本發明涉及風電設施安裝，具體地說，本發明涉及一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置。

背景技術：

1、隨著海上風電領域的發展，向深?？邕M已呈現趨勢。在水深大于50?m的近海區域建設風電場，固定式樁基礎或導管架式基礎的成本將會很高，浮式基礎結構是較為理想的選擇。該基礎作為安裝風力機的平臺，用錨泊系統錨定于海床，其成本相對較低，且運輸方便。浮式基礎必須有浮力支撐風電機組的重量，并且在可接受的限度內能夠抑制傾斜、搖晃和法向移動。

2、如專利號201620125832.0中介紹了一種深海半潛式浮式海上風電平臺，采用的浮式基礎平臺加四周錨鏈錨固系泊的方式進行固定，防止風電平臺傾斜和搖晃。

3、浮式平臺安裝時需要先用拖船將浮式平臺拖到海上待安裝位置處，然后下放錨鏈和錨鉤將平臺錨固在海上，由于浮式平臺式漂浮在海上，如果在海上直接對浮式平臺直接進行拉緊，首先浮式平臺漂移不利于施加大的拉力，其次需要的拉力巨大，安裝成本較高；浮式風機上直接全噸位預拉耗時也較長，此時現場船機數量較多，現場船舶日費率很高?，F采用將浮式平臺先放置在施工船上，先對錨鏈進行預拉緊固，確保錨鏈全程拉直，樁錨吸泥錨泥下反弧預拉成形，確保大抓力錨錨抓力達到設計要求，高強度纖維纜繩使用前也需預拉減少后續使用時的拉升量等功能，預拉完成后將錨鏈松開放置在海底。后續再將浮式平臺拖至安裝位置，再將錨鏈與浮式平臺連接拉緊即可，減小了浮式平臺的安裝難度。

4、當前海上浮式基礎的錨固主要包括大抓力錨、樁錨，吸力錨，重力錨，張力腿等方式。大抓力錨在安裝時，需要對錨鏈進行預拉，大抓力錨能夠沿設計路線行進一部分，部分或全部埋入海床，后續能提供足夠的抓力。大抓力錨基礎往往需要300t以上的預拉力，后續風機單體容量逐步增加，預拉力也將越來越大。樁錨與錨鏈的連接點往往在泥面以下，也需要大噸位進行預拉使其與泥層形成反懸鏈線，確保后續使用中遇到臺風迎風側錨鏈收緊，后續不會出現錨鏈松弛的情況。視近表層泥質和樁錨連接點深度的影響，此時往往需要在樁錨處實現200t以上的拉力才可以拉出反懸鏈線。

5、隨著高強度軟纜的逐步應用，高強度高分子纜繩，高強度尼龍纜本身也往往需要300t以上，甚至500t以上的拉力對其進行預拉釋放出部分增長量后方可正常使用。

6、浮式基礎錨系的布置目前來看均為對稱布置，如果針對每根錨纜單獨預拉，需要施工船舶能提供400t以上的錨系支持能力，對于目前的大型浮吊來說也非常困難，尤其是錨鏈有3個不同方向，需要多次起拋錨，降低施工效率。單個16000kw大馬力拖輪也只能提供200噸左右的有效拉力，而且拖輪提供的拉力很不穩定。因此也不適合用來提供超過200t以上的預拉力。無論大型浮吊還是大馬力拖輪成本均很高，不太適應浮式風機發電平價上網的大方向。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題是提供一種浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，該裝置提供一種大噸位（不少于500t）系統性錨鏈預拉緊和釋放方案，集可拆卸、可調節預緊力的浮筒型預緊裝置，解決大型浮式風機基礎、各類錨泊類海工產品等浮體結構物的海上錨系預拉及穩固的技術問題。

2、為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，包括浮筒本體和預拉鰭，所述預拉鰭至少設有三個，預拉鰭均布在浮筒本體的外側面，錨鏈的一端穿過預拉鰭，錨鏈的另一端連接錨。

3、優選的，所述浮筒本體為不規則的圓柱體，浮筒本體一側面設置切面。

4、優選的，所述預拉鰭包括掣鏈器、導軌滾柱、加強支撐板和縱向擋板，縱向擋板設有兩塊，兩縱向擋板相對設置，導軌滾珠橫向設置在兩縱向擋板之間，加強支撐板設置在兩縱向擋板的頂部，掣鏈器固定設置在加強支撐板的頂部，加強支撐板中心開孔，錨鏈穿過加強支撐板的中心孔后穿過掣鏈器。

5、優選的，所述縱向擋板上開至少一個孔，起到減輕縱向擋板的自重和觀察孔的作用。

6、優選的，所述縱向擋板一側邊固定在浮筒本體上，外側邊上下兩端均開有倒角，用于防剮蹭。

7、優選的，所述掣鏈器為可控的單向鎖緊結構，吊機向上拉錨鏈時打開讓錨鏈通過，錨鏈下放時重力作用下自動鎖緊錨鏈。

8、優選的，所述預拉鰭設有三個，相鄰預拉鰭之間的夾角均為120°，與浮式風機錨鏈設計相對應。

9、一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置使用方法，包括以下步驟：

10、（1）使用工程施工船將預拉緊裝置運輸至預定安裝位置，將預拉緊裝置固定在船尾側面或者船中部側面，預拉緊裝置切削面與船邊緣對齊；

11、（2）使用50t絞車將錨鏈牽引穿過掣鏈器，錨鏈的另一端連接錨，絞車先完成初步預拉，然后使用吊機同時將3根120°方向的3根錨鏈逐級加載至設計噸位，同時對3根錨鏈進行拉緊，拉緊以后保持穩定半個小時，視錨鏈的松緊情況，控制吊機持續拉緊錨鏈；

12、（3）拉緊錨鏈以后靜置，確認錨鏈和錨無位移以后，打開掣鏈器將3根錨鏈逐級放松直至0噸位，依次將錨鏈放入海底，此時錨在海底的預拉已經完成，預拉實現下列作用：樁錨拉力測試完成，樁錨錨鏈泥下反弧已經行成；大抓力錨拉力測試完成；高強度纜繩預拉已完成；

13、（4）工程施工船上的吊機將錨鏈吊至水上風電安裝漂浮平臺，將錨鏈重新吊至水上風電安裝漂浮平臺上的掣鏈器并穿過掣鏈器后拉緊錨鏈即可，剩余的錨鏈重復上述操作依次拉緊；

14、（5）施工完成后工程施工船載著本預拉緊裝置返航或至下一個安裝位置。

15、采用本發明的技術方案，能得到以下的有益效果：

16、（1）適用性強：該裝置適用于各類浮式基礎錨固系統，可解決中等水深及大于50米水深的大型浮式風機基礎、各類錨泊類海工產品等浮體結構物的海上錨鏈預拉及穩固，不同錨固施工方式的配合等問題。

17、（2）提高施工效率：在海上較短作業窗口期，能夠在較短時間內完成并提供穩定的錨鏈預緊力，且每次完成3根錨鏈預緊。提高了施工的效率，同時與傳統的錨固系統相比，該裝置通過大噸位系統性錨鏈預緊避免了使用船舶錨系或推力抵抗預拉力，極大的降低了對船舶性能的要求。本系統采用大噸位吊機對錨鏈進行預拉緊。

18、（3）預拉力穩定精確：該裝置通過較精確地控制預緊，3根錨鏈水平力大致互相抵消。預緊裝置可以提供非常穩定且精確的預拉力，理論上可以控制到單節錨鏈，且通過調節船舶壓載，提供至厘米級別的精度控制。

19、（4）轉換便捷：掣鏈器切裝過程方便快捷，可在施工現場船側或者船甲板上完成，更換效率高，成本較低。

20、（5）無需潛水：通過合理的設置牽引繩，所有的操作均在主作業船甲板上進行，無需潛水。

21、（6）采用此裝置，只需1000噸以內的中型浮吊船即可完成錨鏈的敷設和預拉。且3根錨鏈可同步預拉完成。有效降低對船機設備的要求，提高錨系施工效率，節省浮式風機安裝費用，有利于浮式風機的大型成片化流水線施工。

技術特征：

1.一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：包括浮筒本體和預拉鰭，所述預拉鰭至少設有三個，預拉鰭均布在浮筒本體的外側面，錨鏈的一端穿過預拉鰭，錨鏈的另一端連接錨。

2.根據權利要求1所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述浮筒本體為不規則的圓柱體，浮筒本體一側面設置切面。

3.根據權利要求1所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述預拉鰭包括掣鏈器、導軌滾柱、加強支撐板和縱向擋板，縱向擋板設有兩塊，兩縱向擋板相對設置，導軌滾珠橫向設置在兩縱向擋板之間，加強支撐板設置在兩縱向擋板的頂部，掣鏈器固定設置在加強支撐板的頂部，加強支撐板中心開孔，錨鏈穿過加強支撐板的中心孔后穿過掣鏈器。

4.根據權利要求3所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述縱向擋板上開至少一個孔，起到減輕縱向擋板的自重和觀察孔的作用。

5.根據權利要求4所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述縱向擋板一側邊固定在浮筒本體上，外側邊上下兩端均開有倒角，用于防剮蹭。

6.根據權利要求3所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述掣鏈器為可控的單向鎖緊結構，吊機向上拉錨鏈時打開讓錨鏈通過，錨鏈下放時重力作用下自動鎖緊錨鏈。

7.根據權利要求1所述的適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，其特征在于：所述預拉鰭設有三個，相鄰預拉鰭之間的夾角均為120°。

8.一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種適用于浮式基礎錨固系統的大噸位預拉裝置，屬于風電設施安裝技術領域，包括浮筒本體和預拉鰭，預拉鰭至少設有三個，預拉鰭均布在浮筒本體的外側面，錨鏈的一端穿過預拉鰭，錨鏈的另一端連接錨。本錨鏈預拉裝置，可利用浮式基礎錨纜本身的對稱性，在船上安裝此預拉裝置，并通過裝置上50t絞車完成初步預拉，然后由吊機逐步提供約500t左右拉力。通過設計合適結構強度和掣鏈器，即可提供所需噸位的預拉力需求。可適用于海上各類對稱式浮式基礎錨固系統預拉，可大大降低施工船機成本，縮減施工工期，提高海上較短作業窗口期的施工利用效率。

技術研發人員：張立,李艮田,王金龍,龔曉明,李鵬博
受保護的技術使用者：交通運輸部上海打撈局
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24