[发明专利]用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚及其安装方法

说明书

本发明提供了一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚，包括主板、辅板、胫板及吊眼，所述辅板与主板铰接，所述主板与所述胫板的底部连接，所述吊眼设置在所述胫板的顶部。本发明还提供了一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚的安装方法。本发明的有益效果是：提高了基础的承载效率和可靠性，降低了成本，作为吸力筒基础的替代，为浮式风电开发提供一种更加优化的基础形式。

技术领域

本发明涉及海上风电设备，尤其涉及一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚及其安装方法。

背景技术

随着海上风电向深水区发展，广阔的浮式风电市场逐渐呈现。浮式风电的浮体平台需要通过基础锚固在海床上，以承受动态的上拔荷载，体型小、成本低、安装便利、性能可靠的新基础应用将是浮式风电高效开发的重要内容。当前，海上浮式风电通常采用常规长桩和吸力筒作为锚固基础。海洋工程中的长桩通常为开口钢管桩，通过打桩锤沉入到海床设计深度，而吸力筒是一种顶端封闭的钢制筒形结构，筒顶留有抽水孔，在安装过程中，吸力筒在自重作用下沉入海床一定深度，其后，通过从筒内抽水形成内外压差使筒基下沉到设计深度，吸力筒沉放完毕后，停止抽水并封闭顶部的抽水口。无论是长桩还是吸力筒，都通过基础侧面的土体摩擦力、自重以及端部土体的吸附力共同抵抗浮式风电产生的上拔荷载。在场地适合的情况下，相比常规长桩基础，吸力筒一般具有施工环境友好、安装简易、在位性能优越等技术优势。此外，海洋工程中常用的鱼雷锚、拖曳锚及其它常规板锚，由于承载力小、可靠性低的原因，通常不用做重要浮体设施包括浮式风电的永久性锚固基础。

在浮式风电开发中，吸力筒（吸力锚）相比常规长桩是一种更为优越的锚固基础，但是也存在如下缺陷：1）筒体侧面的土体摩擦力是吸力筒基础承载力的重要组成部分，但由于吸力筒的入泥深度相对较小，所接触土体的强度较低，且受安装扰动影响，土体的工作强度有较大折减，导致吸力筒基础侧摩阻力部分的承载效率较低；2）吸力筒的一个主要优势是在短暂荷载如风暴荷载下可产生较大的端部吸附力，然而在浮式风电产生的长期持续上拔荷载下，该承载力机制会部分或者全部失效，显著降低吸力筒基础的承载效率；3）在上述两种情况下，吸力筒基础需要加大结构尺寸，不但会增大建造费用，更会导致海上运输和安装费用的急剧增加。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚及其安装方法。

本发明提供了一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚，包括主板、辅板、胫板及吊眼，所述辅板与主板铰接，所述主板与所述胫板的底部连接，所述吊眼设置在所述胫板的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述吸力贯入式高性能抗拔板锚上安装有姿态传感器。

本发明还提供了一种用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚的安装方法，包括以下步骤：

S1、预安装，将上述中任一项所述的用于浮式风电的吸力贯入式高性能抗拔板锚卡在吸力筒的卡缝处，采用锚链连接所述吸力贯入式高性能抗拔板锚的吊眼；

S2、入泥，吸力筒携带所述吸力贯入式高性能抗拔板锚逐渐沉入海底，通过吸力筒的卡固作用，把所述吸力贯入式高性能抗拔板锚携带到预定的设计深度；

S3、就位，所述吸力贯入式高性能抗拔板锚到达预定的设计深度后，吸力筒通过注水上拔回收，所述吸力贯入式高性能抗拔板锚从吸力筒卡缝中滑出，停留在预定的设计深度。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，将姿态传感器固定在所述吸力贯入式高性能抗拔板锚上；在步骤S3中，通过所述姿态传感器获取所述吸力贯入式高性能抗拔板锚的姿态信息，实时反馈至母船应用端。

作为本发明的进一步改进，所述安装方法还包括步骤S4，加载及姿态调整，母船对所述吸力贯入式高性能抗拔板锚进行加载并对相应的板锚姿态信息进行分析处理，通过加载装置控制锚链的张拉，实现所述吸力贯入式高性能抗拔板锚姿态的调整。