本發(fā)明屬于海洋風電領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種海上筒型基礎(chǔ)在沉放過程中的失穩(wěn)控制裝置和控制方法。

背景技術(shù)：

目前，在海上裝備工程如海上風電工程中，多倉復合筒型基礎(chǔ)由于其可滿足拖航穩(wěn)性、施工下沉、精細調(diào)平等需求，越來越多的被應用于海洋工程中。在復合筒型基礎(chǔ)施工的自重下沉過程中，存在一臨界危險狀態(tài)，即復合筒型基礎(chǔ)自重與自身浮力相等的時刻，此時復合筒型基礎(chǔ)由于慣性力繼續(xù)下沉，但是倉內(nèi)空氣由于壓力不斷加大，其內(nèi)部氣體不斷的壓縮，內(nèi)部氣體的壓縮會使得基礎(chǔ)所提供浮力的降低，進而使得基礎(chǔ)加速向下下沉，且下沉速度會越來越快；由于復合筒型基礎(chǔ)在下沉過程中不可能保證每時每刻的絕對水平，此加速下沉過程中會使得基礎(chǔ)發(fā)生較為嚴重的傾覆，造成嚴重的安全事故。在工程中，復合筒型基礎(chǔ)出現(xiàn)較大傾斜時，保持復合筒型基礎(chǔ)平衡的傳統(tǒng)方法是給復合筒型基礎(chǔ)向下/上傾斜的分倉打氣/排氣，但是此平衡調(diào)節(jié)過程存在施工周期長、成本高、施工過程復雜等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置和控制方法，能夠有效地提高復合筒型基礎(chǔ)在沉放過程中的穩(wěn)定性與安全性，同時具有施工周期短、成本低、施工過程簡便等優(yōu)點。

本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置，包括下部拉索、拉力環(huán)、上部拉索；所述拉力環(huán)底部以均勻環(huán)向布置的連接點連接多個所述下部拉索，所述拉力環(huán)頂部以均勻環(huán)向布置的連接點連接多個所述上部拉索；所述下部拉索上端連接所述拉力環(huán)，下端用于連接復合筒型基礎(chǔ)；所述上部拉索下端連接所述拉力環(huán)，上端用于連接升降裝置。

優(yōu)選地，所述下部拉索采用直徑為100-200mm的鋼絞線。

優(yōu)選地，所述上部拉索采用直徑為150-300mm的鋼絞線。

優(yōu)選地，所述下部拉索的數(shù)量為10-30個。

優(yōu)選地，所述上部拉索的數(shù)量為4-12個。

一種利用上述復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置的控制方法，按照如下步驟進行：

(1)復合筒型基礎(chǔ)拖航就位以后，拉索輔助控制裝置中的所述下部拉索下端與復合筒型基礎(chǔ)頂板相連，拉索輔助控制裝置中的所述上部拉索上端與拖船上的升降式桁架相連；

(2)復合筒型基礎(chǔ)依靠自重進行下沉，下沉過程中拉索輔助控制裝置同步下沉；通過安裝于各個所述下部拉索上的力傳感器實時監(jiān)測力值，并實時繪制所述下部拉索合力隨時間的f-s變化曲線；

(3)當f-s變化曲線中出現(xiàn)合力突然增大的時刻，制動拉索輔助控制裝置，收緊所有的所述上部拉索，直至復合筒型基礎(chǔ)處于靜止狀態(tài)；

(4)將復合筒型基礎(chǔ)的所有抽水排氣口同時打開，通過排出各個復合筒型基礎(chǔ)分艙內(nèi)部的氣體和水，使得復合筒型基礎(chǔ)在內(nèi)外壓力差作用下繼續(xù)下沉，拉索輔助控制裝置同步下沉；

(5)拉索輔助控制裝置輔助復合筒型基礎(chǔ)成功平穩(wěn)下沉到位后，回收拉索輔助控制裝置。

其中，復合筒型基礎(chǔ)頂板上安裝有水平傳感器，水平傳感器用于采集復合筒型基礎(chǔ)的傾斜數(shù)據(jù)；在步驟(2)至步驟(4)的下沉過程中：

當復合筒型基礎(chǔ)傾斜度大于3°時，制動拉索輔助控制裝置，收緊向下傾斜的復合筒型基礎(chǔ)分艙對應的所述上部拉索，直至復合筒型基礎(chǔ)傾斜度調(diào)整至0°-1°時，停止此操作；

當復合筒型基礎(chǔ)傾斜度1°-3°時，對向上傾斜的復合筒型基礎(chǔ)分艙進行排氣，或?qū)ο蛳聝A斜的復合筒型基礎(chǔ)分艙進行打氣，直至復合筒型基礎(chǔ)傾斜度調(diào)整至0°-1°時，停止此操作。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明適用于海洋工程復合筒型基礎(chǔ)的沉放，拉索輔助控制裝置能夠避免復合筒型基礎(chǔ)自重下沉過程中的傾覆事故，并且能針對性調(diào)平復合筒型基礎(chǔ)在自重下沉和負壓下沉過程傾斜度過大的工況，從而有效地提高復合筒型基礎(chǔ)在沉放過程中穩(wěn)定性與安全性、具有施工周期短、成本低、施工過程簡便等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置的主視圖；

圖2是本發(fā)明所提供的復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置的俯視圖；

圖3是本發(fā)明所提供的復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置的工程應用示意圖。

圖中：1、下部拉索；2、拉力環(huán)；3、上部拉索；4、復合筒型基礎(chǔ)；5、復合筒型基礎(chǔ)頂板；6、抽水排氣口；7、復合筒型基礎(chǔ)分艙；8、升降式桁架。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及效果，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

如圖1和圖2所示，本實施例公開了一種復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置，包括下部拉索1、拉力環(huán)2、上部拉索3。

下部拉索1采用直徑為100-200mm的鋼絞線，上端連接拉力環(huán)2，下端用于連接復合筒型基礎(chǔ)4。

上部拉索3采用直徑為150-300mm的鋼絞線，下端連接拉力環(huán)2，上端可連接升降式桁架8。

拉力環(huán)2的橫斷面呈圓環(huán)形或c字形，拉力環(huán)2底部設(shè)有下部拉索1的連接點，其數(shù)量一般為10-30個，沿拉力環(huán)2呈均勻環(huán)向布置；拉力環(huán)2頂部設(shè)有上部拉索3的連接點，其數(shù)量一般4-12個，沿拉力環(huán)2呈均勻環(huán)向布置。

如圖3所示，利用上述復合筒型基礎(chǔ)沉放失穩(wěn)拉索輔助控制裝置的控制方法，按照如下步驟進行：

1)復合筒型基礎(chǔ)4拖航就位以后，拉索輔助控制裝置中的下部拉索1下端與復合筒型基礎(chǔ)頂板5相連，拉索輔助控制裝置中的上部拉索3上端與拖船上的升降式桁架8相連；

2)復合筒型基礎(chǔ)4依靠自重進行下沉，下沉過程中拉索輔助控制裝置同步下沉；通過安裝于各個下部拉索1上的力傳感器實時監(jiān)測各下部拉索1的力值，并實時繪制下部拉索1合力隨時間的f-s變化曲線；

3)復合筒型基礎(chǔ)4自重下沉過程中，當f-s變化曲線中出現(xiàn)合力f突然增大的時刻，制動拉索輔助控制裝置，收緊所有上部拉索3，直至復合筒型基礎(chǔ)4處于靜止狀態(tài)；

4)將復合筒型基礎(chǔ)4的所有抽水排氣口6同時打開，，通過排出各個復合筒型基礎(chǔ)分艙7內(nèi)部的氣體和水，使得復合筒型基礎(chǔ)4在內(nèi)外壓力差作用下繼續(xù)下沉；拉索輔助控制裝置同步下沉；

5)復合筒型基礎(chǔ)頂板5上安裝有水平傳感器，水平傳感器用于采集復合筒型基礎(chǔ)4的傾斜數(shù)據(jù)；在上述步驟2)和步驟4)的過程中：

復合筒型基礎(chǔ)4傾斜度大于3°時，制動拉索輔助控制裝置，收緊向下傾斜的復合筒型基礎(chǔ)分艙7對應的上部拉索3，直至復合筒型基礎(chǔ)4傾斜度調(diào)整至0°-1°時，停止此操作；

復合筒型基礎(chǔ)4傾斜度1°-3°時，對向上/下傾斜的復合筒型基礎(chǔ)分艙7進行排氣/打氣，直至復合筒型基礎(chǔ)4傾斜度調(diào)整至0°-1°時，停止此操作。

6)拉索輔助控制裝置輔助復合筒型基礎(chǔ)4成功平穩(wěn)下沉到位后，回收拉索輔助控制裝置。

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。