CN119674803A - 一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法及其装置,属于海底海缆安装施工技术领域,该方法包括以下步骤:S1、过驳接缆;S2、路由扫海;S3、海上风电机组侧海缆始端铺设;S4、投放埋设机;S5、敷埋海缆;S6、回收埋设机;S7、海上升压站侧海缆终端铺设。本发明在施工前进行路由扫海并关注天气状况,提前对施工障碍进行清除,能确保施工的顺利进行,从而保证了工期,提高了施工效率。本发明在海上风电机组侧海缆始端铺设施工中,在塔筒筒壁上的海缆入口处增设了倒刺型海缆保护套,对海缆起到了很好的防护作用,尤其是在牵引头和倒刺型海缆保护套之间采用自断螺丝连接的方式,倒刺型海缆保护套在施工船上预先安装,倒刺型海缆保护套便自行卡到海缆入口中,从而解决了由潜水员到水下安装,所出现的安装时间长、劳动强度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种海缆安装施工技术领域,具体是一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法及其装置。
背景技术
目前,海上升压站和陆上开关站间的海底海缆安装施工中,存在以下问题:一是在施工中,常因突发状况,停止施工,所以施工效率不高;二是在海上风电机组的底侧部,受到海水冲击,海缆会晃动,造成海缆张力加大,尤其是在风电机组塔筒筒壁上的海缆入口处的海缆很容易损坏;三是在海上升压站的底侧部,受到海水冲击,在海上升压站桩基附近很容易形成冲刷坑,经常会把J型管的末端冲刷出来,造成该处的海缆悬空,然后随着海流的往返运动,海缆会晃动,造成海缆张力加大,导致海缆损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能确保施工顺利进行的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法及其装置。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,包括以下步骤:
S1、过驳接缆:将海缆厂不同规格的海缆过驳接缆到施工船的电动缆盘上,不同规格的海缆在电动缆盘上以同心圆的方式由下到上分开盘放,施工时可根据现场实际情况临时变更施工顺序,不需要重复倒缆;解决了风电场区海缆工程量大,海缆型号规格众多,以及接缆的顺序导致海缆施工顺序固定的问题。
S2、路由扫海:利用锚艇尾系扫海工具沿海上升压站和海上风电机组间的海缆设计路由往返扫海,发现海面上以及海底的障碍物时,在海缆施工前进行彻底清理;
S3、海上风电机组侧海缆始端铺设;
S4、投放埋设机:先将海缆穿过导缆笼后置入埋设机腹腔内,用起重机起吊埋设机悬于水面,连接高压水泵与埋设机的输水胶管;然后平缓地将埋设机连同海缆投入水中,期间保持埋设机水平;
S5、敷埋海缆:利用埋设机将海缆敷埋在海底内;
S6、回收埋设机:利用施工船上的起重机将埋设机吊至施工船上;
S7、海上升压站侧海缆终端铺设。
进一步地,在步骤S1中,海缆过驳接缆的具体方法如下:
S1.1、在过驳接缆前,在海缆厂内对海缆的性能进行检测;
S1.2、将施工船靠泊海缆厂码头,调整并固定船位,使施工船的缆盘中心与海缆生产厂家的输缆架中心对齐;
S1.3、将海缆沿栈桥输送至施工船上,工作人员在海缆头上绑扎上钢绳网套,将海缆头经过施工船上的输缆架后,牵引至电动海缆盘内,盘绕前海缆头部预留 5m 长度在电动海缆盘内,以方便海缆测试;
S1.4、启动电动转盘,自转收缆;
S1.5、过驳接缆完毕后,拆除海缆头上的钢绳网套,重新对海缆的性能进行检测,确认各项性能指标满足工程设计要求。
进一步地,步骤S1.4中,过驳接缆速度控制在 600m/h 以内。
进一步地,步骤S2中,锚艇尾系扫海工具采用的是900HP锚艇尾系扫海工具。
进一步地,步骤S3中,海上风电机组侧海缆始端铺设的具体方法如下:
S3.1、施工船驶向海上风电机组,到达风电机组塔筒附近的预定位置时,利用施工船上的锚泊定位系统将施工船就位于海缆埋设路由轴线上;
S3.2、精确测量海缆始端铺设长度;
S3.3、在施工船上使用热缩封头帽对海缆头进行密封处理,并缠绕防水胶带;S3.4、将海缆头从施工船上电动缆盘内通过退扭架牵引出并在船侧通过入水槽入海,待海缆头牵引出施工船的甲板时,在海缆头上设置牵引头,将牵引头与钢丝绳的一端连接,钢丝绳的另一端穿过风电机组塔筒筒壁上的海缆入口,向上绕过风电机组塔筒顶部门架上的滑轮后,与施工船上的绞车连接;
S3.5、启动绞车牵引海缆头,与此同时施工船上的布缆机将海缆布放,直至海缆头穿过风电机组塔筒筒壁上的海缆入口并向上移动到风电机组塔筒顶部,并留足海缆长度和设计余量;
S3.6、最后将海缆固定在海上风电机组的塔筒上,完成海上风电机组侧海缆始端的铺设。
进一步地,在步骤S3.4中,在海缆头上设置牵引头的具体方法如下:在海缆头上安装牵引网套,利用牵引网套将海缆头拉入倒刺型海缆保护套中, 将牵引头和牵引网套连接,同时通过自断螺丝将牵引头和倒刺型海缆保护套连接。
进一步地,在步骤S3.5中,启动绞车,牵引力不大于自断螺丝的自断力,牵引海缆头的过程中,倒刺型海缆保护套跟随海缆一起移动直到倒刺型海缆保护套被插入到风电机组塔筒筒壁上的海缆入口并卡到海缆入口中不能移动时,在绞车的持续作用下,牵引力逐渐增大,当牵引力大于自断螺丝的自断力时,自断螺丝被拉断,牵引头与倒刺型海缆保护套脱离,牵引头通过牵引网套拉动海缆头在风电机组塔筒内向上移动到风电机组塔筒顶部。
进一步地,步骤S5中,敷埋海缆的具体方法如下:锚艇根据DGPS定位预先沿海缆埋设路由将牵引锚设置于施工船前方的海底处,施工船上设有牵引绞车,牵引绞车上的牵引钢丝一端系在海中的牵引锚上,启动牵引绞车,牵引钢丝驱动施工船移动,施工船带动埋设机移动,并启动施工船上的高压水泵,高压水泵吸入海水,输水胶管向埋设机的水力犁耙供水,水力犁耙沿着海缆埋设路径通过水力喷射切割海底土体成沟槽,并将海缆置入沟槽中,埋设机后部的雪橇将沟槽抹平,以敷埋海缆。
进一步地,步骤S6中,回收埋设机的方法如下:海缆敷设至海上升压站附近的预定位置时,关闭牵引绞车与高压水泵,由锚艇协助施工船,运用 DGPS 导航定位将四个定位锚抛放至预定位置以将施工船固定;启动施工船上的起重机,在监测系统的监测下,缓缓将埋设机吊离泥面,并逐渐拆去安装在牵引钢缆上的导缆笼,埋设机及海缆起吊出水面期间,海缆应保持一定张力,防止海缆突然松弛发生打扭;起重机起吊埋设机悬于水面,保持埋设机腹腔口与海缆在同一高度,将海缆从埋设机内取出;最后将埋设机吊至施工船上。
进一步地,施工作业条件如下:6级风况、3级海况及以下,能见度大于1km。
进一步地,施工船在进行敷埋作业时,施工船前方800米,后方300米以内为禁航区域。
进一步地,步骤S7中,海上升压站侧海缆终端铺设的具体方法如下:施工船上的布缆机通过退扭架牵引海缆,并将从电动缆盘上退绕的海缆盘放于施工船的甲板上;当退绕的海缆达到海缆终端铺设长度后,在施工船上将海缆截断;在截断后形成的海缆头上使用热缩封头帽进行密封并缠绕防水胶带,并在海缆的预定位置安装中心夹具和弯曲限制器;由潜水员水下检查海上升压站上的J型管入口,若J型管入口已被回淤,则采用空气吸泥装置将J型管入口位置冲吸出足够的空间;潜水员将施工船上的绞车上的钢丝绳的一端从J型管的下口穿入,钢丝绳从J型管上口穿出并绕过升压站门架上的滑轮后与施工船上的海缆头连接;启动绞车,将海缆头穿过J型管向上移动到海上升压站上,此时,中心夹具一侧的导向锥插入并卡在J型管的下口内,弯曲限制器的下段位于海底面上,弯曲限制器处于静态自由弯曲状态;最后,将海缆固定在海上升压站的支架上,完成海上升压站侧海缆终端的铺设。
进一步地,步骤S7中,将从电动缆盘上退绕的海缆呈8字形盘放于施工船的甲板上。
一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括埋设机,所述埋设机采用的是HLA-4海底电缆机械埋设机。
一种长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括中心夹具,所述中心夹具采用哈弗式结构的中心夹具。
一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括弯曲限制器,所述弯曲限制器采用哈弗式结构的弯曲限制器。
本发明的有益效果在于:
本发明在施工前进行路由扫海并关注天气状况,提前对施工障碍进行清除,能确保施工的顺利进行,从而保证了工期,提高了施工效率。
本发明在海上风电机组侧海缆始端铺设施工中,在风电机组塔筒筒壁上的海缆入口处增设了倒刺型海缆保护套,对海缆起到了很好的防护作用,尤其是在牵引头和倒刺型海缆保护套之间采用自断螺丝连接的方式,倒刺型海缆保护套在施工船上预先安装,当倒刺型海缆保护套跟随海缆移动到风电机组塔筒筒壁上的海缆入口处时,倒刺型海缆保护套便自行卡到海缆入口了,海缆保护套上的倒刺能防止海缆保护套从海缆入口中脱出,从而解决了由潜水员到水下安装,所出现的安装时间长、劳动强度大的问题,从而提高了施工效率。
本发明在海上升压站的海缆铺设工序中,在J型管入口处的海缆上安装了中心夹具和弯曲限制器,以防止海缆过度弯曲,能有效避免海缆的损坏。
本发明在过驳接缆工序中,将海缆厂不同规格的海缆过驳接缆到施工船的电动缆盘上,不同规格的海缆在电动缆盘上以同心圆的方式由下到上分开盘放,施工时可根据现场实际情况临时变更施工顺序,不需要重复倒缆;解决了风电场区海缆工程量大,海缆型号规格众多,以及接缆的顺序导致海缆施工顺序固定的问题。
附图说明
图1为本发明大长度超高压海缆海底高效安装施工方法的流程图;
图2为本发明海上风电机组侧海缆始端铺设的施工状态图;
图3为本发明海上风电机组侧海缆始端铺设中牵引头和倒刺型海缆保护套安装完成后的状态图;
图4为本发明自断螺丝断裂后牵引头和倒刺型海缆保护套脱离的状态图;
图5为本发明敷埋海缆过程中的状态图;
图6为本发明终端海上升压站的海缆铺设安装中的状态图;
图7为本发明中心夹具和弯曲限制器的安装完成后的状态图。
图中:1、施工船;2、海上风电机组;3、塔筒;4、钢丝绳;5、海缆入口;6、门架;7、滑轮;8、绞车;9、牵引头;10、海缆头;11、牵引网套;12、倒刺型海缆保护套;13、自断螺丝;14、海缆;15、倒刺;16、牵引绞车;17、牵引钢丝;18、牵引锚;19、埋设机;20、高压水泵;21、输水胶管;22、水力犁耙;23、警戒船;24、布缆机;25、海上升压站;26、J型管;27、升压站门架;28、滑轮;29、中心夹具;30、弯曲限制器;31、导向锥;32、锥形圈;33、连接轴。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述,需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上表面”、“下表面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“正转”、“反转”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
如图1所示,一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,
包括以下步骤:
S1、过驳接缆:
将海缆厂不同规格的海缆过驳接缆到施工船的电动缆盘上,不同规格的海缆在电动缆盘上以同心圆的方式由下到上分开盘放,施工时可根据现场实际情况临时变更施工顺序,不需要重复倒缆。
海缆过驳接缆的具体方法如下:
S1.1、在过驳接缆前,在海缆厂内对海缆的性能进行检测。
S1.2、将施工船靠泊海缆厂码头,调整并固定船位,使施工船的缆盘中心与海缆生产厂家的输缆架中心对齐。
S1.3、将海缆沿栈桥输送至施工船上,工作人员在海缆头上绑扎上钢绳网套,将海缆头经过施工船上的输缆架后,牵引至电动海缆盘内,盘绕前海缆头部预留 5m 长度在电动海缆盘内,以方便海缆测试。
S1.4、启动电动转盘,自转收缆,过驳接缆速度控制在 600m/h 以内。
S1.5、过驳接缆完毕后,拆除钢绳网套,重新对海缆的性能进行检测,确认各项性能指标满足工程设计要求。
S2、路由扫海:
利用900HP锚艇尾系扫海工具沿海上升压站和海上风电机组间的海缆设计路由往返扫海,发现海面上的养殖网箱、插桩、渔网、浮漂以及海底残存的网、绳、缆、桩和沉船等障碍物时,在海缆施工前进行彻底清理。
S3、海上风电机组侧海缆始端铺设:
如图2、3、4所示,海上风电机组侧海缆始端铺设的具体方法如下:S3.1、施工船1驶向海上风电机组2,到达风电机组2的塔筒3附近的预定位置时,利用施工船1上的锚泊定位系统将施工船就位于海缆埋设路由轴线上;S3.2、精确测量海缆始端铺设长度;S3.3、在施工船上使用热缩封头帽对海缆头10进行密封处理,并缠绕防水胶带;S3.4、将海缆头从施工船上电动缆盘内通过退扭架牵引出并在船侧通过入水槽入海,待海缆头牵引出施工船的甲板时,在海缆头10上设置牵引头9,将牵引头9与钢丝绳4的一端连接,钢丝绳4的另一端穿过风电机组塔筒筒壁3上的海缆入口5,向上绕过风电机组塔筒顶部门架6上的滑轮7后,与施工船1上的绞车8连接;S3.5、启动绞车8牵引海缆头,与此同时施工船上的布缆机将海缆布放,直至海缆头穿过风电机组塔筒筒壁上的海缆入口并向上移动到风电机组塔筒顶部,并留足海缆长度和设计余量;S3.6、最后将海缆固定在海上风电机组的塔筒上,完成海上风电机组侧海缆始端的铺设。
在步骤S3.4中,在海缆头上设置牵引头的具体方法如下:在海缆头10上安装牵引网套11,利用牵引网套11将海缆头10拉入倒刺型海缆保护套12中, 将牵引头9和牵引网套11连接,同时通过自断螺丝13将牵引头9和倒刺型海缆保护套12连接。倒刺型海缆保护套12的外围设有倒刺15。
在步骤S3.5中,启动绞车8,牵引力不大于自断螺丝的自断力,牵引海缆头的过程中,倒刺型海缆保护套12跟随海缆14一起移动直到倒刺型海缆保护套12被插入到风电机组塔筒筒壁上的海缆入口5并卡到海缆入口5中不能移动时,在绞车8的持续作用下,牵引力逐渐增大,当牵引力大于自断螺丝13的自断力时,自断螺丝13被拉断,牵引头9与倒刺型海缆保护套12脱离,牵引头9通过牵引网套11拉动海缆头10在风电机组塔筒3内向上移动到风电机组塔筒顶部。
在施工过程中,若倒刺型海缆保护套12不能进入风电机组塔筒筒壁3上的海缆入口5,到达设计位置,则采取如下措施:潜水员下水查看倒刺型海缆保护套12卡住的原因以及倒刺装置的实际位置,将信息传递至施工船及风机牵拉班组。根据接收到的反馈信息,风机牵拉班组适当往回放一定距离钢丝绳,施工船调整船位,使倒刺型海缆保护套12位置调整至合适位置。经潜水员确认后,风机牵拉班组重新开始倒刺装置牵拉,施工船上根据潜水员指令,适当放松钢丝绳,使倒刺型海缆保护套12进入海缆入口5中。若经上述步骤,仍无法进入指定位置,施工船将倒刺型海缆保护套12回收至甲板,对倒刺型海缆保护套12进行检查,查看倒刺型海缆保护套12是否损坏。若未损坏,船舶重新调整船位进行牵拉;若损坏则更换新的倒刺型海缆保护套12。
S4、投放埋设机:先将海缆穿过导缆笼后置入埋设机腹腔内,用起重机起吊埋设机悬于水面,连接高压水泵与埋设机的输水胶管;然后平缓地将埋设机连同海缆投入水中,期间保持埋设机水平;所述埋设机采用的是HLA-4海底电缆机械埋设机。
S5、敷埋海缆:
利用埋设机将海缆敷埋在海底内,施工作业条件如下:6级风况、3级海况及以下,能见度大于1km。
如图5所示,敷埋海缆的具体方法如下:锚艇根据DGPS定位预先沿海缆埋设路由将牵引锚设置于施工船1前方的海底处,施工船1上设有牵引绞车16,牵引绞车16上的牵引钢丝17一端系在海中的牵引锚18上,启动牵引绞车16,牵引钢丝17驱动施工船1移动,施工船1带动埋设机19移动,并启动施工船1上的高压水泵20,高压水泵20吸入海水,经输水胶管21向埋设机19的水力犁耙22供水,水力犁耙22沿着海缆埋设路径通过水力喷射切割海底土体成沟槽,并将海缆14置入沟槽中,埋设机19后部的雪橇将沟槽抹平,以敷埋海缆14。施工船1在进行敷埋作业时,施工船前方800米,后方300米以内为禁航区域,因此,施工船1的前方和后方设有警戒船23。
本实施例中,锚艇和牵引绞车设有两个,牵引钢丝绳的一次抛放长度为1km,两台锚艇和两个牵引绞车交替不间断向前抛设,避免了以往一台牵引绞车抛放牵引钢丝敷缆船需要等待的弊端,保证海缆敷埋施工不间断,提高了工作效率。
埋设机的工作参数如下:海缆直径:20mm~280mm;埋设深度:0.5m~4.0m;牵引速度:3m~10m/min;作业水深:1.8m~50m;抗水流能力:6节;作业拖曳力:8t;破土剪力:24Kpa。埋设机的重量:19t;外形尺寸:长×宽×高为18m×6m×5m。
S6、回收埋设机:
利用施工船上的起重机将埋设机吊至施工船上,回收埋设机的方法如下:海缆敷设至海上升压站附近的预定位置时,关闭牵引绞车与高压水泵,由锚艇协助施工船,运用DGPS 导航定位将四个定位锚抛放至预定位置以将施工船固定;启动施工船上的起重机,在监测系统的监测下,缓缓将埋设机吊离泥面,并逐渐拆去安装在牵引钢缆上的导缆笼,埋设机及海缆起吊出水面期间,海缆应保持一定张力,防止海缆突然松弛发生打扭;起重机起吊埋设机悬于水面,保持埋设机腹腔口与海缆在同一高度,将海缆从埋设机内取出;最后将埋设机吊至施工船上。
S7、海上升压站侧海缆终端铺设:
如图6所示,施工船1上的布缆机24通过退扭架牵引海缆,并将从电动缆盘上退绕的海缆呈8字形盘放于施工船的甲板上;当退绕的海缆达到海缆终端铺设长度后,在施工船1上将海缆截断;在截断后形成的海缆头上使用热缩封头帽进行密封并缠绕防水胶带,并在海缆的预定位置安装中心夹具29和弯曲限制器30;由潜水员水下检查海上升压站25上的J型管26入口,若J型管26入口已被回淤,则采用空气吸泥装置将J型管入口位置冲吸出足够的空间;潜水员将施工船1上的绞车8上的钢丝绳4的一端从J型管的下口穿入,钢丝绳从J型管上口穿出并绕过升压站门架27上的滑轮28后与施工船1上的海缆头连接;启动绞车8,根据现场情况调整牵引速度,至到将海缆头穿过J型管向上移动到海上升压站25上,并留足海缆的设计余量,此时,中心夹具29一侧的导向锥31插入并卡在J型管26的下口内,弯曲限制器30的下段位于海底面上,弯曲限制器30处于静态自由弯曲状态,可有效保护海缆,并保证其弯曲半径,避免产生因过度弯曲而导致的海缆损坏;最后,将海缆固定在海上升压站的支架上,完成海上升压站侧海缆终端的铺设。
如图7所示,所述终端海上升压站的海缆铺设工序中,中心夹具和弯曲限制器的安装方法如下:
1)根据升压站侧J型管位置以及需要的海缆余量确定中心夹具在海缆上的安装位置,并在海缆上做标记;
2)在标记好的位置安装中间夹具29,中间夹具29为哈弗式结构,将中间夹具的两半部分抱住海缆并对齐后,拧紧螺栓,螺栓的力矩范围70-80N·m;
3)在中间夹具29两侧安装锥形圈32,注意保证锥形圈角度的正确性;
4)在海缆上与海缆头距离较近的中间夹具29一侧安装导向锥31,并拧紧螺栓,拧紧螺栓的力矩范围70-80N·m,用螺丝将导向锥和中间夹具连接;
5)在中间夹具29的另一侧安装连接轴33,抱住海缆,拧紧螺栓;在中间夹具的两侧设有牺牲阳极阴极保护块,所述牺牲阳极阴极保护块用于确保中心夹具25年不被腐蚀;
6)在海缆上安装弯曲限制器30,弯曲限制器为哈弗式结构,将弯曲限制器的两半部分抱住海缆14并对齐后,拧紧螺栓,拧紧螺栓的力矩150-200N·m,并将弯曲限制器30与连接轴33连接。本发明在海上升压站的海缆铺设工序中,在J型管入口处的海缆上安装了中心夹具和弯曲限制器,以防止海缆过度弯曲,能有效避免海缆的损坏。弯曲限制器采用具有高硬度、高强度、耐海水腐蚀特性的聚氨酯等材料,材料密度小,满足在水下对海缆无附加重量,抗拉强度不小于40MPa。弯曲限制器能承受8t侧向压力,产品使用年限不小于30年。
一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括埋设机,所述埋设机采用的是HLA-4海底电缆机械埋设机。
一种长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括中心夹具,所述中心夹具采用哈弗式结构的中心夹具。
一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,包括弯曲限制器,所述弯曲限制器采用哈弗式结构的弯曲限制器。
此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (16)
1.一种大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、过驳接缆:将海缆厂不同规格的海缆过驳接缆到施工船的电动缆盘上,不同规格的海缆在电动缆盘上以同心圆的方式由下到上分开盘放;
S2、路由扫海:利用锚艇尾系扫海工具沿海上升压站和海上风电机组间的海缆设计路由往返扫海,发现海面上以及海底的障碍物时,在海缆施工前进行彻底清理;
S3、海上风电机组侧海缆始端铺设;
S4、投放埋设机:先将海缆穿过导缆笼后置入埋设机腹腔内,用起重机起吊埋设机悬于水面,连接高压水泵与埋设机的输水胶管;然后平缓地将埋设机连同海缆投入水中,期间保持埋设机水平;
S5、敷埋海缆:利用埋设机将海缆敷埋在海底内;
S6、回收埋设机:利用施工船上的起重机将埋设机吊至施工船上;
S7、海上升压站侧海缆终端铺设。
2.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:在步骤S1中,海缆过驳接缆的具体方法如下:
S1.1、在过驳接缆前,在海缆厂内对海缆的性能进行检测;
S1.2、将施工船靠泊海缆厂码头,调整并固定船位,使施工船的缆盘中心与海缆生产厂家的输缆架中心对齐;
S1.3、将海缆沿栈桥输送至施工船上,工作人员在海缆头上绑扎上钢绳网套,将海缆头经过施工船上的输缆架后,牵引至电动海缆盘内,盘绕前海缆头部预留 5m 长度在电动海缆盘内,以方便海缆测试;
S1.4、启动电动转盘,自转收缆;
S1.5、过驳接缆完毕后,拆除海缆头上的钢绳网套,重新对海缆的性能进行检测,确认各项性能指标满足工程设计要求。
3.根据权利要求2所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S1.4中,过驳接缆速度控制在 600m/h 以内。
4.根据权利要1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S2中,锚艇尾系扫海工具采用的是900HP锚艇尾系扫海工具。
5.根据权利要1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S3中,海上风电机组侧海缆始端铺设的具体方法如下:
S3.1、施工船驶向海上风电机组,到达风电机组塔筒附近的预定位置时,利用施工船上的锚泊定位系统将施工船就位于海缆埋设路由轴线上;
S3.2、精确测量海缆始端铺设长度;
S3.3、在施工船上使用热缩封头帽对海缆头进行密封处理,并缠绕防水胶带;S3.4、将海缆头从施工船上电动缆盘内通过退扭架牵引出并在船侧通过入水槽入海,待海缆头牵引出施工船的甲板时,在海缆头上设置牵引头,将牵引头与钢丝绳的一端连接,钢丝绳的另一端穿过风电机组塔筒筒壁上的海缆入口,向上绕过风电机组塔筒顶部门架上的滑轮后,与施工船上的绞车连接;
S3.5、启动绞车牵引海缆头,与此同时施工船上的布缆机将海缆布放,直至海缆头穿过风电机组塔筒筒壁上的海缆入口并向上移动到风电机组塔筒顶部,并留足海缆长度和设计余量;
S3.6、最后将海缆固定在海上风电机组的塔筒上,完成海上风电机组侧海缆始端的铺设。
6.根据权利要5所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:在步骤S3.4中,在海缆头上设置牵引头的具体方法如下:在海缆头上安装牵引网套,利用牵引网套将海缆头拉入倒刺型海缆保护套中, 将牵引头和牵引网套连接,同时通过自断螺丝将牵引头和倒刺型海缆保护套连接。
7.根据权利要求5所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于,在步骤S3.5中,启动绞车,牵引力不大于自断螺丝的自断力,牵引海缆头的过程中,倒刺型海缆保护套跟随海缆一起移动直到倒刺型海缆保护套被插入到风电机组塔筒筒壁上的海缆入口并卡到海缆入口中不能移动时,在绞车的持续作用下,牵引力逐渐增大,当牵引力大于自断螺丝的自断力时,自断螺丝被拉断,牵引头与倒刺型海缆保护套脱离,牵引头通过牵引网套拉动海缆头在风电机组塔筒内向上移动到风电机组塔筒顶部。
8.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S5中,敷埋海缆的具体方法如下:锚艇根据DGPS定位预先沿海缆埋设路由将牵引锚设置于施工船前方的海底处,施工船上设有牵引绞车,牵引绞车上的牵引钢丝一端系在海中的牵引锚上,启动牵引绞车,牵引钢丝驱动施工船移动,施工船带动埋设机移动,并启动施工船上的高压水泵,高压水泵吸入海水,输水胶管向埋设机的水力犁耙供水,水力犁耙沿着海缆埋设路径通过水力喷射切割海底土体成沟槽,并将海缆置入沟槽中,埋设机后部的雪橇将沟槽抹平,以敷埋海缆。
9.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S6中,回收埋设机的方法如下:海缆敷设至海上升压站附近的预定位置时,关闭牵引绞车与高压水泵,由锚艇协助施工船,运用 DGPS 导航定位将四个定位锚抛放至预定位置以将施工船固定;启动施工船上的起重机,在监测系统的监测下,缓缓将埋设机吊离泥面,并逐渐拆去安装在牵引钢缆上的导缆笼,埋设机及海缆起吊出水面期间,海缆应保持一定张力,防止海缆突然松弛发生打扭;起重机起吊埋设机悬于水面,保持埋设机腹腔口与海缆在同一高度,将海缆从埋设机内取出;最后将埋设机吊至施工船上。
10.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:施工作业条件如下:6级风况、3级海况及以下,能见度大于1km。
11.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S5中,施工船在进行敷埋作业时,施工船前方800米,后方300米以内为禁航区域。
12.根据权利要求1所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:步骤S7中,海上升压站侧海缆终端铺设的具体方法如下:施工船上的布缆机通过退扭架牵引海缆,并将从电动缆盘上退绕的海缆盘放于施工船的甲板上;当退绕的海缆达到海缆终端铺设长度后,在施工船上将海缆截断;在截断后形成的海缆头上使用热缩封头帽进行密封并缠绕防水胶带,并在海缆的预定位置安装中心夹具和弯曲限制器;由潜水员水下检查海上升压站上的J型管入口,若J型管入口已被回淤,则采用空气吸泥装置将J型管入口位置冲吸出足够的空间;潜水员将施工船上的绞车上的钢丝绳的一端从J型管的下口穿入,钢丝绳从J型管上口穿出并绕过升压站门架上的滑轮后与施工船上的海缆头连接;启动绞车,将海缆头穿过J型管向上移动到海上升压站上,此时,中心夹具一侧的导向锥插入并卡在J型管的下口内,弯曲限制器的下段位于海底面上,弯曲限制器处于静态自由弯曲状态;最后,将海缆固定在海上升压站的支架上,完成海上升压站侧海缆终端的铺设。
13.根据权利要求12所述的大长度超高压海缆海底高效安装施工方法,其特征在于:将从电动缆盘上退绕的海缆呈8字形盘放于施工船的甲板上。
14.一种权利要求1至13任一项所述大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,其特征在于:包括埋设机,所述埋设机采用的是HLA-4海底电缆机械埋设机。
15.一种权利要求14所述大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,其特征在于:包括中心夹具,所述中心夹具采用哈弗式结构的中心夹具。
16.一种权利要求14所述大长度超高压海缆海底高效安装施工方法所用的装置,其特征在于:包括弯曲限制器,所述弯曲限制器采用哈弗式结构的弯曲限制器。
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