CN112283043B - 一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法 - Google Patents

一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其主要施工工艺流程是将立柱式平台(SPAR)下水，采用湿拖浮运，将其运输到海上相应的安装位置后，立柱式平台(SPAR)自动压载扶正，然后采用系泊***将立柱式平台(SPAR)与锚固基础连接，风机在岸上整体拼装并整体运输至海上，最后进行风机的整体吊装。本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)浮运、立柱式平台(SPAR)自扶正工艺、海上风机整体安装施工工艺，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本，解决了传统立柱式平台(SPAR)和风机整体扶正难度大、安全性低的问题，减少了海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。

Description

一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法
技术领域
本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法。
背景技术
全球80％的海上风能资源位于水深超过60m的海域，深远海域风能资源更丰富，风速更稳定。随着近海风电开发逐渐饱和，海上风电开发逐渐从近海走向深远海。目前浮式风电发展较为成熟的三种基础形式为半潜式(SEMI-SUB)、立柱式(SPAR)、张力腿式(TLP)。立柱式风机结构如图1所示，其结构相对简单，适合流水化制造，稳性佳，无需主动压载设备，在深远海领域具有广阔的应用前景。
国外立柱式风机施工方法主要有两种，一种是立柱式平台(SPAR)2先湿拖至现场，调整压载扶正后，立柱式平台(SPAR)2采用系泊***3与锚固基础4连接，再进行海上风机1分体安装；另一种是日本樺岛项目采用的方法，如图2所示，先在岸上实现风机1的整体安装，然后采用驳船7运输至海上安装地点(全程风机1和立柱式平台(SPAR)2整体倾倒置于驳船上)，安装过程采用浮吊5和安装导架6辅助风机扶正，最后采用系泊***3与锚固基础4连接。
采用上述两种施工方法，缺点一是：风机和平台主体整体倾倒运输需要大型驳船，运输成本高，且国内没有相关运输经验；缺点二是：海上风机整体扶正施工操作难度大，安全性较低。
因此，提供一种安全可靠，施工简单的立柱式平台(SPAR)风机的施工方法为本领域技术人员亟需解决的问题
发明内容
针对现有立柱式平台(SPAR)风机的施工工艺中存在的高设备、高成本投入、操作难度大，安全性较低的问题，本发明提供一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，通过采用立柱式平台(SPAR)浮运、立柱式平台(SPAR)自扶正工艺、浮式基础上风机整体安装工艺，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本，同时还能减少海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其主要施工工艺流程包括：
(1)立柱式平台(SPAR)码头建造拼装，首先对立柱式平台(SPAR)进行分段建造，分段建造完成后，再将各分段进行整体拼装。
(2)立柱式平台(SPAR)下水，将拼装完成后的立柱式平台(SPAR)运输至码头，采用半潜驳和自行式液压平板车将立柱式平台(SPAR)全部运上船，待半潜驳将立柱式平台(SPAR)运输至合适水深海域后，半潜驳下潜，立柱式平台(SPAR)漂浮起来，采用拖轮拖带立柱式平台(SPAR)离开半潜驳，立柱式平台(SPAR)下水完成。
(3)立柱式平台(SPAR)湿拖浮运，采用拖轮将立柱式平台(SPAR)湿拖浮运至海上相应安装位置。
(4)立柱式平台(SPAR)自扶正，通过立柱式平台(SPAR)自主压载，形成正的回复力矩，使得立柱式平台(SPAR)自动扶正。
(5)系泊***和锚固基础施工，立柱式平台(SPAR)就位前，进行系泊***和锚固基础施工，然后将系泊***一端与锚固基础连接，另一端与浮筒连接，浮于水面。
(6)系泊***与SPAR平台主体连接，立柱式平台(SPAR)自扶正就位后，将浮在水面的系泊***端头与立柱式平台(SPAR)连接。
(7)风机整体安装，风机拼装完成后，用拖轮拖带整机运输驳运输至海上相应安装机位，最后利用整体起重船将风机整体起吊安装。
进一步的，所述立柱式平台(SPAR)码头建造拼装，采用平地卧式合拢的方式拼装。
进一步的，所述半潜驳可进行前后左右调载，确保半潜驳的甲板面与码头平面保持平齐。
进一步的，所述自行式液压平板车在完成立柱式平台(SPAR)上船后可退车。
进一步的，所述锚固基础可为吸力锚、大抓力海工锚或桩锚。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)浮运方式，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)自扶正工艺，解决了传统立柱式平台(SPAR)和风机整体扶正难度大、安全性低的问题，或传统Spar平台需起重船辅助扶正的问题。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用浮式基础海上风机整体安装施工工艺，取代传统浮式基础海上风机分体安装工艺，减少海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为现有技术中Spar立柱式风机结构示意图；
图2为现有技术中日本樺岛项目风机整体扶正结构示意图；
图3为本实例中深远海Spar立柱式平台风机施工方法工艺流程示意图；
图4a为本实例中本实例中立柱式平台(SPAR)下水前立柱式平台(SPAR)和半潜驳的结构示意图；
图4b为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船的结构示意图；
图4c为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船完成时的结构示意图；
图4d为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船完成退车后的结构示意图；
图4e为本实例中半潜驳下潜，立柱式平台(SPAR)漂浮起来的结构示意图；
图4f为本实例中立柱式平台(SPAR)下水完成的结构示意图；
图5为本实例中立柱式平台(SPAR)湿拖浮运的结构示意图；
图6为本实例中立柱式平台(SPAR)自扶正的结构示意图；
图7为本实例中立柱式平台(SPAR)平台施工完成的结构示意图；
图8为本实例中风机整体运输的结构示意图；
图9为本实例中风机整体安装的结构示意图。
图中标号含义：
风机1、立柱式平台(SPAR)2、系泊***3、锚固基础4、浮吊5、安装导架6、驳船7、半潜驳8、码头9、自行式液压平板车10、拖轮11、整机运输驳12、整体起重船13、A-水面、B-海床面。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其主要施工工艺流程为：首先将立柱式平台(SPAR)下水，采用湿拖浮运，将其运输到海上相应的安装位置后，立柱式平台(SPAR)自动压载扶正，然后采用系泊***将立柱式平台(SPAR)与锚固基础连接，风机在岸上整体拼装并整体运输至海上，最后进行风机的整体吊装。
下面结合具体的图示说明该工艺流程。
参见图3，其所示为本实例中给出的深远海Spar立柱式平台风机施工方法工艺流程示例图。
如图3所示，其主要施工工艺流程包括：立柱式平台(SPAR)码头建造拼装、立柱式平台(SPAR)下水、立柱式平台(SPAR)湿拖浮运、立柱式平台(SPAR)自扶正、系泊***与SPAR平台主体连接(锚固基础)、风机整体安装。
以下结合附图具体说明本实例中深远海Spar立柱式平台风机施工方法的工艺流程。
1、立柱式平台(SPAR)码头建造拼装
本实例提供的施工方法，首先对立柱式平台(SPAR)2进行合理的分段建造，分段建造完成后，再对各分段进行整体的拼装，这里整体拼装采用的是平地卧式合拢的方式。
2、立柱式平台(SPAR)下水
以下具体说明一下本实例中立柱式平台(SPAR)2下水的实施过程。
参见图4a，其所示为本实例中本实例中立柱式平台(SPAR)下水前立柱式平台(SPAR)和半潜驳的结构示意图；
参见图4b，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船的结构示意图；
参见图4c，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船完成时的结构示意图；
参见图4d，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)采用自行式液压平板车滚装上船完成退车后的结构示意图；
参见图4e，其所示为本实例中半潜驳下潜，立柱式平台(SPAR)漂浮起来的结构示意图；
参见图4f，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)下水完成的结构示意图。
首先，如图4a所示，立柱式平台(SPAR)2从组装场地车板接货，短倒至码头前沿；同时半潜驳8靠泊码头，下潜至甲板面略高于码头9平面一定高度。
然后，如图4b所示，采用自行式液压平板车10滚装上船的方式，将立柱式平台(SPAR)2从码头9前沿运输至半潜驳8上。
在上船的过程中，如图4c所示，半潜驳8将根据调载数据进行前后左右调载，确保半潜驳8的甲板面与码头9平面保持平齐，如出现船甲板面低于码头面超过允许的悬挂行程范围时自行式液压平板车10停止，进行前后左右调载并结合海水涨潮的双重作用，待船体升高至可以上船状态时，自行式液压平板车10再次前进，重复上述步骤直至自行式液压平板车10将立柱式平台(SPAR)2全部运输上船。
最后，自行式液压平板车10退车，退车完成后，如图4d所示。
退车后，如图4e所示，半潜驳8将立柱式平台(SPAR)2运输至合适水深海域后，半潜驳8下潜，立柱式平台(SPAR)2漂浮起来。
如图4f所示，拖轮拖带立柱式平台(SPAR)2离开半潜驳8，半潜驳8可进行其他作业，立柱式平台(SPAR)2下水完成。
3、立柱式平台(SPAR)湿拖浮运
参见图5，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)湿拖浮运的结构示意图。
如图5所示，立柱式平台(SPAR)2下水后，平台主体水平放置，靠自身的浮力漂浮在水中，采用满足拖力要求的拖轮11和适中的拖航速度，将立柱式平台(SPAR)2湿拖浮运至海上相应安装位置。
4、立柱式平台(SPAR)自扶正
参见图6，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)自扶正的结构示意图。
如图6所示，通过立柱式平台(SPAR)自主压载，形成正的回复力矩，使得立柱式平台(SPAR)自动扶正。
5、系泊***和锚固基础施工
在立柱式平台(SPAR)2就位前，进行系泊***3的施工。
首先，进行锚固基础4施工，锚固基础4可以为吸力锚、大抓力海工锚、桩锚等形式。
然后，系泊***3一端与锚固基础4连接，另一端与浮筒连接，浮于水面。
6、系泊***与立柱式平台(SPAR)连接
参见图7，其所示为本实例中立柱式平台(SPAR)平台施工完成的结构示意图。
如图7所示，立柱式平台(SPAR)2自扶正就位后，将浮在水面的系泊***3端头与立柱式平台(SPAR)2连接起来。
7、风机整体安装
参见图8，其所示为本实例中风机整体运输的结构示意图；
参见图9，其所示为本实例中风机整体安装的结构示意图。
风机1在陆上风机拼装基地整机拼装完成后，如图8所示，用拖轮11拖带整机运输驳12运输至海上相应安装机位，整机运输驳12一次可运输两台风机1。
如图9所示，最后利用整体起重船13将风机1整体起吊安装。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)浮运方式，减少了大型运输驳船投入，降低了施工成本。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用立柱式平台(SPAR)自扶正工艺，解决了传统立柱式平台(SPAR)和风机整体扶正难度大、安全性低的问题，或传统Spar平台需起重船辅助扶正的问题。
本发明提供的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，采用浮式基础海上风机整体安装施工工艺，取代传统浮式基础海上风机分体安装工艺，减少海上施工作业时间，解决海上施工作业窗口期短的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其特征在于，主要施工工艺流程包括：
（1）立柱式平台（SPAR）码头建造拼装，首先对立柱式平台（SPAR）进行分段建造，分段建造完成后，再将各分段进行整体拼装；
（2）立柱式平台（SPAR）下水，将拼装完成后的立柱式平台（SPAR）以水平状态运输至码头，采用半潜驳和自行式液压平板车将水平状立柱式平台（SPAR）全部运上船，待半潜驳将立柱式平台（SPAR）运输至合适水深海域后，半潜驳下潜，使得水平状立柱式平台（SPAR）漂浮起来，采用拖轮拖带立柱式平台（SPAR）离开半潜驳，立柱式平台（SPAR）下水完成；
（3）立柱式平台（SPAR）湿拖浮运，采用拖轮将水平状立柱式平台（SPAR）湿拖浮运至海上相应安装位置；
（4）立柱式平台（SPAR）自扶正，直接通过立柱式平台（SPAR）自主压载，形成正的回复力矩，使得水平状的立柱式平台（SPAR）自动扶正；
（5）系泊***和锚固基础施工，立柱式平台（SPAR）就位前，进行系泊***和锚固基础施工，然后将系泊***一端与锚固基础连接，另一端与浮筒连接，浮于水面；
（6）系泊***与立柱式平台（SPAR）连接，立柱式平台（SPAR）自扶正就位后，将浮在水面的系泊***端头与立柱式平台（SPAR）连接；
（7）风机整体安装，风机拼装完成后，用拖轮拖带整机运输驳运输至海上相应安装机位，最后利用整体起重船将风机整体起吊安装。
2.根据权利要求1所述的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其特征在于，所述立柱式平台（SPAR）码头建造拼装，采用平地卧式合拢的方式拼装。
3.根据权利要求1所述的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其特征在于，所述半潜驳进行前后左右调载，确保半潜驳的甲板面与码头平面保持平齐。
4.根据权利要求1所述的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其特征在于，所述自行式液压平板车在完成立柱式平台（SPAR）上船后能够退车。
5.根据权利要求1所述的深远海Spar立柱式平台风机施工方法，其特征在于，所述锚固基础为吸力锚、大抓力海工锚或桩锚。
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