一种海上风电负压桶的定位测深装置及其使用方法

技术领域

本发明属于负压桶式基础施工自动化技术领域，尤其涉及一种海上风电负压桶的定位测深装置及其使用方法。

背景技术

海上风电风机基础施工中，吸力泵组作为负压桶式基础下沉、回收的自动化施工系统。目前，国内负压桶式基础施工过程中，用于下沉测深的装置主要采用定点固定式。由于测深仪一般固定在桶上部的杆臂上，靠固定位置测深，测深仪发射角度有限，且测量杆伸长过长会影响吊装施工，伸长过短光束照射到桶臂上则会影响测量精度。基于这一背景，急需一种海上风电负压桶的定位测深装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种海上风电负压桶的定位测深装置及其使用方法，安装方便，适用于深水环境，外部测深组件可伸缩并进行负压桶的测深定位。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的海上风电负压桶的定位测深装置，包括：

一负压桶，负压桶上焊接有一与负压桶连通的对接筒；

一安装框架；

一安装在安装框架上的泵组系统，泵组系统的底部安装有一法兰接头，法兰接头上安装有一内部测深组件，法兰接头与对接筒连接，内部测深组件位于对接筒内；以及

一安装在安装框架的底面上的外部测深组件，外部测深组件包括：

一伸缩外壁，伸缩外壁上安装有若干安装板，安装板安装在安装框架上，伸缩外壁的顶面上开设有第一油孔和第二油孔，第二油孔位于第一油孔的右侧；

一安装在伸缩外壁的左端的第一封盖，第一封盖的右侧面上安装有第一耳板；

一活动安装在伸缩外壁内且右端穿出伸缩外壁的右端的伸缩内壁，伸缩内壁的右端径向向外超出负压桶的外缘，伸缩内壁的顶面上开有一条形孔，条形孔位于第二油孔的下方；

一安装在伸缩内壁的右端的第二封盖，第二封盖的左侧面安装有第二耳板；

一油缸，油缸的左端与第一耳板连接，油缸的左部位于伸缩外壁内，油缸的右部位于伸缩内壁内，油缸设有活塞杆，活塞杆的右端与第二耳板连接；

一穿过第一油孔且与油缸连接的第一油管；

一依次穿过第二油孔和条形孔且与油缸连接的第二油管；

一与第一油管和第二油管连接的液压系统；以及

一安装在伸缩内壁的右端的第一测深仪。

上述的海上风电负压桶的定位测深装置，其中，第一测深仪上罩设有一第一保护罩，第一保护罩安装在伸缩内壁的外表面上。

上述的海上风电负压桶的定位测深装置，其中，内部测深组件包括一安装在法兰接头上的固定架、一安装在固定架上的第二测深仪以及一安装在固定架上且罩住第二测深仪的第二保护罩。

一种海上风电负压桶的定位测深装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：启动泵组系统，泵组系统与负压桶通过对接筒和法兰接头完成连接，负压桶在泵组系统的作用下开始下沉；

步骤二：液压系统控制油缸的活塞杆向外伸出，活塞杆推动伸缩内壁向外伸出伸缩外壁，第二油管在条形孔内移动，进而带动第一测深仪超出并远离负压桶的外缘，此时通过第一测深仪测定负压桶的深度位置；

步骤三：第二测深仪在对接筒内，随着负压桶不断下沉入海底泥面，海底泥土进入负压桶内，第二测深仪对负压桶内的深度位置进行测定，即可

本发明具有以下优点：

第一测深仪通过安装在在伸缩内壁的右端上，油缸内置在伸缩外壁内，活塞杆的右端固定在第二封盖的耳板上，活塞杆的伸长与复位可以实现第一测深仪的桶外位置移动与测深，且油缸可拆卸替换，安装方便，同时第二测深仪可以对负压桶内位置进行定位测深，第一保护罩和第二保护罩分别对第一测深仪和第二测深仪进行了保护，本发明通过外部测深组件和内部测深组件的配合可以实时对负压桶内土体隆起量，以及负压桶的沉贯深度进行测量，保障了沉贯的标准。

附图说明

图1为本发明的活塞杆处于伸出状态下的结构示意图；

图2为本发明的泵组系统、安装框架、外部测深组件和内部测深组件的结构示意图；

图3为本发明的泵组系统、安装框架、外部测深组件和内部测深组件的立体示意图；

图4为本发明的外部测深组件的结构示意图；

图5为本发明的伸缩外壁的结构示意图；

图6为本发明的伸缩内壁的结构示意图；

图7为本发明的油缸的结构示意图；

图8为本发明的第一封盖的结构示意图；

图9为本发明的第二封盖的结构示意图；

图10为本发明的法兰接头和内部测深组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图10，图中示出了本发明的海上风电负压桶的定位测深装置，包括：

一负压桶1，负压桶1上焊接有一与负压桶1连通的对接筒2；

一安装框架3；

一安装在安装框架3上的泵组系统4，泵组系统4的底部安装有一法兰接头7，法兰接头7上安装有内部测深组件6，法兰接头7与对接筒2连接，内部测深组件6位于对接筒2内；以及

一安装在安装框架3的底面上的外部测深组件5，外部测深组件5包括：

一伸缩外壁51，伸缩外壁51上安装有若干安装板52，安装板52安装在支架2上，伸缩外壁51的顶面上开设有第一油孔51a和第二油孔51b，第二油孔51b位于第一油孔51a的右侧；

一安装在伸缩外壁51的左端的第一封盖53，第一封盖53的右侧面上安装有第一耳板53a；

一活动安装在伸缩外壁51内且右端穿出伸缩外壁51的右端的伸缩内壁54，伸缩内壁54的右端径向向外超出负压桶1的外缘，伸缩内壁54的顶面上开有一条形孔54a，条形孔54a位于第二油孔51b的下方；

一安装在伸缩内壁54的右端的第二封盖55，第二封盖55的左侧面安装有第二耳板55a；

一油缸56，油缸56的左端与第一耳板53a连接，油缸56的左部位于伸缩外壁51内，油缸56的右部位于伸缩内壁54内，油缸56设有活塞杆56a，活塞杆56a的右端与第二耳板55a连接；

一穿过第一油孔51a且与油缸56连接的第一油管(图中未示)；

一依次穿过第二油孔51b和条形孔54a且与油缸56连接的第二油管(图中未示)；

一与第一油管(图中未示)和第二油管(图中未示)连接的液压系统(图中未示)，液压系统(图中未示)用于控制油缸56的活塞杆56a的伸缩；以及

一安装在伸缩内壁54的右端的第一测深仪57，第一测深仪57上罩设有一第一保护罩58，第一保护罩58安装在伸缩内壁54的外表面上。

内部测深组件6包括一安装在法兰接头7上的固定架61、一安装在固定架61上的第二测深仪62以及一安装在固定架61上且罩住第二测深仪62的第二保护罩63。

本发明的使用，包括以下步骤：

步骤一：启动泵组系统4，泵组系统4与负压桶1通过对接筒2和法兰接头3完成连接，负压桶1在泵组系统4的作用下开始下沉；

步骤二：液压系统(图中未示)控制油缸56的活塞杆56a向外伸出，活塞杆56a推动伸缩内壁54向外伸出伸缩外壁51，第二油管(图中未示)在条形孔54a内移动，进而带动第一测深仪57超出并远离负压桶1的外缘，此时通过第一测深仪57测定负压桶1的深度位置；

步骤三：第二测深仪62在对接筒2内，随着负压桶1不断下沉入海底泥面，海底泥土进入负压桶1内，第二测深仪62对负压桶1内的深度位置进行测定，即可。

本发明的伸缩内壁54和伸缩外壁51的设置使油缸56内置，起保护作用，同时第一测深仪57可随活塞杆56a伸出，可以实现负压桶1外移动测深，测深结果不受负压桶1和安装框架2影响，测深结果更准确，油缸56可拆卸替换，安装便捷，第二油管(图中未示)可在条形孔54a内移动；由于随着负压桶1不断下沉入海底泥面，负压桶1内外部存在压力差，负压桶内1的距离海底泥面的距离与负压桶1外距离海底泥面的距离不一致，因此也需要通过第二测深仪62对负压桶1内进行测深定位，而由于在负压桶1下沉入海底泥面的过程中，负压桶1外壁边上的海底泥土会出现堆积或凹陷，本发明的第一测深仪57超出并远离负压桶1的外缘进行测深定位，能够有效避免负压桶1桶壁外缘对第一测深仪57单波束的遮挡，同时避免负压桶1外壁边上的海底泥土会出现堆积或凹陷从而导致的测量偏差。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。