一种海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构的制作方法

本发明涉及海洋工程技术的技术领域，具体涉及一种海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构。

背景技术：

随着能源紧缺状况的加剧和风电场土地资源的日益紧张，海上风能发电也成为当今世界风能发电的发展新方向。海上风电机组安装相对于陆上风电机组安装有较高的技术难度，海上安装平台的制造，是实现海上风电场建设的关键技术之一。

桩腿是海上作业平台的重要组成部分，用于支撑上部船体的重量以及承受风、浪、流等环境荷载，其结构形式主要为圆柱形桩腿和桁架式桩腿，桩腿的提升系统主要有液压插销式和齿轮齿条式。在插销式海上作业平台中，使用圆柱形桩腿和液压插销式提升系统的相互配合来实现桩腿的升降。现有的圆柱形桩腿不容易装配，空间利用率低，整体强度较低，同时安装圆柱形桩腿的固桩室的安装槽也同为圆形结构，使得桩腿存在应力集中问题，在使用过程中存在破裂或折断的安全隐患，同时也导致固桩室与升降设备的安装结构稳定性不高，工作效率低下，安全性能下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构，包括固桩室架和升降装置，所述固桩室架的四个角设置有上下人孔通道，所述固桩室架的中心为桩腿升降装置安装通道；

所述固桩室架包括固桩室外壳和固桩室盖板，两两所述固桩室外壳首尾相接围成安装空腔，所述固桩室盖板分别安装于所述固桩室外壳的两端；

所述桩腿升降装置安装通道的结构为八边形安装通道，所述桩腿升降装置安装通道包括四个工作安装面和四个非工作安装面，所述非工作安装面设置于两个所述工作安装面之间，所述工作安装面两两相对，所述非工作安装面两两相对，所述工作安装面与所述固桩室架的一角相对设置；

所述升降装置安装于所述桩腿升降装置安装通道内，所述升降装置包括固定环梁和升降机构，所述升降机构安装于所述固定环梁的下端；

所述固定环梁固定于所述桩腿升降装置安装通道上；

所述升降机构包括升降滑座、升降油缸和插销机构，所述升降油缸的缸体端固定于所述固定环梁上,所述升降油缸的活塞杆端与所述升降滑座的一端相接，所述升降油缸带动所述升降滑座进行纵向运动，所述插销机构设置于所述升降滑座的中部；

所述上下人孔通道设置于所述工作安装面的一侧；

还设置有导向耐磨板，所述导向耐磨板设置于所述工作安装面的一侧。

更进一步地，所述固定环梁上还设置有锁紧机构，所述升降固定面上设置有锁紧机构安装通孔，所述锁紧机构通过所述锁紧机构安装通孔安装于所述升降固定面上；所述锁紧机构包括锁销轴、锁销油缸、锁销传感器和锁销套，所述锁销油缸安装于所述锁销套的内部，所述锁销轴与所述锁销油缸的活塞连接，所述锁销传感器设置于所述锁销轴的一端上，所述锁销油缸驱动所述锁销轴进行伸缩运动。

更进一步地，还设置有固定肋凹槽，所述固定肋凹槽设置于所述工作安装面和非工作安装面的顶端。

更进一步地，所述固定环梁的结构为八边体固定环梁，所述固定环梁四周的端面包括四个升降固定面和四个非升降固定面，所述非升降固定面设置于两个所述升降固定面之间，所述升降固定面两两相对，所述非升降固定面两两相对。

更进一步地，还设置有若干个环梁固定肋，若干个所述环梁固定肋分别设置于所述升降固定面和非升降固定面上，所述环梁固定肋与固定肋凹槽相适配。

更进一步地，所述插销机构包括插销轴、插销油缸、插销传感器和插销套，所述插销油缸安装于所述插销套的内部，所述插销轴与所述插销油缸的活塞连接，所述插销传感器设置于所述插销轴的一端上，所述插销油缸驱动所述插销轴进行伸缩运动。

一种使用上述固桩室与升降装置的安装结构的海上风电平台。

本发明的有益效果：1.本发明的海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构通过设置所述桩腿升降装置安装通道，所述桩腿升降装置安装通道为八边形安装通道，便于装配，稳定性高，提高空间利用率，所述升降装置与固桩室稳定安装，从而提高平台安装运行的可靠性，提高了固桩室和桩腿的牢固性和抵抗性，有助于固桩室和桩腿抗击海底的冲击力等多变环境，安装稳定可靠，提高作业的效率和安全性，市场前景可观；2.所述海上作业平台包括主船体和高强度八边形桩腿，所述主船体对应高强度八边形桩腿设有液压插销式提升系统，通过液压插销式提升系统和所述高强度八边形桩腿的配合使用使得所述高强度八边形桩腿和主船体可实现相对的上下升降，所述固桩室便于装配，空间利用率更高，整体强度高，有效避免应力集中问题，载荷量大且使用寿命长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的固桩室的整体结构俯视图；

图2是本发明的一个实施例的固桩室的整体结构侧视图；

图3是本发明的一个实施例的固桩室与升降装置的安装结构的俯视截面图；

图4是本发明的一个实施例的升降装置的整体结构示意图。

其中：上下人孔通道11、固定环梁12、升降固定面121、非升降固定面122、锁紧机构123、升降机构13、升降滑座131、升降油缸132、插销机构133、固桩室架2、固桩室外壳21、固桩室盖板22、桩腿升降装置安装通道3、工作安装面31、非工作安装面32、固定肋凹槽4。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构，如图1-4所示，包括固桩室架2和升降装置，所述固桩室架2的四个角设置有上下人孔通道11，所述固桩室架2的中心为桩腿升降装置安装通道3；

所述固桩室架2包括固桩室外壳21和固桩室盖板22，两两所述固桩室外壳21首尾相接围成安装空腔，所述固桩室盖板22分别安装于所述固桩室外壳21的两端；

所述桩腿升降装置安装通道3的结构为八边形安装通道，所述桩腿升降装置安装通道3包括四个工作安装面31和四个非工作安装面32，所述非工作安装面32设置于两个所述工作安装面31之间，所述工作安装面31两两相对，所述非工作安装面32两两相对，所述工作安装面31与所述固桩室架2的一角相对设置；

所述升降装置安装于所述桩腿升降装置安装通道3内，所述升降装置包括固定环梁12和升降机构13，所述升降机构13安装于所述固定环梁12的下端；

所述固定环梁12固定于所述桩腿升降装置安装通道3上；

所述升降机构13包括升降滑座131、升降油缸132和插销机构133，所述升降油缸132的缸体端固定于所述固定环梁12上,所述升降油缸132的活塞杆端与所述升降滑座131的一端相接，所述升降油缸132带动所述升降滑座131进行纵向运动，所述插销机构133设置于所述升降滑座131的中部；

所述上下人孔通道11设置于所述工作安装面31的一侧；

还设置有导向耐磨板，所述导向耐磨板设置于所述工作安装面31的一侧。

本发明通过设置所述桩腿升降装置安装通道3，所述桩腿升降装置安装通道3为八边形安装通道，便于装配，稳定性高，提高空间利用率，从而提高平台安装运行的可靠性。

所述工作安装面31的厚度大于所述非工作安装面32的厚度，提高工作面的使用寿命，同时采用八边形的所述桩腿升降装置安装通道3，即为桩腿也同为八边形桩腿，提高了固桩室和桩腿的牢固性和抵抗性，有助于固桩室和桩腿抗击海底的冲击力等多变环境，以及提高所述桩腿的承载负荷能力；所述工作安装面31与所述固桩室架2的一角相对设置，减少整体设计空间，便于安装。

通过设置所述上下人孔通道11作为通入固桩室内的出入通道，作业人员可通过该人孔通道进入固桩室内部进行作业，便于检测固桩室内部安装的设备和部件是否符合运行要求，利于安装拆卸维护。

所述升降装置安装于所述桩腿升降装置安装通道3内，既是所述固定环梁12与安装通道进行固定安装，提高结构的稳定性，便于装配桩腿；所述升降装置用于海上平台的插销式连续升降系统带动平台的桩腿进行上下运动，以实现下桩、固桩、升平台、固定平台、降平台、起桩和收桩等一系列作业过程。桩腿安装于所述固定环梁12内，所述升降装置的升降滑座131上设有所述插销机构133，所述插销机构133设有与销孔相适配的插销轴，从而将所述插销轴插入桩腿的销孔，然后所述升降油缸132带动所述升降滑座131进行纵向运动，即可带动桩腿进行纵向运动；可设置多个所述升降油缸132，所述升降装置设置3个所述升降油缸132，可提高所述升降装置的举升能力，而且可平衡载荷，提高所述升降油缸132的运行可靠性。

通过设置所述导向耐磨板，从而保护所述工作安装面31，避免工作时对所述工作安装面31造成磨损。

采用海上平台的插销式连续升降系统的所述桩腿，其升降速度为24米/小时，升降能力为5000吨/腿，支撑力为举升能力的2倍，升降速度快，升降能力强，该设计的固桩室能稳定固定桩腿，适用于重载的海上平台，快速升降平台，可提高作业的效率和安全性。

更进一步地，所述固定环梁12上还设置有锁紧机构123，所述升降固定面121上设置有锁紧机构安装通孔，所述锁紧机构123通过所述锁紧机构安装通孔安装于所述升降固定面121上；

所述锁紧机构123包括锁销轴、锁销油缸、锁销传感器和锁销套，所述锁销油缸安装于所述锁销套的内部，所述锁销轴与所述锁销油缸的活塞连接，所述锁销传感器设置于所述锁销轴的一端上，所述锁销油缸驱动所述锁销轴进行伸缩运动。

通过设置所述锁紧机构123设置于所述固定环梁12的升降固定面121上，用于锁紧桩腿和对桩腿实现径向约束固紧作用；所述锁紧机构123承载能力强，可单独承载海上平台的最大载荷，保证载荷的均匀分布；通过设置锁销套，起到保护所述锁紧机构123内的组件；所述通过设置有锁销传感器，所述锁销传感器用于检测与所述锁销轴相匹配对应的销孔位置，以保证所述锁销轴能准确插入对应的所述销孔，防止因对正不当导致所述锁销轴无法插入对应的所述销孔，对所述锁销轴造成损坏。

更进一步地，还设置有固定肋凹槽4，所述固定肋凹槽4设置于所述工作安装面31和非工作安装面32的顶端。所述固定肋凹槽4为条形凹槽，便于固定环梁12安装，所述固定环梁12上设置有与所述固定肋凹槽4相对应的固定肋，这样既起到增强固定环梁12强度的作用，又便于拼装焊接。或者，所述固定肋为T型肋，对应地所述固定肋凹槽4为T型槽，T型结构可增大所述固定环梁12与所述工作安装面31和非工作安装面32之间的接触面积，大大地提高安装固定环梁12的稳定性。

更进一步地，所述固定环梁12的结构为八边体固定环梁12，所述固定环梁12四周的端面包括四个升降固定面121和四个非升降固定面122，所述非升降固定面122设置于两个所述升降固定面121之间，所述升降固定面121两两相对，所述非升降固定面122两两相对。

桩腿的结构为八边形桩腿，所述桩腿包括四个工作面和四个非工作面，两个所述工作面之间设置一个所述非工作面，即四个所述工作面两两相对，四个所述非工作面两两相对；所述桩腿安装于所述固定环梁12上，所述固定环梁12安装于所述桩腿升降装置安装通道3内，所述桩腿在所述固定环梁12内进行升降运动，坚固可靠，八边体固定环梁12提高装置的安全性能，利于桩腿进行升降运动，同时所述固定环梁12与固桩室结合，便于桩腿的装配，使得空间利用率更高，提高固桩室整体的强度和载荷量。

更进一步地，还设置有若干个环梁固定肋，若干个所述环梁固定肋分别设置于所述升降固定面121和非升降固定面122上，所述环梁固定肋与固定肋凹槽4相适配。

通过设置多个所述环梁固定肋，并纵向地间隔均匀分布于所述升降固定面121和非升降固定面122上，所述环梁固定肋起到增强固定环梁12强度的作用。对应地，可设置多个固定肋凹槽4，所述环梁固定肋卡接于固定肋凹槽4，从而增大固定环梁12分别与所述工作安装面31和非工作安装面32之间的接触面积，便于焊接，使固定环梁12更为牢固地安装于所述桩腿升降装置安装通道3上，避免固定环梁12应力集中于一处，受力更为均匀。

更进一步地，所述插销机构133包括插销轴、插销油缸、插销传感器和插销套，所述插销油缸安装于所述插销套的内部，所述插销轴与所述插销油缸的活塞连接，所述插销传感器设置于所述插销轴的一端上，所述插销油缸驱动所述插销轴进行伸缩运动。

通过设置有插销传感器，所述插销传感器用于检测与所述插销轴相匹配对应的销孔位置，以保证所述插销轴能准确插入对应的销孔，防止因对正不当导致所述插销轴无法插入对应的所述销孔，对所述插销轴造成损坏。固定平台时所述锁紧机构123的锁销轴和所述插销机构133的插销轴均插入对应的所述销孔，而其他作业过程开始时，所述锁紧机构123的锁销轴插入所述销孔和收回所述插销机构133的插销轴，以便于调节所述升降油缸132伸缩；所述插销机构133和所述锁紧机构123的材料均为合金钢，强度大，低温韧性强，有效抵抗海上复杂多变的环境。

一种使用上述固桩室与升降装置的安装结构的海上风电平台。所述海上作业平台包括主船体和高强度八边形桩腿，所述主船体对应高强度八边形桩腿设有液压插销式提升系统，通过液压插销式提升系统和所述高强度八边形桩腿的配合使用使得所述高强度八边形桩腿和主船体可实现相对的上下升降，其中所述高度八边形桩腿是通过固桩室进行固定安装，坚固可靠，提高安全稳定性，利于桩腿进行升降运动，同时所述固桩室便于装配，空间利用率更高，整体强度高，有效避免应力集中问题，载荷量大且使用寿命长。

本发明的海上风电平台的固桩室与升降装置的安装结构通过设置所述桩腿升降装置安装通道3，所述桩腿升降装置安装通道3为八边形安装通道，便于装配，稳定性高，提高空间利用率，所述升降装置与固桩室稳定安装，从而提高平台安装运行的可靠性，提高了固桩室和桩腿的牢固性和抵抗性，有助于固桩室和桩腿抗击海底的冲击力等多变环境，安装稳定可靠，提高作业的效率和安全性，市场前景可观。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。