漂浮式风机坐底防台的方法与流程

1.本发明涉及海上风力发电技术领域，尤其涉及一种漂浮式风机坐底防台的方法。


背景技术：

2.随着风电事业往深水发展，漂浮式风机开始越来越多地应用。通常漂浮式基础的建造、风机吊装、海上安装都是在不同的场地进行，漂浮式基础在生产基地建造完成后，采用湿拖的方式从建造厂拖至设计机位附近的码头或者锚地进行风机塔筒及风机的组装，组装完成后，继续采用湿拖的方式拖带至设计安装位置。从建造厂出发拖航距离较长，一般需要拖航15天。然后吊装完风机需要7天，安装好风机后再拖航至施工现场需要3天，再到现场完成系泊缆安装需要5天，总共大约15天的时间。在从建造厂出发拖航15天内和吊装风机再到现场完成系泊链安装15天内，如果遇到台风，由于结构为漂浮状态，且风机受风面积大，重心高，很容易发生倾覆。因此需要确保15天内预报不出现热带低压，台风，寒潮等恶劣海况的条件下，才开始进行拖航和码头风机安装。漂浮式风机如何进行防台目前尚无解决方案，现有的施工方法均是考虑避开台风的窗口期进行施工，南海海域每年7到10月份都是台风高发期，如果都要避开台风，严重影响项目工期，阻碍了漂浮式风机的推广。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种漂浮式风机坐底防台的方法，提高了施工效率，保证工期正常进行。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.漂浮式风机坐底防台的方法，漂浮式风机包括漂浮式基础，所述漂浮式基础设置有压排载系统，所述漂浮式风机坐底防台的方法包括：
6.选择锚地，并将所述漂浮式风机拖航至所述锚地；
7.启动所述压排载系统，以使海水能够通过所述压排载系统进入所述漂浮式基础内部，直至所述漂浮式基础下沉至海底；
8.将所述漂浮式基础与所述海底进行锚固。
9.作为一种可选方案，选择所述锚地具体为：
10.将所述漂浮式基础的高度值与一设定值做差，将两者的差值作为参考值，选择水深深度小于所述参考值的地方作为所述锚地。
11.作为一种可选方案，选择所述锚地具体：
12.将能够使所述漂浮式基础坐底陷入所述海底的淤泥的深度在1m-3m之间的所述地质段作为所述锚地。
13.作为一种可选方案，所述压排载系统包括水管和阀门，所述水管设置于所述漂浮式基础，所述阀门能够控制所述水管通断，启动所述压排载系统具体为：
14.打开所述阀门，使所述海水通过所述水管进入所述漂浮式基础的内部。
15.作为一种可选方案，在打开所述阀门时，能够对所述阀门的开度进行控制，以控制
进水速度。
16.作为一种可选方案，所述压排载系统还包括水泵，所述水泵与所述水管连接，当需要所述漂浮式风机上浮时，先解除所述漂浮式基础与所述海底的锚固，启动所述水泵，以将所述漂浮式基础内部的所述海水通过所述水管排出。
17.作为一种可选方案，所述水管设置于所述漂浮式基础的底部，且所述水管的开口朝下。
18.作为一种可选方案，所述漂浮式基础包括多根立柱，所述立柱内具有压载舱，每个所述立柱上均设置有多个与所述压载舱连通的所述水管，打开所述阀门后，所述海水能够通过所述水管进入所述压载舱。
19.作为一种可选方案，所述漂浮式基础与所述海底锚固具体为：
20.采用钢丝锚将所述立柱与所述海底锚固，将所述钢丝锚一端与所述立柱连接，另一端锚固于所述海底。
21.作为一种可选方案，每根所述立柱可通过多个所述钢丝锚锚固。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供一种漂浮式风机坐底防台的方法，漂浮式风机包括漂浮式基础，漂浮式基础设置有压排载系统，当漂浮式风机在拖航过程中，台风来临，使用该漂浮式风机坐底防台的方法能够有效防止拖航过程中受到台风的影响，该漂浮式风机坐底防台的方法包括：当台风即将来临，首先选择适合漂浮式基础下沉的锚地，并将漂浮式风机拖航至锚地；然后，启动压排载系统，以使海水通过压排载系统进入漂浮式基础内部，以使漂浮式基础重量增加，当漂浮式基础的重量大于海水的浮力后将逐渐下沉，直至下沉至海底；最后，将下沉至海底的漂浮式基础与海底进行锚固，以使漂浮式基础与海底连接牢固。该漂浮式风机坐底防台的方法通过压排载系统通入海水以使漂浮式基础进行坐底，大大减小了漂浮式风机的受风面积，防台效果显著，无需考虑拖航过程中台风的影响，且坐底后的漂浮式基础与海底淤泥接触，漂浮式基础在与海底锚固和淤泥的吸附共同作用下，漂浮式基础坐底牢固，该漂浮式风机坐底防台的方法为拖航过程提供了一种安全、可靠且高效的防台解决方案。
24.需要说明的是，在吊装风机时，如果遇到台风，也可以采用上述漂浮式风机坐底防台的方法进行防台。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的漂浮式风机坐底防台的方法的流程图；
26.图2是本发明实施例所涉及的漂浮式基础漂浮于海面的示意图；
27.图3是本发明实施例所涉及的漂浮式基础沉入海底的示意图；
28.图4是本发明实施例所涉及的漂浮式风机的结构示意图；
29.图5是本发明实施例所涉及的水管的分布示意图；
30.图6是本发明实施例所涉及的漂浮式基础锚固于海底的示意图。
31.图中：
32.10、漂浮式风机；11、漂浮式基础；111、立柱；12、压排载系统；121、水管；122、阀门；123、水泵；124、控制柜；13、风机；20、钢丝锚；30、拖轮。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.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。
37.如图1-图6所示，本发明实施例提供了一种漂浮式风机坐底防台的方法，用于在漂浮式风机10在使用拖轮30拖航过程中防台，降低了台风对漂浮式风机10施工的影响。漂浮式风机10包括漂浮式基础11和风机13，风机13安装于漂浮式基础11上，漂浮式基础11设置有压排载系统12，压排载系统12用于将海水打进漂浮式基础11的内部或将漂浮式基础11内部的海水排出。当漂浮式风机10在拖轮30拖航至指定地点的过程中，若台风来临，该漂浮式风机坐底防台的方法包括：首先，选择合适的锚地，并将漂浮式风机10拖航至锚地；然后，启动压排载系统12，以使海水能够通过压排载系统12进入漂浮式风机10的压载舱内，随着压载舱内的海水逐渐增多，漂浮式基础11的重量逐渐增加，当漂浮式基础11的重量大于海水的漂浮力后逐渐下沉，直至漂浮式基础11下沉至海底；最后，将漂浮式基础11与海底进行锚固，以使漂浮式基础11与海底连接牢固，防止漂浮式基础11发生晃动。
38.该漂浮式风机坐底防台的方法通过压排载系统12通入海水以使漂浮式基础11进行坐底，大大减小了漂浮式风机10的受风面积，防台效果显著，无需考虑拖航过程中台风的影响，且坐底后的漂浮式基础11与海底淤泥接触，漂浮式基础11在与海底锚固和淤泥的吸附共同作用下，漂浮式基础11坐底牢固，该漂浮式风机坐底防台的方法为拖航过程提供了一种安全、可靠且高效的防台解决方案。需要说明的是，在吊装风机13时，如果遇到台风，也可以采用上述漂浮式风机坐底防台的方法进行防台。
39.具体地，漂浮式风机10拖航过程中根据拖航路线选择就近的锚地，锚地的水深根据漂浮式基础11选择，具体为，漂浮式基础11的高度值为d，设定值可选择为5m，参考值为d与5的差值，锚地的水深深度为小于d与5的差值。该锚地的水深深度能够有效起到防台效果。可以理解的是，设定值也可以选择4m、6m或其他值，只要防台效果显著，且不影响漂浮式风机10的后期使用即可。
40.锚地的地质要求为地质软硬程度适中，无深坑以保证漂浮式基础11下沉至海底后整体平稳，且无硬物以防止漂浮式基础11坐底后局部受力过大而发生损坏。具体地，可根据
地质参数计算其承载力，使得漂浮式基础11坐底陷入淤泥的深度小于3m且大于1m，该陷入淤泥的深度既可提供足够的支撑力，也不会使得漂浮式基础11陷入淤泥过深而导致后期上浮困难。
41.漂浮式基础11包括多个立柱111，立柱111内设置有压载舱，压排载系统12能够使海水进入每个立柱111的压载舱内。在本实施例中，立柱111设置有三根，三根立柱111呈三角形分布，任意相邻的两个立柱111之间通过连接杆连接。
42.参照图4和图5，压排载系统12包括水管121和阀门122，每个立柱111设置有一个阀门122和多个水管121，水管121与压载舱连通，阀门122能够控制水管121的通断。当需要漂浮式基础11坐底防台时，打开阀门122，海水能够通过水管121进入立柱111的压载舱内。可以理解，当阀门122打开后，海水压力大于压载舱的内部压力，海水能够通过水管121自动灌入。
43.压排载系统12还包括控制柜124，控制柜124能够控制阀门122的开闭，且还能够控制阀门122开度，以控制进水速度，每个阀门122单独控制每个立柱111的压载舱内的进水速度，以使漂浮式基础11能够平稳下沉。
44.参照图6，当漂浮式基础11下沉至海底后，每个立柱111均采用钢丝锚20与海底进行锚固，钢丝锚20的一端与立柱111连接，另一端锚固与海底。在连接钢丝锚20的过程中，使用拖轮30将钢丝锚20的一端与漂浮式基础11连接，然后另一端抛入海底就行锚固，以限制漂浮式基础11水平移动，拖轮30在漂浮式基础11的旁边进行抛锚守护。
45.可选地，每个立柱111可采用多个钢丝锚20进行锚固。根据台风的等级计算所需的锚泊力，可在每个立柱111上设置多个钢丝锚20进行锚固，提升漂浮式基础11的稳定性。
46.当台风过后，则需要漂浮式基础11上浮并继续拖航，压排载系统12还包括水泵123，水泵123与水管121连接，当需要漂浮式基础11上浮时，首先解除钢丝锚20的连接，然后启动水泵123，水泵123能够将立柱111的压载舱内的海水通过水管121排出，漂浮式基础11随着海水排出自动上浮，直至漂浮于海面。
47.优选地，水管121设置于立柱111的底部，且水管121的开口朝下，当漂浮式基础11需要上浮时，开启水泵123，水泵123通过水管121将海水朝向淤泥喷出，喷出的海水能够将海底的淤泥冲散，减小泥土的吸附力，以方便漂浮式基础11上浮。
48.该漂浮式风机坐底防台的方法实现了漂浮式风机10从建造厂出发拖航15天内，无需避开台风的窗口期；且在吊装风机13的7天内和安装好风机13后再拖航至施工现场的3天内均可采用漂浮式风机坐底防台的方法来实现防台，只需考虑施工现场系泊链安装的5天时间内不发生台风即可，极大的提高了施工效率。
49.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.漂浮式风机坐底防台的方法，漂浮式风机(10)包括漂浮式基础(11)，所述漂浮式基础(11)设置有压排载系统(12)，其特征在于，所述漂浮式风机坐底防台的方法包括：选择锚地，并将所述漂浮式风机(10)拖航至所述锚地；启动所述压排载系统(12)，以使海水能够通过所述压排载系统(12)进入所述漂浮式基础(11)内部，直至所述漂浮式基础(11)下沉至海底；将所述漂浮式基础(11)与所述海底进行锚固。2.根据权利要求1所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，选择所述锚地具体为：将所述漂浮式基础(11)的高度值与一设定值做差，将两者的差值作为参考值，选择水深深度小于所述参考值的地方作为所述锚地。3.根据权利要求1所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，选择所述锚地具体：将能够使所述漂浮式基础(11)坐底陷入所述海底的淤泥的深度在1m-3m之间的所述地质段作为所述锚地。4.根据权利要求1所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，所述压排载系统(12)包括水管(121)和阀门(122)，所述水管(121)设置于所述漂浮式基础(11)，所述阀门(122)能够控制所述水管(121)通断，启动所述压排载系统(12)具体为：打开所述阀门(122)，使所述海水通过所述水管(121)进入所述漂浮式基础(11)的内部。5.根据权利要求4所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，在打开所述阀门(122)时，能够对所述阀门(122)的开度进行控制，以控制进水速度。6.根据权利要求4所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，所述压排载系统(12)还包括水泵(123)，所述水泵(123)与所述水管(121)连接，当需要所述漂浮式风机(10)上浮时，先解除所述漂浮式基础(11)与所述海底的锚固，然后启动所述水泵(123)，以将所述漂浮式基础(11)内部的所述海水通过所述水管(121)排出。7.根据权利要求6所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，所述水管(121)设置于所述漂浮式基础(11)的底部，且所述水管(121)的开口朝下。8.根据权利要求4所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，所述漂浮式基础(11)包括多根立柱(111)，所述立柱(111)内具有压载舱，每个所述立柱(111)上均设置有多个与所述压载舱连通的所述水管(121)，打开所述阀门(122)后，所述海水能够通过所述水管(121)进入所述压载舱。9.根据权利要求8所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，所述漂浮式基础(11)与所述海底锚固具体为：采用钢丝锚(20)将所述立柱(111)与所述海底锚固，将所述钢丝锚(20)一端与所述立柱(111)连接，另一端锚固于所述海底。10.根据权利要求9所述的漂浮式风机坐底防台的方法，其特征在于，每根所述立柱(111)可通过多个所述钢丝锚(20)锚固。

技术总结
本发明属于海上风力发电技术领域，公开了一种漂浮式风机坐底防台的方法，当台风即将来临，首先选择适合漂浮式基础下沉的锚地，并将漂浮式风机拖航至锚地；然后，启动压排载系统，以使海水通过压排载系统进入漂浮式基础内部，以使漂浮式基础重量增加，当漂浮式基础的重量大于海水的浮力后将逐渐下沉，直至下沉至海底；最后，将下沉至海底的漂浮式基础与海底进行锚固，以使漂浮式基础与海底连接牢固。本发明通过压排载系统通入海水以使漂浮式基础进行坐底，大大减小了漂浮式风机的受风面积，防台效果显著，且坐底后的漂浮式基础与海底淤泥接触，漂浮式基础坐底牢固，整个过程安全、可靠、高效，为漂浮式风机防台提供了一种解决方案。案。案。


技术研发人员：张文耀 张毅 冯金杰 王文军 陈昆明 李辉
受保护的技术使用者：交通运输部广州打捞局
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/30