CN101786496B - 深水定向钻孔及钢缆回拖装置 - Google Patents

Abstract

一种水下工程机械技术领域的深水定向钻孔及钢缆回拖装置，储泥机构和底座相连，立柱固定设置在底座的端部，框盖设置在立柱的顶端，外壳包覆于底座和框盖之间，螺旋锚依附在立柱上，液压机构、钻机机构、测量控制机构和吹除机构都设置在底座上，测量控制机构分别与钻机机构和液压机构相连以传输信号，液压机构分别与储泥机构、吹除机构和钻机机构相连，钻机机构和储泥机构相连。本发明可以使操作人员在水面母船上方便的实现深水定向钻孔及钢缆回拖，大大的缩短攻千斤的时间，也降低了潜水员的劳动强度和危险性，为高质量的完成打捞沉船工作奠定了的基础。

Description

深水定向钻孔及钢缆回拖装置

技术领域

本发明涉及的是一种打捞机械技术领域的装置，尤其涉及的是一种深水定向钻孔及钢缆回拖装置。

技术背景

近年来，随着水路运输的不断增加，沉船事件屡有发生，如何快速、安全和有效的对沉船进行打捞，最大限度的降低由此所造成的损失，成为了当务之急。在沉船打捞技术中，如何在沉船底下穿钢丝就是一项关链的技术，该技术也称为穿千斤。攻打千斤洞是沉船打捞中一项至关重要的工作，传统的攻打千斤洞的方法是潜水员在水下用高压水和高压空气在沉船一侧打一个超过沉船船底的深坑，然后潜水员人工用攻泥器横向穿过船底。不但耗费潜水员大量的人力，而且危险重重，经常出现塌方等危险状况，另外，水中的压力随着水深而增加，若沉船位置水深较大，受人体生理条件限制，人工穿千斤的工作将不能展开。

目前陆地定向钻孔技术在埋设光缆、电缆、煤气管道和自来水管道铺设等领域已经得到了广泛应用，该技术在陆地施工领域已经趋于成熟，如何将陆地定向钻技术应用的水下已经非常迫切。

经对现有技术的检索发现，中国文献：《液压气动与密封》，第一期(总第91期)2002年2月，徐宝富等发表了《沉船打捞技术方案的分析与研究》，该技术提出了将陆地定向钻安放在密封工作舱内，使定向钻主机在良好的工作环境下运行，而工作杆穿过舱壁在水中工作，工作人员在舱内进行接杆操作。该技术从理论上解决了将陆地定向钻移植水下的困难，可以实现水下攻打千斤洞的施工愿望。但是实际工程中，在较深的水域，一个体积较大的干舱对舱壁的强度要求是巨大的，厚重的舱壁会使该干舱笨重不堪，另外钻杆在穿出舱壁处的密封技术目前尚无法解决。

到目前为止，尚无对如何进行深水定向钻孔和如何实现钢缆回拖装置的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种深水定向钻孔及钢缆回拖装置，可以使操作人员在水面的母船上通过操作台方便的实现水下定向钻孔及钢缆回拖，大大的缩短攻千斤的时间，也降低了潜水员的劳动强度并且降低了危险性，为高质量的完成打捞沉船工作奠定了良好的基础。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：外壳、至少一个底座、若干个立柱、框盖、螺旋锚、储泥机构、测量控制机构、液压机构、吹除机构和钻机机构，其中：储泥机构和底座相连，立柱固定设置在底座的端部，框盖设置在立柱的顶端，外壳包覆于底座和框盖之间，螺旋锚依附在立柱上，液压机构、钻机机构、测量控制机构和吹除机构都设置在底座上，测量控制机构分别与钻机机构和液压机构相连以传输信号，液压机构分别与储泥机构、吹除机构和钻机机构相连，钻机机构和储泥机构相连。

所述的储泥机构包括：储泥罐、浓泥浆泵和稀释混合器，其中：储泥罐设置在底座内的中空部分，浓泥浆泵设置在底座的内部，稀释混合器设置在底座上，储泥罐和浓泥浆泵相连，浓泥浆泵分别与液压机构、钻机机构和稀释混合器相连。

所述的吹除机构包括：浮泥吹除器和吹除器水泵，其中：浮泥吹除器设置在底座两侧，吹除器水泵设置在底座上，浮泥吹除器和吹除器水泵相连，吹除器水泵和液压机构相连。

所述的钻机机构包括：盘卷钻杆、绞车、电滑环、钻向钻角调整器、钻杆推拉机、钻头和探测器，其中：盘卷钻杆盘卷设置在绞车上，绞车固定在底座上，电滑环设置在绞车上，液压机构和电滑环相连，盘卷钻杆和浓泥浆泵相连，钻向钻角调整器和测量控制机构相连，钻向钻角调整器设置在底座上，钻杆推拉机分别与盘卷钻杆和钻向钻角调整机相连，钻头设置在外壳外，钻头上设有探测器，探测器和测量控制机构相连。

本发明工作时，先由母船甲板的泥浆搅拌器输送浓泥浆储泥机构，然后将本装置吊放至海底指定位置。当测量控制机构指示高度合适的时候打开吹除机构，吹除海底浮泥，母船吊放系统将本装置进一步下放坐底。坐底平稳后，螺旋锚启动钻进坚实的泥土中将整个装置固定在水下沉船边。钻机机构调节钻进角度，做好钻进准备，储泥机构启动，浓泥浆被抽出，并与海水混合加压后注入钻机机构，钻机机构进行海底钻进，测量控制机构进行钻进方向和角度的控制，钻进轨迹可在母船监控。钻进完成后，辅助潜水器员可以完成钢缆连接和回拖。作业完成后，收回螺旋锚，整个装置起吊，移船，至下一个施工地点。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明可以使操作人员在水面的母船上通过操作台方便的实现水下定向钻孔及钢缆回拖，大大的缩短攻千斤的时间，也降低了潜水员的劳动强度并且降低了危险性，为高质量的完成打捞沉船工作奠定了良好的基础。利用定向钻头替代潜水员进行水下穿钢丝绳，不仅可以改善打捞人员的安全性、提高打捞的工作效率，并有着极为广阔的发展前景。

附图说明

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施。给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2和图3所示：本实施例包括：外壳(图中未显示)、两个底座1、四个立柱2、框盖3、螺旋锚4、储泥机构5、测量控制机构6、液压机构7、吹除机构8和钻机机构9，其中：两个底座1呈靴形，在最底层，底座1中空，在两个底座1之间设有平台，以便各个机构的布置。储泥机构5和底座1相连，四个立柱2固定设置在每个底座1的端部，框盖3设置在立柱2的顶端，底座1和框盖3之间包覆有外壳，螺旋锚4依附在立柱2的卡槽内，测量控制机构6设于底座1的平台上，测量控制机构6分别与钻机机构9和液压机构7相连以传输信号，液压机构7也设置在底座1上，液压机构7分别与储泥机构5、吹除机构8和钻机机构9相连，吹除机构8设置在底座1上，部分在外壳内，钻机机构9和储泥机构5相连，钻机机构9设置在底座1上，部分在外壳外。在立柱2的顶端设有吊点10，方便整个装置的悬挂。

储泥机构5包括：储泥罐11、浓泥浆泵12和稀释混合器13，其中：储泥罐11设置在底座1内的中空部分，浓泥浆泵12在底座1的内部，稀释混合器13在底座1上，储泥罐11和浓泥浆泵12相连，浓泥浆泵12分别与钻机机构9和稀释混合器13连接。储泥罐11为柔性材料制成，柔性储泥罐11使得浓泥浆被抽出时自动由海水压缩减小体积，这样的设计使得整个装置不会因为浓泥浆的抽出过大的变化自身的重力、浮力，利于整个系统的平稳工作。柔性储泥罐11的设计提高了储泥机构5的可靠性。

吹除机构8包括：浮泥吹除器14和吹除器水泵15，其中：浮泥吹除器14设置在底座1的两侧，吹除器水泵15和浮泥吹除器14相连，吹除器水泵15设置在底座1上，吹除器水泵15与液压机构7相连。浮泥吹除器14上设有若干个喷口且较均匀的布置于装置的底部。

钻机机构9包括：盘卷钻杆16、绞车17、电滑环18、钻向钻角调整器19、钻杆推拉机20、钻头21和探测器22，其中：盘卷钻杆16盘卷设置在绞车17上，绞车17固定在底座1上，电滑环18设置在绞车17上，液压机构7和电滑环18相连，盘卷钻杆16与浓泥浆泵12相连，钻向钻角调整器19与测量控制机构6相连，钻向钻角调整器19设置在底座1上，钻杆推拉机20分别与盘卷钻杆16和钻向钻角调整器19相连，钻头21设置在外壳外，钻头21上设有探测器22，探测器22和测量控制机构6相连。

本装置工作时，首先装置停放着母船甲板上，由位于母船甲板的泥浆搅拌器输送浓泥浆至柔性储泥罐11，当柔性储泥罐11达到最大储量的时候由母船的吊车吊放下水，装置由母船吊车下放至海底指定位置。下放时，装置利用搭载的USBL(Ultra-ShortBaseline超短基线)信标进行定位，同时利用前视声纳对周围进行扫描，当安装在测量控制机构6内的高度计指示的高度合适的时候打开吹除机构8，吹除海底浮泥，母船吊放系统将本装置进一步下放坐底，并实时的利用触地传感器监控触地情况。坐底平稳后螺旋锚4启动钻进坚实的泥土中将整个装置固定在水下沉船边。钻机机构9调节钻进角度，做好钻进准备，储泥机构5启动，浓泥浆被抽出，并与海水混合，经浓泥浆泵12加压后注入盘卷钻杆16。钻机机构9推进钻杆，进行海底钻进。钻头21上探测器22探测钻头21位置，测量控制机构6进行钻进方向控制，钻进轨迹可在母船监控。钻进完成后，气泡寻的系统启动，辅助潜水器员寻找到钻头21，并完成钢缆连接和回拖。作业完成后，收回螺旋锚4，整个装置起吊，移船，至下一个施工地点。

Claims (3)

1.一种深水定向钻孔及钢缆回拖装置，其特征在于：包括：外壳、至少一个底座、若干个立柱、框盖、螺旋锚、储泥机构、测量控制机构、液压机构、吹除机构和钻机机构，所述钻机机构包括：盘卷钻杆、绞车、电滑环、钻向钻角调整器、钻杆推拉机、钻头和探测器，其中，盘卷钻杆盘卷设置在绞车上，绞车固定在底座上，电滑环设置在绞车上，液压机构和电滑环相连，盘卷钻杆和浓泥浆泵相连，钻向钻角调整器和测量控制机构相连，钻向钻角调整器设置在底座上，钻杆推拉机分别与盘卷钻杆和钻向钻角调整器相连，钻头设置在外壳外，钻头上设有探测器，探测器和测量控制机构相连；储泥机构和底座相连，立柱固定设置在底座的端部，框盖设置在立柱的顶端，外壳包覆于底座和框盖之间，螺旋锚依附在立柱上，液压机构、钻机机构、测量控制机构和吹除机构都设置在底座上，测量控制机构分别与钻机机构和液压机构相连以传输信号，液压机构分别与储泥机构、吹除机构和钻机机构相连，钻机机构和储泥机构相连。

2.根据权利要求1所述的深水定向钻孔及钢缆回拖装置，其特征是，所述的储泥机构包括：储泥罐、浓泥浆泵和稀释混合器，其中：储泥罐设置在底座内的中空部分，浓泥浆泵设置在底座的内部，稀释混合器设置在底座上，储泥罐和浓泥浆泵相连，浓泥浆泵分别与液压机构、钻机机构和稀释混合器相连。

3.根据权利要求1所述的深水定向钻孔及钢缆回拖装置，其特征是，所述的吹除机构包括：浮泥吹除器和吹除器水泵，其中：浮泥吹除器设置在底座两侧，吹除器水泵设置在底座上，浮泥吹除器和吹除器水泵相连，吹除器水泵和液压机构相连。

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