[发明专利]一种海上作业万向双梁压桩夹持器

说明书

技术领域

 本发明涉及的是夹持装置技术领域，特别是一种海上作业万向双梁压桩夹持器。

背景技术

人类在积极寻找能源，满足生存发展的需求。海上采油平台是向海底要石油、海上风力发电是向大自然要能源的好方法。近几年来海上采油平台、海上风力发电得到飞速发展，其中桩基础施工和设备安装是其重要的工作之一。施工中使用了各种不同的打桩船、安装船。随着海上采油平台、海上风力发电的规模越来越大，这些工程船也越来越大、越来越复杂、造价越来越高。

宁波海力801海上打桩船，其船体80×30×6米，吃水2.8米，吨位8000T，桩架高度95米，桩锤IHC  S—280型（荷兰产），锤重29 T，总造价1.5亿元人民币。据报道我国还在制造更大的打桩船，其船体78×36×6.2米，吃水3.2米，吨位9500T，桩架高度135米，造价更高（中国船舶报/2010年11月19日/第002版）。

中国振华重工制造的海上风电设备安装船，其船体76.8×42×6米，吃水2.7米，4条自动升降桩腿，桩腿长67米，吨位8000T，（振华重工产品样本）。

中国南通船厂为国外船东MPI offshore公司建造两条“MPI Adventure ＆ MPIDiscovery”号海上风电安装船，每台造价17.5亿人民币，其船体138.55×40.8×10米，吃水3.5米，6条自动升降桩腿，桩腿长72米，船舶自重14739T，能满足5～7MW风电机组的安装要求。

以上工程船都是巨无霸。

现有技术的海上打桩船，都是沿用传统的以桩架为依托的打桩工艺，所以桩有多长，桩架就需有多高。海上钢管桩都是大直径超长钢管桩，海上采油平台工程用钢管桩直径1～2.5米、风电工程用钢管桩直径3～6米，因此，海上打桩船也就做成了巨无霸。海上风电安装船为了满足稳定安装的要求，不得不将超长的桩腿伸到海底，将船体托出海面，以免海浪影响安装，因此，海上风电安装船也形成巨无霸。

用这些结构复杂、造价昂贵的巨无霸工作船进行基础施工和设备安装，其费用非常高昂，社会资源占用的非常多。

采用传统的以桩架为依托的打桩工艺，常常会出现土塞效应拒锤和停锤时间长拒锤的现象，给施工造成极大的困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种不受海水深度的限制、夹持牢靠、桩位定位准确、调节角度方便的海上作业万向双梁压桩夹持器。

本发明海上作业万向双梁压桩夹持器是由机架、下夹持油缸、下夹持器、下压桩油缸、上压桩油缸、上夹持油缸、上夹持器、承力架、夹持板、导向杆构成。下夹持器通过下压桩油缸与机架连接起来，上夹持器通过上压桩油缸和承力架、导向杆与机架连接起来，上、下夹持器都装有多套夹持油缸和夹持板；机架的下部与十字架、下底座组成万向底座，在万向底座的十字架端头上设置4台能够调整双梁压桩夹持器与水平面角度的调节油缸，下底座通过大插销与船体甲板相连。

所述的压桩夹持器可以由油缸或其它的运动装置和夹持器为主体，利用现有技术组成很多不同形式，所述其它的运动装置，如蒸汽缸、气缸、电磁缸等。

本发明的工作过程是这样的：

将带万向底座的双梁压桩夹持器吊放固定在甲板工作位置，并用大插销与船体甲板固定，做好工作准备。吊起钢管桩，放入夹持器内孔内并夹紧钢管桩，利用下夹持油缸、下夹持器、上夹持油缸、上夹持器交替夹紧放松和上、下压桩油缸交替放送，将钢管桩放入海底。

当需接桩时，用下夹持器夹紧下段钢管桩的上端，用上夹持器夹紧新吊入的上段钢管桩的下端，对好接桩位置进行接桩，桩接好后，进行防腐处理，然后继续用上、下夹持器交替放送钢管桩，直到钢管桩插入海底。

钢管桩进入海底泥层后，利用上、下压桩油缸的液压力，将钢管桩压到持力层。当压桩能力不够，桩未送达到设计要求深度时，还可吊起大型打桩锤，将钢管桩强行打入到海底，直到满足要求为止。

调节万向底座上的4台调节油缸，就可以改变钢管桩与水平面的夹角，这样就可以打、压各种角度的斜桩。锁紧万向底座上的4台调节油缸，万向底座失去自由能力，双梁压桩夹持器就与船体甲板锁紧在一起，增加施工工作的稳定性。将万向底座上的4台调节油缸的上下两腔各自联通，万向底座就是浮动自由的，这样就可以避免海浪对船体甲板和钢管桩的颠簸影响。由于是采用双梁压桩夹持器夹持，连续放送钢管桩和压桩、打桩，革除了打桩船常用的超高型桩架，所以本发明结构简单，操作方便，工作稳定安全，打桩船的设备载荷大大减小。