn)土塞問題的方法。
[0017]本發(fā)明一種上述傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝設(shè)備的安裝方法，其特征在于，具體過程包括以下步驟:
(1)碼頭裝船:將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)從碼頭建造場地吊放到施工船甲板上，傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的筒裙和錨枝處于自由下垂的狀態(tài)，并將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)底部焊接、固定在船甲板上，傘式海底吸力錨上端用纜繩加以固定，確保海上運(yùn)輸?shù)陌踩€(wěn)定；
(2)航行定位:傘式海底吸力錨基礎(chǔ)裝船固定工作結(jié)束之后，將施工船航至預(yù)定海域，且在施工坐標(biāo)位置拋銷就位；
(3)貫入設(shè)備對(duì)接:在施工船上用浮吊將潛水栗水平吊放到傘式海底吸力錨基礎(chǔ)頂端，將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的主筒出水口的法蘭與上部安裝系統(tǒng)的進(jìn)口用高強(qiáng)度的螺栓緊固，栗閥系統(tǒng)外有框架結(jié)構(gòu)保護(hù)，并將耐壓容器與框架相連，且與潛水栗相鄰，其中在耐壓容器中安裝有測量傘式海底吸力錨基礎(chǔ)傾角的傾角儀和測量方位角的電羅經(jīng)，在筒裙以及錨枝上端安裝傾角儀和電羅經(jīng)，用于測量筒裙和錨枝的方位以及傾角，防止由于傘式海底吸力錨基礎(chǔ)下沉不均而出現(xiàn)筒裙和錨枝的大變形情況；
(4)基礎(chǔ)下水:將浮吊的吊索具分別與傘式海底吸力錨基礎(chǔ)上兩個(gè)對(duì)稱的吊耳相連接，當(dāng)?shù)跛骶咛幱诶o狀態(tài)時(shí)，施工人員將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)下部焊接固定結(jié)構(gòu)以及上端用于固定的纜繩去除，通過浮吊將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)以及安裝設(shè)備保持穩(wěn)定垂直提升并轉(zhuǎn)移到海洋預(yù)定施工點(diǎn)上方，緩緩地將傘式海底吸力錨基礎(chǔ)以及安裝設(shè)備下放到海床，通過電羅經(jīng)測得傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的方位角，并確定需要調(diào)整的方向以及角度，當(dāng)與設(shè)計(jì)方位相符時(shí)開始傘式海底吸力錨的沉貫；
(5)傘式海底吸力錨的貫入:傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的貫入主要分為自重貫入和吸力貫入兩個(gè)階段，貫入過程主要通過監(jiān)測參數(shù)的反饋，隨時(shí)調(diào)節(jié)浮吊兩邊吊索具的受力情況以及潛水栗的流量；主要需要監(jiān)測的參數(shù)有兩個(gè)垂直方向的傾斜角以及方位角，而傘式海底吸力錨基礎(chǔ)從筒裙開始入土后的入泥深度則由錨枝上的傾角儀確定；
當(dāng)傘式海底吸力錨基礎(chǔ)距離海床有0.8-1.2米時(shí)，停止下放，通過施工船上的動(dòng)力定位系統(tǒng)調(diào)整傘式海底吸力錨基礎(chǔ)的安裝位置，通過電羅經(jīng)調(diào)整其方位角，確保傘式海底吸力錨基礎(chǔ)安裝精度達(dá)到要求，然后繼續(xù)下放傘式海底吸力錨基礎(chǔ)，使得其接觸海床面并在自重作用下開始下沉貫入，并由傾角儀測得的吸力錨傾角情況