專利名稱：設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船及船體固定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海底油管搶險(xiǎn)作業(yè)設(shè)備，特別是一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船及船體固定方法。
背景技術(shù)：
海底管道是海上油氣田開發(fā)不可或缺的生命線工程，自1973年我國(guó)鋪設(shè)第一條海底管道以來(lái)，海底管道建設(shè)速度逐年加快。海底管道工作環(huán)境惡劣，存在管內(nèi)油氣腐蝕、管外波流沖刷、第三方作業(yè)撞擊和拖網(wǎng)等危險(xiǎn)因素，隨著海底管道公里數(shù)增加及服役年限增長(zhǎng)，海底管道破裂泄漏風(fēng)險(xiǎn)逐年增大。近年來(lái)海底管道事故頻發(fā)，給我國(guó)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。例如，1996年南?；葜萦吞锖５坠艿辣粷O船拖網(wǎng)拉斷；2000年渤海渤西海底管道被船錨拖拉損傷泄漏；2006年埕島油田中心一號(hào)至海三站海底輸油管線穿孔泄漏；2007年中海油湛江分公司東方1-1海底管道斷裂等。 眾所周知，不管是出現(xiàn)何種事故，都需要有人員和設(shè)備，都需要在第一時(shí)間把搶險(xiǎn)、堵漏的設(shè)備和人員運(yùn)送到出事海區(qū)，目前，國(guó)內(nèi)一些海上應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)構(gòu)雖配備了海上應(yīng)急搶險(xiǎn)船、水下管道干式維修艙、水下機(jī)器人等應(yīng)急裝備。然而，目前上述應(yīng)急搶險(xiǎn)船和裝備在灘海、極淺海海底管道泄漏應(yīng)急搶險(xiǎn)中適用性差。其原因是，在水深不足3米的灘海區(qū)域，這些區(qū)域漲潮為海、退潮為灘，如果該區(qū)域海底管道發(fā)生破壞泄漏事故，存在由于灘涂土體承載力低，陸地運(yùn)輸車輛下不去，而由于水深不夠又使得大型搶險(xiǎn)船只不能靠近，致使海上應(yīng)急裝備進(jìn)不來(lái)的現(xiàn)實(shí)情況，即使一些小型船能到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，但其無(wú)法固定，也不能有效、安全地卸載搶險(xiǎn)設(shè)備和人員。綜上所述，在目前淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)中，搶險(xiǎn)裝備、物資及人員不能及時(shí)有效送達(dá)事故發(fā)生地。同時(shí)在事故發(fā)生地缺少穩(wěn)定性好、安全性高的搶險(xiǎn)工作平臺(tái)，現(xiàn)有的大型船只容易擱淺，而小型船只受環(huán)境因素影響明顯，存在船體不穩(wěn)定、不安全的隱患，并且運(yùn)載能力有限。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種適合于淺灘海區(qū)進(jìn)行搶險(xiǎn)作業(yè)的搶險(xiǎn)作業(yè)船及船體固定方法。本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題是通過設(shè)置在船體上的插拔樁裝置的插樁，將船體穩(wěn)固在淺灘海區(qū)，以卸下?lián)岆U(xiǎn)設(shè)備和人員，以及相應(yīng)物資；搶險(xiǎn)完畢后，通過插拔樁裝置的起樁而使船體解除固定并自由航行。而固定后的搶險(xiǎn)船體甲板就是一個(gè)可靠的作業(yè)平臺(tái)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過下面的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，具有一作業(yè)船，在該作業(yè)船船體甲板上開設(shè)有供樁體插拔的貫穿孔，在貫穿孔上沿處的船體甲板上固定連接有一中空的吊裝桁架，吊裝桁架內(nèi)吊放有豎直樁體，樁體頂部與吊裝系統(tǒng)相鉤掛，在樁體外表面對(duì)稱側(cè)縱向設(shè)置有齒條，與齒條相嚙合的是驅(qū)動(dòng)樁體縱向往復(fù)移動(dòng)并致使樁體插入或拔出海床的升降機(jī)構(gòu)。參見圖I。通過上述技術(shù)方案可以明顯看出本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和積極的技術(shù)效果，通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與樁體上的齒條嚙合，就可把豎直的樁體插入海床并把船體牢固地固定在搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的海灘上，解決了因水深變化及風(fēng)浪影響導(dǎo)致的搶險(xiǎn)船搖擺不定，既不能安全有效地裝卸物資和人員，又不能有效地保證船體上搶險(xiǎn)維修設(shè)備和人員正常、高效地工作的問題。不僅滿足了搶險(xiǎn)物資和人員的運(yùn)送，而且可以在惡劣海況下將搶險(xiǎn)船穩(wěn)固在搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)，安全、高效地卸下物資及人員。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)即可使樁體從海床中拔出，而使船體解除固定并能自由航行。本發(fā)明所要進(jìn)一步解決的技術(shù)問題是，為了更有效地保證樁體更容易、更快速的插入海床或從海床中拔出，進(jìn)一步提高工作效率、節(jié)省準(zhǔn)備工作時(shí)間、使船體的穩(wěn)定性更可靠。本發(fā)明采取了下述技術(shù)手段。
在前述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，將樁體設(shè)計(jì)成具有下端開口的空心體，在樁體上端設(shè)有與一充壓系統(tǒng)相連通的進(jìn)氣孔。船體上開設(shè)的供相對(duì)應(yīng)樁體插拔的貫穿孔為2至4個(gè)，較佳為3至4個(gè)。參見圖4、圖7和圖8。通過上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明供樁體插置的貫穿孔及與樁體相配套的吊裝系統(tǒng)、升降機(jī)構(gòu)及充壓系統(tǒng)是兩個(gè)或兩個(gè)以上。如設(shè)置成兩個(gè)，可在船體前后各設(shè)置一套；或三個(gè)，即呈三角形布局；或四個(gè)，在船體前后各設(shè)置兩套。當(dāng)然，設(shè)置三個(gè)或四個(gè)效果較佳、穩(wěn)定性更好。無(wú)論設(shè)置幾個(gè)，其所要解決的技術(shù)問題都是為了防止船體在風(fēng)浪作用下產(chǎn)生搖擺和不穩(wěn)定，以提高樁固的效果，保證船體在搶險(xiǎn)作業(yè)區(qū)的穩(wěn)定和安全。而充壓系統(tǒng)和下開口空心樁體的設(shè)計(jì)及相應(yīng)配合，可以提高插樁或拔樁的施工效率，縮短船體固定或解除固定的作業(yè)時(shí)間。當(dāng)空心下開口樁體插入海床后，海床的泥沙是充填在樁體的空腔中，如圖4，可以使樁體(相當(dāng)于船的腳)插入海床后的穩(wěn)定性、牢固度進(jìn)一步提高，保證船體工作平臺(tái)的穩(wěn)定性、可靠性及安全性。在插樁作業(yè)時(shí)，充壓系統(tǒng)可以向樁體內(nèi)腔抽壓而形成負(fù)壓，達(dá)到一定負(fù)壓值后啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行插樁作業(yè)，由于負(fù)壓作用，樁體可以更順暢、更快插入海床，同時(shí)，可適當(dāng)減少升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力消耗和驅(qū)轉(zhuǎn)阻力，特別是這種負(fù)壓可以使樁體產(chǎn)生吸附力而進(jìn)一步提高樁體的穩(wěn)定性和牢固性。當(dāng)需要拔樁作業(yè)時(shí)，可以通過充壓系統(tǒng)向樁體內(nèi)部充壓，以使樁體內(nèi)腔體壓力大于外部壓力，其壓差所產(chǎn)生的軸向膨脹作用力對(duì)空心樁體產(chǎn)生向上的推頂力，可以增加升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)樁體拔出時(shí)的整體作用力，使拔樁效率更高?，F(xiàn)將本發(fā)明更詳細(xì)的技術(shù)方案介紹如下升降機(jī)構(gòu)固定在船體的滑道上，升降機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)的傳動(dòng)件、受傳動(dòng)件驅(qū)轉(zhuǎn)的升降齒輪所組成，升降齒輪與空心樁體對(duì)稱側(cè)焊接的縱向齒條相嚙合，升降齒輪、傳動(dòng)件中的各傳動(dòng)輪的輪軸均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支撐座中，各支撐座均設(shè)置在吊裝桁架的相應(yīng)位置處。參見圖I和圖6。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)又由驅(qū)動(dòng)電機(jī)及套裝在其輸出軸上的皮帶輪或鏈輪組成，傳動(dòng)件是皮帶或鏈條。參見圖I。在升降齒輪上方的吊裝桁架上對(duì)稱設(shè)置有與圓筒形樁體外表面上固定的齒條相卡鉤或脫開的固定器，固定器呈L狀，其一端與吊裝桁架通過螺栓鎖固，其拐角處與吊裝桁架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；吊裝桁架的底部設(shè)有連接板，并通過連接螺栓與船體固定。參見圖I。固定器呈L形銳角狀，在固定器一端的螺栓拔出后，該固定器可沿其拐角處的轉(zhuǎn)動(dòng)連接點(diǎn)轉(zhuǎn)出脫離與樁體的鉤掛，或轉(zhuǎn)入并將其一端通過螺栓鎖固實(shí)現(xiàn)與樁體的鉤掛。參見圖I。設(shè)置固定器的目的是在樁體靜止吊放狀態(tài)下，起鉤掛和定位樁體的作用，即防止其在非工作狀態(tài)擺轉(zhuǎn)，配合吊裝系統(tǒng)進(jìn)行定位。例如拔樁作業(yè)結(jié)束后，可以將固定器轉(zhuǎn)入實(shí)現(xiàn)與樁體外齒條進(jìn)行鉤卡，插拔樁體作業(yè)時(shí)，應(yīng)先把固定器轉(zhuǎn)出并脫離掛鉤。在與樁體外部縱向齒條徑向相錯(cuò)90度位置的吊裝桁架對(duì)應(yīng)側(cè)部位各連接有一組或一組以上的限位輪，限位輪的自由端的輪體與樁體外周表面相滾動(dòng)接觸。限位輪設(shè)置的作用是為了防止樁體在工作狀態(tài)或非工作狀態(tài)下的徑向擺動(dòng)，限位 輪與固定器在樁體非工作狀態(tài)起到徑向定位的作用。限位輪與升降齒輪在樁體進(jìn)行插拔樁的工作狀態(tài)下還起到徑向定位導(dǎo)向的作用。參見圖6。所述吊裝桁架上還設(shè)置有與升降機(jī)構(gòu)共用同一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的吊裝系統(tǒng)，吊裝系統(tǒng)由卷繞輪、驅(qū)動(dòng)卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、纏繞在卷繞輪上的鋼絲繩及轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在吊裝桁架上的定滑輪構(gòu)成，卷繞輪上的鋼絲繩的自由端繞過定滑輪及定滑輪下方的一動(dòng)滑輪后與定滑輪栓固，動(dòng)滑輪上的吊鉤與空心樁體上端的吊環(huán)相鉤掛或脫開；其中，所述升降齒輪與吊裝系統(tǒng)的卷繞輪同軸，并設(shè)置有用以分離卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)和升降齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的離合器。參見圖I和圖9。吊裝系統(tǒng)的作用是在插樁前將樁體沉放到海床表面。充壓系統(tǒng)由安裝在船體上的壓力泵、依次連接在壓力泵上的控制閥、壓力表、放空閥及充壓軟管構(gòu)成，充壓軟管另一端通過樁體頂部進(jìn)氣孔處安裝的控制閥與樁體的進(jìn)氣孔相連通。參見圖4。中空的吊裝桁架底部設(shè)置有連接板，連接板上開設(shè)有螺栓孔，吊裝桁架通過連接螺栓與船體甲板連接。參見圖3。本發(fā)明進(jìn)一步提供了設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船的船體固定的方法，該方法包括插樁作業(yè)和拔樁作業(yè)，其插樁作業(yè)步驟依次為插樁準(zhǔn)備、吊裝樁體、對(duì)樁體抽壓、進(jìn)行插樁；其拔樁作業(yè)步驟依次為拔樁準(zhǔn)備，對(duì)樁體充壓、進(jìn)行拔樁、將樁體復(fù)位。其具體步驟為插樁準(zhǔn)備將吊裝系統(tǒng)的動(dòng)滑輪及吊鉤連接到樁體的吊環(huán)上，轉(zhuǎn)出固定器，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)使鋼絲繩產(chǎn)生一定預(yù)緊力后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使升降齒輪與樁體齒條分離，打開充壓系統(tǒng)控制閥。吊裝樁體啟動(dòng)吊裝系統(tǒng)緩慢下放樁體，當(dāng)樁體不再下沉?xí)r關(guān)閉吊裝系統(tǒng)，反向移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使升降齒輪與樁體齒條咬合，將動(dòng)滑輪的吊鉤與吊環(huán)分尚。對(duì)樁體抽壓；連接充壓系統(tǒng)與樁體，啟動(dòng)壓力泵，抽出樁體內(nèi)空氣使其呈負(fù)壓，壓力表顯示到預(yù)定值后開始插樁作業(yè)。進(jìn)行插樁開啟升降機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，升降齒輪帶動(dòng)樁體齒條往下運(yùn)動(dòng)，樁體緩慢進(jìn)入海床，當(dāng)樁體承載力到達(dá)預(yù)定值后，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，關(guān)閉充壓系統(tǒng)，關(guān)閉控制閥，將樁體與充壓軟管分離。拔樁準(zhǔn)備連接充壓系統(tǒng)與樁體，打開控制閥，打開放空閥使氣體進(jìn)入樁體，當(dāng)樁體內(nèi)呈常壓時(shí)關(guān)閉放空閥，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪帶動(dòng)船體下降到水面后關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)。對(duì)樁體充壓?jiǎn)?dòng)充壓系統(tǒng)，壓力泵往樁體內(nèi)壓入空氣，當(dāng)壓力表顯示達(dá)到預(yù)定值后開始拔粧作業(yè)。進(jìn)行拔樁啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪通過齒條帶動(dòng)樁體往上運(yùn)行，樁體緩慢向上拔起，當(dāng)樁體快到海床表面時(shí)關(guān)閉充壓系統(tǒng)。樁體復(fù)位繼續(xù)提升樁體，當(dāng)樁體達(dá)到設(shè)定位置時(shí)關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，將固定器轉(zhuǎn)入與齒條鉤卡，分離樁體與充壓軟管。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖I吊裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖I中吊裝桁架的立體結(jié)構(gòu)圖。圖4是圖I中充壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖I中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖6是圖I中升降機(jī)構(gòu)和限位輪安裝位置的俯視圖。圖7是圖I中供樁體設(shè)置船體貫穿孔位置的俯視圖。圖8是圖I中供樁體設(shè)置船體貫穿孔位置的另一實(shí)施例的俯視圖。圖9是本發(fā)明的升降機(jī)構(gòu)和吊裝系統(tǒng)共用同一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的局部俯視放大圖。圖中主要零部件標(biāo)號(hào)及對(duì)應(yīng)部件名稱I樁體2吊裝桁架201 連接板 202 連接螺栓3驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 4傳動(dòng)件5傳動(dòng)輪6鋼絲繩7定滑輪8動(dòng)滑輪81吊鉤9吊環(huán)10壓力泵12壓力表13放空閥14充壓軟管11、15 控制閥17傳動(dòng)輪16、18 升降齒輪 19齒條20、21 限位輪22固定器23船體231貫穿孔232 滑道24海床25卷繞輪26離合器
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I至附圖8對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，具有一作業(yè)船，在該作業(yè)船船體23甲板上開設(shè)有供樁體I插拔的貫穿孔231，在貫穿孔231上沿處的船體甲板上固定連接有一中空的吊裝桁架2，吊裝桁架2內(nèi)吊放有豎直樁體1，樁體I頂部與吊裝系統(tǒng)相鉤掛，在樁體外表面縱向?qū)ΨQ側(cè)設(shè)置有齒條19，與齒條19相嚙合的是驅(qū)動(dòng)樁體I縱向往復(fù)移動(dòng)并致使樁體I插入或拔出海床24的升降機(jī)構(gòu)。參見圖I。在前述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，將樁體I設(shè)置成具有下端開口的空心體，在樁體I上設(shè)有與充壓系統(tǒng)相連通的進(jìn)氣孔，船體上開設(shè)的供相對(duì)應(yīng)樁體插拔的貫穿孔231為2至4個(gè)，較佳為3至4個(gè)。參見圖I、圖7和圖8。升降機(jī)構(gòu)固定在船體的滑道232上(如圖9)，升降機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)的傳動(dòng)件4、受傳動(dòng)件驅(qū)轉(zhuǎn)的升降齒輪16、18所組成，升降齒輪16、18與空心樁體I對(duì)稱側(cè)焊接的縱向齒條19相嚙合，升降齒輪16、18、傳動(dòng)件4中的傳動(dòng)輪5、17的輪軸均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支撐座(圖中未示)中，各支撐座均設(shè)置在如圖3的吊裝桁架2的相應(yīng)位置處。參見圖I。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3又由驅(qū)動(dòng)電機(jī)及套裝在其輸出軸上的傳動(dòng)輪5 (皮帶輪或鏈輪)組成， 傳動(dòng)件4是鏈條或皮帶。參見圖I。在升降齒輪16、18上方的吊裝桁架2上對(duì)稱設(shè)置有與圓筒形樁體外表面上固定的齒條19相卡鉤或脫開的固定器22，固定器呈L狀，其一端與吊裝桁架2通過螺栓鎖固，其拐角處與吊裝桁架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。參見圖I。固定器22呈L形銳角狀，在固定器22 —端的螺栓拔出后，該固定器22可沿其拐角處的轉(zhuǎn)動(dòng)連接點(diǎn)轉(zhuǎn)出脫離與樁體I的鉤掛，或轉(zhuǎn)入并將其一端通過螺栓鎖固實(shí)現(xiàn)與樁體的鉤掛。在與樁體外部縱向齒條19徑向相錯(cuò)90度位置的吊裝桁架對(duì)稱側(cè)各連接有一組或一組以上的限位輪20、21，限位輪的自由端的輪體與樁體I外周表面相滾動(dòng)接觸。參見圖6。吊裝系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)，一般由卷繞輪25、驅(qū)動(dòng)卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、纏繞于卷繞輪25上的鋼絲繩6及轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在吊裝桁架上的定滑輪7構(gòu)成，卷繞輪25上的鋼絲繩6的自由端繞過定滑輪7及定滑輪下方的一動(dòng)滑輪8后與定滑輪7栓固，動(dòng)滑輪8上的吊鉤81與空心樁體I上端吊環(huán)9相鉤掛。參見圖I、圖2。較佳地，請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D9，每個(gè)樁I的吊裝系統(tǒng)和升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)是共用的。由于吊裝系統(tǒng)工作時(shí)間和升降系統(tǒng)的工作時(shí)間是獨(dú)立的。因此，吊裝系統(tǒng)的卷繞輪25和升降齒輪16同軸布置，卷繞輪25的軸與升降齒輪軸之間還安裝有離合器26。當(dāng)離合器26處于分離狀態(tài)下，只有升降機(jī)構(gòu)工作；當(dāng)?shù)跹b系統(tǒng)工作時(shí)，離合器26處于接觸狀態(tài)下，升降齒輪16帶動(dòng)卷繞輪25工作，此時(shí)，升降機(jī)構(gòu)已經(jīng)通過滑道232與樁體I的齒條脫開(如圖9中的虛線所示)，不影響樁體的垂直下放。其中，整個(gè)升降機(jī)構(gòu)是安裝在船體23上的滑道232上，所以其可以沿滑道232橫向位移一段距離(如圖9中箭頭所示)，位移后可實(shí)現(xiàn)升降齒輪16、18與齒條19脫開或進(jìn)入嚙合狀態(tài)。吊裝系統(tǒng)的作用是在插樁前將樁體沉放到海床表面。充壓系統(tǒng)由安裝在船體上的壓力泵10、連接在壓力泵10上充壓軟管14、及串接在充壓軟管14進(jìn)氣口與壓力泵10之間的壓力表12、控制閥11、15、放空閥13構(gòu)成。參見圖I及圖4。中空的吊裝桁架2底部設(shè)置有連接板201，連接板上開設(shè)有螺栓孔，吊裝桁架通過連接螺栓202與船體甲板連接。本發(fā)明的相關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)一步詳述如下
當(dāng)需要插樁作業(yè)時(shí)，可先將固定器22 —端的螺栓卸掉，此時(shí)L形固定器能沿其拐角處的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)出以脫離對(duì)齒條19的卡鉤，然后通過吊裝系統(tǒng)，將樁體由靜止?fàn)顟B(tài)下放至海床表面。關(guān)閉并分離吊裝系統(tǒng)，將升降機(jī)構(gòu)沿滑道232移動(dòng)，使升降齒輪16、18推入與齒條19嚙合。此時(shí)，開啟充壓系統(tǒng)對(duì)樁體內(nèi)部實(shí)施抽壓，達(dá)到一定值后，關(guān)閉壓力泵10、控制閥11、15，將充壓軟管14與樁體分離。以便保持其負(fù)壓狀態(tài)，以利于升降機(jī)構(gòu)反向轉(zhuǎn)動(dòng)、實(shí)施插樁作業(yè)。整個(gè)過程參見圖I、圖2、圖4和圖5。充壓系統(tǒng)的工作過程是在正式進(jìn)行拔樁作業(yè)前，先行開啟控制閥11、15，開啟放空閥13，使樁體內(nèi)進(jìn)氣而由負(fù)壓變?yōu)槌海缓箝_啟壓力泵10，對(duì)樁體內(nèi)部進(jìn)行充壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪16、18轉(zhuǎn)動(dòng)并與齒條19嚙合，逐漸撥頂樁體從海床24中拔出，在樁體拔出過程中，由于樁體內(nèi)腔壓力對(duì)海床的推頂作用，促使樁體拔出時(shí)阻力減少、速度加快。當(dāng)樁體接近拔出時(shí)，可關(guān)閉充壓系統(tǒng)。當(dāng)然當(dāng)樁體達(dá)到一定壓力值后，也可關(guān)閉充壓系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種船體固定的方法，該方法包括插樁作業(yè)和拔樁作業(yè)，其插樁作業(yè)步驟依次為插樁準(zhǔn)備、吊裝樁體、對(duì)樁體抽壓、進(jìn)行插樁；其拔樁作業(yè)步驟依次為拔樁準(zhǔn)備，對(duì)樁體充壓、進(jìn)行拔樁、將樁體復(fù)位。參見圖I、圖2及圖4、圖5。上述船體的固定方法，其具體步驟為插樁準(zhǔn)備將吊裝系統(tǒng)的動(dòng)滑輪8及吊鉤81連接到吊環(huán)9上，轉(zhuǎn)出固定器22，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)3使鋼絲繩6產(chǎn)生一定預(yù)緊力后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將升降機(jī)構(gòu)沿船體23的滑道232移動(dòng)，使升降齒輪16、18與樁體齒條分尚，打開充壓系統(tǒng)控制閥11。吊裝樁體啟動(dòng)吊裝系統(tǒng)緩慢下放樁體1，當(dāng)樁體I不再下沉?xí)r關(guān)閉吊裝系統(tǒng)，將升降機(jī)構(gòu)沿船體23的滑道232反向移動(dòng)，使升降齒輪16、18與樁體I齒條19咬合，將動(dòng)滑輪8及吊鉤81與吊環(huán)9分尚。對(duì)樁體抽壓；連接充壓系統(tǒng)與樁體1，啟動(dòng)壓力泵10，抽出樁體I內(nèi)空氣使其負(fù)壓，壓力表顯示到預(yù)定值(抽壓預(yù)定值根據(jù)海床土的性質(zhì)決定，一般情況下抽負(fù)壓為-O. 096Mpa)后開始插樁作業(yè)。進(jìn)行插樁開啟升降機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，升降齒輪16、18帶動(dòng)樁體齒條往下運(yùn)動(dòng)，樁體緩慢進(jìn)入海床24，當(dāng)樁體承載力到達(dá)預(yù)定值后，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，關(guān)閉充壓系統(tǒng)，關(guān)閉控制閥11，將樁體I與充壓軟管14分尚。拔樁準(zhǔn)備連接充壓系統(tǒng)與樁體I，打開控制閥11，打開放空閥13使氣體進(jìn)入樁體1，當(dāng)樁體I內(nèi)由負(fù)壓轉(zhuǎn)為常壓時(shí)關(guān)閉放空閥13，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪帶動(dòng)船體23下降到水面后關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)。對(duì)樁體充壓?jiǎn)?dòng)充壓系統(tǒng)，壓力泵10往樁I體內(nèi)壓入空氣，當(dāng)壓力表12顯示達(dá)到預(yù)定值(打壓時(shí)的壓力數(shù)值應(yīng)視圓筒樁的承壓能力而定，打壓時(shí)候不能超過圓筒樁體額定承壓壓力的70% )后開始拔樁作業(yè)。進(jìn)行拔樁啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪通過齒條帶動(dòng)樁體I往上運(yùn)行，樁體I緩慢向上拔起，當(dāng)樁體快到海床24水面時(shí)關(guān)閉充壓系統(tǒng)。樁體復(fù)位繼續(xù)提升樁體1，當(dāng)樁體I達(dá)到設(shè)定位置時(shí)關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，裝上固定器22,分尚樁體I與充壓軟管14。在本發(fā)明實(shí)施插拔樁作業(yè)的過程中，船體是一直浮在水面上的，其吃水深度會(huì)隨著樁體的插入和拔出而變化。由于船上的幾個(gè)樁體可以同時(shí)進(jìn)行插拔樁作業(yè)，遂保證了船體的穩(wěn)定性。 以上所舉僅為本發(fā)明示意性的部分實(shí)施例，并非用以限制本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)包括在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，具有一作業(yè)船，其特征在于在該作業(yè)船船體甲板上開設(shè)有供樁體插拔的貫穿孔，在貫穿孔上沿處的船體甲板上固定連接有一中空的吊裝桁架，吊裝桁架內(nèi)吊放有豎直樁體，在樁體外表面對(duì)稱側(cè)縱向設(shè)置有齒條，與齒條相嚙合的是驅(qū)動(dòng)樁體縱向往復(fù)移動(dòng)并致使樁體插入或拔出海床的升降機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，將樁體設(shè)置成具有下端開口的空心體，在樁體頂部設(shè)有與一充壓系統(tǒng)相連通的進(jìn)氣孔，船體上開設(shè)的供相對(duì)應(yīng)樁體插拔的貫穿孔為2至4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，升降機(jī)構(gòu)固定在船體的滑道上，升降機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連動(dòng)的傳動(dòng)件、受傳動(dòng)件驅(qū)轉(zhuǎn)的升降齒輪所組成，升降齒輪與空心樁體對(duì)稱側(cè)焊接的縱向齒條相嚙合，升降齒輪、傳動(dòng)件中的各傳動(dòng)輪的輪軸均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在支撐座中，各支撐座均設(shè)置在吊裝桁架的相應(yīng)位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)又由驅(qū)動(dòng)電機(jī)及套裝在其輸出軸上的皮帶輪或鏈輪組成，傳動(dòng)件是皮帶或鏈條。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，在升降齒輪上方的吊裝桁架上對(duì)稱設(shè)置有與圓筒形樁體外表面上固定的齒條相卡鉤或脫開的固定器，固定器呈L狀，其一端與吊裝桁架通過螺栓鎖固，其拐角處與吊裝桁架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；吊裝桁架的底部設(shè)有連接板，并通過連接螺栓與船體固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，固定器呈L形銳角狀，在固定器一端的螺栓拔出后，該固定器能沿其拐角處的轉(zhuǎn)動(dòng)連接點(diǎn)轉(zhuǎn)出脫離與樁體的鉤掛，或轉(zhuǎn)入并將其一端通過螺栓鎖固實(shí)現(xiàn)與樁體的鉤掛。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，在與樁體外部縱向齒條徑向相錯(cuò)90度位置的吊裝桁架對(duì)稱側(cè)各連接有一組或一組以上的限位輪，限位輪的自由端的輪體與樁體外周表面相滾動(dòng)接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，所述吊裝桁架上還設(shè)置有與升降機(jī)構(gòu)共用同一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的吊裝系統(tǒng)，吊裝系統(tǒng)由卷繞輪、驅(qū)動(dòng)卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、纏繞在卷繞輪上的鋼絲繩及轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在吊裝桁架上的定滑輪構(gòu)成，卷繞輪上的鋼絲繩的自由端繞過定滑輪及定滑輪下方的一動(dòng)滑輪后與定滑輪栓固，動(dòng)滑輪上的吊鉤與空心樁體上端的吊環(huán)相鉤掛或脫開；其中，所述升降齒輪與吊裝系統(tǒng)的卷繞輪同軸，并設(shè)置有用以分離卷繞輪轉(zhuǎn)動(dòng)和升降齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的離合器。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，其特征在于，充壓系統(tǒng)由安裝在船體上的壓力泵、依次連接在壓力泵上的控制閥、壓力表、放空閥及充壓軟管構(gòu)成，充壓軟管另一端通過樁體頂部進(jìn)氣孔處安裝的控制閥與樁體的進(jìn)氣孔相連通。
10.一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船的固定方法，該方法包括插樁作業(yè)和拔樁作業(yè)，其插樁作業(yè)步驟依次為插樁準(zhǔn)備、吊裝樁體、對(duì)樁體抽壓、進(jìn)行插樁；其拔樁作業(yè)步驟依次為拔樁準(zhǔn)備，對(duì)樁體充壓、進(jìn)行拔樁、將樁體復(fù)位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的搶險(xiǎn)作業(yè)船的船體固定方法，其具體作業(yè)步驟為 插樁準(zhǔn)備將吊裝系統(tǒng)的動(dòng)滑輪及吊鉤連接到樁體的吊環(huán)上，轉(zhuǎn)出固定器，開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)使鋼絲繩產(chǎn)生一定預(yù)緊力后關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使升降齒輪與樁體上齒條分離，打開充壓系統(tǒng)控制閥； 吊裝樁體啟動(dòng)吊裝系統(tǒng)緩慢下放樁體，當(dāng)樁體不再下沉?xí)r關(guān)閉吊裝系統(tǒng)，反向移動(dòng)升降機(jī)構(gòu)使升降齒輪與樁體齒條咬合，將動(dòng)滑輪及吊鉤與吊環(huán)分離； 對(duì)樁體抽壓；連接充壓系統(tǒng)與樁體，啟動(dòng)壓力泵，抽出樁體內(nèi)空氣使其負(fù)壓，壓力表顯示到預(yù)定值后開始插樁作業(yè)； 進(jìn)行插樁開啟升降機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，升降齒輪帶動(dòng)樁體齒條往下運(yùn)動(dòng)，樁體緩慢進(jìn)入海床，當(dāng)樁體承載力到達(dá)預(yù)定值后，關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，關(guān)閉充壓系統(tǒng)，關(guān)閉控制閥，將樁體與充壓軟管分離； 拔樁準(zhǔn)備連接充壓機(jī)構(gòu)與樁體，打開控制閥，打開放空閥使氣體進(jìn)入樁體，當(dāng)樁體內(nèi)由負(fù)壓轉(zhuǎn)為常壓時(shí)關(guān)閉放空閥，啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪帶動(dòng)船體下降到水面后關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)； 對(duì)樁體充壓?jiǎn)?dòng)充壓系統(tǒng)，壓力泵往樁體內(nèi)壓入空氣，當(dāng)壓力表顯示達(dá)到預(yù)定值后開始拔樁作業(yè)； 進(jìn)行拔樁啟動(dòng)升降機(jī)構(gòu)，升降齒輪通過齒條帶動(dòng)樁體往上運(yùn)行，樁體緩慢向上拔起， 當(dāng)樁體快到海床泥面時(shí)關(guān)閉充壓系統(tǒng)； 樁體復(fù)位繼續(xù)提升樁體，當(dāng)樁體達(dá)到設(shè)定位置時(shí)關(guān)閉升降機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)入固定器并與樁體上齒條鉤卡，分離樁體與充壓軟管。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種設(shè)置有插拔樁裝置的淺灘海區(qū)搶險(xiǎn)作業(yè)船，具有一作業(yè)船，在該作業(yè)船船體甲板上開設(shè)有供樁體插拔的貫穿孔，在貫穿孔上沿處的船體甲板上固定連接有一中空的吊裝桁架，吊裝桁架內(nèi)吊放有豎直樁體，在樁體外表面對(duì)稱側(cè)縱向設(shè)置有齒條，與齒條相嚙合的是驅(qū)動(dòng)樁體縱向往復(fù)移動(dòng)并致使樁體插入或拔出海床的升降機(jī)構(gòu)。通過設(shè)置在船體上的插拔樁裝置的插樁，將船體穩(wěn)固在淺灘海區(qū)，以卸下?lián)岆U(xiǎn)設(shè)備和人員，以及相應(yīng)物資；搶險(xiǎn)完畢后，通過插拔樁裝置的起樁而使船體解除固定并自由航行。而固定后的搶險(xiǎn)船體甲板就是一個(gè)可靠的作業(yè)平臺(tái)。
文檔編號(hào)B63B21/50GK102815374SQ201210313918
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者胡家順, 孫文勇, 牛蘊(yùn), 趙永濤, 魏振強(qiáng), 蔣宇, 李娜, 李佳宜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院