一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法与流程

本发明属于海工设备运输，特别涉及一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法。

背景技术：

1、随着世界人口增加、资源贫乏和环境破坏等问题突出，人类对海洋风力资源的开发越发迅速，利用海上风电设备开发新能源，提供了源源不断的动力。这些大体积、大重量的海上升压站等设备在陆地上制造，需要运送至海洋之中安装，必然经历从陆上到海上的过驳接载过程。常见的作业方法有重力式下水、漂浮式下水和机械式下水等方法，其中滑道拖拉滑移下水应用为广泛实施，但该方法的实施受潮汐和天气等自然因素限制较大，天气不好时不能作业，需在潮汐周期合适时段潮差许可的范围内实施，需提前规划时间协调安排码头等多方主体。

2、在有限的可开展过驳作业的窗口期内，需赶紧工期完成所有过驳作业，否则稍有耽搁需将取消作业再行安排。在满足潮汐因素要求但短期天气不佳的时间段也不适合开展过驳作业，如果过驳过程中出现突发性因素耽搁了过驳作业也会较大概率因而剩余时长不足被迫取消而改期；

3、当前，行业普遍采用的就是在潮汐许可窗口期内通过借助计算机辅助计算优化调整大型过驳船配载策略以缩短实施工期来促进过驳效率的方法。等人也在专利kr2020040037449中提出将驳船置于构建的海上建筑物上可帮忙辅助将船舶等具有高载荷的大型构筑物通过驳船等向海上移动，但许多场所没有条件或不被许可建设该类型建筑物。于皓等人在专利cn200920247103.2中提出了海洋工程双体船，可帮助海上设备的过驳施工，但该方案不便实施陆上到水上的过驳接载工作。

4、在现行的通用的过驳接载方法需要根据不同地理区域、不同时段因潮汐造成的水位差来确定许可过驳接载的时间节点和过驳时长；因而现有的过驳接载装置以及过驳接载方法还有待于改进。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置，利用机械、电气、液压、传感器与控制器等多功能部件的创新组合，设计出一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法，开展驳船本体预设定级压载策略与陆水过驳接载装置多点同面一体化标高调节策略两渠道双轨耦合调节，实现海上升压站等设备能在较长时间窗口期内进行无级连续自适应调节过驳接载；为了促进海上升压站等超大体积、超大重量的海工设备平台的陆水过驳接载工作，减少因潮汐对过驳接载窗口期的限制，有效拓展有效过驳工作时长，减少因天气等自然因素或其它突发性因素造成的过驳接载工作因耽搁而剩余时长不足被迫临时性改期的可能性，提高过驳码头的利用效率。

2、技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置，包括：

3、过驳码头，所述过驳码头上对称设有一组过驳码头标高调节设备舱；

4、陆上过驳接载装置，所述陆上过驳接载装置包括陆上过驳平台、陆上过驳平台导轨、陆上标高调节系统，所述陆上过驳平台设于过驳码头上，所述陆上过驳平台导轨设于陆上过驳平台上，所述陆上标高调节系统设于过驳码头标高调节设备舱内，所述陆上过驳平台设于陆上标高调节系统的上方；

5、过驳船，所述过驳船与过驳码头相对设置，所述过驳船上对称设有一组船上标高调节设备舱，且所述过驳船上设有驳船甲板，过驳船内设有若干压载舱，控制不同位置的压载舱水量调整驳船吃水状态以调节船体甲板的角度；

6、陆水过驳接载装置，所述陆水过驳接载装置包括船上过驳平台、一组船上过驳平台导轨、船上标高调节系统和倾角传感器，所述船上过驳平台设于驳船甲板上方，所述船上过驳平台导轨设于船上过驳平台上方，且所述船上过驳平台导轨与陆上过驳平台导轨对接；所述船上标高调节系统设于船上过驳平台及导轨的下方，并设于船上标高调节设备舱内，所述倾角传感器设于驳船甲板上。

7、其中，所述陆上标高调节系统和船上标高调节系统均包括若干标高调节装置和控制器，所述标高调节装置与控制器连接；

8、所述标高调节装置包括箱型滑块组件、千斤顶和活塞杆连接架，所述箱型滑块组件设于对应的过驳码头标高调节设备舱或者船上标高调节设备舱内，所述千斤顶下方通过千斤顶支撑底与箱型滑块组件移动连接，所述千斤顶的顶升活塞杆的上端部位通过船上过驳平台下侧安装的活塞杆紧抱器、连接架与船上过驳平台相连接，顶升活塞杆顶靠船上过驳平台的下侧面，且被活塞杆紧抱器圆周抱紧固定，共同作用使得千斤顶与船上过驳平台保持垂直；在每套标高调节装置与船上过驳平台连接处设置一个压力传感器，读取标高调节装置所承受的压载gij，其中i为正整数，是从船尾向船首计数的标高调节装置的行数；j＝1，2，为从左舷到右舷计数的列数；

9、所述千斤顶活塞缸靠近上端面位置安装有顶升导向装置，所述顶升导向装置设于对应的过驳码头标高调节设备舱或者船上标高调节设备舱内的台阶上，所述千斤顶的上部穿过顶升导向装置的穿孔内。

10、进一步的，所述箱型滑块组件包括一组箱型滑块导轨和箱型滑块，所述箱型滑块呈箱型，由上下两部分组成，上部分为中心开口的盖板，下部为一体制造，内部底面的横向截面为圆弧，与千斤顶支撑底座下端面同轴配合，下部内测横向沿圆弧面设置若干导油槽，外部底面沿纵向设置导轨槽，箱型滑块通过导轨槽安装在箱型滑块导轨上，所述箱型滑块导轨为直线导轨，两侧紧靠固定安装箱型滑块挡块。

11、优选地，所述千斤顶支撑底呈工字型，上端面为平面用于固定安装千斤顶，上端面四周设置凸起挡块以防止千斤顶相对千斤顶支撑底座发生移位；下端面为圆弧面，与箱型滑块配合形成转动副连接；千斤顶支撑底座在箱型滑块的内部区域沿横向设置有储油腔，储油腔与圆弧面之间设置有通油孔。

12、更进一步的，所述过驳码头标高调节设备舱和船上标高调节设备舱横向中心距和宽度分别相等，过驳码头标高调节设备舱纵向长度小于陆上过驳平台的纵向长度，大于需求过驳的最大海上升压站的纵向长度；

13、船上标高调节设备舱纵向长度小于船上过驳平台的纵向长度，大于需求过驳的最大海上升压站的纵向长度；

14、陆上过驳平台及陆上过驳平台导轨与船上过驳平台及船上过驳平台导轨除对接铰链处以外的其它位置的截面相同，所述过驳码头标高调节设备舱和船上标高调节设备舱单侧宽度小于陆上、船上过驳平台单侧平台的宽度；深度不小于液压千斤顶在初始状态时的总长度与千斤顶支撑底、箱型滑块以及箱型滑块导轨安装高度的总和。

15、本发明所述船上标高调节系统中若干标高调节装置横向两列对称安装在过驳船两侧的船上标高调节设备舱的横向对称面位置，纵向同数量、等间距；标高调节装置处于初始状态时，船上过驳平台及船上过驳平台导轨平铺落放在驳船甲板上，且陆水过驳接载装置可被标高调节部分的重心在横向、纵向与过驳船在最大负载时的重心对齐，两个重心的连线与驳船甲板、船上过驳平台垂直；

16、陆上标高调节系统中的若干数量的标高调节装置，横向两列对称安装在过驳码头两侧的过驳码头标高调节设备舱的横向对称面位置，纵向同数量、等间距；标高调节装置处于初始状态时，陆上过驳平台及陆上过驳平台导轨处于最小高程而平铺落放在过驳码头地面上。

17、本发明中所述陆上过驳平台和陆水过驳接载装置的标高调节装置纵向安装间距和数量的确定方法如下：

18、步骤s11：调查单次过驳需求的海上升压站的最大重量gmax，计算陆水过驳接载时所有拟被船上过驳接载装置标高调节的组成的重量之和g1，测量海上升压站拖载时设计的标高调节节点位置的纵向距离lz，测量过驳码头标高调节设备舱和船上标高调节设备舱纵向长度ll、lc，测量箱型滑块导轨的长度lg，测量箱型滑块导轨单侧箱型滑块挡块的长度ld；

19、步骤s12：选择确定过驳接载装备许可接载安全系数λ；

20、步骤s13：选型千斤顶，确定单台标高调节装置的额定顶升重量gd；

21、步骤s14：计算陆上过驳平台和船上过驳平台标高调节作业最少需求的标高调节装置的数量nb和纵向安装间距lj，其中nb为正偶数

22、

23、

24、选择符合lj要求的值l0、l1，分别作为船上、陆上标高调节装置纵向安装间距。

25、步骤s15：计算单侧过驳码头标高调节设备舱和船上标高调节设备舱的舱内标高调节装置的总数量n1、nc(nl、nc为正整数)：

26、

27、

28、本发明中所述船上标高调节系统的标高调节装置上安装一个距离传感器，用于读取过驳船上千斤顶标高调节高度hij，其中i为正整数，是从船尾向船首计数的标高调节装置的行数；j＝1，2，为从左舷到右舷计数的列数；

29、从船尾侧向船首侧计数，第一行两套箱型滑块导轨的长度等于箱型滑块的长度，其后依次加长箱型滑块导轨的长度；安装时，纵向靠船尾一侧箱型滑块导轨与箱型滑块对齐，另一侧则超出箱型滑块相应长度，超出的相应长度的计算公式如下：

30、

31、实物制作时的相应尺寸δlijz可取但不限于：

32、δlijz＝int(δlij)+1

33、注：int，指不超过实数的最大整数。

34、同时，船上过驳接载平台倾角αij：

35、

36、其中，i≠1。

37、本发明中所述陆上标高调节系统的标高调节装置上安装一个距离传感器，用于读取过驳码头上千斤顶标高调节高度hxy，其中x为正整数，是从过驳码头近水侧向远水侧计数的标高调节装置的行数；y＝1，2，为从驳船左舷侧到右舷侧计数的列数；

38、从过驳码头近水侧向远水侧计数，第一行两套箱型滑块导轨的长度等于箱型滑块的长度，其后依次加长箱型滑块导轨的长度；安装时，纵向靠码头近水侧箱型滑块导轨与箱型滑块对齐，另一侧则超出箱型滑块相应长度，超出的相应长度的计算公式如下：

39、

40、实物制作时的相应尺寸δlxyz可取但不限于：

41、δlxyz＝int(δlxy)+1

42、同时，陆上过驳接载平台倾角βxy：

43、

44、其中，x≠1。

45、本发明所述的一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法，所述驳船甲板的倾角传感器，每隔一段时间读取驳船甲板的倾角γ，则计算船上过驳平台相对驳船甲板的倾角δγ1、船上过驳平台相对陆上过驳平台的倾角δγ2：

46、δγ1＝γ-αij

47、δγ2＝γ-βxy

48、注:γ、αij、βxy、δγ1、δγ2数值有正负之分，代表方向。

49、上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：

50、1、本发明所述的一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置，利用机械、电气、液压、传感器与控制器等多功能部件的创新组合，设计出一种高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法，开展驳船本体预设定级压载策略与陆水过驳接载装置多点同面一体化标高调节策略两渠道双轨耦合调节，实现海上升压站等设备能在较长时间窗口期内进行无级连续自适应调节过驳接载；为了促进海上升压站等超大体积、超大重量的海工设备平台的陆水过驳接载工作，减少因潮汐对过驳接载窗口期的限制，有效拓展有效过驳工作时长，减少因天气等自然因素或其它突发性因素造成的过驳接载工作因耽搁而剩余时长不足被迫临时性改期的可能性，提高过驳码头的利用效率。

51、2、本发明中所述陆上标高调节系统和船上标高调节系统的设置，让其能够根据需要进行一定高程的标高调节与角度调节，可有效减少因潮汐因素造成的过驳高度差的限制，自适应地使得陆船之间的过驳高度保持在允许过驳工作范围内，有效拓展许可过驳接载的工作时长。

52、3、本发明所述的高窗口自适应度海上升压站陆水过驳接载装置及方法能够主动地且自适应地调节陆船之间的过驳高度，延长可许工作时间窗口，有利于更多许可过驳时间节点的选择和减少因临时耽搁而改期的可能性，很好的解决现行的过驳方法许可过驳工作的时长较短，在满足潮汐因素要求但短期天气不佳的时间段也不适合开展过驳作业，如果过驳过程中出现突发性因素耽搁了过驳作业也会较大概率因而剩余时长不足被迫取消而改期问题。

53、4、本发明在目前行业通行采用的在特定较短可过驳时限内潮差较小的前提下，依靠驳船根据预先分级设置的压载策略，自适应地调整船面甲板及导轨倾角的方式进行过驳接载的基础上，提供一种安装在已进行结构适应性改造的驳船上的陆水过驳接载装置，能开展驳船本体预设定级压载策略与陆水过驳接载装置多点同面一体化无级连续调节策略两渠道双轨耦合调节，最终实现陆水过驳接载整体工作的无级连续自适应地调节，能更加精准和柔性地开展过驳作业。

54、5、陆水过驳接载装置多点同面一体化无级连续自适应调节方法的补充，减少目前行业普遍采用的依靠驳船本体预设定级压载方法的依赖，在紧急情况下有更多的可行性方案的选择从而继续完成过驳作业。

55、6.增加了许可过驳接载时间节点的选择度和时长的范围，可为过驳码头的工作安排提供更多管理流通余量，提高了过驳码头的使用效率。