架設(shè)用于離岸風(fēng)輪機(jī)的基礎(chǔ)的方法以及用于此的基盤(pán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及一種架設(shè)用于離岸風(fēng)輪機(jī)的基礎(chǔ)的方法以及一種用于此的基盤(pán)(template)。
【背景技術(shù)】
[0002]在架設(shè)離岸設(shè)施(諸如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、離岸平臺(tái)、水下的水力驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)設(shè)備等)過(guò)程中，基礎(chǔ)常常由打入海底的多個(gè)柱或粧提供。例如，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)常常由可聯(lián)接到地面中的基礎(chǔ)的柱形塔段構(gòu)成。不管所考慮的離岸設(shè)施是什么類(lèi)型，離岸設(shè)施的穩(wěn)定性在很大程度上依賴(lài)于由所述基礎(chǔ)提供的支撐。基于架設(shè)地點(diǎn)處的水深和架設(shè)地點(diǎn)處的海底土壤條件的透徹分析來(lái)規(guī)劃并建造用于離岸設(shè)施(諸如風(fēng)力發(fā)電設(shè)備)的基礎(chǔ)。在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的情況下，應(yīng)考慮其它問(wèn)題，諸如渦輪機(jī)規(guī)格，包括機(jī)艙重量、旋轉(zhuǎn)速度等。因此易于看出，離岸基礎(chǔ)的規(guī)劃和建造是復(fù)雜的任務(wù)，其中任何故障須被排除，從而對(duì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性不構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]—般來(lái)說(shuō)，使用兩種類(lèi)型的基礎(chǔ):基于重力的基礎(chǔ)和導(dǎo)管架基礎(chǔ)。常規(guī)基于重力的基礎(chǔ)包括由其自身重量保持到位的混凝土柱形/錐形支撐結(jié)構(gòu)。導(dǎo)管架基礎(chǔ)是通常用支柱將四條腿彼此連接的鋼結(jié)構(gòu)。通常，腿被灌漿至粧，將粧打入海土中。與基于重力的基礎(chǔ)比較，導(dǎo)管架基礎(chǔ)容易運(yùn)輸?shù)郊茉O(shè)地點(diǎn)。
[0004]此外，基于重力的基礎(chǔ)大多在海底多巖石的淺水近岸項(xiàng)目中用于小型風(fēng)輪機(jī)。對(duì)于更大的渦輪機(jī)和更深的水，一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)管架基礎(chǔ)優(yōu)于基于重力的基礎(chǔ)。
[0005]為了保證穩(wěn)定性，應(yīng)仔細(xì)規(guī)劃粧在海底的架設(shè)，并且粧的架設(shè)要根據(jù)預(yù)定的架設(shè)方案。本文中，除了預(yù)定的架設(shè)方案的質(zhì)量，基礎(chǔ)的可靠性取決于預(yù)定的架設(shè)方案的準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，并且偏差可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)削弱的基礎(chǔ)，這樣粧的準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)是非常重要的。特別地，第二粧相對(duì)于第一粧的相對(duì)位置以及各粧相對(duì)于豎直基準(zhǔn)方位的取向是重要參數(shù)，基于所述參數(shù)來(lái)確定基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。就實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)的這些參數(shù)來(lái)說(shuō)，錯(cuò)位可能不允許安全地承載強(qiáng)加在基礎(chǔ)上的負(fù)載。
[0006]在架設(shè)粧期間，對(duì)準(zhǔn)常規(guī)上借助基盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，據(jù)此，粧的幾何型式可安置在海底中。然而，由于架設(shè)地點(diǎn)處的海底可能不平坦，粧的錯(cuò)位可能由基盤(pán)造成，基盤(pán)采用偏離基準(zhǔn)調(diào)平位置(常常是水平面)的調(diào)平位置。
[0007]文件EP2354 321 Al示出了一種用于提供離岸基礎(chǔ)的框架式基盤(pán)，該離岸基礎(chǔ)由自升式平臺(tái)進(jìn)行定位。在該文件中，框架式基盤(pán)沿著粧柱向海底降低，并且經(jīng)由基盤(pán)的套筒引導(dǎo)構(gòu)件將粧打入海底。然而，粧的快速架設(shè)是不可能的，因?yàn)樽陨狡脚_(tái)應(yīng)架設(shè)在架設(shè)地點(diǎn)處，需要將粧柱固定到海底。此外，特別是在很大的深度和惡劣的海洋條件下，可能無(wú)法使用自升式平臺(tái)，而框架式基盤(pán)的方位的準(zhǔn)確性取決于粧柱的方位，這樣粧柱的任何錯(cuò)位都會(huì)造成框架式基盤(pán)錯(cuò)位。
[0008]文件GB2469190 A示出了一種水下平臺(tái)，其具有鉆井機(jī)以及用于將平臺(tái)調(diào)整至水平位置的伸縮腿，使得柱或粧可錨定至海底的預(yù)定位置處。然而，該平臺(tái)可能相對(duì)于海底經(jīng)受移位，這樣可能造成平臺(tái)相對(duì)于預(yù)定架設(shè)地點(diǎn)的錯(cuò)位。
[0009]文件CN200971492示出了一種用于將海底鉆井底板架設(shè)在海底上的方法。
[0010]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是在架設(shè)離岸基礎(chǔ)時(shí)確?；挼臏?zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種架設(shè)用于離岸風(fēng)輪機(jī)的基礎(chǔ)的方法。在本文的示例性實(shí)施方式中，所述方法可包括:提供基盤(pán)，所述基盤(pán)具有構(gòu)造成接收粧的至少一個(gè)中空的引導(dǎo)元件、至少一個(gè)吸力桶以及供聯(lián)接所述至少一個(gè)中空的引導(dǎo)元件和所述至少一個(gè)吸力桶的框架體。所述方法可進(jìn)一步包括:將所述基盤(pán)布置在海底上；向所述至少一個(gè)吸力桶供給負(fù)壓，以將所述吸力桶打入海底中；以及控制供給到所述至少一個(gè)吸力桶的所述負(fù)壓來(lái)調(diào)整所述至少一個(gè)吸力桶的貫入深度，以相對(duì)于海底調(diào)平所述框架體。此外，所述方法包括:將粧布置在所述中空的引導(dǎo)元件中，用于將所述粧架設(shè)在海底中。
[0012]以這種方式，所述基盤(pán)能以可釋放的方式錨定在海底中的固定位置，同時(shí)可通過(guò)調(diào)整所述至少一個(gè)吸力桶的貫入深度來(lái)調(diào)平所述基盤(pán)，這樣確保了準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)。
[0013]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括:確定所述框架體相對(duì)于所述框架體的預(yù)定基準(zhǔn)水平的傾斜度；以及調(diào)整供給到至少一個(gè)吸力桶的所述負(fù)壓。因此，可執(zhí)行至少一個(gè)吸力桶的受控貫入，使得可實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)。
[0014]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括:確定所述至少一個(gè)吸力桶的貫入深度，以調(diào)平所述框架體。以這種方式，可獨(dú)立于使基盤(pán)所暴露的海底的任何特定條件容易且可靠地實(shí)現(xiàn)框架的非常準(zhǔn)確的調(diào)平。
[0015]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述方法可進(jìn)一步包括:根據(jù)所確定的貫入深度來(lái)控制所述負(fù)壓。以這種方式，可實(shí)現(xiàn)直接而快速的調(diào)平，同時(shí)將所述基盤(pán)可靠地錨定于海底中。
[0016]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，控制所述負(fù)壓的步驟可按順序包括:感測(cè)所述框架體的傾斜度；以及根據(jù)感測(cè)到的傾斜度來(lái)調(diào)整供給到所述至少一個(gè)吸力桶的所述負(fù)壓。以這種方式，可實(shí)施反饋聯(lián)接式控制。
[0017]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，可設(shè)置多個(gè)吸力桶，并且所述方法可進(jìn)一步包括使每個(gè)吸力桶聯(lián)接到單獨(dú)的栗系統(tǒng)。以這種方式，可實(shí)現(xiàn)所述基盤(pán)的可靠錨定及調(diào)平。
[0018]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，設(shè)置多個(gè)吸力桶，并且所述方法可進(jìn)一步包括使所述多個(gè)吸力桶聯(lián)接到具有單個(gè)栗的栗系統(tǒng)。以這種方式，可借助具有單個(gè)栗的栗系統(tǒng)的簡(jiǎn)單配置實(shí)現(xiàn)錨定及調(diào)平。
[0019]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，可將所述栗系統(tǒng)構(gòu)造成向每個(gè)吸力桶個(gè)別供給負(fù)壓。以這種方式，可就單個(gè)栗實(shí)現(xiàn)所述基盤(pán)的可靠錨定及調(diào)平。
[0020]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，控制所述負(fù)壓的步驟可包括:控制每個(gè)吸力桶的閥元件，以個(gè)別控制供給到每個(gè)吸力桶的所述負(fù)壓，其中所述栗聯(lián)接到所述閥元件。以這種方式，可借助單個(gè)栗可靠地控制多個(gè)吸力桶。
[0021]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，控制所述負(fù)壓的步驟可包括:控制栗出所述至少一個(gè)吸力桶的水量和水流中的至少一者。以這種方式，可容易地調(diào)整所述至少一個(gè)吸力桶在海底中的預(yù)定貫入深度。
[0022]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種供架設(shè)離岸基礎(chǔ)所使用的基盤(pán)。在本文的示例性實(shí)施方式中，所述基盤(pán)包括:至少一個(gè)中空的引導(dǎo)元件，所述至少一個(gè)中空的引導(dǎo)元件用于接收所述粧;至少一個(gè)吸力桶；以及框架體，所述至少一個(gè)中空的引導(dǎo)元件和所述至少一個(gè)吸力桶被聯(lián)接到所述框架體。此外，所述基盤(pán)包括構(gòu)造成向所述至少一個(gè)吸力桶供給壓力的控制裝置。
[0023]以這種方式，提供的基盤(pán)允許迅速且以可釋放的方式錨定在海底中。
[0024]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述基盤(pán)可進(jìn)一步包括第一壓力感測(cè)裝置和/或第二壓力感測(cè)裝置，所述第一壓力感測(cè)裝置被聯(lián)接到所述至少一個(gè)吸力桶中的一個(gè)吸力桶并被構(gòu)造成感測(cè)所述吸力桶內(nèi)的壓力，并且所述第二壓力感測(cè)裝置被構(gòu)造成感測(cè)所述基盤(pán)處的預(yù)先限定位置處的環(huán)境水壓力。以這種方式，可容易地確定傾斜度和/或貫入深度。
[0025]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述基盤(pán)的所述框架體可由框架元件形成，所述框架元件被聯(lián)接在一起，使得所述框架體呈多邊形形狀。以這種方式，可提供具有有利形狀的基盤(pán)，用以實(shí)施根據(jù)預(yù)定型式的粧的架設(shè)。
[0026]在本文的另一示例性實(shí)施方式中，所述基盤(pán)可包括至少三個(gè)吸力桶，每個(gè)吸力桶均被機(jī)械地聯(lián)接到一個(gè)框架元件。以這種方式，可迅速實(shí)現(xiàn)所述基盤(pán)的可靠錨定及調(diào)平。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下文中將參考附圖描述本發(fā)明，其中:
[0028]圖1a示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的基盤(pán)的立體圖；
[0029]圖1b不意性地圖不了圖1a中所不的基盤(pán)的側(cè)視圖；
[0030]圖1c不意性地圖不了圖1a中所不的基盤(pán)的俯視圖；
[0031]圖2示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另選實(shí)施方式的基盤(pán)的立體圖；
[0032]圖3示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一另選實(shí)施方式的基盤(pán)的立體圖；
[0033]圖4示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方式的吸力桶的操作模式；以及
[0034]圖5a至圖5d示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的導(dǎo)管架基礎(chǔ)的架設(shè)方法。
【具體實(shí)施方式】
[0035]關(guān)于圖la、圖1b和圖1c，將描述根據(jù)本發(fā)明的不例性實(shí)施方式的基盤(pán)100。圖1a所示的基盤(pán)100由基本四邊形形狀的框架體120形成?？蚣荏w120由框架元件122提