一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，包括固定框架，在固定框架上設(shè)有可左右擺動(dòng)的操作桿，其特征在于：還包括：自動(dòng)釋放裝置，與固定框架固定連接，由自動(dòng)釋放裝置接收來自母船的控制信號，自動(dòng)釋放裝置根據(jù)該控制信號將聯(lián)動(dòng)桿拉向另一邊；至少兩個(gè)側(cè)推，分別位于固定框架在長度方向上的前、后兩端；水下攝像設(shè)備，固定在固定框架上，由水下攝像設(shè)備將固定框架及水泥塊的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)影像傳遞回母船。本實(shí)用新型可以節(jié)約施工時(shí)間，提供施工精度，提供作業(yè)安全。
【專利說明】一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于施放海底護(hù)纜重塊的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于某些海底地質(zhì)較硬，或者有管線交越等情況無法將海纜或海底管線沖埋至海床以下，裸露的海纜或海底管線極易因各種海洋活動(dòng)而產(chǎn)生故障，因此，采用在未能埋設(shè)的海纜或海底管線上覆蓋水泥塊的方式，可以達(dá)到保護(hù)未能埋設(shè)的海纜或海底管線的目的。
[0003]結(jié)合圖1，傳統(tǒng)的在海纜或海底管線上覆蓋水泥塊的方式為:首先將水泥塊(通常規(guī)格為6000mmX2000mmX200mm)綁扎在綁帶上，綁帶上有多個(gè)綁帶扣，將綁帶扣掛載在固定框架I上，從而實(shí)現(xiàn)了水泥塊與固定框架I的連接固定，再通過母船2上的A型架或吊車3將帶有水泥塊的框架I一起釋放到海底。等到水泥塊完全壓在海纜或海底管線4上面或高度滿足釋放條件后，使用水下機(jī)器人5拉動(dòng)固定框架I上的釋放機(jī)構(gòu)，綁帶上的綁帶扣脫離固定框架I，水泥塊就施放到了海纜或海底管線4上；再利用A型架或吊車3將固定框架I起吊，最后回收到船上。在整個(gè)施放過程中，固定框架I上沒有動(dòng)力裝置，自身也沒有觸發(fā)釋放機(jī)構(gòu)的裝置，因此最后釋放的動(dòng)作需要由水下機(jī)器人5完成，而綁有水泥塊的固定框架I和水下機(jī)器人5極易受到水流的影響，需要移動(dòng)母船2從而移動(dòng)固定框架I的位置，并且需要水下機(jī)器人5輔助配合，監(jiān)控固定框架I在水下的動(dòng)態(tài)，完成施放操作。此外，固定框架I上也不具備攝像頭和信標(biāo)，無法精確確定自身位置，需要借用水下機(jī)器人5的攝像頭確定相互位置關(guān)系從而確定固定框架I及水泥塊的位置，過程十分繁雜。然而，由于水下機(jī)器人5帶有多個(gè)推進(jìn)器，槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶起的海底泥沙對水下能見度的影響非常大，不可避免得影響到了最后施放水泥塊的精度。由此而見，整個(gè)施放過程涉及的操作繁雜，部門眾多，仍不能精確控制水泥塊施放的位置。
[0004]若采用上述的施放方式在80米水深處施放重塊，取決于不同的海況和水下能見度，通常施放一次需要耗時(shí)3-6小時(shí)。以最順利的情況為例，在用時(shí)3小時(shí)的整個(gè)施放過程中，需要花費(fèi)大約40分鐘時(shí)間利用水下機(jī)器人及信標(biāo)調(diào)整施放框架的位置；重塊施放到海床以后，還需要水下機(jī)器人檢查最終施放位置，這個(gè)過程又將耗費(fèi)約30分鐘，待一切檢查、數(shù)據(jù)都符合客戶代表要求后，才可以回收固定框架，進(jìn)行下一次的重塊施放工作。而當(dāng)海況受限時(shí)，水下機(jī)器人則不得不等待約90分鐘直到能見度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行最終的檢查。由此可見，對于傳統(tǒng)的施放框架，水下機(jī)器人的配合施工、等待能見度(水下機(jī)器人側(cè)推打起的泥沙對能見度影響很大)等各種輔助性操作占了總施工時(shí)間的約40%。需要注意的是，這些時(shí)間并不包括母船移動(dòng)的時(shí)間，移動(dòng)母船需要多系統(tǒng)配合，借助船上的動(dòng)力定位系統(tǒng)(簡稱為DP系統(tǒng))，通過多個(gè)側(cè)推來改變母船的位置。又由于DP系統(tǒng)的精度限制，往往耗費(fèi)大量時(shí)間卻仍達(dá)不到預(yù)期的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于施放海底護(hù)纜重塊的系統(tǒng)以節(jié)約施放時(shí)間。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，包括固定框架，在固定框架上設(shè)有可左右擺動(dòng)的操作桿，由操作桿帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿水平移動(dòng)，聯(lián)動(dòng)桿帶動(dòng)多根插銷同時(shí)聯(lián)動(dòng)，所有插銷的一端均插入固定框架內(nèi)，用于綁扎水泥塊的綁帶上的每個(gè)綁帶扣分別掛載在各自的插銷上，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿擺向一邊后，所有插銷的另一端均插入固定框架內(nèi)，固定框架帶動(dòng)綁帶及綁帶上的水泥塊移動(dòng)，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿擺向另一邊后，所有插銷的另一端均脫離固定框架，各個(gè)綁帶扣通過相應(yīng)的插銷的另一端與固定框架間的間隙脫離固定框架，其特征在于:還包括:
[0007]自動(dòng)釋放裝置，與固定框架固定連接，由自動(dòng)釋放裝置接收來自母船的控制信號，自動(dòng)釋放裝置根據(jù)該控制信號將聯(lián)動(dòng)桿拉向另一邊，使得各個(gè)綁帶扣通過相應(yīng)的插銷的另一端與固定框架間的間隙脫離固定框架；
[0008]至少兩個(gè)側(cè)推，分別位于固定框架在長度方向上的前、后兩端，由母船上的工作人員操作相應(yīng)側(cè)推動(dòng)作，使得固定框架移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)；
[0009]水下攝像設(shè)備，固定在固定框架上，由水下攝像設(shè)備將固定框架及水泥塊的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)影像傳遞回母船，母船上的工作人員根據(jù)該實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)影像控制自動(dòng)釋放裝置及側(cè)推動(dòng)作。
[0010]優(yōu)選地，還包括固定在所述固定框架上的水下定位裝置，由水下定位裝置將所述固定框架在水下的實(shí)時(shí)位置及深度信息反饋回母船。
[0011]優(yōu)選地，所述水下定位裝置包括一個(gè)回聲探測儀及至少一個(gè)定位信標(biāo)。
[0012]優(yōu)選地，所述定位信標(biāo)有兩個(gè)，分別固定在所述固定框架長度方向上的前、后兩端。
[0013]優(yōu)選地，所述自動(dòng)釋放裝置包括固定在所述固定框架上的油缸，油缸的工作端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拉動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿擺向另一邊，由油缸驅(qū)動(dòng)電路控制油缸動(dòng)作，油缸驅(qū)動(dòng)電路位于固定在所述固定框架上的密封的電子艙內(nèi)，油缸驅(qū)動(dòng)電路與位于母船上的自動(dòng)釋放裝置控制單元相連。
[0014]優(yōu)選地，每個(gè)所述側(cè)推由一個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，所有液壓馬達(dá)連接馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元位于固定在所述固定框架上的密封的電子艙內(nèi)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元與位于母船上的馬達(dá)控制單元相連。
[0015]優(yōu)選地，所述水下攝像設(shè)備包括至少兩個(gè)水下攝像頭，至少在所述固定框架長度方向上的前、后兩端均布置有至少一個(gè)水下攝像頭，所有水下攝像頭均連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元位于固定在所述固定框架上的密封的電子艙內(nèi)，數(shù)據(jù)采集單元與位于母船上的視頻顯示單元相連。
[0016]本實(shí)用新型在原有固定框架的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)釋放裝置、側(cè)推、水下攝像設(shè)備及水下定位裝置，使其具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]I)利用自身所攜帶的水下攝像設(shè)備和/或水下定位裝置觀測固定框架及水泥塊在水下的動(dòng)態(tài)，確立精確位置，可以節(jié)省至少30%的施工時(shí)間；
[0018]2)水泥塊的施放位置主要由船舶控制，受水流的影響，目前，母船上配備的DP2系統(tǒng)可以將母船的位置定位在目標(biāo)位置的0.5米的范圍內(nèi)，通常情況下，水泥塊的最終施放位置與預(yù)計(jì)位置的偏差需要控制在I米內(nèi)，即水泥塊受水流影響造成的偏差需要小于0.5米。本實(shí)用新型通過側(cè)推對固定框架在水下的位置進(jìn)行微調(diào)，使得固定框架在水平位置寬度方向上可以移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，由水下攝像設(shè)備和/或水下定位裝置及時(shí)反饋固定框架在水下的位置，這樣就可以做到及時(shí)定位、及時(shí)微調(diào)，提高了水泥塊的施放精度。
[0019]3)節(jié)省了施工時(shí)間，所帶來最直接的效果便是節(jié)省了燃油的消耗，通常在啟動(dòng)DP系統(tǒng)進(jìn)行輔助操作的狀態(tài)下，取決于不同的海況，某型號船舶的每小時(shí)耗油約為18-24T，則每施放一次重塊，就可省油20噸，節(jié)省油耗不僅可以節(jié)省運(yùn)營成本，還可以將對環(huán)境的影響降到最低。
[0020]4)傳統(tǒng)水泥塊施放需要使用水下機(jī)器人，水下機(jī)器人通過一根長長的信號電纜在與母船相連，而在水中，信號電纜極易與不明的電纜、纜繩纏繞，除了花費(fèi)時(shí)間解開纏繞外，嚴(yán)重的還被母船的螺旋槳或側(cè)推槳葉打到，損壞信號電纜并造成水下機(jī)器人誤工?；蛘咄蝗会尫诺乃鄩K上的綁帶纏繞到水下機(jī)械人機(jī)械手導(dǎo)致水下機(jī)械人損壞。類似的事故都會(huì)導(dǎo)致水泥塊不能正確釋放，并對水下管線產(chǎn)生順壞風(fēng)險(xiǎn)并發(fā)潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供的系統(tǒng)由于不包含水下機(jī)器人，信號電纜被纏繞的風(fēng)險(xiǎn)消除，水泥塊沖擊性釋放的可能性消除，安全性能也隨之提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為傳統(tǒng)水泥塊施放方式的示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型提供的海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)的俯視圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型提供的海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)的正視圖；
[0024]圖4為利用本實(shí)用新型提供的海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)進(jìn)行水泥塊施放的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0026]結(jié)合圖2及圖3，本實(shí)用新型提供的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)包括固定框架1，在固定框架I上設(shè)有可左右擺動(dòng)的操作桿6，由操作桿6帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿7水平移動(dòng)，聯(lián)動(dòng)桿7帶動(dòng)多根插銷8同時(shí)聯(lián)動(dòng)，所有插銷8的一端均插入固定框架I內(nèi)，用于綁扎水泥塊的綁帶上的每個(gè)綁帶扣分別掛載在各自的插銷8上，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿7擺向一邊后，所有插銷8的另一端均插入固定框架I內(nèi)，固定框架I帶動(dòng)綁帶及綁帶上的水泥塊移動(dòng)，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿7擺向另一邊后，所有插銷8的另一端均脫離固定框架1，各個(gè)綁帶扣通過相應(yīng)的插銷8的另一端與固定框架I間的間隙脫離固定框架I。
[0027]以上提到的結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型創(chuàng)造性地在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了以下設(shè)備:
[0028]第一、自動(dòng)釋放裝置，包括固定在固定框架I上的油缸11，油缸11的工作端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拉動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿7擺向另一邊，由油缸驅(qū)動(dòng)電路控制油缸11動(dòng)作,油缸驅(qū)動(dòng)電路位于固定在固定框架I上的密封的電子艙13內(nèi)，油缸驅(qū)動(dòng)電路與位于母船2上的自動(dòng)釋放裝置控制單元相連，自動(dòng)釋放裝置控制單元通常放置在母船2的控制室內(nèi)。
[0029]第二、兩個(gè)側(cè)推9、10，側(cè)推9與側(cè)推10分別固定在固定框架I長度方向上的前、后兩端，側(cè)推9與側(cè)推10的安裝位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離固定框架I的旋轉(zhuǎn)中心，從而能夠獲得較大的力臂，使得通過側(cè)推9與側(cè)推10推動(dòng)固定框架I旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)效率能夠得到提高。側(cè)推9與側(cè)推10分別由一個(gè)液壓馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，液壓馬達(dá)12連接位于電子艙13內(nèi)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元位于電子艙13內(nèi)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元與位于母船2上的馬達(dá)控制單元相連，馬達(dá)控制單元通常放置在母船2的控制室內(nèi)。
[0030]第三、水下攝像設(shè)備，包括分別固定在固定框架I長度方向上前、后兩端的水下攝像頭14與水下攝像頭15，水下攝像頭14及水下攝像頭15均連接位于電子艙13內(nèi)的數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元與位于母船2上控制室的視頻顯示單元相連。
[0031]第四、水下定位裝置，包括回聲探測儀16及兩個(gè)定位信標(biāo)17、18，兩個(gè)定位信標(biāo)17,18分別固定在固定框架I長度方向上的前、后兩端，由回聲探測儀16及兩個(gè)定位信標(biāo)17、18將固定框架I在水下的實(shí)時(shí)位置及深度信息反饋回母船2。
[0032]結(jié)合圖4，采用本實(shí)用新型提供的海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)進(jìn)行重塊施放的作業(yè)流程為:
[0033]第一步、將水泥塊綁扎在綁帶上，綁帶上有多個(gè)綁帶扣，將綁帶扣掛載在固定框架I的各個(gè)插銷8上，將聯(lián)動(dòng)桿7擺向一邊后，所有插銷8的另一端均插入固定框架I內(nèi)，固定框架I可以帶動(dòng)綁帶及綁帶上的水泥塊移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了水泥塊與固定框架I的連接固定;
[0034]第二步、通過母船2上的A型架或吊車3將帶有水泥塊的框架I 一起釋放到海底，在釋放過程中，通過回聲探測儀16及兩個(gè)定位信標(biāo)17、18實(shí)時(shí)監(jiān)測到的固定框架I在水下的位置及深度，或者通過水下攝像頭14與水下攝像頭15拍攝到的固定框架I的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像來判斷固定框架I的位置是否需要微調(diào)，若需要微調(diào)，則啟動(dòng)相應(yīng)的側(cè)推9或側(cè)推10，使得固定框架I在水平位置的寬度方向上移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)，由回聲探測儀16及兩個(gè)定位信標(biāo)17、18或水下攝像頭14與水下攝像頭15及時(shí)反饋固定框架I的水下的位置信息，做到及時(shí)定位、及時(shí)微調(diào)。
[0035]第三步、待水泥塊完全壓在海纜或海底管線4上面或高度滿足釋放條件后，工作人員向自動(dòng)釋放裝置給出信號，自動(dòng)釋放裝置將聯(lián)動(dòng)桿7拉向另一邊后，所有插銷8的另一端均脫離固定框架1，各個(gè)綁帶扣通過相應(yīng)的插銷8的另一端與固定框架I間的間隙脫離固定框架I，水泥塊就施放到了海纜或海底管線4上；再利用A型架或吊車3將固定框架I起吊，最后回收到母船2上。
【權(quán)利要求】
1.一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，包括固定框架(I)，在固定框架(I)上設(shè)有可左右擺動(dòng)的操作桿(6)，由操作桿(6)帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿(7)水平移動(dòng)，聯(lián)動(dòng)桿(7)帶動(dòng)多根插銷(8)同時(shí)聯(lián)動(dòng)，所有插銷(8)的一端均插入固定框架(I)內(nèi)，用于綁扎水泥塊的綁帶上的每個(gè)綁帶扣分別掛載在各自的插銷(8)上，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿(7)擺向一邊后，所有插銷(8)的另一端均插入固定框架(I)內(nèi)，固定框架(I)帶動(dòng)綁帶及綁帶上的水泥塊移動(dòng)，當(dāng)聯(lián)動(dòng)桿(7)擺向另一邊后，所有插銷(8)的另一端均脫離固定框架(1)，各個(gè)綁帶扣通過相應(yīng)的插銷(8)的另一端與固定框架(I)間的間隙脫離固定框架(1)，其特征在于:還包括與固定框架(I)固定連接的自動(dòng)釋放裝置，自動(dòng)釋放裝置根據(jù)來自母船(2)的控制信號將聯(lián)動(dòng)桿(7)拉向另一邊；至少兩個(gè)側(cè)推(9、10)，分別位于固定框架(I)在長度方向上的前、后兩端；水下攝像設(shè)備，固定在固定框架(I)上，由水下攝像設(shè)備將固定框架(I)及水泥塊的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)影像傳遞回母船(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:還包括固定在所述固定框架(I)上的水下定位裝置，由水下定位裝置將所述固定框架(I)在水下的實(shí)時(shí)位置及深度信息反饋回母船(2)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:所述水下定位裝置包括一個(gè)回聲探測儀(16)及至少一個(gè)定位信標(biāo)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:所述定位信標(biāo)有兩個(gè)，分別固定在所述固定框架(I)長度方向上的前、后兩端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:所述自動(dòng)釋放裝置包括固定在所述固定框架(I)上的油缸(11),油缸(11)的工作端通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拉動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿(7)擺向另一邊，由油缸驅(qū)動(dòng)電路控制油缸(11)動(dòng)作，油缸驅(qū)動(dòng)電路位于固定在所述固定框架(I)上的密封的電子艙(13 )內(nèi)，油缸驅(qū)動(dòng)電路與位于母船(2 )上的自動(dòng)釋放裝置控制單元相連。
6.如權(quán)利要求1所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:每個(gè)所述側(cè)推(9、10)由一個(gè)液壓馬達(dá)(12)驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，所有液壓馬達(dá)(12)連接馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元位于固定在所述固定框架(I)上的密封的電子艙(13)內(nèi)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)單元與位于母船(2)上的馬達(dá)控制單元相連。
7.如權(quán)利要求1所述的一種海底護(hù)纜重塊施放系統(tǒng)，其特征在于:所述水下攝像設(shè)備包括至少兩個(gè)水下攝像頭(14、15)，至少在所述固定框架(I)長度方向上的前、后兩端均布置有至少一個(gè)水下攝像頭(14、15)，所有水下攝像頭(14、15)均連接數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元位于固定在所述固定框架(I)上的密封的電子艙(13)內(nèi)，數(shù)據(jù)采集單元與位于母船(2)上的視頻顯示單元相連。
【文檔編號】F16L3/04GK204004793SQ201420191018
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】金慰慈, 裘忠良, 王愛強(qiáng) 申請人:中英海底系統(tǒng)有限公司