[发明专利]一种桩靴及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程装备的制造技术领域，尤其涉及一种桩靴及其使用方法。

背景技术

近年来，随着对于能源的需求不断增加，海上风电的开发不断受到重视。自升式风电安装船是应用较广的海上风电安装装置，其特点是利用可以升降的桩腿实现平台的起降。为了适应松软的海底，增大风电安装船的承载能力和稳定性，通常桩腿下部设置桩靴。桩靴一般是打桩过程中加在桩尖上的，一般为钢靴，桩靴的作用有二：一是为了保护桩尖；二是为了打桩方便，因为桩靴的强度很大，容易切入土层中，加上桩靴打入效果很好。

对于带桩靴的自升式风电安装船来说，这其中难度大，危险性高，且作业时间相对较长的环节之一即是拔桩作业。只有充分了解拔桩时各种力的分布与组成，结合地层、海况等诸多因素，才能用最有效的手段与方法来加快拔桩的速度，同时也提高作业的安全性。但目前带桩靴的桩腿普遍存在拔桩困难的问题，从而影响自升式风电安装船的生产效率。

发明内容

为克服现有技术中带桩靴的桩腿存在拔桩困难的问题，本发明提供一种便于拔桩的桩靴及其使用方法。

一种桩靴，包括导向杆、底板、连杆、活塞缸、撑板座和撑板，所述活塞缸包括活塞、活塞杆和复位弹簧，所述复位弹簧顶端与所述活塞缸内侧上部固定连接，所述复位弹簧的底端与所述活塞的顶面固定连接，所述活塞的底面与所述活塞杆的顶端固定连接，其特征在于：所述活塞缸固定密封在桩腿内部，所述活塞杆底端与所述底板、所述导向杆依次固定连接，所述底板与所述连杆、所述撑板及所述撑板座之间依次传动连接，所述撑板座固定在所述桩腿上。

所述活塞缸的上下端设有气孔。

所述活塞缸的下端为圆锥形。

所述活塞缸与所述活塞杆之间设有密封圈。

所述底板带动连杆驱动撑板。

所述撑板绕所述撑板座上下摆动。

所述连杆和所述撑板可对称设置多个。

一种如上所述的桩靴的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、沉桩时，所述桩靴为闭合状态，所述桩靴下沉过程中，所述底板受海水阻力，带动所述活塞缸内的所述连杆和所述活塞杆向上运动；

步骤二、所述连杆驱动所述撑板绕所述撑板座向上摆动，由竖直状态摆动至水平状态，所述活塞杆带动所述活塞压缩所述复位弹簧；

步骤三、所述桩靴到达海底，所述导向杆、所述底板、所述连杆插入海底，所述撑板与所述海底接触，所述桩靴为张开状态；

步骤四、拔桩时，所述桩靴为张开状态，所述桩靴拔出过程中，所述活塞缸内的所述复位弹簧推动所述活塞、所述活塞杆向下移动；

步骤五、所述活塞杆驱动所述底板、所述连杆、所述导向杆向下运动，从而驱动所述撑板绕所述撑板座向下摆动，由水平状态摆动至竖直状态，所述导向杆、所述底板、所述连杆离开海底。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种桩靴及其使用方法，沉桩时，利用安装在桩腿下方的底板，因海底的阻碍作用通过连杆推动四周的撑板张开，增大桩腿与海底的接触面积，提高桩腿的稳定性；拔桩时，利用活塞缸内的复位弹簧，推动活塞、活塞杆及底板一起下移，通过连杆带动撑板向内摆动，减小拔桩阻力，拔桩方便，提高生产效率。活塞缸下端设计成圆锥形，防止砂石堵塞，圆锥体具有一定的高度，还可起到限位的作用，防止复位弹簧过载，整体结构简单紧凑，使用方便。

附图说明

图1是桩靴处于张开状态示意图；

图2是桩靴处于闭合状态示意图；

图3是撑板座示意图；

图4是撑板示意图。

图中标号：1-导向杆、2-底板、3-连杆、4-桩腿、5-活塞杆、6-活塞、7-复位弹簧、8-活塞缸、9-撑板座、10-撑板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。