一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108755786 A(43)申请公布日 2018.11.06

(21)申请号 201810562345.4(22)申请日 2018.05.31

(71)申请人 湖南工程学院

地址 411101 湖南省湘潭市福星东路88号(72)发明人 魏克湘　杨博　宁立伟　耿晓锋　

李学军　周舟　(74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限

公司 31253

代理人 张超宇　冯子玲(51)Int.Cl.

E02D 33/00(2006.01)E02D 31/06(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

CN 108755786 A()发明名称

一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置(57)摘要

本发明公开一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置，包括密封壳体、监测模块和控制模块，所述密封壳体固定于风电桩基基础旁的海床上，所述监测模块在密封壳体内对风电桩基基础的海床冲刷情况进行监测，所述控制模块与监测模块连接，用于控制监测模块的监测角度、监测高度或监测效果。与现有技术相比，本发明提供的海上风电桩基基础的冲刷监测装置无论在往复流还是不定向流中都可以实现监测冲深，由于该冲刷监测装置为实地拍摄，便于了解海床表面的真实情况；适用于多种地形复杂的海域，结构简单，易操作，安装时只需将该冲刷监测装置安装在基桩左右两侧(冲深较大的地方)以及基桩尾部即可，可实现360°、全天候测量，避免冲刷坑带来的危害。

CN 108755786 A

权　利　要　求　书

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1.一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，包括密封壳体(1)、监测模块(2)和控制模块(4)，所述密封壳体(1)固定于风电桩基基础(5)旁的海床上，所述监测模块(2)在密封壳体(1)内对风电桩基基础(5)的海床冲刷情况进行监测，所述控制模块(4)与监测模块(2)连接，用于控制监测模块(2)的监测角度、监测高度或监测效果。

2.根据权利要求1所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述监测模块(2)包括顺次连接的连接杆(21)、支撑台(22)和伸缩组件(23)，所述连接杆(21)上装有照明组件(24)和图像监测组件(25)，所述连接杆(21)和支撑台(22)随伸缩组件(23)的伸缩而升降。

3.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述照明组件(24)和图像监测组件(25)分别通过一旋转组件在连接杆(21)上360°旋转。

4.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述连接杆(21)通过一铰链(26)铰接于支撑台(22)上。

5.根据权利要求4所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述连接杆(21)和支撑台(22)的铰接夹角小于180°。

6.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述伸缩组件(23)包括一伸缩杆(231)和为伸缩杆(231)提供动力的液压伸缩控制件(232)。

7.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述控制模块(4)包括CPU和数据传输组件，所述CPU用于向冲刷监测装置内各模块发出控制指令，所述数据传输组件用于接收监测模块(2)的监测数据并发送至海床表面的监测室。

8.根据权利要求2所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述密封壳体(1)为透明材质，所述冲刷监测装置还包括设于密封壳体(1)外表面的清洁模块(3)，所述清洁模块(3)用于清洗密封壳体(1)外表面。

9.根据权利要求8所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述清洁模块(3)为环形，所述清洁模块(3)套于密封壳体(1)外表面。

10.根据权利要求8所述的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，其特征在于，所述清洁模块(3)与控制模块(4)连接，所述控制模块(4)在监测模块(2)无法获得监测数据时向清洁模块(3)发出清洁指令。

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说　明　书

一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置

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技术领域

[0001]本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置。背景技术

[0002]根据最新数据显示，海上风力发电是一种清洁环保的发电方式，各国都在大力推广，风能发电仅次于水力发电占到全球可再生资源发电量的16％，我国的海上风力机装机容量也逐年增长。在全球高度关注发展低碳经济的语境下，海上风电有成为改变游戏规则的可再生能源电力的潜质。在人口密集的沿海地区，可以快速地建立起吉瓦级的海上风电场，这也使得海上风电可以成为通过经济有效的方式来减少能源生产环节碳排放的重要技术之一。海上风电虽然起步较晚，但是凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，近年来正在世界各地飞速发展。在陆上风电已经在成本上能够与传统电源技术展开竞争的情况下，目前海上风电也正在引发广泛关注，它具有高度依赖技术驱动的特质，已经具备了作为核心电源来推动未来全球低碳经济发展的条件。目前，我国在建与已投产的风电累计发电功率已达到4.44GW，占全球总量的17.95％，稳居世界第三位。

[0003]而海上风电桩基基础是支撑整个海上风力机的关键所在，造价约为在整个海上风力发电装置的14％左右，而海上风力发电机发生的事故多为桩基基础不稳造成的。由于波浪和潮流的作用，海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性产生影响。此外，在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。[0004]由于波浪和潮流的作用，海上风电桩基基础周围的泥沙将会发生冲刷并形成冲坑，冲刷坑将会对桩基基础的稳定性产生影响。在海床表面附近夹杂着泥沙的水流不断冲刷着桩基基础，腐蚀破坏桩基基础表面，严重时会造成海上风力机机组的坍塌。对于桩基基础的冲刷监测，常规方法是水下人工测量，费时费力。发明内容

[0005]本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置，一种适应性广、便于维护的海上风电桩基基础冲刷监测装置，减少海水冲刷对桩基基础的损害。[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：[0007]一种海上风电桩基基础的冲刷监测装置，包括密封壳体、监测模块和控制模块，所述密封壳体固定于风电桩基基础旁的海床上，所述监测模块在密封壳体内对风电桩基基础的海床冲刷情况进行监测，所述控制模块与监测模块连接，用于控制监测模块的监测角度、监测高度或监测效果。

[0008]作为上述技术方案的进一步改进：

[0009]所述监测模块包括顺次连接的连接杆、支撑台和伸缩组件，所述连接杆上装有照明组件和图像监测组件，所述连接杆和支撑台随伸缩组件的伸缩而升降。

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CN 108755786 A[0010]

说　明　书

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所述照明组件和图像监测组件分别通过一旋转组件在连接杆上360°旋转。

[0011]所述旋转组件包括顺次连接的连接板和旋转卡扣，连接板连接在连接杆上，连接卡扣与照明组件或图像监测组件卡接，连接卡扣相对连接板360°旋转。[0012]所述连接杆贯穿旋转组件的连接板，连接板以连接杆为轴绕连接杆进行360°任意旋转。

[0013]所述连接杆通过一铰链铰接于支撑台上。[0014]所述连接杆和支撑台的铰接夹角小于180°。

[0015]所述伸缩组件包括一伸缩杆和为伸缩杆提供动力的液压伸缩控制件。[0016]所述控制模块包括CPU和数据传输组件，所述CPU用于向冲刷监测装置内各模块发出控制指令，所述数据传输组件用于接收监测模块的监测数据并发送至海床表面的监测室。

[0017]所述密封壳体为透明材质，所述冲刷监测装置还包括设于密封壳体外表面的清洁模块，所述清洁模块用于清洗密封壳体外表面。[0018]所述清洁模块为环形，所述清洁模块套设于密封壳体外表面。[0019]所述清洁模块与控制模块连接，所述控制模块在监测模块无法获得监测数据时向清洁模块发出清洁指令。[0020]与现有技术相比，本发明的优势是：无论在往复流还是不定向流中都可以实现监测冲深，由于该冲刷监测装置为实地拍摄，便于了解海床表面的真实情况；适用于多种地形复杂的海域，结构简单，易操作，安装时只需将该冲刷监测装置安装在桩基基础左右两侧(冲深较大的地方)以及桩基基础尾部即可，可实现360°、全天候测量，避免冲刷坑带来的危害。

附图说明

[0021]图1为本发明实施例提供的冲刷监测装置示意图；

[0022]图2为本发明实施例提供的冲刷监测装置监测模块立体图；[0023]图3为本发明实施例提供的冲刷监测装置监测模块侧视图；[0024]图4为本发明实施例提供的冲刷监测装置清洁模块示意图；[0025]图5为本发明实施例提供的冲刷监测装置工作原理图；[0026]其中，1、密封壳体；2、监测模块；21、连接杆；22、支撑台；23、伸缩组件；231、伸缩杆；232、液压伸缩件；24、照明组件；25、图像监测组件；26、铰链；3、清洁模块；31、伸缩管；4、控制模块，5、风电桩基基础。具体实施方式

[0027]以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于本发明。[0028]如图1～图5所示，本实施例的海上风电桩基基础的冲刷监测装置，包括密封壳体1、监测模块2和控制模块4，密封壳体1固定于风电桩基基础5旁的海床上，监测模块2在密封壳体1内对风电桩基基础5的海床冲刷情况进行监测，控制模块4与监测模块2连接，用于控制监测模块2的监测角度、监测高度或监测效果。

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CN 108755786 A[0029]

说　明　书

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本实施例中，监测模块2包括顺次连接的连接杆21、支撑台22和伸缩组件23，连接

杆21上装有照明组件24和图像监测组件25，连接杆21和支撑台22随伸缩组件23的伸缩而升降。

[0030]本实施例中，照明组件24和图像监测组件25分别通过一旋转组件在连接杆21上360°旋转，旋转组件包括顺次连接的连接板和旋转卡扣，连接板连接在连接杆21上，连接卡扣与照明组件24或图像监测组件25卡接，连接卡扣相对连接板360°旋转。[0031]本实施例中，连接杆21贯穿旋转组件的连接板，连接板以连接杆21为轴绕连接杆21进行360°任意旋转。[0032]本实施例中，连接杆21通过一铰链26铰接于支撑台22上。[0033]本实施例中，连接杆21和支撑台22之间的夹角小于180°。[0034]本实施例中，伸缩组件23包括一伸缩杆231和为伸缩杆231提供动力的液压伸缩控制件232。

[0035]本实施例中，控制模块4包括CPU和数据传输组件，CPU用于向冲刷监测装置内各模块发出控制指令，数据传输组件用于接收监测模块2的监测数据并发送至海床表面的监测室。

[0036]本实施例中，密封壳体1为透明材质，冲刷监测装置还包括设于密封壳体1外表面的清洁模块3，清洁模块3用于清洗密封壳体1外表面。[0037]本实施例中，清洁模块3为环形，清洁模块3套设于密封壳体1外表面。[0038]本实施例中，清洁模块3与控制模块4连接，控制模块4在监测模块2无法获得监测数据时向清洁模块3发出清洁指令。[0039]本实施例中，控制模块4的CPU向伸缩管31发出伸缩的指令，使连接在伸缩管31上的清洁模块3相对密封壳体1外表面做往复运动，即可实现清洁模块3上下环绕清洁密封壳体1。

[0040]根据桩基基础周围海床的地理特性，选择需要铺设本装置的地方，一般为半埋于海床上，如出现较大冲刷坑时，直接将装置固定在冲坑内不要做半填埋。[0041]上述内容只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

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图1

图2

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图3

图4

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说　明　书　附　图

图5

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