CN117382808A - 一种坐底式在线系泊锚链张紧装置及张紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐底式在线系泊锚链张紧装置及张紧方法，该装置包括底座、锚链导向轮、锚链锁定块、销轴连接组件和锁止安全销；所述锚链导向轮通过销轴连接组件与底座形成可转动式连接，用于引导锚链的移动方向，所述锚链锁定块通过销轴连接组件活动式安装在底座上，并位于锚链导向轮的一侧，用于在锚链张紧后锁定锚链，所述锚链锁定块上设有锁止安全孔，所述锁止安全销设置在底座的两侧，能够穿入锚链锁定块的锁止安全孔中，用于锁定锚链锁定块；本发明的张紧装置主体采用钢制件焊接而成，可靠性高，同时操作方便，防沉效果好，同时底座主体上带有导向板，将锚链路径限制在导向板、导向轮、锁定块组成的通道中，并设有安全销，避免脱出卡滞。

Description

一种坐底式在线系泊锚链张紧装置及张紧方法

技术领域

本发明涉及海上风电系泊系统的技术领域，尤其是指一种坐底式在线系泊锚链张紧装置及张紧方法。

背景技术

海上漂浮式风力发电机组的基础一般通过系泊系统与海底锚固。系泊系统安装时，需要调整每根系泊链的张力达到设计预紧力，保证系统运行的可靠性。一般情况，靠近海底锚固端和靠近漂浮式基础端均需要使用一段钢制系泊链，系统预张紧采用锚机和止链器来完成，其成本高、操作复杂，不适用于有低成本要求的海上漂浮式风机系泊系统。对于浮式生产平台或漂浮式风机，还有一种方法是通过吊机和止链器配合的方式实现预张紧，但是这种方法对安装船要求较高，成本高、难度大，也不利于大规模安装作业。

在线张紧器的安装位置和系泊系统的锚链长度和材料选择密切相关。为降低整体系泊系统的刚度，在靠近基础端使用一部分钢丝绳或纤维绳。当系泊水深较深时，靠近漂浮式平台端锚链较长，可以在靠近平台端安装在线张进器进行张紧。但是当系统水深较浅时，靠近漂浮式平台端没有足够空间安装在线张紧器，只能在靠近海底锚固端的躺底链上安装在线张紧器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种坐底式在线系泊锚链张紧装置及张紧方法，可以利用海底靠近锚固端链节实现系泊缆的预张紧，达到提高安装效率和降低安装成本的目的，具备较高的实用价值。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，包括底座、锚链导向轮、锚链锁定块、销轴连接组件和锁止安全销；所述锚链导向轮通过销轴连接组件与底座形成可转动式连接，用于引导锚链的移动方向，所述锚链锁定块通过销轴连接组件活动式安装在底座上，并位于锚链导向轮的一侧，用于在锚链张紧后锁定锚链，所述锚链锁定块上设有锁止安全孔，所述锁止安全销设置在底座的两侧，能够穿入锚链锁定块的锁止安全孔中，用于锁定锚链锁定块。

进一步，所述底座包括两个并列设置的类船形底座，所述类船形底座的边缘斜向上倾斜，两个类船形底座的连接处形成有用于安装锚链导向轮、锚链锁定块和锁止安全销的安装通道，所述安装通道形成有锚链入口和锚链出口，所述安装通道的内部设有导向板，用于对穿入安装通道的锚链进行导向。

进一步，所述底座的一端设置有系泊锚链连接卸扣，所述安装通道的两侧均设有牺牲阳极保护块，所述底座上设有多个起吊耳板，用于该系泊张紧装置的吊装。

进一步，所述底座为钢制底座。

进一步，所述锚链锁定块的底端形成有一钩头，用于卡入锚链的链节中进行锁定，且所述钩头能够与底座的导向板相配合，通过导向板卡住锚链锁定块，所述锚链锁定块的顶端设有耳板，用于连接辅助缆索。

进一步，所述锚链导向轮为钢制导向轮。

进一步，所述锚链锁定块为钢制锁定块。

一种坐底式在线系泊锚链张紧方法，使用了上述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

S1、安装锚固设备，并设置有预设长度的锚链与锚固设备连接，并将需在线张紧的系泊锚链的一端与坐底式在线系泊锚链张紧装置的系泊锚链连接卸扣相连；

S2、在安装船上，将与锚固设备连接的锚链通过坐底式在线系泊锚链张紧装置和张拉牵引缆与安装船上的绞车连接，同时通过辅助缆索将坐底式在线系泊锚链张紧装置的锚链锁定块与安装船相连；

S3、在安装船上将与锚固连接的锚链和将要与浮式风机基础连接的系泊锚链并到一起，利用与浮式风机连接的系泊锚链承受坐底式在线系泊锚链张紧装置的重量，将坐底式在线系泊锚链张紧装置竖直下放到海底，辅助缆索亦随张紧装置一同下放；

S4、待坐底式在线系泊锚链张紧装置落到海床上，将系泊锚链逐步下放安装到海里，系泊锚链的另一端与浮式风机系泊连接点相连；

S5、保持辅助缆索处于松弛状态，利用安装船上的绞车对锚链进行张拉牵引，直到达到预设的预紧力；

S6、完成张拉后，利用另一台绞车对辅助缆索施加预设拉紧力，使坐底式在线系泊锚链张紧装置进入预备锁定状态，缓慢释放锚固端锚链即可对系泊锚链进行锁定，利用水下机器人将坐底式在线系泊锚链张紧装置上的两个锁止安全销锁定，将辅助缆索和锚链自由端连接到悬浮筒上沉放到海底，系泊锚链安装完成。

进一步，所述步骤S2包括以下步骤：

在安装船上，将与锚固连接的锚链的活动端穿入坐底式在线系泊锚链张紧装置的锚链入口中，经过导向板与锚链导向轮，从锚链出口中穿出后，通过连接张拉牵引缆与安装船上的绞车相连；同时，将辅助缆索一端与张紧装置锁定块上的耳板相连，辅助缆索的另一端在安装船上固定。

一种坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆卸方法，使用了上述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

当需要拆卸坐底式在线系泊锚链张紧装置时，利用水下机器人在悬浮筒和坐底式在线系泊锚链张紧装置上安装起吊缆索，打开坐底式在线系泊锚链张紧装置的锁止安全销；将锚链张拉微调，带动锚链锁定块与锚链脱开后，再将辅助缆索吊至水面后斜向后拉释放锚链锁定块，用水下机器人再将锁止安全销插入，锁定在释放状态；用起吊缆索将坐底式在线系泊锚链张紧装置竖直拉上海面，顺势释放与锚固设备连接的锚链，即可完成坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆除。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、在锚链张紧时，锚链能够在张紧装置正上方竖直向上，张紧装置到安装船的张拉链长度相对较短，并且在张拉时，张紧装置被抬起，继续张拉时张紧装置在自重作用下会向下滑动配合完成张拉，操作方便；

2、张紧装置整体由钢制件焊接及机加工制作而成，制作工艺简单，可靠性高，成本低；

3、底座成双体类船形，并带有倾斜边缘，防沉效果好，同时可以防止侧向倾覆，稳定性高；主体采用厚钢板焊接，可靠性高；底座主体上带有导向板，将链条路径限制在导向板、导向轮、锁定块组成的通道中，链条没有脱出卡滞的风险；

4、锚链导向轮为钢板焊接结构，结构简单成本低；锚链允许在链轮表面滑动，即使链轮在销轴连接处发生卡滞，链条仍可通过；

5、锚链锁定块也为钢板焊接结构，通过与底座上的导向板接触传递载荷，可靠性高；张拉状态，即使未将锁定块锁止，锚链依然可以向张紧方向拉动，不会卡住；通过辅助缆索牵引锁定块即可完成锁定和释放操作，简单方便；

6、张紧装置在底座上配有安全销，可在锁定和释放两个状态将锁定块锁止，有效保证安全性；并且左右两侧各有一个安全销冗余锁定，实现双重保护。

附图说明

图1为坐底式在线系泊锚链张紧装置的结构示意图。

图2为坐底式在线系泊锚链张紧装置的结构剖视图。

图3为坐底式在线系泊锚链张紧装置的释放状态结构剖视图。

图4为坐底式在线系泊锚链张紧装置的锁定状态结构剖视图。

图5为坐底式在线系泊锚链张紧装置的预备锁定状态结构剖视图。

图6为进行系泊锚链张紧工作的示意图。

图7为进行拆卸坐底式在线系泊锚链张紧装置工作的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

参见图1至图2所示，本实施例所提供的坐底式在线系泊锚链张紧装置，包括底座1、锚链导向轮2、锚链锁定块3、销轴连接组件4和锁止安全销5；

所述张紧装置整体由钢制件焊接及机加工制作而成，所述锚链导向轮2通过销轴连接组件4与底座1形成可转动式连接，用于引导锚链的移动方向，所述锚链锁定块3通过销轴连接组件4活动式安装在底座1上，并位于锚链导向轮2的一侧，用于在锚链张紧后锁定锚链，所述锚链锁定块3上设有锁止安全孔301，所述锁止安全销5设置在底座1的两侧，能够穿入锚链锁定块3的锁止安全孔中，用于锁定锚链锁定块3。

其中，所述底座1包括两个并列设置的类船形底座，所述类船形底座的边缘斜向上倾斜，两个类船形底座的连接处形成有用于安装锚链导向轮2、锚链锁定块3和锁止安全销5的安装通道，所述安装通道形成有锚链入口101和锚链出口102，所述安装通道的内部设有导向板，用于对穿入安装通道的锚链进行导向。所述底座1的一端设置有系泊锚链连接卸扣103，所述安装通道的两侧均设有牺牲阳极保护块104，所述底座1上设有多个起吊耳板105，用于该系泊张紧装置的吊装。

所述锚链锁定块3的底端形成有一钩头303，用于卡入锚链的链节中进行锁定，且所述钩头303能够与底座的导向板106相配合，通过导向板106卡住锚链锁定块，所述锚链锁定块3的顶端设有耳板302，用于连接辅助缆索。

参见图3所示，为坐底式在线系泊锚链张紧装置的释放状态；此时是可调节状态，当需要调节系泊张力或拆卸锚链时，将锚链锁定块向后牵引与底座后端接触，锚链锁定块处于释放状态，可以用锁止安全销锁止锚链锁定块。底座主体上焊接有导向板，使锚链能够沿着导向板，绕过锚链导向轮，自由通过。

参见图4所示，为坐底式在线系泊锚链张紧装置的锁定状态；当完成张力调节后需要锁定锚链时，打开锁止安全销，将锚链锁定块向前牵引，锚链锁定块钩形头部与锚链接触，拉动锚链使得锚链锁定块卡入两个水平向链节中间，锁定块钩头锁住锚链水平向链节。再用锁止安全销锁住锁定块位置。锚链锁定块的钩头与底座上的下导向板接触，通过导向板卡住锚链锁定块承受锚链上的工作载荷，更加可靠。

参见图5所示，为坐底式在线系泊锚链张紧装置的预备锁定状态；在完成系泊锚链在线张紧时，用辅助缆索对锁定块施加一定拉力，此时张紧装置进入预备锁定状态。此状态下，有两种可能情况：一种是钩头刚好卡入两个水平链节中间，此时完成张紧即可松开锚链，锚链后退小段距离即可卡入锁定块钩头完成锁定；另一种是钩头与水平链节接触，需要缓慢拉动锚链移动小段距离，当水平链节间隙与钩头对正时，锚链锁定块即可卡入，进入第一种情况完成锁定。

实施例2

参见图6所示，本实施例公开了坐底式在线系泊锚链张紧方法，使用了实施例1所述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

S1、安装锚固设备a，并设置有预设长度的锚链与锚固设备a连接，并将需在线张紧的系泊锚链b的一端与坐底式在线系泊锚链张紧装置c的系泊锚链连接卸扣相连；

S2、在安装船上，将与锚固设备a连接的锚链通过坐底式在线系泊锚链张紧装置c和张拉牵引缆d与海平面h上的安装船上的绞车e连接，同时通过辅助缆索f将坐底式在线系泊锚链张紧装置c的锚链锁定块与安装船相连；

S3、在安装船上将与锚固设备a连接的锚链和将要与浮式风机基础连接的系泊锚链b并到一起，利用与浮式风机连接的系泊锚链b承受坐底式在线系泊锚链张紧装置c的重量，将坐底式在线系泊锚链张紧装置c竖直下放到海底，辅助缆索f亦随张紧装置c一同下放；

S4、待坐底式在线系泊锚链张紧装置c落到海床上，将系泊锚链b逐步下放安装到海里，系泊锚链b的另一端与浮式风机系泊连接点g相连；

S5、保持辅助缆索f处于松弛状态，利用安装船上的绞车e对锚链进行张拉牵引，直到达到预设的预紧力；

S6、完成张拉后，利用另一台绞车对辅助缆索f施加预设拉紧力，使坐底式在线系泊锚链张紧装置c进入预备锁定状态，缓慢释放锚固端锚链即可对系泊锚链进行锁定，利用水下机器人将坐底式在线系泊锚链张紧装置c上的两个锁止安全销锁定，将辅助缆索f和锚链自由端连接到悬浮筒上沉放到海底，系泊锚链安装完成；

实施例3

参见图7所示，本实施例公开了坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆卸方法，使用了实施例1所述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

当需要拆卸坐底式在线系泊锚链张紧装置c时，利用水下机器人在悬浮筒和坐底式在线系泊锚链张紧装置c上安装起吊缆索i，打开坐底式在线系泊锚链张紧装置c的锁止安全销；将锚链张拉微调，带动锚链锁定块与锚链脱开后，再将辅助缆索f吊至水面后斜向后拉释放锚链锁定块，用水下机器人再将锁止安全销插入，锁定在释放状态；用起吊缆索i将坐底式在线系泊锚链张紧装置c竖直拉上海面，顺势释放与锚固设备a连接的锚链，即可完成坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆除。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：包括底座、锚链导向轮、锚链锁定块、销轴连接组件和锁止安全销；所述锚链导向轮通过销轴连接组件与底座形成可转动式连接，用于引导锚链的移动方向，所述锚链锁定块通过销轴连接组件活动式安装在底座上，并位于锚链导向轮的一侧，用于在锚链张紧后锁定锚链，所述锚链锁定块上设有锁止安全孔，所述锁止安全销设置在底座的两侧，能够穿入锚链锁定块的锁止安全孔中，用于锁定锚链锁定块。

2.根据权利要求1所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述底座包括两个并列设置的类船形底座，所述类船形底座的边缘斜向上倾斜，两个类船形底座的连接处形成有用于安装锚链导向轮、锚链锁定块和锁止安全销的安装通道，所述安装通道形成有锚链入口和锚链出口，所述安装通道的内部设有导向板，用于对穿入安装通道的锚链进行导向。

3.根据权利要求2所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述底座的一端设置有系泊锚链连接卸扣，所述安装通道的两侧均设有牺牲阳极保护块，所述底座上设有多个起吊耳板，用于该系泊张紧装置的吊装。

4.根据权利要求2所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述底座为钢制底座。

5.根据权利要求1所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述锚链锁定块的底端形成有一钩头，用于卡入锚链的链节中进行锁定，且所述钩头能够与底座的导向板相配合，通过导向板卡住锚链锁定块，所述锚链锁定块的顶端设有耳板，用于连接辅助缆索。

6.根据权利要求1所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述锚链导向轮为钢制导向轮。

7.根据权利要求1所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧装置，其特征在于：所述锚链锁定块为钢制锁定块。

8.一种坐底式在线系泊锚链张紧方法，其特征在于，使用了权利要求1-7任意一项所述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

S1、安装锚固设备，并设置有预设长度的锚链与锚固设备连接，并将需在线张紧的系泊锚链的一端与坐底式在线系泊锚链张紧装置的系泊锚链连接卸扣相连；

S2、在安装船上，将与锚固设备连接的锚链通过坐底式在线系泊锚链张紧装置和张拉牵引缆与安装船上的绞车连接，同时通过辅助缆索将坐底式在线系泊锚链张紧装置的锚链锁定块与安装船相连；

S3、在安装船上将与锚固设备连接的锚链和将要与浮式风机基础连接的系泊锚链并到一起，利用与浮式风机连接的系泊锚链承受坐底式在线系泊锚链张紧装置的重量，将坐底式在线系泊锚链张紧装置竖直下放到海底，辅助缆索亦随张紧装置一同下放；

S4、待坐底式在线系泊锚链张紧装置落到海床上，将系泊锚链逐步下放安装到海里，系泊锚链的另一端与浮式风机系泊连接点相连；

S5、保持辅助缆索处于松弛状态，利用安装船上的绞车对锚链进行张拉牵引，直到达到预设的预紧力；

S6、完成张拉后，利用另一台绞车对辅助缆索施加预设拉紧力，使坐底式在线系泊锚链张紧装置进入预备锁定状态，缓慢释放与锚固设备连接的锚链即可对系泊锚链进行锁定，利用水下机器人将坐底式在线系泊锚链张紧装置上的两个锁止安全销锁定，将辅助缆索和锚链自由端连接到悬浮筒上沉放到海底，系泊锚链安装完成。

9.根据权利要求8所述的一种坐底式在线系泊锚链张紧方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

在安装船上，将与锚固连接的锚链的活动端穿入坐底式在线系泊锚链张紧装置的锚链入口中，经过导向板与锚链导向轮，从锚链出口中穿出后，通过连接张拉牵引缆与安装船上的绞车相连；同时，将辅助缆索一端与张紧装置锁定块上的耳板相连，辅助缆索的另一端在安装船上固定。

10.一种坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆卸方法，其特征在于，使用了权利要求1-7任意一项所述的坐底式在线系泊锚链张紧装置，该方法的实现包括以下步骤：

当需要拆卸坐底式在线系泊锚链张紧装置时，利用水下机器人在悬浮筒和坐底式在线系泊锚链张紧装置上安装起吊缆索，打开坐底式在线系泊锚链张紧装置的锁止安全销；将锚链张拉微调，带动锚链锁定块与锚链脱开后，再将辅助缆索吊至水面后斜向后拉释放锚链锁定块，用水下机器人再将锁止安全销插入，锁定在释放状态；用起吊缆索将坐底式在线系泊锚链张紧装置竖直拉上海面，顺势释放与锚固设备连接的锚链，即可完成坐底式在线系泊锚链张紧装置的拆除。