海上風機基礎鋼管樁與過渡段水下高壓灌漿連接結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種海上風機基礎鋼管樁與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于：包括深入海床體內的鋼管樁和套設在鋼管樁外圍且露出海床表面的過渡管段，所述過渡管段上、下端部內表面與鋼管樁外表面之間套設有上密封圈和下密封圈，所述過渡管段下部位于下密封圈上方連接進漿管，所述過渡管段上部位于上密封圈下方連接出漿管，本實用新型通過回漿管可以清楚的觀察灌漿料質量，有效解決水下灌漿質量無法檢測的問題。
【專利說明】
海上風機基礎鋼管樁與過渡段水下高壓灌漿連接結構
[0001 ] 技術領域:
[0002]本實用新型涉及一種海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構。
[0003]【背景技術】:
[0004]風能作為一種高效清潔的能源，是新能源領域中技術最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。與陸上風電場相比，海上風電場以其風資源優越、環保、節約土地、規模大等優勢，受到越來越多國家的高度重視。但是，海上工程因在海上施工，工況較惡劣，具有可施工時間短、施工難度大、受天氣海況等自然條件影響巨大等特點，對于海上風機基礎施工的要求更高。
[0005]海上風機基礎一般多采用鋼管粧基礎，鋼管粧與風機塔筒可通過鋼管空間構架進行連接。鋼管空間構架與鋼管粧之間通過過渡段連接。鋼管粧與過渡段之間一般通過灌漿進行連接。傳統的海洋石油平臺粧基礎在進行灌漿施工時，多為上部鋼管空間構架調平完成后，在過渡段與鋼管粧之間的環形空間采用橡膠環止水密封，阻止泥漿、海生物和水進入環形空間，以保證內部環形灌漿空間與海水環境隔離。此種方法通過灌漿管對過渡段和鋼管粧之間的環形空間進行灌漿填充，灌漿由常規灌漿設備栗送注漿，適用于主要承受壓力荷載的海洋石油平臺。海水風機粧基礎結構受海洋水文條件影響，大多數時候需在水下進行鋼管粧與過渡段之間的灌漿連接，灌漿連接質量難于檢測，同時，與海洋石油平臺以抗壓承載力為主要工況不同，海上風機基礎以抗拔承載力為主要工況，為了保證海上風機的正常運行和結構安全，對鋼管粧與過渡段之間的灌漿連接質量提出了更高的要求。
[0006]
【發明內容】
:
[0007]本實用新型的目的在于提供一種海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，該海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構簡單、設計合理，有利于解決水下灌漿質量無法檢測的問題。
[0008]本實用新型海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:包括深入海床體內的鋼管粧和套設在鋼管粧外圍且露出海床表面的過渡管段，所述過渡管段上、下端部內表面與鋼管粧外表面之間套設有上密封圈和下密封圈，所述過渡管段下部位于下密封圈上方連接進漿管，所述過渡管段上部位于上密封圈下方連接出漿管。
[0009]進一步的，上述過渡管段內表面上位于上密封圈下方設有向外凸出的上環形槽，所述過渡管段內表面上位于下密封圈上方設有向外凸出的下環形槽。
[0010]進一步的，上述進漿管與過渡管段的連通處位于下環形槽的下槽面，所述出漿管與過渡管段的連通處位于上環形槽的上槽面。
[0011]進一步的，上述上、下環形槽具有通向過渡管段內腔的上、下通孔。
[0012]進一步的，上述下密封圈為被動擠壓式密封圈，上密封圈為主動充氣式密封圈。
[0013]進一步的，上述上密封圈為環形圈，其截面呈圓環狀，在環形圈外側設有自內往外穿設的螺栓，或者上密封圈為環形圈，其截面呈漏斗狀，在漏斗狀環形圈上沿部內圈套有上環圈，環形圈上沿部與上環圈穿接有由內往外穿接的螺栓;所述下密封圈為環形圈，其截面呈漏斗狀，在漏斗狀環形圈下沿部外圈套有下環圈，環形圈下沿部與下環圈穿接有由內往外穿設的螺栓。
[0014]進一步的，上述過渡段上部和下部上套接兩支撐板，兩支撐板之間且位于過渡段側部設有剪力板。
[0015]進一步的，上述剪力板側部設有穿過兩支撐板的風機基礎上部鋼管空間構架。
[0016]本實用新型海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構的安裝工藝，所述連接結構包括深入海床體內的鋼管粧和套設在鋼管粧外圍且露出海床表面的過渡管段，所述過渡管段上、下端部內表面與鋼管粧外表面之間套設有上密封圈和下密封圈，所述過渡管段下部位于下密封圈上方連接進漿管，所述過渡管段上部位于上密封圈下方連接出漿管;安裝時，預先將鋼管粧打入海床，露出一段在海床上方，上、下密封圈及進漿管與回漿管先安裝在過渡套管上、下端部，然后將過渡管段套入鋼管粧外圍即可。
[0017]進一步的，上預先在過渡管段上部和下部分別套裝上、下支撐片，并在上、下支撐片之間連接剪力板，在剪力板側部連接風機基礎上部鋼管空間構架。實際上上部鋼管空間構架、上下支撐片、剪力板和過渡管段是在工廠里整體加工好，然后通過過渡管段整體安裝在鋼管粧上，對上部結構進行調平后再進行灌漿。
[0018]本實用新型在過渡管段與鋼管粧之間的環形空間采用止水結構，環形空間上端采用主動充氣式密封，設有回漿管;環形空間下端采用被動擠壓式密封，設有進漿管;環形空間上、下端均設置環形槽。風機基礎上部鋼管空間構架與鋼管粧連接調平后，通過布置在工作船舶上的高壓灌漿設備對過渡管段與鋼管粧之間的環形空間進行壓力灌漿。高強灌漿料從進漿管進入環形空間，設置的上、下端環形槽確保高強灌漿料將環形空間填充均勻密實，通過觀察設置在水面以上的回漿管出口溢出的灌漿體的濃度和質量來判別水下灌漿施工質量。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]1、海上風機基礎與過渡管段之間采用水下灌漿進行連接，可以有效將上部荷載傳遞給鋼管粧，質量可靠，操作簡單。
[0021]2、通過設置在鋼管粧上端的主動充氣式密封止水圈和下端被動擠壓式止水圈提供過渡管段與鋼管粧之間一個干燥的密封條件，有效解決了海上風機基礎鋼管粧與過渡管段之間水下灌漿密封施工的問題，易于保證灌漿施工質量。
[0022]3、通過回漿管可以清楚的觀察灌漿料質量，有效解決水下灌漿質量無法檢測的問題。
[0023]【附圖說明】:
[0024]圖1是本實用新型的構造不意圖；
[0025]圖2是圖1的A部放大視圖；
[0026]圖3是圖2的B部放大視圖；
[0027]圖4是下密封圈的剖面圖；
[0028]圖5是圖2的C部放大視圖；
[0029]圖6是上密封圈的剖面圖；
[0030]圖7是上密封圈的俯視圖；
[0031]圖8是圖2的C部另一種實施例的放大視圖；
[0032]圖9是上密封圈另一種實施例的剖面圖。
[0033]其中11為灌漿材料，12為海水。
[0034]【具體實施方式】:
[0035]本實用新型海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構包括深入海床I體內的鋼管粧2和套設在鋼管粧2外圍且露出海床表面的過渡管段3，所述過渡管段3上、下端部內表面與鋼管粧外表面之間套設有上密封圈4和下密封圈5，所述過渡管段下部位于下密封圈上方連接進漿管6，所述過渡管段上部位于上密封圈下方連接出漿管7。通過回漿管可以清楚的觀察灌漿料質量，有效解決水下灌漿質量無法檢測的問題。
[0036]進一步的，為了實現設計合理、增加連接強度，上述過渡管段3內表面上位于上密封圈下方設有向外凸出的上環形槽301，所述過渡管段內表面上位于下密封圈上方設有向外凸出的下環形槽302。
[0037]進一步的，上述進漿管與過渡管段的連通處位于下環形槽的下槽面，所述出漿管與過渡管段的連通處位于上環形槽的上槽面。
[0038]進一步的，上述上、下環形槽具有通向過渡管段內腔的上、下通孔13、14。
[0039]進一步的，上述下密封圈5為被動擠壓式密封圈，上述下密封圈5為環形圈，其截面呈漏斗狀，在漏斗狀環形圈下沿部501外圈套有下環圈502，環形圈下沿部與下環圈穿接有由外往內穿接的螺栓503。上密封圈4為環形圈401，其截面呈圓環狀，在環形圈401外側設有自內往外穿設的螺栓403，該上密封圈也為遇水膨脹環形圈。
[0040]進一步的，為了支撐牢靠，上述過渡段上部和下部上套接兩支撐板8，兩支撐板8之間且位于過渡段側部設有剪力板9。
[0041]進一步的，上述剪力板9側部設有穿過兩支撐板的斜鋼管架10。
[0042]過渡管段內直徑可以為鋼管粧外徑的1.1倍，過渡管段長度可以為鋼管粧外徑的2倍，上、下環形槽距離過渡管段上底邊、下底邊的間距可以為鋼管粧外徑的0.2倍，上、下環形槽寬度可以為鋼管粧外徑的0.2倍，兩支撐板8距離過渡管段上底邊、下底邊的間距可以為鋼管粧外徑的0.3倍，兩支撐板8可以相對傾斜形成15度。
[0043]另一種實施例中上密封圈4為環形圈，其截面呈空心環形狀，在空心環形狀內側設有凸出筋條44，在空心環形狀外側設有兩翼片42，所述兩翼片42通過螺栓43連接在過渡段內側壁。該上密封圈4可以遇水膨脹，或者通過在空心腔內充氣膨脹。
[0044]本實用新型海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構安裝時，預先將鋼管粧打入海床，露出一段在海床上方，同時預先在過渡管段上部和下部分別套裝上、下支撐片，并在上、下支撐片之間連接剪力板，在剪力板側部連接風機基礎上部鋼管空間構架，并且在過渡管段上、下部分別連接進漿管和回漿管，以及將上、下密封圈套裝入過渡管段上、下端部;最后將過渡管段套入鋼管粧外圍即可。
[0045]灌漿開始后灌漿材料從進漿管6進入下環形槽內，將下環形槽填滿后，通過下通孔14進入過渡管段與鋼管粧的間隙，由于灌漿材料重力作用使下密封圈5逐漸更加密封好過渡管段與鋼管粧的下部;隨著過渡管段與鋼管粧間隙內灌漿材料越來越多，逐漸溢滿到上密封圈4，也使上密封圈4在擠壓力的作用下脹緊，同時上密封圈4會遇水膨脹，進一步脹緊，實現過渡管段與鋼管粧上部的密封，接著灌漿材料也就會從上通孔13溢入上環形槽中，最后從出漿管7流出，通過回漿管可以清楚的觀察灌漿料質量，有效解決水下灌漿質量無法檢測的問題。
[0046]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:包括深入海床體內的鋼管粧和套設在鋼管粧外圍且露出海床表面的過渡管段，所述過渡管段上、下端部內表面與鋼管粧外表面之間套設有上密封圈和下密封圈，所述過渡管段下部位于下密封圈上方連接進漿管，所述過渡管段上部位于上密封圈下方連接出漿管。2.根據權利要求1所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述過渡管段內表面上位于上密封圈下方設有向外凸出的上環形槽，所述過渡管段內表面上位于下密封圈上方設有向外凸出的下環形槽。3.根據權利要求2所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述進漿管與過渡管段的連通處位于下環形槽的下槽面，所述出漿管與過渡管段的連通處位于上環形槽的上槽面。4.根據權利要求2所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述上、下環形槽具有通向過渡管段內腔的上、下通孔。5.根據權利要求1所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述上、下密封圈均為被動擠壓式密封圈，或者下密封圈為被動擠壓式密封圈，上密封圈為主動充氣式密封圈。6.根據權利要求1所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述上密封圈為環形圈，其截面呈圓環狀，在環形圈外側設有自內往外穿設的螺栓，或者上密封圈為環形圈，其截面呈漏斗狀，在漏斗狀環形圈上沿部內圈套有上環圈，環形圈上沿部與上環圈穿接有由內往外穿接的螺栓;所述下密封圈為環形圈，其截面呈漏斗狀，在漏斗狀環形圈下沿部外圈套有下環圈，環形圈下沿部與下環圈穿接有由外往內穿接的螺栓。7.根據權利要求1所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述過渡段上部和下部上套接兩支撐板，兩支撐板之間且位于過渡段側部設有剪力板。8.根據權利要求7所述的海上風機基礎鋼管粧與過渡段水下高壓灌漿連接結構，其特征在于:所述剪力板側部設有穿過兩支撐板的風機基礎上部鋼管空間構架。
【文檔編號】E02D27/52GK205530323SQ201620158021
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】甘毅, 李祖發, 張金福, 王桂蘭, 李響亮, 王宇楠, 楊偉華
【申請人】福建省水利水電勘測設計研究院