[发明专利]用于海上结构的安装和/或运输的辅助浮动系统及包括该系统的方法

说明书

本发明涉及用于海上结构(2)的安装、运输或维修的辅助浮动系统(1)，所述结构(2)包括至少一个基本上垂直的杆状物(4)，其中所述辅助浮动系统(1)包括：至少一个浮动元件(5)，其在海上结构(2)的安装过程期间保持半潜式；至少一个联接结构(7)，其连接至所述浮动元件(5)；以及导向元件(9)，其固定至联接结构(7)并与杆状物(4)滑动接触。有利地，辅助浮动系统(1)和杆状物(4)之间的滑动接触使得它允许辅助浮动系统(1)和所述杆状物(4)之间是基本上垂直的相对运动，从而在安装海上结构(2)期间，所述结构下沉而辅助浮动系统(1)保持与表面基本上相同的水平。

技术领域

本发明涉及用于安装基座和/或海上塔建筑的辅助浮动系统，例如用于在海上安装混凝土伸缩式风力发电机塔。本发明的主要应用领域是土木建筑行业，特别是塔和/或基座的组装，以及可再生或绿色能源行业，特别是海上风能。本发明还可以应用于海上结构的传输和/或维修操作。

背景技术

在海洋土木建筑领域，目前已知使用辅助浮动结构或船舶的目的在于实施重的和/或大量结构的海上安装和/或运输，例如海洋基座和风力机塔架。大多数所述辅助结构由具有用于这些类型操作的特殊特征的大型驳船或船舶组成，除了它们的可用性非常小之外，其使用还通常需要极高的成本，并且它们只能在非常特定和有利的天气条件下操作。

例如，EP 2597027 A1号专利申请描述了一种包括浮动结构和工程船的系统，其中浮动结构包括配备有凸缘的部分，使得它可以装配在形成所述船的一部分的紧固部中。一旦浮动结构连接至工程船，就可以进行安装和维修任务。本发明的问题在于，除了使用的高成本和具有这些特征的船的有限可用性，浮动结构通过固定装置保持固定，使得在某些条件下难以安装或不可能安装。

另外，已知具有用于容纳海上结构的空间的不同类型的驳船的存在，更具体地是待运输和/或安装的海上风力涡轮机塔架。它们之中大多数具有U形形状或由固定金属梁连接的两个平行结构组成，例如WO 2010028762 A1号专利申请中所描述的内容。这些解决方案也存在其大尺寸和由此产生的辅助浮动结构的高成本的主要问题，以及基于风力涡轮机塔架的类型对其中每一个的特定设计的需要，如同EP 2905217 A1号文件中所描述的驳船那样。此外，这些类型的解决方法通常与高度或垂直连接元件相关联，辅助浮动元件通过该高度或垂直连接元件支撑辅助结构的至少一部分重量。这些类型的元件连同相应的连接和断开过程降低了所述解决方案的有效性并增加了成本。

用于大型结构的许多海上定位或运输系统还包括使用大的可伸展的垂直金属柱，用于在安装期间靠在海床上，例如WO2008071861A1和WO2009153530A1号专利申请中描述的系统，这进一步增加了所述定位或运输的总成本。

另一方面，GB 2501459A号专利申请中所描述的系统也是已知的，其特别设计为用于夹克式海上平台的运输和安装。然而，所述系统通常用于不能自己浮动的结构，从而它们需要使用两个辅助性元件或结构来起作用，其中一个用于为该结构提供浮力，另一个则改善其稳定性。另外，前述应用中所述的系统包括主结构和辅助浮动结构之间的多个连接元件，其中所述连接是以刚性且安全的方式进行，从而将浮动支撑的垂直力传输至主结构，正因为如此这有助于其浮动。虽然这种方法对于非浮动结构的运输和安装是必要的(如GB2501459 A中的情况)，但这是安装自浮式结构的一个缺点，因为它需要在锚固主结构之前卸载或部分移除浮动系统。这增加了安装方法的复杂性和额外步骤，从而影响了工作和维护时间，并且涉及与其相关的额外成本。

最后，WO2014073956A1号专利申请描述了一种用于运输和安装完全组装和竖立的风力涡轮机塔架的结构，其包括固定装置、容纳区域和门结构。在这种情况下，辅助浮动结构连接并固定至风力涡轮机的子结构。因此，虽然整个组件可以以垂直方式移动以将风力涡轮机安装和固定在其最终位置，但是该解决方案不允许辅助浮动结构和风力涡轮机塔架之间的相对运动，从而使安装操作变困难。额外地，这些类型的结构专门设计用于安装和运输完全组装的张力腿平台(TLP)风力涡轮机塔架，使得它们在其他类型的海上结构中的使用变得不可能或非常困难。