一种用于单桩基础的海缆保护实现方法与流程

1.本发明属于海上风电工程技术领域，具体涉及到一种用于单桩基础的海缆保护实现方法。


背景技术：

2.随着我国海上风电行业的迅猛发展，近海风资源陆续得到开发，目前海上风电行业逐渐朝深海方向发展。
3.传统的适用于浅水区的单桩基础的海缆保护安装，主要通过外置套笼上的钢结构j形管来安装，随着水深的增加，要求外置于套笼上的钢结构j形管的高度也越来越大，使得整个套笼高度增加，此外，由于需要保证j形管的安装段具有一定的支撑强度，这使得套笼的强度增强，最终导致整个套笼结构重量增加，增加套笼制造成本，同时，过高的套笼结构或j形管结构，给结构的整体运输和安装造成一定难度，也增加了一定的安全隐患，同时也在一定程度上增加了运输安装的费用，为进一步优化单桩套笼结构，节省钢材用量，降低套笼的运输及安装的难度和成本，本专利提供了一种新型的用于单桩基础的海缆保护方法，采用这种海缆保护方法仅需要在单桩的合理位置开孔即可实现。
4.

技术实现要素：

5.为进一步优化单桩套笼结构，节省钢材用量，降低套笼的运输及安装的难度和成本，本发明设计提供一种仅需要在单桩基础了开孔，无需传统的套笼上的j形钢管即可实现海缆保护装置的安装的用于单桩基础的海缆保护实现方法的技术方案。
6.所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于该方法通过海缆保护装置来实现海缆保护，所述海缆保护装置包括牵引组件、前置防弯段、卡扣功能模块和后置防弯段，所述卡扣功能模块设置在所述前置防弯段和后置防弯段的配合处，具体步骤为：s1：将牵引组件、前置防弯段、卡扣功能模块和后置防弯段依次连接组装成海缆保护装置；s2：将牵引组件前端连接第二钢丝绳，第二钢丝绳穿过单桩基础的预留孔后与拖曳设备连接，牵引组件后端连接第一钢丝绳，第一钢丝绳穿过海缆保护装置与海缆连接；s3：启动拖曳设备将海缆保护装置和海缆穿过单桩基础的预留孔；s4：拖曳设备继续作用下，海缆保护装置和海缆继续前移，直至卡扣激活功能件后端的限位挡环抵靠在所述单桩基础上，激活卡扣组件，使得卡扣组件从海缆保护装置表面突出，从而实现将海缆保护装置安装在单桩基础上；s5：海缆保护装置安装后，拖曳设备继续运行，直至牵引组件中的定位销失效，将牵引组件从所述海缆保护装置上分离，海缆跟随牵引组件向拖曳设备方向移动。
7.进一步的，安装时，选择的所述限位挡环的直径大于所述单桩基础的预留孔直径，使所述卡扣激活功能件无法穿过预留孔。
8.进一步的，在后置防弯段上设置倒钩件，并在限位挡环的向后延伸段上设置倒钩，在s4中卡扣组件激活后，所述倒钩件受到拉力作用突破倒钩进入向后延伸段。
9.进一步的，在后置防弯段和/或限位挡环上设置表面密封件，以防止海水或雨水或水汽直接与后置防弯段接触。
10.进一步的，在卡扣激活功能件前端设置多组卡扣组件。
11.进一步的，步骤s5中定位销失效的条件为拖曳设备拉力大于定位销的设定载荷，当失效条件发生时，第一铰链限位板绕旋转中心销旋转，从卡槽中脱离。
12.进一步的，第一铰链限位板脱离使牵引接头从前置防弯段上分离，拖曳设备继续拖曳，直至海缆穿过海缆保护装置后在机位上安装。
13.进一步的，所述在前置防弯段以及后置防弯段内部设置加强钢丝或高强纤维材料，内外表面浇注或镶嵌耐海水腐蚀的高分子材料。
14.与现有技术相比，本发明有以下优点：本发明提出一种新型的用于单桩基础的海缆保护方案，采用该方案仅需在单桩基础的泥面以上指定位置开相应尺寸的孔即可采用，无需其他额外的附属构件如j形管等，且安装便携，且在安装过程中不会对海缆造成二次伤害，另外，相比传统其他海缆保护方案，采用该方案后，海缆与保护装置内壁存在一定范围的间隙，海缆在保护装置中可自由移动，方便更换和维护，此外，由于间隙存在，海缆不会发生局部过热情况。
15.装置采用的倒卡扣的结构，一方面可有效将海缆保护装置固定在单桩基础上，另一方面，该卡扣具有收回功能，方便海缆保护装置自身的拆卸和维护。
附图说明
16.图1为本发明实现方法的流程图；图2为本发明海缆保护装置的装配示意图；图3为本发明海缆保护装置的安装后效果图；图4为本发明牵引组件结构示意图；图5为本发明卡扣功能模块结构示意图；图6为卡扣激活前装配剖面图；图7为卡扣激活后装配剖面图。
具体实施方式
17.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、
ꢀ“
另一端”、
ꢀ“
外侧”、
ꢀ“
上”、
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内侧”、
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水平”、
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同轴”、
ꢀ“
中央”、
ꢀ“
端部”、
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长度”、
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外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.如图1-7所示，一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，该方法通过海缆保护装置来实现海缆保护，海缆保护装置包括牵引组件1、前置防弯段2、卡扣功能模块3和后置防弯段4，卡扣功能模块3设置在前置防弯段2和后置防弯段4的配合处，具体步骤为：
s1：将牵引组件1、前置防弯段2、卡扣功能模块3和后置防弯段4依次连接组装成海缆保护装置；s2：将牵引组件1前端连接第二钢丝绳19，第二钢丝绳19穿过单桩基础的预留孔后与拖曳设备连接，牵引组件1后端连接第一钢丝绳15，第一钢丝绳15穿过海缆保护装置与海缆连接；s3：启动拖曳设备将海缆保护装置和海缆穿过单桩基础的预留孔；s4：拖曳设备继续作用下，海缆保护装置和海缆继续前移，直至卡扣激活功能件34后端的限位挡环341抵靠在单桩基础上，激活卡扣组件，使得卡扣组件从海缆保护装置表面突出，从而实现将海缆保护装置安装在单桩基础上；s5：海缆保护装置安装后，拖曳设备继续运行，直至牵引组件1中的定位销失效，将牵引组件从海缆保护装置上分离，海缆跟随牵引组件向拖曳设备方向移动。
20.安装时，选择的限位挡环341的直径大于单桩基础的预留孔直径，使卡扣激活功能件34无法穿过预留孔。
21.在后置防弯段4上设置倒钩件35，并在限位挡环341的向后延伸段343上设置倒钩342，在s4中卡扣组件激活后，倒钩件35受到拉力作用突破倒钩342进入向后延伸段343。在后置防弯段4和/或限位挡环341上设置表面密封件36，以防止海水或雨水或水汽直接与后置防弯段4接触。
22.在卡扣激活功能件34前端设置多组卡扣组件。
23.步骤s5中定位销16失效的条件为拖曳设备拉力大于定位销16的设定载荷，当失效条件发生时，第一铰链限位板12绕旋转中心销17旋转，从卡槽201中脱离。第一铰链限位板12脱离使牵引接头11从前置防弯段2上分离，拖曳设备继续拖曳，直至海缆6穿过海缆保护装置后在机位上安装。
24.具体的，对海缆保护装置的结构进一步描述。卡扣功能模块3设置在前置防弯段2和后置防弯段4的配合处，卡扣功能模块3包括卡扣激活功能件34，卡扣激活功能件34的前端设置有卡扣组件，后端设置有限位挡环341，在牵引力的作用下，卡扣功能模块3穿过单桩基础5，卡扣功能模块3在前移的过程中，限位挡环341与单桩基础5后侧限位配合时，卡扣激活功能件34激活卡扣组件，使卡扣组件活动，能够与单桩基础5前侧卡接配合，从而实现将海缆保护装置安装在单桩基础5上。卡扣组件设置有多组，环列在卡扣激活功能件34的前端。
25.卡扣组件包括卡扣31以及卡扣旋转中心销32，卡扣31通过卡扣旋转中心销32活接在卡扣激活功能件34的前端。后置防弯段4的前端设置有台阶401，在初始状态，台阶401与卡扣31抵触配合，后置防弯段4前移过程中，卡扣31通过台阶401驱动绕卡扣旋转中心销32旋转，使卡扣31突出海缆保护装置表面。
26.限位挡环341的向后延伸段343上设置有倒钩342，后置防弯段4上设置有配合倒钩的倒钩件35，在初始状态，倒钩件35与倒钩342后端抵触配合，后置防弯段4前移过程中，倒钩件35突破倒钩342进入向后延伸段343。向后延伸段343外侧设置有表面密封件36，表面密封件36设置在限位环341和/或后置防弯段4上。
27.前置防弯段2的前端设置有牵引组件1，牵引组件包括第一铰链限位板12、第二铰链限位板13、定位销16和旋转中心销17，第一铰链限位板12通过旋转中心销17设置在第二
铰链限位板13上形成限位组件，前置防弯段2的前端设置有卡槽201，限位组件卡接在卡槽201中。
28.牵引组件1还包括牵引接头11，牵引接头11通过限位组件安装在前置防弯段2上，牵引接头11的前端设置有通孔1101，第二铰链限位板13一端穿过通孔1101；第二铰链限位板13上设置有定位销16，通过定位销16将两组限位板的相对位置锁死固定。
29.牵引组件1上还设置有第一卸扣14、连接海缆用的第一钢丝绳15、第二卸扣18和连接外部牵引设备用的第二钢丝绳19，第一卸扣14和第二卸扣18分别设置在第二铰链限位板13的两端，第一钢丝绳15连接在第一卸扣14上，第二钢丝绳19连接在第二卸扣18上，第二钢丝绳19与外部拖曳设备连接，第一钢丝绳15穿过海缆保护装置与需要安装的海缆6进行连接。
30.牵引组件1、前置防弯段2、卡扣功能模块3以及后置防弯段4分别为圆柱形空腔结构，内部设置加强钢丝或高强纤维材料，内外表面浇注或镶嵌耐海水腐蚀的高分子材料。
31.设置前置防弯段2，以防止海缆保护装置及海缆6在安装过程中出现过弯曲，实现安装过程的过弯曲保护。
32.使用时，通过上述方法，整个海缆保护装置安装过程中，海缆不受外力，有效保护安装过程中海缆的二次伤害，并为后期维修提供方便。
33.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于该方法通过海缆保护装置来实现海缆保护，所述海缆保护装置包括牵引组件（1）、前置防弯段（2）、卡扣功能模块（3）和后置防弯段（4），所述卡扣功能模块（3）设置在所述前置防弯段（2）和后置防弯段（4）的配合处，具体步骤为：s1：将牵引组件（1）、前置防弯段（2）、卡扣功能模块（3）和后置防弯段（4）依次连接组装成海缆保护装置；s2：将牵引组件（1）前端连接第二钢丝绳（19），第二钢丝绳（19）穿过单桩基础的预留孔后与拖曳设备连接，牵引组件（1）后端连接第一钢丝绳（15），第一钢丝绳（15）穿过海缆保护装置与海缆连接；s3：启动拖曳设备将海缆保护装置和海缆穿过单桩基础的预留孔；s4：拖曳设备继续作用下，海缆保护装置和海缆继续前移，直至卡扣激活功能件（34）后端的限位挡环（341）抵靠在所述单桩基础上，激活卡扣组件，使得卡扣组件从海缆保护装置表面突出，从而实现将海缆保护装置安装在单桩基础上；s5：海缆保护装置安装后，拖曳设备继续运行，直至牵引组件（1）中的定位销失效，将牵引组件从所述海缆保护装置上分离，海缆跟随牵引组件向拖曳设备方向移动。2.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于安装时，选择的所述限位挡环（341）的直径大于所述单桩基础的预留孔直径，使所述卡扣激活功能件（34）无法穿过预留孔。3.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于在后置防弯段（4）上设置倒钩件（35），并在限位挡环（341）的向后延伸段（343）上设置倒钩（342），在s4中卡扣组件激活后，所述倒钩件（35）受到拉力作用突破倒钩（342）进入向后延伸段（343）。4.根据权利要求3所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于在后置防弯段（4）和/或限位挡环（341）上设置表面密封件（36），以防止海水或雨水或水汽直接与后置防弯段（4）接触。5.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于在卡扣激活功能件（34）前端设置多组卡扣组件。6.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于步骤s5中定位销（16）失效的条件为拖曳设备拉力大于定位销（16）的设定载荷，当失效条件发生时，第一铰链限位板（12）绕旋转中心销（17）旋转，从卡槽（201）中脱离。7.根据权利要求6所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于第一铰链限位板（12）脱离使牵引接头（11）从前置防弯段（2）上分离，拖曳设备继续拖曳，直至海缆（6）穿过海缆保护装置后在机位上安装。8.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于设置前置防弯段（2），以防止海缆保护装置及海缆（6）在安装过程中出现过弯曲，实现安装过程的过弯曲保护。9.根据权利要求1所述的一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，其特征在于所述在前置防弯段（2）以及后置防弯段（4）内部设置加强钢丝或高强纤维材料，内外表面浇注或镶嵌耐海水腐蚀的高分子材料。

技术总结
本发明公开一种用于单桩基础的海缆保护实现方法，该方法通过海缆保护装置来实现海缆保护，海缆保护装置包括牵引组件、前置防弯段、卡扣功能模块和后置防弯段，卡扣功能模块设置在前置防弯段和后置防弯段的配合处，具体步骤为：首先组装海缆保护装置，将钢丝绳安装在牵引组件上，启动拖曳设备直至卡扣组件激活，从而实现将海缆保护装置安装在单桩基础上，继续拖曳使得牵引组件从海缆保护装置上分离，海缆跟随牵引组件向拖曳设备方向移动。通过上述方法，整个海缆保护装置安装过程中，海缆不受外力，有效保护安装过程中海缆的二次伤害，并为后期维修提供方便。后期维修提供方便。后期维修提供方便。


技术研发人员：朱嵘华 张美阳 田振亚 徐清富 孙香 陆承立
受保护的技术使用者：阳江洪德海上风电科技有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8