一种自张紧式张力筋腱及其安装方法与流程

本发明涉及浮式平台安装的技术领域，尤其涉及一种自张紧式张力筋腱。

背景技术：

海洋工程油气开发逐步走向深海，同时海上风力发电技术也逐步走向深海，张力腿平台广泛应用于深海油气开发和风机安装，其结构一般由平台主体、张力筋腱和锚固基础三部分组成。张力腿平台通过自身的结构型式产生远大于结构自重的浮力，剩余的部分作为预张力，作用在张力筋腱上，使张力筋腱处于预张紧状态，平台主体通过张力筋腱与锚固基础连接。

传统的张力筋腱安装是通过对压载水舱实施压载，使平台下沉到安装吃水位置，完成平台主体与张力筋腱的连接，再通过压载水舱排载，使张力筋腱达到预张力。整个安装过程时间长、需要大量的压载水，存在安装效率低下、操作成本高等缺点；并且张力腿平台从拖航吃水压载到安装吃水的过程中处于不稳定状态，过长的压载和排载时间，增加了安装风险。

技术实现要素：

针对上述产生的问题，本发明的目的在于提供一种自张紧式张力筋腱。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种自张紧式张力筋腱，其中，包括：基座，所述基座安装于浮式平台的平台主体上或立柱的外侧；顶部连接器，所述顶部连接器包括液压缸和张力环，所述液压缸的缸体与所述基座固定连接，所述液压缸的活塞杆与所述张力环的上表面固定连接；张力筋腱主体，所述张力筋腱主体为中空的钢管结构，所述张力筋腱主体的上端与所述张力环固定连接；底部连接器，所述张力筋腱主体的下端与所述底部连接器的上端固定连接，所述底部连接器的下端插入锚固基础。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，包括：液压动力单元，所述液压动力单元设置在所述平台主体上，所述液压动力单元控制所述液压缸；液压管线，所述液压管线的一端与所述液压缸的缸体相连接，所述液压管线的另一端与所述液压动力单元相连接。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，所述液压缸的缸体通过卸扣与所述基座固定连接，所述液压缸的活塞杆通过卸扣与所述张力环的上表面固定连接。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，所述张力环为分体式环状结构，所述张力环包括两半弧形结构，两所述半弧形结构合围形成所述分体式环状结构，两所述半弧形结构的一端铰接，两所述半弧形结构的另一端可拆卸地固定连接。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，所述张力筋腱主体的上端贯穿所述分体式环状结构。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，包括两所述液压缸，两所述液压缸相对于所述张力筋腱主体的轴线对称布置。

上述的自张紧式张力筋腱，其中，所述张力筋腱主体包括若干根首尾焊接的钢管，所述张力筋腱主体的下端与所述底部连接器的上端焊接

一种自张紧式张力筋腱的安装方法，其中，包括上述的任意一项自张紧式张力筋腱，所述安装方法包括：

步骤一：将所述张力筋腱主体和所述底部连接器组装形成张力筋腱单根，将临时浮筒固定在所述张力筋腱单根上，起吊所述张力筋腱单根并下放，插入所述锚固基础，完成张力筋腱预安装；

步骤二：将所述浮式平台拖航至安装现场，定位在所述张力筋腱单根的上方，导向绳通过绞车下放连接到所述张力筋腱主体的上端，驱动所述液压缸的活塞杆伸出，所述张力筋腱主体的上端由所述导向绳导引穿过所述张力环；

步骤三：关闭所述张力环以锁紧所述张力筋腱主体，驱动所述液压缸的活塞杆收缩，牵引所述平台主体下潜到安装吃水深度，张紧力作用于所述张力环上，通过所述张力环传递到所述张力筋腱主体上，实现所述张力筋腱主体的张紧；

步骤四：移除所述临时浮筒，完成张力筋腱安装。

上述的自张紧式张力筋腱的安装方法，其中，步骤二中的所述绞车安装在所述平台主体上，完成张力筋腱安装后将所述绞车和所述导向绳拆除。

上述的自张紧式张力筋腱的安装方法，其中，步骤二中的所述导向绳为钢丝绳或锚链。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明利用液压缸活塞杆的伸缩，使平台快速下潜到安装吃水，节省安装时间。

(2)本发明的自张紧式张力筋腱可以使平台主体在下潜过程中保持稳定，减少张力腿平台安装风险。

(3)本发明能够快速调节平台到不同吃水深度，尤其适用于试验性平台场合。

(4)本发明利用液压缸活塞杆的伸缩实现张力筋腱的自张紧，同时可通过一定算法实现张力的实时监测。

附图说明

图1是本发明的自张紧式张力筋腱的示意图。

图2是本发明的自张紧式张力筋腱的上部示意图。

图3是本发明的自张紧式张力筋腱的下部示意图。

图4是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤一和步骤二示意图。

图5是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤三示意图。

图6是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤四示意图。

附图中：1、基座；2、顶部连接器；21、液压缸；22、张力环；23、卸扣；24、卸扣；3、张力筋腱主体；4、底部连接器；5、锚固基础；6、临时浮筒；7、浮式平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1是本发明的自张紧式张力筋腱的示意图，图2是本发明的自张紧式张力筋腱的上部示意图，图3是本发明的自张紧式张力筋腱的下部示意图，请参见图1至图3所示，示出了一种较佳实施例的自张紧式张力筋腱，包括有：基座1和顶部连接器2，基座1安装于浮式平台7的平台主体上或立柱的外侧。顶部连接器2包括液压缸21和张力环22，液压缸21的缸体与基座1固定连接，液压缸21的活塞杆与张力环22的上表面固定连接。

此外，作为较佳的实施例中，自张紧式张力筋腱还包括：张力筋腱主体3，张力筋腱主体3为中空的钢管结构，张力筋腱主体3的上端与张力环22固定连接。

另外，作为较佳的实施例中，自张紧式张力筋腱还包括：底部连接器4，张力筋腱主体3的下端与底部连接器4的上端固定连接，底部连接器4的下端插入锚固基础5。

进一步，作为较佳的实施例中，自张紧式张力筋腱还包括：液压动力单元(图中未示出)和液压管线(图中未示出)，液压动力单元设置在平台主体上，液压动力单元控制液压缸。液压管线的一端与液压缸的缸体相连接，液压管线的另一端与液压动力单元相连接。利用液压缸21的活塞杆的伸缩实现浮式平台7的下潜和张力筋腱主体3的张紧，与利用传统的压载水舱调载的安装方法相比，节省安装时间，同时补偿浮式平台7在下降过程中的不稳定性。

还有，作为较佳的实施例中，液压缸21的缸体通过卸扣23与基座1固定连接，液压缸21的活塞杆通过卸扣24与张力环22的上表面固定连接。

此外，作为较佳的实施例中，张力环22为分体式环状结构，张力环22包括两半弧形结构，两半弧形结构合围形成分体式环状结构，两半弧形结构的一端铰接，两半弧形结构的另一端可拆卸地固定连接。张力环22可以从侧面打开，形成o型夹的结构。

另外，作为较佳的实施例中，张力筋腱主体3的上端贯穿张力环22的分体式环状结构。

进一步，作为较佳的实施例中，包括两液压缸21，两液压缸21相对于张力筋腱主体3的轴线对称布置。液压缸21行程由浮式平台7各工况下最大吃水差确定，满足浮式平台7作业环境条件及各种工况要求，液压缸21的张紧力满足张力筋腱主体3的最大张力要求。

更进一步，作为较佳的实施例中，张力筋腱主体3包括若干根首尾焊接的钢管，钢管单根长度已经标准化、系列化，张力筋腱主体3的下端与底部连接器4的上端焊接。

再进一步，作为较佳的实施例中，浮式平台7安装有多个自张紧式张力筋腱，通常基座1设置在浮式平台7的立柱的外侧，每个立柱设置1-2个基座1，用于安装自张紧式张力筋腱。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

图4是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤一和步骤二示意图，图5是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤三示意图，图6是本发明的自张紧式张力筋腱的步骤四示意图，请参见图4至图6所示。

本发明的进一步实施例中，还包括自张紧式张力筋腱的安装方法，包括：

步骤一：将张力筋腱主体3和底部连接器4组装形成张力筋腱单根，将临时浮筒6固定在张力筋腱单根上，起吊张力筋腱单根并下放，插入锚固基础5，完成张力筋腱预安装；

步骤二：将浮式平台7拖航至安装现场，定位在张力筋腱单根的上方，导向绳通过绞车下放连接到张力筋腱主体3的上端，驱动液压缸21的活塞杆伸出，张力筋腱主体3的上端由导向绳导引穿过张力环22；

步骤三：关闭张力环22以锁紧张力筋腱主体3，驱动液压缸21的活塞杆收缩，牵引平台主体下潜到安装吃水深度，张紧力作用于张力环22上，通过张力环22传递到张力筋腱主体3上，实现张力筋腱主体3的张紧；

步骤四：移除临时浮筒6，完成张力筋腱安装。

本发明的进一步实施例中，步骤二中的绞车安装在平台主体上，完成张力筋腱安装后将绞车和导向绳拆除。

本发明的进一步实施例中，步骤二中的导向绳为钢丝绳或锚链。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。