一种用于小型风电运维船舶的套管定位桩系统及操作方法与流程

本发明涉及一种小型船舶的定位桩系统，具体涉及一种小型风电运维船的套管定位桩系统及操作方法，属于船舶与海洋工程。

背景技术：

1、风电运维船在对海上风电机组进行运维作业时，由于海上风电场海底布有电缆，一般不允许下锚。大型风电运维船一般采用动力定位方式进行定位；小型风电运维船一般采用顶靠方式，通过推进装置提供推力，将船首顶在海上风电的基础结构上，以此实现船舶的定位，存在受风浪大小与方向影响大、顶靠时能耗大、顶靠时存在运维船与风机结构碰撞损伤风险等问题。

2、一般海上风电场水深在50米以内，即使考虑潮差，一般不超过55米，若小型风电运维船采用常规定位桩系统，所需定位桩总长度约为60-75米；由于小型风电运维船的船长一般不超过40米，单根60米以上的定位桩布置在船上，若竖直布置将严重影响船舶稳性，若水平布置将远超出船长范围，因此常规定位桩系统很难适用于小型风电运维船。

技术实现思路

1、针对小型风电运维船采用的常规定位桩系统稳定性差、适配性差的问题，提出了一种用于小型风电运维船舶的套管定位桩系统及操作方法。

2、本发明的技术方案为：

3、一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，该系统包括套管定位桩、绞缆机、液压抱桩装置、液压顶升推杆、插销固定装置；液压抱桩装置与绞缆机分别与小型运维船的主甲板相连；液压抱桩装置的内侧设置在主甲板边缘，外侧悬空；绞缆机位于靠近液压抱桩装置内侧的位置，液压顶升推杆竖直置于液压抱桩装置外侧之上，上方连接插销固定装置；套管定位桩竖直穿过插销固定装置和液压抱桩装置外侧。

4、进一步的，系统布置于小型风电运维船的尾部，左右对称，对称面与船舶中纵剖面重合。

5、进一步的，套管定位桩包括外侧的第一定位桩和内侧的第二定位桩，第一定位桩与第二定位桩主体均为空心圆管，管壁上间隔均匀高度开有多个周向均匀分布的圆形开孔，第二定位桩嵌套在第一定位桩以内，两者可相对上下移动。

6、进一步的，第一定位桩21的顶部设有圆形盖板，盖板中央开圆形小孔，盖板靠船首一侧设有竖直放置的定滑轮，定滑轮靠船尾侧的竖直切线与第一定位桩的轴线重合。

7、进一步的，系统内还设有钢缆，钢缆经过第一定位桩顶部的定滑轮，一端连接甲板上的绞缆机，另一端竖直通过盖板圆形小孔后连接第二定位桩的受力环。

8、进一步的，液压抱桩装置置于船尾中央，与主甲板相连，装置一部分向后伸出艉封板，伸出部分设方形开口，开口轴线与套管定位桩的轴线重合，液压抱桩装置的前后两个抱桩块呈凹字形，液压抱桩装置中水平设置三个液压推杆，中部推杆位于船舶中纵剖面，一端连接船体，另一端连接前端抱桩块；左右两个液压推杆对称布置，一端连接船体，另一端连接前端抱桩块。

9、进一步的，液压顶升推杆共2个，对称布置于抱桩装置开口左右舷两侧。

10、一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统的操作方法，系统的操作方法包括定位桩的分步下放和回收过程；

11、具体的分步下放操作为：

12、当第二定位桩处于下放状态时，相比收回状态，第一定位桩与第二定位桩之间的插销拔出，插销固定装置的插销抽出一半，第二定位桩在钢缆的牵引下缓缓向下移动，待移动至作业水深的一半左右时钢缆停止下放，在第一定位桩和第二定位桩重叠部分插入插销使其固定，完成第二定位桩的下放；

13、当第一定位桩处于下放状态时，抱紧装置液压抱桩装置松开，定位桩在自重作用下随插销固定装置和液压顶升推杆顶升推杆的收回中缓缓下降，下降一个行程后，抱紧装置液压抱桩装置抱紧，插销松开，液压顶升推杆顶升推杆上升一个行程再与第一定位桩紧固，如此反复完成整个插桩过程。

14、进一步的，具体的回收过程操作为：当在定位桩处于回收状态时，插销固定装置、液压顶升推杆的顶升推杆和液压抱桩装置抱桩装置配合回收第一定位桩，待第一定位桩完全收回后，拔出固定第一定位桩和套管定位桩之间插销，绞缆机工作通过钢缆回收第二定位桩，最后完成紧固，回到收回状态。

15、进一步的，当套管定位桩处于收回状态时，第二定位桩完全收回至第一定位桩内，套管定位桩位于水面以上，液压抱桩装置抱紧第一定位桩，插销固定装置内插销与定位桩紧固，定位桩下部的圆柱插销使第一定位桩与第二定位桩固定。

16、本发明的有益效果在于：

17、本发明提出的套管定位桩系统及操作方法可以实现小型风电运维船在55米以内各种水深情况下的插桩定位功能，可以解决小船在相对大水深下所需单根定位桩过长的问题，且该系统具有结构相对简单，使用操作灵活，适用水深范围大等优点。

技术特征：

1.一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，该系统包括套管定位桩、绞缆机、液压抱桩装置、液压顶升推杆、插销固定装置；液压抱桩装置与绞缆机分别与小型运维船的主甲板相连；液压抱桩装置的内侧设置在主甲板边缘，外侧悬空；绞缆机位于靠近液压抱桩装置内侧的位置，液压顶升推杆竖直置于液压抱桩装置外侧之上，上方连接插销固定装置；套管定位桩竖直穿过插销固定装置和液压抱桩装置外侧。

2.如权利要求1所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，系统布置于小型风电运维船的尾部，左右对称，对称面与船舶中纵剖面重合。

3.如权利要求1所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，套管定位桩包括外侧的第一定位桩和内侧的第二定位桩，第一定位桩与第二定位桩主体均为空心圆管，管壁上间隔均匀高度开有多个周向均匀分布的圆形开孔，第二定位桩嵌套在第一定位桩以内，两者可相对上下移动。

4.如权利要求3所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，第一定位桩21的顶部设有圆形盖板，盖板中央开圆形小孔，盖板靠船首一侧设有竖直放置的定滑轮，定滑轮靠船尾侧的竖直切线与第一定位桩的轴线重合。

5.如权利要求4所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，系统内还设有钢缆，钢缆经过第一定位桩顶部的定滑轮，一端连接甲板上的绞缆机，另一端竖直通过盖板圆形小孔后连接第二定位桩的受力环。

6.如权利要求1所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，液压抱桩装置置于船尾中央，与主甲板相连，装置一部分向后伸出艉封板，伸出部分设方形开口，开口轴线与套管定位桩的轴线重合，液压抱桩装置的前后两个抱桩块呈凹字形，液压抱桩装置中水平设置三个液压推杆，中部推杆位于船舶中纵剖面，一端连接船体，另一端连接前端抱桩块；左右两个液压推杆对称布置，一端连接船体，另一端连接前端抱桩块。

7.如权利要求6所述的一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统，其特征在于，液压顶升推杆共2个，对称布置于抱桩装置开口左右舷两侧。

8.一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统的操作方法，其特征在于，系统的操作方法包括定位桩的分步下放和回收过程；

9.如权利要求8所述的套管定位桩系统的操作方法，其特征在于，具体的回收过程操作为：当在定位桩处于回收状态时，插销固定装置、液压顶升推杆的顶升推杆和液压抱桩装置抱桩装置配合回收第一定位桩，待第一定位桩完全收回后，拔出固定第一定位桩和套管定位桩之间插销，绞缆机工作通过钢缆回收第二定位桩，最后完成紧固，回到收回状态。

10.如权利要求8所述的套管定位桩系统的操作方法，其特征在于，当套管定位桩处于收回状态时，第二定位桩完全收回至第一定位桩内，套管定位桩位于水面以上，液压抱桩装置抱紧第一定位桩，插销固定装置内插销与定位桩紧固，定位桩下部的圆柱插销使第一定位桩与第二定位桩固定。

技术总结
本发明涉及一种用于小型风电运维船的套管定位桩系统及操作方法，该系统包括套管定位桩、绞缆机、液压抱桩装置、液压顶升推杆、插销固定装置；液压抱桩装置与绞缆机分别与小型运维船的主甲板相连；液压抱桩装置的内侧设置在主甲板边缘，外侧悬空；绞缆机位于靠近液压抱桩装置内侧的位置，液压顶升推杆竖直置于液压抱桩装置外侧之上，上方连接插销固定装置；套管定位桩竖直穿过插销固定装置和液压抱桩装置外侧。解决了小型风电运维船采用的常规定位桩系统稳定性差、适配性差的问题，实现小型风电运维船在55米以内各种水深情况下的插桩定位功能，解决小船在相对大水深下所需单根定位桩过长的问题，且结构相对简单，使用操作灵活，适用水深范围大。

技术研发人员：程维杰,吴晋嘉,迟健,尉志源,毛建辉,李加坤,朱枭猛,王舒雅,何琳峰,张燕
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七○八研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29