[发明专利]一种自升式风电安装平台的冲桩系统及其使用方法

说明书

本发明涉及一种自升式风电安装平台的冲桩系统及其使用方法，包括船体，船体四个角处均设置有固桩室，上下贯穿固桩室安装有桩腿，桩腿底端安装有伸入海底的桩靴，单个桩腿内向下伸至桩靴均布置有冲桩管路；船体的机舱内设置有供气供水系统，供气供水系统包括有高压水供应系统、低压水供应系统和供气系统，供气供水系统通过与桩腿一一对应的水气供应管路向冲桩管路供应水或气；使用时，先由高压水冲洗通畅，在桩靴与泥土之间产生间隙，然后将低压水灌注至桩靴与泥土之间，破坏泥土对桩靴的吸附力，并且在桩靴拔起上行并收至船体内时，通过压缩空气来吹洗表面的附作物，从而实现了桩靴的拔桩，显著提升了拔桩作业效率，稳定可靠实用。

技术领域

本发明涉及自升式海工平台技术领域，尤其是一种自升式风电安装平台的冲桩系统及其使用方法。

背景技术

随着环保问题的日益突显和能源需求的快速增长，风能作为一种清洁的可再生能源，受到世界各国的高度重视。海上风力发电因其拥有更好的风能条件和可观的环保价值，近年来发展非常迅速。海上风电安装平台作为风电场建设的一个重要基础装备，需求量也持续快速增长；越来越多的风电安装平台投入到沿海作业，由于我国沿海地质条件极为复杂，平台在拔桩时出现的问题较多，例如拔桩时间曾超过一周的；又如为了拔桩而一味倾斜平台来减小桩靴吸附力，造成倾斜过大，损坏升降系统电器控制机构的。针对风电安装平台这种投资动辄上亿、日租金几十万的大型装备，事故造成的经济损失不可估量。

自升式风电安装平台每次更换作业地点都需要进行拔桩操作，对于带桩靴的自升式风电安装平台来说，整个作业过程中，难度大、危险性高、且作业时间相对较长的环节之一即是拔桩作业。拔桩过程会受到各种阻力，阻力大小受风浪流作用、桩靴入泥深度、插桩周围土质、桩靴形状、桩靴周围土壤对桩靴吸附力等因素的影响。其中，桩靴周围土壤对桩靴吸附力对拔桩阻力影响最大。

现有的海上风电安装平台的冲桩系统几乎都是由一条冲桩管路主线串联多级冲桩管路支线构成，冲桩管路支线在对应桩靴的相应位置处进行出水冲桩。由于冲桩过程中，每个冲桩管路支线的阻力都不相同，会造成不同位置桩靴被冲开的先后顺序不同；此时，由于出现了泄水通道，其他冲桩管路支线内的水压势必将会降低，将导致泥土阻力较大的桩靴位置迟迟无法冲开。也就是说，现有的冲桩系统极易出现部分桩靴已经松动，但仍然有桩靴被泥土吸附住的现象，这样就需要通过阀门调节来关闭已经冲桩完毕的支路，再来依次完成剩余吸附桩靴的冲桩，整个冲桩过程周期会比较长，操作比较麻烦，严重影响了风电安装平台的施工作业效率。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的自升式风电安装平台的冲桩系统及其使用方法，从而极大地保证了多个桩靴同时达到拔桩条件，并同时进行拔桩操作，使得拔桩顺畅、作业效率高，稳定可靠实用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种自升式风电安装平台的冲桩系统，包括船体，所述船体四个角处均设置有固桩室，上下贯穿固桩室安装有桩腿，桩腿底端安装有伸入海底的桩靴，单个桩腿内向下伸至桩靴均布置有冲桩管路；所述船体的机舱内设置有供气供水系统，供气供水系统包括有高压水供应系统、低压水供应系统和供气系统，供气供水系统通过与桩腿一一对应的水气供应管路向冲桩管路供应水或气。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述高压水供应系统和低压水供应系统分别将海水总管中的水经滤器后以高压或低压的状态输送至冲桩管路中。

所述高压水供应系统的结构为：包括高压冲洗泵，高压冲洗泵输入端的管路上安装有高压真空压力表，高压冲洗泵输出端的管路上安装有高压压力表；所述高压真空压力表与滤器之间的管路上还安装有高压截止阀，高压压力表后方的管路上依次串装有单向阀和球阀；

所述低压水供应系统的结构为：包括消防泵，消防泵输入端的管路上安装有低压真空压力表，消防泵输出端的管路上安装有低压压力表；所述低压真空压力表与滤器之间的管理上安装有低压截止阀。