本发明涉及自升式风电安装起重平台领域，尤其涉及一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统及其方法。
背景技术：
传统结构箱体入泥后脱泥是通过在箱体四角布置动力装置驱动齿轮，动力装置与箱体固定，动力装置的齿轮与桩腿上的齿条啮合带动箱体向上运动，强行将箱体拉出淤泥；
上述方法存在以下缺陷：
1、箱体受力不均匀：主要是由于各桩腿拔离淤泥是所受吸附力不同，致使桩腿拔离淤泥是产生一系列不稳定因素，增加拔桩难度和拔桩过程的危险系数；布置动力装置的四角区域受力，易造成结构变形；
2、出泥时间较长：因为为了保证平台作业稳定性，桩腿通常通过增加入泥深度来保证桩腿稳定性，入泥越深，出泥时淤泥产生的吸附力越大，主船体系统的浮力有限，限制了拔桩速度；
3、拔桩过程中桩腿易卡死：主船体结构尺寸大，桩腿分散在主船体外侧，桩腿拔出高度不一致会导致主船体倾斜，桩腿与主船体产生夹角，进而导致桩腿卡死。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统及其方法，能够解决自升式风电安装平台的下浮体及桩腿脱泥箱体受力不均匀、出泥时间较长、拔桩过程中桩腿易卡死的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统，其创新点在于：包括下浮体、高压水泵组、喷嘴组和高压流道组；所述高压泵组通过高压流道组连接在喷嘴组上；所述喷嘴组设置在下浮体的底端面上；
所述高压流道组具有独立的四组高压流道模块，且四组高压流道模块均匀分布设置在下浮体的下表面内壁上；所述高压水泵组具有四个并联设置的高压水泵单元且每个高压水泵单元连接一组高压流道模块；所述高压流道模块内设置有并联的四根高压流道管单元，且每个高压水泵单元上并联设置有两个支流管道，且每个支流管道连接两根并联的高压流道管单元；
所述喷嘴组具有若干个喷嘴单元，且各喷嘴单元沿着每根高压流道管单元的延伸方向等间距分布设置，所述喷嘴单元的喷口穿出下浮体下表面且喷口周边焊接在下浮体的下表面上，所述喷嘴单元的喷流方向垂直于下浮体的下表面向外喷出；
所述高压水泵单元的输出端均设置有控制阀门，实现四组高压流道模块上的任意一组高压流道模块进行局部喷水或整体喷水。
进一步的，所述喷嘴单元上露出下浮体下表面的喷口周边设置有弧形的喷口保护罩，且喷口保护罩与下浮体的下表面之间焊接并在侧面留有出水的开口。
一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥方法，其创新点在于：具体脱泥方法如下：
s1：间隙注水：打开高压水枪，向连通在下浮体上的喷嘴组注入高压水，且高压水的流量根据下浮体在海床上的支撑面积确定，实现喷嘴组中各喷嘴单元向海床与下浮体之间的间隙之间喷射高压水；
s2：下浮体抬升：保持桩腿位置不动，启动设置在主船体上的抬升机构，按照最大的功率进行预抬升，观察抬升机构的输出功率，若抬升机构的输出功率超过最大功率的80%，下浮体还未提升，则停止下浮体提升，并继续向间隙内注水；若抬升机构在不超过最大输出功率的80%状态下，下浮体抬升离开海床，则停止注水，下浮体按照设定的提升速度进行提升直至下浮体上升至主船体下方设定位置；
s3：桩腿拔出：下浮体上升至设定位置后，调整主船体和下浮体内的压载水量，增加下浮体和主船体的浮力，保持主船体不懂，桩腿在主船体上抬升机构的作用下向上运动，直至桩腿脱泥。
本发明的优点在于：
1）本发明中在桩腿上布置下浮体，平台作业时，下浮体作为支撑增加船体稳性，作业完成后，由于下浮体的存在，船体重力得到很好的分散，拔桩力均匀分散，下浮体上升更稳；入泥面积的增加，相应淤泥对平台的吸附力也更分散且更小，当高压水泵组将水流注入下浮体与淤泥接触面时，平台与淤泥间的接触面减小，吸附力减小，使平台更易脱离淤泥束缚。
2）本发明中喷嘴单元出水可遥控，若出现下浮体部分区域卡死在淤泥内的情况，可单独对问题区域注水，辅助脱泥；喷口周边设置弧形的喷口保护罩，防止淤泥堵塞喷口，同时有引流作用，将水向下的流向改为向侧面，方便水进入下浮体底部与淤泥间隙之间。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统的结构示意图。
图2为本发明的一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统喷嘴单元结构图。
图3至图5本发明的一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统的脱泥状态图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示的一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统，包括下浮体1、高压水泵组2、喷嘴组3和高压流道组4；高压泵组2通过高压流道组4连接在喷嘴组3上；喷嘴组3设置在下浮体1的底端面上。
高压流道组4具有独立的四组高压流道模块，且四组高压流道模块均匀分布设置在下浮体1的下表面内壁上；高压水泵组2具有四个并联设置的高压水泵单元21且每个高压水泵单元21连接一组高压流道模块；高压流道模块内设置有并联的四根高压流道管单元41，且每个高压水泵单元21上并联设置有两个支流管道，且每个支流管道连接两根并联的高压流道管单元41。
喷嘴组3具有若干个喷嘴单元31，且各喷嘴单元31沿着每根高压流道管单元41的延伸方向等间距分布设置，喷嘴单元41的喷口穿出下浮体1下表面且喷口周边焊接在下浮体1的下表面上，喷嘴单元31的喷流方向垂直于下浮体1的下表面向外喷出。
高压水泵单元21的输出端均设置有控制阀门，实现四组高压流道模块上的任意一组高压流道模块进行局部喷水或整体喷水。
喷嘴单元31上露出下浮体下表面的喷口周边设置有弧形的喷口保护罩32，且喷口保护罩32与下浮体1的下表面之间焊接并在侧面留有出水的开口。
一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥方法，具体脱泥方法如下：
s1：间隙注水：打开高压水枪，向连通在下浮体上的喷嘴组注入高压水，且高压水的流量根据下浮体在海床上的支撑面积确定，实现喷嘴组中各喷嘴单元向海床与下浮体之间的间隙之间喷射高压水；
s2：下浮体抬升：保持桩腿位置不动，启动设置在主船体上的抬升机构，按照最大的功率进行预抬升，观察抬升机构的输出功率，若抬升机构的输出功率超过最大功率的80%，下浮体还未提升，则停止下浮体提升，并继续向间隙内注水；若抬升机构在不超过最大输出功率的80%状态下，下浮体抬升离开海床，则停止注水，下浮体按照设定的提升速度进行提升直至下浮体上升至主船体下方设定位置；
s3：桩腿拔出：下浮体上升至设定位置后，调整主船体和下浮体内的压载水量，增加下浮体和主船体的浮力，保持主船体不懂，桩腿在主船体上抬升机构的作用下向上运动，直至桩腿脱泥。
本发明的工作原理是：在桩腿上布置下浮体，平台作业时，下浮体作为支撑增加船体稳性，作业完成后，由于下浮体的存在，船体重力得到很好的分散，拔桩力均匀分散，下浮体上升更稳；入泥面积的增加，相应淤泥对平台的吸附力也更分散且更小，当高压水泵组将水流注入下浮体与淤泥接触面时，平台与淤泥间的接触面减小，吸附力减小，使平台更易脱离淤泥束缚；喷嘴单元出水可遥控，若出现下浮体部分区域卡死在淤泥内的情况，可单独对问题区域注水，辅助脱泥；喷口周边设置弧形的喷口保护罩，防止淤泥堵塞喷口，同时有引流作用，将水向下的流向改为向侧面，方便水进入下浮体底部与淤泥间隙之间。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统，其特征在于：包括下浮体、高压水泵组、喷嘴组和高压流道组；所述高压泵组通过高压流道组连接在喷嘴组上；所述喷嘴组设置在下浮体的底端面上；
所述高压流道组具有独立的四组高压流道模块，且四组高压流道模块均匀分布设置在下浮体的下表面内壁上；所述高压水泵组具有四个并联设置的高压水泵单元且每个高压水泵单元连接一组高压流道模块；所述高压流道模块内设置有并联的四根高压流道管单元，且每个高压水泵单元上并联设置有两个支流管道，且每个支流管道连接两根并联的高压流道管单元；
所述喷嘴组具有若干个喷嘴单元，且各喷嘴单元沿着每根高压流道管单元的延伸方向等间距分布设置，所述喷嘴单元的喷口穿出下浮体下表面且喷口周边焊接在下浮体的下表面上，所述喷嘴单元的喷流方向垂直于下浮体的下表面向外喷出；
所述高压水泵单元的输出端均设置有控制阀门，实现四组高压流道模块上的任意一组高压流道模块进行局部喷水或整体喷水。
2.根据权利要求1所述的一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥系统，其特征在于：所述喷嘴单元上露出下浮体下表面的喷口周边设置有弧形的喷口保护罩，且喷口保护罩与下浮体的下表面之间焊接并在侧面留有出水的开口。
3.一种结构箱体大面积入泥克服吸附力脱泥方法，其特征在于：具体脱泥方法如下：
s1：间隙注水：打开高压水枪，向连通在下浮体上的喷嘴组注入高压水，且高压水的流量根据下浮体在海床上的支撑面积确定，实现喷嘴组中各喷嘴单元向海床与下浮体之间的间隙之间喷射高压水；
s2：下浮体抬升：保持桩腿位置不动，启动设置在主船体上的抬升机构，按照最大的功率进行预抬升，观察抬升机构的输出功率，若抬升机构的输出功率超过最大功率的80%，下浮体还未提升，则停止下浮体提升，并继续向间隙内注水；若抬升机构在不超过最大输出功率的80%状态下，下浮体抬升离开海床，则停止注水，下浮体按照设定的提升速度进行提升直至下浮体上升至主船体下方设定位置；
s3：桩腿拔出：下浮体上升至设定位置后，调整主船体和下浮体内的压载水量，增加下浮体和主船体的浮力，保持主船体不懂，桩腿在主船体上抬升机构的作用下向上运动，直至桩腿脱泥。
技术总结