自升式平臺(tái)船支撐樁腿上拔水力減阻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海上風(fēng)電設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于自升式風(fēng)電安裝船的自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能，其作為近年來最有商業(yè)潛力、最具活力的可再生能源，得到了各國(guó)家的大力開發(fā)和利用。我國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量巨大，約16億千瓦，其中，海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約為7.5億千瓦，因此，開發(fā)海上風(fēng)電將成為我國(guó)沿海地區(qū)風(fēng)電發(fā)展的趨勢(shì)。海上風(fēng)電開發(fā)設(shè)備主要包括海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、以及用于運(yùn)輸和吊裝海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的自升式風(fēng)電安裝船，自升式風(fēng)電安裝船主要包括船體、多條粧腿和設(shè)在每條粧腿底部的粧靴。作業(yè)時(shí)，自升式風(fēng)電安裝船航行至作業(yè)目的地，通過控制裝置驅(qū)動(dòng)粧腿垂直下移，直至粧靴和部分粧腿插入海底的淤泥內(nèi)，從而把船體頂離海面來進(jìn)行施工作業(yè)。當(dāng)需要變換施工位置時(shí)，則需先進(jìn)行拔粧作業(yè)，再通過自升式風(fēng)電安裝船的航行重新調(diào)整施工位置，之后再重新使船頂離海面進(jìn)行施工作業(yè)。
[0003]目前現(xiàn)有的拔粧力計(jì)算模式，粧腿沉入淤泥內(nèi)20-30米時(shí)，且拔粧時(shí)遇到的阻力主要包括:淤泥對(duì)粧靴下底面的真空吸附力、粧靴上方及拔粧擴(kuò)散角范圍內(nèi)淤泥重量、粧靴及粧腿側(cè)面的摩擦阻力等。另外，目前所計(jì)算所需的上拔力通常小于機(jī)械設(shè)備的能力，但還是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)粧腿拔不上來的現(xiàn)象，其意味著通過目前的拔粧力計(jì)算模式所計(jì)算的拔粧力要比實(shí)際所需的拔粧力小很多。通過研宄發(fā)現(xiàn)，目前的拔粧力計(jì)算模式中，占抗拔力比重較大的兩項(xiàng)是粧靴上覆土的土重和粧靴以上周圍土體的抗剪強(qiáng)度，粧靴上覆土土重的計(jì)算方式普遍采用的是上覆土的浮容重乘以上覆土的體積，以下通過兩個(gè)簡(jiǎn)單的模型來分析比對(duì)目前拔粧力計(jì)算模式的合理性與否。
[0004]如圖1和圖2所示，圖1和圖2的模型均包括盛滿水的圓筒、以及兩個(gè)直徑略小于圓筒且位于圓筒中的橡皮活塞，圖1中，橡皮活塞的底部有水，圖2中，橡皮活塞的底部與圓筒的底部緊貼不透水。在兩個(gè)橡皮活塞的中心系一根線并往上提橡皮活塞，并分別計(jì)算上拔力Fl和F2。對(duì)于圖1模型，橡皮活塞的上拔力Fl為橡皮活塞的浮容重；對(duì)于圖2模型，計(jì)算橡皮活塞的上拔力F2則有很大的不同，根據(jù)物理學(xué)的基本概念可知:浮力是由物體上下表面的壓力差造成的，對(duì)于圖2模型，由于橡皮活塞底部不透水，故所需的上拔力F2不僅要克服橡皮活塞的重量，還要克服作用在橡皮活塞上表面上的壓力，該壓力為大氣壓力和水壓力的總和。由此可見，圖2模型中橡皮活塞所需的上拔力F2遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圖1模型中橡皮活塞所需的上拔力Fl。
[0005]通過上述內(nèi)容可知:目前拔粧時(shí)拔粧力計(jì)算模式非常不合理，主要問題為:1、采用浮容重代替飽和容重來計(jì)算上覆土壓力；2、忽略了土體表面以上的水壓力，從而造成計(jì)算結(jié)果比實(shí)際所需的上拔力小很多，進(jìn)而影響拔粧的順利進(jìn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種有效減少拔粧時(shí)所需上拔力的自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)，包括船體、呈管狀的粧腿和固設(shè)在粧腿下端的粧靴，所述粧腿包括插入海水中的粧腿上段部以及插入淤泥中的粧腿下段部，所述粧腿下段部的管壁上設(shè)有多組上下分布的第一噴頭組，每組第一噴頭組均包括多個(gè)沿粧腿下段部周向分布的第一噴頭，所述第一噴頭的噴嘴置于粧腿下段部外；所述粧靴的上靴壁、側(cè)靴壁和下靴壁上均設(shè)有第二噴頭組，每組第二噴頭組均包括多個(gè)第二噴頭，所述第二噴頭的噴嘴置于粧靴外；多個(gè)第一噴頭和多個(gè)第二噴頭均通過高壓水管與安裝在船體上的高壓水泵相連接，當(dāng)多個(gè)第一噴頭和多個(gè)第二噴頭開啟后，所述粧腿下段部的外周和粧靴的外周形成一與海水相連通的水通道。
[0008]進(jìn)一步地，每個(gè)第一噴頭的噴嘴處均設(shè)有一與粧腿下段部的外表面固定連接的噴頭保護(hù)蓋，每個(gè)第二噴頭的噴嘴處均設(shè)有一與粧靴的外表面固定連接的噴頭保護(hù)蓋；所述噴頭保護(hù)蓋與粧腿下段部之間、噴頭保護(hù)蓋與粧靴之間均形成有一通腔，且噴頭保護(hù)蓋上開設(shè)有多個(gè)與通腔相連通的通孔。
[0009]優(yōu)選地，所述噴頭保護(hù)蓋為一朝遠(yuǎn)離第一噴頭或遠(yuǎn)離第二噴頭的方向彎曲的弧形板。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一噴頭的端部、第二噴頭的端部均設(shè)有第一法蘭部，所述高壓水管的端部均設(shè)有第二法蘭部，所述第一法蘭部與第二法蘭部通過螺栓固定連接。
[0011]優(yōu)選地，所述高壓水管包括位于粧靴內(nèi)的軟管和位于粧腿內(nèi)的硬管，所述軟管的端部設(shè)有第三法蘭部，硬管的端部設(shè)有第四法蘭部，所述第三法蘭部與第四法蘭部通過螺栓固定連接。
[0012]如上所述，本實(shí)用新型涉及的自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)，具有以下有益效果:
[0013]該自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)在粧腿下段部和粧靴內(nèi)設(shè)置多個(gè)第一噴頭和第二噴頭，在拔粧時(shí)，開啟多個(gè)第一噴頭和第二噴頭后，在粧腿下段部的外周和粧靴的外周形成一與海水相連通的水通道，以消除粧靴底面和淤泥之間的真空吸附力，讓粧靴底面承受壓力，把上部土重變成浮容重狀態(tài)，同時(shí)還減少了淤泥與粧靴下段部之間、淤泥與粧靴的上靴壁和側(cè)靴壁之間的摩擦力，從而大大減少拔粧時(shí)所需的拔粧力，減阻效果好，最終保證拔粧的順利進(jìn)行。另外，該自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、成本低。
【附圖說明】
[0014]圖1為用于比對(duì)目前拔粧力計(jì)算模式是否合理的一個(gè)模型圖。
[0015]圖2為用于比對(duì)目前拔粧力計(jì)算模式是否合理的另一個(gè)模型圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖3的剖視圖。
[0018]圖5為圖4的A圈放大圖。
[0019]圖6為本實(shí)用新型中噴頭保護(hù)蓋與粧腿下段部或粧靴之間的連接結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖7為圖3的俯視圖。
[0021]元件標(biāo)號(hào)說明
[0022]I粧腿上段部
[0023]2粧腿下段部
[0024]3粧靴
[0025]31上靴壁
[0026]32側(cè)靴壁
[0027]33下靴壁
[0028]4第一噴頭
[0029]5第二噴頭
[0030]51第一法蘭部
[0031]6高壓水管
[0032]61第二法蘭部
[0033]62第三法蘭部
[0034]7水通道
[0035]8噴頭保護(hù)蓋
[0036]81通腔
[0037]82通孔
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0039]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0040]本實(shí)用新型提供一種用于自升式風(fēng)電安裝船的自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)，包括船體、呈管狀的粧腿和固設(shè)在粧腿下端的粧靴3。如圖3至圖5所示，所述粧腿包括插入海水中的粧腿上段部I以及插入淤泥中的粧腿下段部2，所述粧腿下段部2的管壁上設(shè)有多組上下分布、且位于粧腿下段部2內(nèi)的第一噴頭組，每組第一噴頭組均包括多個(gè)沿粧腿下段部2周向分布的第一噴頭4，所述第一噴頭4的噴嘴置于粧腿下段部2外；所述粧靴3的上靴壁31、側(cè)靴壁32和下靴壁33上均設(shè)有位于粧靴3內(nèi)的第二噴頭組，每組第二噴頭組均包括多個(gè)第二噴頭5，所述第二噴頭5的噴嘴置于粧靴3外；多個(gè)第一噴頭4和多個(gè)第二噴頭5均通過高壓水管6與安裝在船體上的高壓水泵相連接，當(dāng)多個(gè)第一噴頭4和多個(gè)第二噴頭5開啟后，所述粧腿下段部2的外周和粧靴3的外周形成一與海水相連通的水通道7。
[0041]該自升式平臺(tái)船支撐粧腿上拔水力減阻系統(tǒng)在粧腿下段部2和粧靴3內(nèi)設(shè)置多個(gè)第一噴頭4和第二噴頭5，在拔粧時(shí)，開啟多個(gè)第一噴頭4和第二噴頭5后，高壓水泵中的高壓水由高壓水管6輸送至第一噴頭4處、并由第一噴頭4的噴嘴向粧腿下段部2的外周噴射，以清除附著在粧腿下段部2外周的淤泥；高壓水泵中的高壓水由高壓水管6輸送至第二噴頭5處、并由第二噴頭5的噴嘴向粧靴3的外周噴射，以清除附著在粧靴3外周的淤泥；待第一噴頭4和第二噴頭5全部開啟后，在粧腿下段部2的外周和粧靴3的外周會(huì)形成一與海水相連通的水通道7。通過所形成的水通道7連通了位于粧腿下段部2上方的海水與粧靴3底面，從而消除了粧靴3底面和淤泥之間的真空吸附力，讓粧靴3底面承受壓力，同時(shí)還減少了淤泥與粧腿下段部2之間、淤泥與粧靴3的上靴壁31