一种海上大吨位风电安装平台的制作方法

本发明属于海上风电安装平台技术领域，具体的说是一种海上大吨位风电安装平台。

背景技术：

我国是世界第一大碳排放国、第二大能源消费国，然而我国的煤炭以及石油资源储备并不丰富，人均占有量较低，面临能源危机，而且石化能源在使用过程中释放大量的有害气体，污染环境，影响人民的身体健康。为实现节能减排的目标，我国正在大力发展清洁能源，海上风力发电就是其中重要的能源之一。与陆地相比，海上风力发电具有环境影响小，风况优于陆地、风湍流强度小、风切变小、各种干扰限制少及海上风电场不占用土地等优点。海上风电无疑是今后风电发展的趋势。可以预见，即使是保守估计，未来五年我国海上风电场建设和运维市场将达数百亿级规模。

目前国内外海上风电场建设中，专用的风电安装平台或船舶较少，多采用在海上油气钻采领域使用的自升式平台或起重船来完成，同时需要生活供给船进行配合，但整体的安装平台长期在海上工作时，需要克服海上多变的天气，保证安装平台的稳定性，现有的安装平台稳定性较差，极大影响了海上风电的安装效率和牢固性。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种海上大吨位风电安装平台，本发明主要用于解决现有海上风电安装平台工作时稳定性较差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种海上大吨位风电安装平台，包括漂浮平台、桩腿、起吊机和控制室；所述桩腿设有多组，多组桩腿均匀分布在漂浮平台周围，桩腿贯穿并滑动连接在漂浮平台上，桩腿下端设置在海平面以下，桩腿下端设有桩靴模块，桩靴模块用于位置安装平台的稳定；所述起吊机设置在漂浮平台一端的桩腿上，起吊机在桩腿上滑动，起吊机用于运输重物；所述控制室设置在漂浮平台上相对起吊机位置的另一端，控制室环绕桩腿建设；其中，桩靴模块包括滑动块、固定块、配重块和金属波纹管；所述滑动块滑动连接在桩腿上，滑动块的两侧设有一号孔；所述固定块固定在桩腿的下端上，固定块中部设有通孔，固定块上的通孔两侧对应一号孔的位置设有二号孔，通孔与一号孔之间连通；所述通孔内通过支架转动连接有螺旋桨；所述螺旋桨外侧焊接有齿圈；所述齿圈的外侧上设有齿；所述配重块设有两个，两个配重块通过金属波纹管分别连接在固定块两侧，配重块为截面形状为j形的弹性块，配重块与滑动块之间铰接有连接杆，配重块的一端连接有柔性金属杆；所述柔性金属杆的另一端依次穿过一号孔和二号孔后连接有钻头，柔性金属杆上设有螺旋叶片；所述螺旋叶片的间距大于齿圈的厚度，螺旋叶片的间距之间的柔性金属杆上设有啮合齿圈的齿形结构；所述金属波纹管可伸缩，金属波纹管设有吸水孔；

工作时，将漂浮平台移动到需要安装风电的海域，将桩腿竖直穿过漂浮平台伸入海面以下，通过桩腿带着固定块向下移动，利用水流推动固定块内的螺旋桨转动，使得螺旋桨带着齿圈转动从而啮合柔性金属杆上的齿形结构，使得柔性金属杆转动，由于齿圈只转动不移动，使柔性金属杆在与齿圈啮合传动的同时，使柔性金属杆上的螺旋叶片相对齿圈向下移动，实现了柔性金属杆向下转动的动作，使得柔性金属杆带着下端的钻头向下转动，便于钻头钻入海床增加上层桩腿的稳定性，从而提高漂浮平台的稳定性，进而提高安装平台的稳定性；当柔性金属杆向下移动时，带着桩腿上的滑动块向下滑动，从而利用铰接连接杆将配重块向两侧推动，随着配重块向外移动，配重块与固定块之间的金属波纹管被拉开，随着金属波纹管的被拉开，利用金属波纹管内产生的负压将海水吸入金属波纹管内，实现桩腿越深入海里，金属波纹管吸水越多，使得桩靴模块的质量越大，使得利用桩靴模块的自重减轻桩腿下降时受到的阻力；同时，使得桩腿深入海里使用时更为稳定，使得安装平台工作时更为稳定；当滑动块不能移动时，柔性金属杆继续向下移动，这时，柔性金属杆将j形配重块逐渐拉直，拉直后的配重块增大了桩靴接触到海床的面积，从而提高了桩腿的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

优选的，所述配重块的内侧设有一号圆弧槽，所述一号圆弧槽的两端之间连接有波纹板；工作时，通过设置的波纹板提高了桩靴模块收起时j形配重块恢复j形的效果，延长配重块的使用寿命，保证工作可以稳定进行；同时当j形配重块被拉直时，波纹板被拉伸并位于一号圆弧槽内，并且随着配重块与海床接触，波纹板也与海床接触并通过波纹板532的拐角处插入海床里，提高配重块抓地的效果，利用波纹板的螺旋增大了配重块与海床之间的摩擦，提高了桩腿抵抗洋流的效果，提高桩腿使用时的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

优选的，所述波纹板由若干组弹性金属板组成；每两个弹性金属板之间通过滑套进行连接；工作时，由弹性金属板组成的波纹板有效的增大了波纹板与海床之间的摩擦力，提高了桩腿抵抗洋流的效果，提高桩腿使用时的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性；当波纹板被拉伸时，利用滑套连接的若干组弹性金属板相对滑动，保证了波纹板在被拉伸的同时，也保证了与海床接触时所产生的摩擦力，保证了桩腿使用时的稳定性。

优选的，所述配重块的外侧设有圆弧孔；所述圆弧孔内通过二号弹簧连接有圆弧状弹性金属爪，圆弧孔的底部设有电磁铁；工作时，当配重块处于拉直状态时，电磁铁工作吸引弹性金属爪，弹性金属爪位于圆弧孔内并压缩二号弹簧，随着配重块被拉直，电磁铁断电停止工作，此时弯曲的弹性金属爪在二号弹簧的弹力作用下被推出并沿圆弧路线与海床接触，通过弹性金属爪固定在海床上，进一步加强了桩靴模块位于海面下的稳定性，进而提高了安装平台使用时的稳定性。

优选的，所述固定块上设有距离传感器；工作时，通过距离传感器感应桩靴模块到达海床的距离，一方面使得桩靴模块在接近海床时才将j形配重块拉直以及金属波纹管拉开吸水，减小桩腿下降时受到的阻力，提高安装平台搭建时的稳定性，避免安装出错影响安装平台的使用；另一方面，通过当海床上有一些珊瑚礁的时候，为了提高桩靴模块与海床接触的稳定性，通过距离传感器控制j形配重块在接近海床时被拉直，使j形配重块再被拉直的过程中将珊瑚礁刮除，提高桩靴与海床接触的稳定性，从而提高了安装平台使用时的稳定性。

优选的，所述配重块内设有排水通道；所述排水通道与金属波纹管连通，排水通道与一号圆弧槽之间通过若干排水孔连通；工作时，当桩靴模块随着被收起时，金属波纹管中的水随着金属波纹管的收缩被压缩入排水通道内，在经过排水孔从被排出，排出的水对一号圆弧槽内的泥沙进行冲洗，避免海底的泥沙附着在波纹板上或是一号圆弧槽内，对波纹板产生腐蚀或是积累在一号圆弧槽内影响桩靴模块的使用；同时随着配重块渐渐恢复j形，排水孔逐渐被压缩使得水排出时有一定的压力，提高对泥沙清理的效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过利用水流推动螺旋桨转动，使得螺旋桨带着齿圈转动从而啮合柔性金属杆上的齿形结构，使得柔性金属杆转动，由于齿圈只转动不移动，使柔性金属杆在与齿圈啮合传动的同时，使柔性金属杆上的螺旋叶片相对齿圈向下移动，实现了柔性金属杆向下转动的动作，使得柔性金属杆带着下端的钻头向下转动，便于钻头钻入海床增加上层桩腿的稳定性，从而提高漂浮平台的稳定性，进而提高安装平台的稳定性。

2.本发明通过连接杆将配重块向两侧推动，使配重块与固定块之间的金属波纹管被拉开，利用金属波纹管被拉开时内部产生的负压将海水吸入金属波纹管内，实现桩腿越深入海里，金属波纹管吸水越多，使得桩靴模块的质量越大，使得桩腿深入海里使用时更为稳定，使得安装平台工作时更为稳定。

3.本发明通过拉直后的配重块，增大了桩靴接触到海床的面积，从而提高了桩腿的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的主视图；

图2是图1中a处局部放大图；

图3是图2中b处局部放大图；

图4是图2中c处局部放大图；

图5是波纹板的结构示意图；

图中：漂浮平台1、桩腿2、起吊机3、控制室4、桩靴模块5、滑动块51、固定块52、通孔521、二号孔522、螺旋桨523、齿圈524、配重块53、一号圆弧槽531、波纹板532、弹性金属板533、滑套534、圆弧孔535、弹性金属爪536、电磁铁537、排水通道538、排水孔539、金属波纹管54、连接杆55、柔性金属杆56、钻头57、螺旋叶片58、距离传感器59。

具体实施方式

使用图1-图5对本发明一实施方式的一种海上大吨位风电安装平台进行如下说明。

如图1至图3所示，本发明所述的一种海上大吨位风电安装平台，包括漂浮平台1、桩腿2、起吊机3和控制室4；所述桩腿2设有多组，多组桩腿2均匀分布在漂浮平台1周围，桩腿2贯穿并滑动连接在漂浮平台1上，桩腿2下端设置在海平面以下，桩腿2下端设有桩靴模块5，桩靴模块5用于位置安装平台的稳定；所述起吊机3设置在漂浮平台1一端的桩腿2上，起吊机3在桩腿2上滑动，起吊机3用于运输重物；所述控制室4设置在漂浮平台1上相对起吊机3位置的另一端，控制室4环绕桩腿2建设；其中，桩靴模块5包括滑动块51、固定块52、配重块53和金属波纹管54；所述滑动块51滑动连接在桩腿2上，滑动块51的两侧设有一号孔；所述固定块52固定在桩腿2的下端上，固定块52中部设有通孔521，固定块52上的通孔521两侧对应一号孔的位置设有二号孔522，通孔521与一号孔之间连通；所述通孔521内通过支架转动连接有螺旋桨523；所述螺旋桨523外侧焊接有齿圈524；所述齿圈524的外侧上设有齿；所述配重块53设有两个，两个配重块53通过金属波纹管54分别连接在固定块52两侧，配重块53为截面形状为j形的弹性块，配重块53与滑动块51之间铰接有连接杆55，配重块53的一端连接有柔性金属杆56；所述柔性金属杆56的另一端依次穿过一号孔和二号孔522后连接有钻头57，柔性金属杆56上设有螺旋叶片58；所述螺旋叶片58的间距大于齿圈524的厚度，螺旋叶片58的间距之间的柔性金属杆56上设有啮合齿圈524的齿形结构；所述金属波纹管54可伸缩，金属波纹管54设有吸水孔；

工作时，将漂浮平台1移动到需要安装风电的海域，将桩腿2竖直穿过漂浮平台1伸入海面以下，通过桩腿2带着固定块52向下移动，利用水流推动固定块52内的螺旋桨523转动，使得螺旋桨523带着齿圈524转动从而啮合柔性金属杆56上的齿形结构，使得柔性金属杆56转动，由于齿圈524只转动不移动，使柔性金属杆56在与齿圈524啮合传动的同时，使柔性金属杆56上的螺旋叶片58相对齿圈524向下移动，实现了柔性金属杆56向下转动的动作，使得柔性金属杆56带着下端的钻头57向下转动，便于钻头57钻入海床增加上层桩腿2的稳定性，从而提高漂浮平台1的稳定性，进而提高安装平台的稳定性；当柔性金属杆56向下移动时，带着桩腿2上的滑动块51向下滑动，从而利用铰接连接杆55将配重块53向两侧推动，随着配重块53向外移动，配重块53与固定块52之间的金属波纹管54被拉开，随着金属波纹管54的被拉开，利用金属波纹管54内产生的负压将海水吸入金属波纹管54内，实现桩腿2越深入海里，金属波纹管54吸水越多，使得桩靴模块5的质量越大，使得利用桩靴模块5的自重减轻桩腿2下降时受到的阻力；同时，使得桩腿2深入海里使用时更为稳定，使得安装平台工作时更为稳定；当滑动块51不能移动时，柔性金属杆56继续向下移动，这时，柔性金属杆56将j形配重块53逐渐拉直，拉直后的配重块53增大了桩靴接触到海床的面积，从而提高了桩腿2的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

如图4所示，所述配重块53的内侧设有一号圆弧槽531，所述一号圆弧槽531的两端之间连接有波纹板532；工作时，通过设置的波纹板532提高了桩靴模块5收起时j形配重块53恢复j形的效果，延长配重块53的使用寿命，保证工作可以稳定进行；同时当j形配重块53被拉直时，波纹板532被拉伸并位于一号圆弧槽531内，并且随着配重块53与海床接触，波纹板532也与海床接触并通过波纹板532的拐角处插入海床里，提高配重块53抓地的效果，利用波纹板532的螺旋增大了配重块53与海床之间的摩擦，提高了桩腿2抵抗洋流的效果，提高桩腿2使用时的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

如图5所示，所述波纹板532由若干组弹性金属板533组成；每两个弹性金属板533之间通过滑套534进行连接；工作时，由弹性金属板533组成的波纹板532有效的增大了波纹板532与海床之间的摩擦力，提高了桩腿2抵抗洋流的效果，提高桩腿2使用时的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性；当波纹板532被拉伸时，利用滑套534连接的若干组弹性金属板533相对滑动，保证了波纹板532在被拉伸的同时，也保证了与海床接触时所产生的摩擦力，保证了桩腿2使用时的稳定性。

如图4所示，所述配重块53的外侧设有圆弧孔535；所述圆弧孔535内通过二号弹簧连接有圆弧状弹性金属爪536，圆弧孔535的底部设有电磁铁537；工作时，当配重块53处于拉直状态时，电磁铁537工作吸引弹性金属爪536，弹性金属爪536位于圆弧孔535内并压缩二号弹簧，随着配重块53被拉直，电磁铁537断电停止工作，此时弯曲的弹性金属爪536在二号弹簧的弹力作用下被推出并沿圆弧路线与海床接触，通过弹性金属爪536固定在海床上，进一步加强了桩靴模块5位于海面下的稳定性，进而提高了安装平台使用时的稳定性。

如图3所示，所述固定块52上设有距离传感器59；工作时，通过距离传感器59感应桩靴模块5到达海床的距离，一方面使得桩靴模块5在接近海床时才将j形配重块53拉直以及金属波纹管54拉开吸水，减小桩腿2下降时受到的阻力，提高安装平台搭建时的稳定性，避免安装出错影响安装平台的使用；另一方面，通过当海床上有一些珊瑚礁的时候，为了提高桩靴模块5与海床接触的稳定性，通过距离传感器59控制j形配重块53在接近海床时被拉直，使j形配重块53再被拉直的过程中将珊瑚礁刮除，提高桩靴与海床接触的稳定性，从而提高了安装平台使用时的稳定性。

如图4所示，所述配重块53内设有排水通道538；所述排水通道538与金属波纹管54连通，排水通道538与一号圆弧槽531之间通过若干排水孔539连通；工作时，当桩靴模块5随着被收起时，金属波纹管54中的水随着金属波纹管54的收缩被压缩入排水通道538内，在经过排水孔539从被排出，排出的水对一号圆弧槽531内的泥沙进行冲洗，避免海底的泥沙附着在波纹板532上或是一号圆弧槽531内，对波纹板532产生腐蚀或是积累在一号圆弧槽531内影响桩靴模块5的使用；同时随着配重块53渐渐恢复j形，排水孔539逐渐被压缩使得水排出时有一定的压力，提高对泥沙清理的效果。

具体工作方式：

工作时，将漂浮平台1移动到需要安装风电的海域，将桩腿2竖直穿过漂浮平台1伸入海面以下，通过桩腿2带着固定块52向下移动，利用水流推动固定块52内的螺旋桨523转动，使得螺旋桨523带着齿圈524转动从而啮合柔性金属杆56上的齿形结构，使得柔性金属杆56转动，由于齿圈524只转动不移动，使柔性金属杆56在与齿圈524啮合传动的同时，使柔性金属杆56上的螺旋叶片58相对齿圈524向下移动，实现了柔性金属杆56向下转动的动作，使得柔性金属杆56带着下端的钻头57向下转动，便于钻头57钻入海床增加上层桩腿2的稳定性，从而提高漂浮平台1的稳定性，进而提高安装平台的稳定性；当柔性金属杆56向下移动时，带着桩腿2上的滑动块51向下滑动，从而利用铰接连接杆55将配重块53向两侧推动，随着配重块53向外移动，配重块53与固定块52之间的金属波纹管54被拉开，随着金属波纹管54的被拉开，利用金属波纹管54内产生的负压将海水吸入金属波纹管54内，实现桩腿2越深入海里，金属波纹管54吸水越多，使得桩靴模块5的质量越大，使得利用桩靴模块5的自重减轻桩腿2下降时受到的阻力；同时，使得桩腿2深入海里使用时更为稳定，使得安装平台工作时更为稳定；当滑动块51不能移动时，柔性金属杆56继续向下移动，这时，柔性金属杆56将j形配重块53逐渐拉直，拉直后的配重块53的增大了桩靴接触到海床的面积，从而提高了桩腿2的稳定性，进而提高了安装平台的稳定性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。