[发明专利]一种自升式风电安装平台桩靴及与其相适配的插拔桩方法

说明书

本发明涉及风电安装平台制造技术领域，尤其是一种自升式风电安装平台桩靴及与其相适配的插拔桩方法。自升式风电安装平台桩靴包括桩靴本体和抗滑移单元。桩靴本体在来自于桩腿单元的拖动力作用下而沿着海洋深度方向执行轴向位移运动。抗滑移单元由动力部和N个抗滑移子单元构成。抗滑移子单元包括有刺地销。刺地销插配于桩靴本体内，且受到动力部的作用而执行周向旋转运动。在刺地销上的成型出有锥形螺纹段。如此，一方面，可有效地提升桩靴的横向抗滑移能力；另一方面，因刺地销可持续地执行周向旋转运动，在插桩阶段，且刺地销在锥形螺纹段的助力下更易于深入岩基海床地质层；而在拔桩阶段，可降低刺地销经由岩基海床地质层中脱出的困难度。

技术领域

本发明涉及风电安装平台制造技术领域，尤其是一种自升式风电安装平台桩靴及与其相适配的插拔桩方法。

背景技术

海上风力发电作为无污染的可再生能源开发，发展非常迅速，风电安装平台作为海上风电项目建设的一个重要基础装备。自升式风电安装平台带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，与桩靴一起站立在海床上，利用桩腿托起平台，并使平台底部离开海面一定的距离，从而避免海上浪流对平台的影响，可利用平台以对海上风机执行吊装作业。

我国海上风力发电项目虽然发展迅速，但是依然受到诸多条件的限制，例如，风电安装作业从50m水深向80m深水迈进，桩靴因受到海上浪流载荷冲击作用而导致其所受到的横向载荷极大，如若其横向抗滑移能力不足，极易导致桩靴在工作中发生侧滑现象，情况严重时甚至会危及到风电安装平台的使用安全性，因而，对桩靴的横向抗滑移能力提出了更高的要求。再者，根据海床地质层条件的不同，对风电安装船实际插拔桩操作时的施工要求亦有不同。例如，出于防止沉降现象发生方面考虑，带有重力式基础的风电安装平台要求在岩基海床上进行安装。然而，就目前现状而言，因岩基海床质地坚硬，在刺地销执行刺入操作的最初始阶段极易发生侧滑现象，且随着海洋深度的增加，用来拖动桩靴的桩腿单元的刚性急剧地下降，综合以上两方面因素极易导致刺地销出现较大位置偏差现象的发生；再者，因受到岩基海床质地坚硬这一原因影响，对桩腿单元所需施加于刺地销上的轴向推力提出了更高的要求，如此，势必会增加桩腿单元驱动机构的设计困难度，且对桩腿单元的结构刚度提出了更高的要求，最终不利于自升式风电安装平台降本增效这一设计目标的实现；另外，因出于提升桩靴的横向抗滑移能力方面考虑，要求刺地销具有更大的插入深度，加之，随着时间的推进，大量的泥沙、砂石会沉积于刺地销的插孔空隙中，如此，势必会增加后续的拔桩困难度， 且刺地销还极易因受到硬质砂石摩擦而表面受损严重，因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

故，本发明课题组鉴于上述现有的问题以及缺陷，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并经过课题组人员不断实验以及修改， 最终导致该自升式风电安装平台桩靴的出现。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种自升式风电安装平台桩靴，包括桩靴本体和抗滑移单元。桩靴本体与桩腿单元插配为一体，且其在来自于桩腿单元的拖动力作用下而沿着海洋深度方向执行轴向位移运动。抗滑移单元兼用来刺入海床地质层，且提升桩靴本体的抗侧滑阻力。抗滑移单元由一动力部和N个组装于桩靴本体内的抗滑移子单元构成。抗滑移子单元包括有刺地销。刺地销插配于桩靴本体内，且受到来自于动力部的转动力矩作用下而执行周向旋转运动。在刺地销上的成型出有用来直接刺入海床地质层的锥形螺纹段。

作为本发明所公开技术方案的进一步改进，动力部安装于桩靴本体的空腔中，且其包括有电机和齿轮传动机构。齿轮传动机构包括有一主动齿轮以及N个从动齿轮构成。电机固定安装于桩靴本体的空腔中。主动齿轮套设、且固定于电机的主轴上。与主动齿轮相啮合的各从动齿轮分别一一对应地套设、且固定于刺地销上。

作为本发明所公开技术方案的更进一步改进，电机和齿轮传动机构均与海水相隔绝。桩靴本体的内腔为全密封结构。

作为本发明所公开技术方案的进一步改进，位于锥形螺纹段的上方，在刺地销上成型出有增摩部。