一種海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構的製作方法

2023-06-15 06:22:07

本發明涉及海洋工程技術的技術領域，具體涉及一種海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構。

背景技術：

隨著能源緊缺狀況的加劇和風電場土地資源的日益緊張，海上風能發電也成為當今世界風能發電的發展新方向。海上風電機組安裝相對於陸上風電機組安裝有較高的技術難度，海上安裝平臺的製造，是實現海上風電場建設的關鍵技術之一。

樁腿是海上作業平臺的重要組成部分，用於支撐上部船體的重量以及承受風、浪、流等環境荷載，其結構形式主要為圓柱形樁腿和桁架式樁腿，樁腿的提升系統主要有液壓插銷式和齒輪齒條式。在插銷式海上作業平臺中，使用圓柱形樁腿和液壓插銷式提升系統的相互配合來實現樁腿的升降。現有的圓柱形樁腿不容易裝配，空間利用率低，整體強度較低，同時安裝圓柱形樁腿的固樁室的安裝槽也同為圓形結構，使得樁腿存在應力集中問題，在使用過程中存在破裂或折斷的安全隱患，同時也導致固樁室與升降設備的安裝結構穩定性不高，工作效率低下，安全性能下降。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術中的不足之處，提供一種海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構。

為達此目的，本發明採用以下技術方案：

一種海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構，包括固樁室架和升降裝置，所述固樁室架的四個角設置有上下人孔通道，所述固樁室架的中心為樁腿升降裝置安裝通道；

所述固樁室架包括固樁室外殼和固樁室蓋板，兩兩所述固樁室外殼首尾相接圍成安裝空腔，所述固樁室蓋板分別安裝於所述固樁室外殼的兩端；

所述樁腿升降裝置安裝通道的結構為八邊形安裝通道，所述樁腿升降裝置安裝通道包括四個工作安裝面和四個非工作安裝面，所述非工作安裝面設置於兩個所述工作安裝面之間，所述工作安裝面兩兩相對，所述非工作安裝面兩兩相對，所述工作安裝面與所述固樁室架的一角相對設置；

所述升降裝置安裝於所述樁腿升降裝置安裝通道內，所述升降裝置包括固定環梁和升降機構，所述升降機構安裝於所述固定環梁的下端；

所述固定環梁固定於所述樁腿升降裝置安裝通道上；

所述升降機構包括升降滑座、升降油缸和插銷機構，所述升降油缸的缸體端固定於所述固定環梁上,所述升降油缸的活塞杆端與所述升降滑座的一端相接，所述升降油缸帶動所述升降滑座進行縱向運動，所述插銷機構設置於所述升降滑座的中部；

所述上下人孔通道設置於所述工作安裝面的一側；

還設置有導向耐磨板，所述導向耐磨板設置於所述工作安裝面的一側。

更進一步地，所述固定環梁上還設置有鎖緊機構，所述升降固定面上設置有鎖緊機構安裝通孔，所述鎖緊機構通過所述鎖緊機構安裝通孔安裝於所述升降固定面上；所述鎖緊機構包括鎖銷軸、鎖銷油缸、鎖銷傳感器和鎖銷套，所述鎖銷油缸安裝於所述鎖銷套的內部，所述鎖銷軸與所述鎖銷油缸的活塞連接，所述鎖銷傳感器設置於所述鎖銷軸的一端上，所述鎖銷油缸驅動所述鎖銷軸進行伸縮運動。

更進一步地，還設置有固定肋凹槽，所述固定肋凹槽設置於所述工作安裝面和非工作安裝面的頂端。

更進一步地，所述固定環梁的結構為八邊體固定環梁，所述固定環梁四周的端面包括四個升降固定面和四個非升降固定面，所述非升降固定面設置於兩個所述升降固定面之間，所述升降固定面兩兩相對，所述非升降固定面兩兩相對。

更進一步地，還設置有若干個環梁固定肋，若干個所述環梁固定肋分別設置於所述升降固定面和非升降固定面上，所述環梁固定肋與固定肋凹槽相適配。

更進一步地，所述插銷機構包括插銷軸、插銷油缸、插銷傳感器和插銷套，所述插銷油缸安裝於所述插銷套的內部，所述插銷軸與所述插銷油缸的活塞連接，所述插銷傳感器設置於所述插銷軸的一端上，所述插銷油缸驅動所述插銷軸進行伸縮運動。

一種使用上述固樁室與升降裝置的安裝結構的海上風電平臺。

本發明的有益效果：1.本發明的海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構通過設置所述樁腿升降裝置安裝通道，所述樁腿升降裝置安裝通道為八邊形安裝通道，便於裝配，穩定性高，提高空間利用率，所述升降裝置與固樁室穩定安裝，從而提高平臺安裝運行的可靠性，提高了固樁室和樁腿的牢固性和抵抗性，有助於固樁室和樁腿抗擊海底的衝擊力等多變環境，安裝穩定可靠，提高作業的效率和安全性，市場前景可觀；2.所述海上作業平臺包括主船體和高強度八邊形樁腿，所述主船體對應高強度八邊形樁腿設有液壓插銷式提升系統，通過液壓插銷式提升系統和所述高強度八邊形樁腿的配合使用使得所述高強度八邊形樁腿和主船體可實現相對的上下升降，所述固樁室便於裝配，空間利用率更高，整體強度高，有效避免應力集中問題，載荷量大且使用壽命長。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的一個實施例的固樁室的整體結構俯視圖；

圖2是本發明的一個實施例的固樁室的整體結構側視圖；

圖3是本發明的一個實施例的固樁室與升降裝置的安裝結構的俯視截面圖；

圖4是本發明的一個實施例的升降裝置的整體結構示意圖。

其中：上下人孔通道11、固定環梁12、升降固定面121、非升降固定面122、鎖緊機構123、升降機構13、升降滑座131、升降油缸132、插銷機構133、固樁室架2、固樁室外殼21、固樁室蓋板22、樁腿升降裝置安裝通道3、工作安裝面31、非工作安裝面32、固定肋凹槽4。

具體實施方式

下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

一種海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構，如圖1-4所示，包括固樁室架2和升降裝置，所述固樁室架2的四個角設置有上下人孔通道11，所述固樁室架2的中心為樁腿升降裝置安裝通道3；

所述固樁室架2包括固樁室外殼21和固樁室蓋板22，兩兩所述固樁室外殼21首尾相接圍成安裝空腔，所述固樁室蓋板22分別安裝於所述固樁室外殼21的兩端；

所述樁腿升降裝置安裝通道3的結構為八邊形安裝通道，所述樁腿升降裝置安裝通道3包括四個工作安裝面31和四個非工作安裝面32，所述非工作安裝面32設置於兩個所述工作安裝面31之間，所述工作安裝面31兩兩相對，所述非工作安裝面32兩兩相對，所述工作安裝面31與所述固樁室架2的一角相對設置；

所述升降裝置安裝於所述樁腿升降裝置安裝通道3內，所述升降裝置包括固定環梁12和升降機構13，所述升降機構13安裝於所述固定環梁12的下端；

所述固定環梁12固定於所述樁腿升降裝置安裝通道3上；

所述升降機構13包括升降滑座131、升降油缸132和插銷機構133，所述升降油缸132的缸體端固定於所述固定環梁12上,所述升降油缸132的活塞杆端與所述升降滑座131的一端相接，所述升降油缸132帶動所述升降滑座131進行縱向運動，所述插銷機構133設置於所述升降滑座131的中部；

所述上下人孔通道11設置於所述工作安裝面31的一側；

還設置有導向耐磨板，所述導向耐磨板設置於所述工作安裝面31的一側。

本發明通過設置所述樁腿升降裝置安裝通道3，所述樁腿升降裝置安裝通道3為八邊形安裝通道，便於裝配，穩定性高，提高空間利用率，從而提高平臺安裝運行的可靠性。

所述工作安裝面31的厚度大於所述非工作安裝面32的厚度，提高工作面的使用壽命，同時採用八邊形的所述樁腿升降裝置安裝通道3，即為樁腿也同為八邊形樁腿，提高了固樁室和樁腿的牢固性和抵抗性，有助於固樁室和樁腿抗擊海底的衝擊力等多變環境，以及提高所述樁腿的承載負荷能力；所述工作安裝面31與所述固樁室架2的一角相對設置，減少整體設計空間，便於安裝。

通過設置所述上下人孔通道11作為通入固樁室內的出入通道，作業人員可通過該人孔通道進入固樁室內部進行作業，便於檢測固樁室內部安裝的設備和部件是否符合運行要求，利於安裝拆卸維護。

所述升降裝置安裝於所述樁腿升降裝置安裝通道3內，既是所述固定環梁12與安裝通道進行固定安裝，提高結構的穩定性，便於裝配樁腿；所述升降裝置用於海上平臺的插銷式連續升降系統帶動平臺的樁腿進行上下運動，以實現下樁、固樁、昇平臺、固定平臺、降平臺、起樁和收樁等一系列作業過程。樁腿安裝於所述固定環梁12內，所述升降裝置的升降滑座131上設有所述插銷機構133，所述插銷機構133設有與銷孔相適配的插銷軸，從而將所述插銷軸插入樁腿的銷孔，然後所述升降油缸132帶動所述升降滑座131進行縱向運動，即可帶動樁腿進行縱向運動；可設置多個所述升降油缸132，所述升降裝置設置3個所述升降油缸132，可提高所述升降裝置的舉升能力，而且可平衡載荷，提高所述升降油缸132的運行可靠性。

通過設置所述導向耐磨板，從而保護所述工作安裝面31，避免工作時對所述工作安裝面31造成磨損。

採用海上平臺的插銷式連續升降系統的所述樁腿，其升降速度為24米/小時，升降能力為5000噸/腿，支撐力為舉升能力的2倍，升降速度快，升降能力強，該設計的固樁室能穩定固定樁腿，適用於重載的海上平臺，快速升降平臺，可提高作業的效率和安全性。

更進一步地，所述固定環梁12上還設置有鎖緊機構123，所述升降固定面121上設置有鎖緊機構安裝通孔，所述鎖緊機構123通過所述鎖緊機構安裝通孔安裝於所述升降固定面121上；

所述鎖緊機構123包括鎖銷軸、鎖銷油缸、鎖銷傳感器和鎖銷套，所述鎖銷油缸安裝於所述鎖銷套的內部，所述鎖銷軸與所述鎖銷油缸的活塞連接，所述鎖銷傳感器設置於所述鎖銷軸的一端上，所述鎖銷油缸驅動所述鎖銷軸進行伸縮運動。

通過設置所述鎖緊機構123設置於所述固定環梁12的升降固定面121上，用於鎖緊樁腿和對樁腿實現徑向約束固緊作用；所述鎖緊機構123承載能力強，可單獨承載海上平臺的最大載荷，保證載荷的均勻分布；通過設置鎖銷套，起到保護所述鎖緊機構123內的組件；所述通過設置有鎖銷傳感器，所述鎖銷傳感器用於檢測與所述鎖銷軸相匹配對應的銷孔位置，以保證所述鎖銷軸能準確插入對應的所述銷孔，防止因對正不當導致所述鎖銷軸無法插入對應的所述銷孔，對所述鎖銷軸造成損壞。

更進一步地，還設置有固定肋凹槽4，所述固定肋凹槽4設置於所述工作安裝面31和非工作安裝面32的頂端。所述固定肋凹槽4為條形凹槽，便於固定環梁12安裝，所述固定環梁12上設置有與所述固定肋凹槽4相對應的固定肋，這樣既起到增強固定環梁12強度的作用，又便於拼裝焊接。或者，所述固定肋為T型肋，對應地所述固定肋凹槽4為T型槽，T型結構可增大所述固定環梁12與所述工作安裝面31和非工作安裝面32之間的接觸面積，大大地提高安裝固定環梁12的穩定性。

更進一步地，所述固定環梁12的結構為八邊體固定環梁12，所述固定環梁12四周的端面包括四個升降固定面121和四個非升降固定面122，所述非升降固定面122設置於兩個所述升降固定面121之間，所述升降固定面121兩兩相對，所述非升降固定面122兩兩相對。

樁腿的結構為八邊形樁腿，所述樁腿包括四個工作面和四個非工作面，兩個所述工作面之間設置一個所述非工作面，即四個所述工作面兩兩相對，四個所述非工作面兩兩相對；所述樁腿安裝於所述固定環梁12上，所述固定環梁12安裝於所述樁腿升降裝置安裝通道3內，所述樁腿在所述固定環梁12內進行升降運動，堅固可靠，八邊體固定環梁12提高裝置的安全性能，利於樁腿進行升降運動，同時所述固定環梁12與固樁室結合，便於樁腿的裝配，使得空間利用率更高，提高固樁室整體的強度和載荷量。

更進一步地，還設置有若干個環梁固定肋，若干個所述環梁固定肋分別設置於所述升降固定面121和非升降固定面122上，所述環梁固定肋與固定肋凹槽4相適配。

通過設置多個所述環梁固定肋，並縱向地間隔均勻分布於所述升降固定面121和非升降固定面122上，所述環梁固定肋起到增強固定環梁12強度的作用。對應地，可設置多個固定肋凹槽4，所述環梁固定肋卡接於固定肋凹槽4，從而增大固定環梁12分別與所述工作安裝面31和非工作安裝面32之間的接觸面積，便於焊接，使固定環梁12更為牢固地安裝於所述樁腿升降裝置安裝通道3上，避免固定環梁12應力集中於一處，受力更為均勻。

更進一步地，所述插銷機構133包括插銷軸、插銷油缸、插銷傳感器和插銷套，所述插銷油缸安裝於所述插銷套的內部，所述插銷軸與所述插銷油缸的活塞連接，所述插銷傳感器設置於所述插銷軸的一端上，所述插銷油缸驅動所述插銷軸進行伸縮運動。

通過設置有插銷傳感器，所述插銷傳感器用於檢測與所述插銷軸相匹配對應的銷孔位置，以保證所述插銷軸能準確插入對應的銷孔，防止因對正不當導致所述插銷軸無法插入對應的所述銷孔，對所述插銷軸造成損壞。固定平臺時所述鎖緊機構123的鎖銷軸和所述插銷機構133的插銷軸均插入對應的所述銷孔，而其他作業過程開始時，所述鎖緊機構123的鎖銷軸插入所述銷孔和收回所述插銷機構133的插銷軸，以便於調節所述升降油缸132伸縮；所述插銷機構133和所述鎖緊機構123的材料均為合金鋼，強度大，低溫韌性強，有效抵抗海上複雜多變的環境。

一種使用上述固樁室與升降裝置的安裝結構的海上風電平臺。所述海上作業平臺包括主船體和高強度八邊形樁腿，所述主船體對應高強度八邊形樁腿設有液壓插銷式提升系統，通過液壓插銷式提升系統和所述高強度八邊形樁腿的配合使用使得所述高強度八邊形樁腿和主船體可實現相對的上下升降，其中所述高度八邊形樁腿是通過固樁室進行固定安裝，堅固可靠，提高安全穩定性，利於樁腿進行升降運動，同時所述固樁室便於裝配，空間利用率更高，整體強度高，有效避免應力集中問題，載荷量大且使用壽命長。

本發明的海上風電平臺的固樁室與升降裝置的安裝結構通過設置所述樁腿升降裝置安裝通道3，所述樁腿升降裝置安裝通道3為八邊形安裝通道，便於裝配，穩定性高，提高空間利用率，所述升降裝置與固樁室穩定安裝，從而提高平臺安裝運行的可靠性，提高了固樁室和樁腿的牢固性和抵抗性，有助於固樁室和樁腿抗擊海底的衝擊力等多變環境，安裝穩定可靠，提高作業的效率和安全性，市場前景可觀。

以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。