CN102807139A - 地震勘探用海底电缆回收盘缆装置 - Google Patents

Abstract

地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，应用于石油地震勘探，湖泊、河流、海洋等区域实施地震后收集水下电缆。特征：主要由船艏履带式收缆机和行吊式盘缆装置组成，船艏履带式收缆机固定在放缆船船艏甲板，吊式盘缆装置纵向固定在放缆船工作区域中心位置，海底电缆通过导缆槽穿入船艏履带式收缆机置于橡胶履带上和从动压轮与主动压轮之间，接着海底电缆穿入行吊式盘缆装置的从动悬轮与主动悬轮之间。效果是：能在六级海况正常完成回收电缆作业。采用机械回收电缆，人员从旁辅助干预，实现最大50米水深机械收缆作业。节省原有收缆作业操作人数的40～50％，最大减少收缆人员劳动强度。防止电缆被损伤，降低缆线毁损率。

Description

地震勘探用海底电缆回收盘缆装置

技术领域

本发明涉及石油地震勘探技术领域，特别涉及湖泊、河流、海洋等区域实施地震后采集水下电缆收集和盘缆的装置。

背景技术

目前，在海上地球物理勘探中，现使用的收缆机仅有电缆回收装置，没有甲板盘缆装置。其结构是在固定框架中安装轴杆，在轴杆上加入一个滚筒，在轴杆一侧连接液压马达，通过转动滚筒同电缆之间的摩擦力加人力拖拽将海中的电缆提升至放缆船上。现有收缆机的功能单一，不能适应日益多变的用缆需求，往往造成施工效率低下。主要使用的收缆设备存在的一些弊端是：

1、在电缆收放中，主要是靠人力拖拽、机械辅助，人员受环境影响较大，风浪和低温影响工作效率。在气温低于10度时，操作者的工作条件急剧恶化，海水和低温使收缆、盘缆作业效率急剧下降。

2、现有收缆机只适合在水深不大于30米的水域内实施收缆作业，由于采用的是机械辅助、人力收放作业模式，水深大于30米时人力和收缆机的拉力不足以回收电缆，无法施工。

3、现有收缆机且回收装置的滚筒半径设计偏小，轻型海底电缆的保护层抗拉力弱，每段海底电缆线与采集站之间为插接式连接，抗弯、抗拉力弱，使用现有收缆设备在提升缆时会对电缆造成较强的弯折，对电缆造成一定程度的损伤。

4、在收缆过程中需要另外安排工作人员对收上船的缆线进行整理，收缆和在甲板上码放缆线需要同时进行，且工作量较大，使用人力盘缆效率低。

中国专利公告号:CN201066775，提供了一种安装在海缆作业船上使用的“轮胎式直线布缆机”，每台轮胎式直线布缆机上安装有两对夹持海缆的轮胎，能控制海缆、接头盒及中继器的布放和回收，可以单台独立工作或多台串联使用。每台轮胎式直线布缆机上包括一个用钢板焊接而成的箱式的机体，机体上安装有4个轮胎的联杆组和两个轮胎压紧油缸组。上下对称的一对轮胎联杆组的两个轮胎夹持海缆，每只轮胎均由一台低转速、大扭矩液压马达驱动。每个轮胎压紧油缸组的油缸通过连杆控制轮胎对同步张合。驱动轮胎转动和张合的液压动力设备安装在机体内，包括主泵室、控制泵室、辅件阀件室和油箱。有益效果是：可直线快速布放海缆、噪音小，对不同直径的海缆适应性强。

发明内容

本发明的目的是：提供一种地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，适应复杂多变的施工区域。采用机械回收电缆，人员从旁辅助干预，减少工作人员劳动强度，提高收缆、盘缆效率。

本发明采用的技术方案是：地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，包括船艏履带式收缆机和行吊式盘缆机两部分。

船艏履带式收缆机主要由导缆槽、底座、滑道、墙架、轨道滑轮、橡胶履带、从动滚筒、主动滚轮、从动压轮、主动压轮、主动滚轮液压马达、主动压轮液压马达、第一平行托辊、第二平行托辊、第三平行托辊、从动压轮吊架、主动压轮吊架、履带护板、从动压轮连接杆、主动压轮连接杆、压轮抬起连杆、从动压轮抬起轴、主动压轮抬起轴、压轮抬起液压缸、弹性索挂杆、弹性索。其特征是：底座固定于船艏甲板上，底座自身顶部焊接滑道，墙架底角设置轨道滑轮，轨道滑轮嵌入底座的滑道内。墙架的前端探出部分两侧固定轴承座，两轴承座之间固定滚动轴，滚动轴上固定从动滚筒以及导缆槽。墙架尾端两侧固定滚动轴，在滚动轴上固定主动滚轮，在主动滚轮滚动轴一端连接有主动滚轮液压马达。从动滚筒和主动滚轮之间夹装橡胶履带，橡胶履带上面的底部设置第一平行托辊、第二平行托辊和第三平行托辊，橡胶履带上面两侧设置履带护板，履带护板焊接在墙架上。主动滚轮斜上方墙架两侧固定轴承座，两轴承座之间固定滚动轴，滚动轴上固定主动压轮吊架，主动压轮吊架中心位置装滚动轴，滚动轴上固定主动压轮，在主动压轮滚动轴一端连接有主动压轮液压马达。主动压轮吊架两侧用螺栓固定弹性索挂杆，弹性索一端固定在弹性索挂杆上，一端固定在墙架上。墙架前端上方两侧固定轴承座，两轴承座之间装滚动轴，滚动轴上固定从动压轮吊架，从动压轮吊架中心位置装滚动轴，滚动轴上固定从动压轮。从动压轮连接杆固定在从动压轮吊架滚动轴上，主动压轮连接杆固定在主动压轮吊架滚动轴上，从动压轮连接杆另一端设置从动压轮抬起轴，主动压轮连接杆另一端设置主动压轮抬起轴，从动压轮抬起轴和主动压轮抬起轴之间外侧轴伸安装压轮抬起连杆，构成平行四边形机构。从动压轮抬起轴内侧轴伸卡入从动压轮吊架凹槽内，主动压轮抬起轴压轮内侧轴伸卡入主动压轮吊架凹槽内。抬起液压缸一端固定在墙架上，一端固定在压轮抬起连杆。

底座高590mm，长2530mm，宽750mm。墙架滑道行程800mm，整体材质为碳钢。导缆槽样式为喇叭口形状，为可上下安放调节式，导缆槽底部跨度大于500mm，上口宽度250mm。导缆槽方平后，喇叭口应与船体相贴合，呈35度，材质为碳钢。

橡胶履带宽度为400mm，履带曲率半径为1500mm。材料选用防滑胶皮，同电缆接触面就加工排水斜纹。

从动滚筒直径为800mm，轮宽500mm。为铝制中空圆柱状，柱面中心位置加工履带带槽。

主动滚轮直径为350mm，轮宽500mm，为铝质筒状。

主动压轮和从动压轮为橡胶滚轮，压轮外径为350mm（包胶后400mm），轮宽为500mm，内部加装平衡轮毂。主动滚轮与主动压轮中心距不小于800mm。

第一平行托辊、第二平行托辊和第三平行托辊为铝质圆筒托辊，直径100m，中心距为300mm。

所述液压马达及液压缸用高压管线连接液压泵，液压泵连接柴油机，采用柴油驱动液压泵，液压泵提供高压液体驱动液压马达及液压缸。

行吊式盘缆机主要由盘缆行吊钢架、齿条轨道、吊架、行进齿轮、吊架液压马达、悬座、悬座轨道、悬座液压马达、悬轮架、主动悬轮、从动悬轮、悬轮弹力索、主动悬轮液压马达、主动悬轮轴伸、从动悬轮轴伸、悬轮托辊、悬轮入缆槽、悬轮出缆槽组成。其特征是：盘缆行吊钢架采用集装箱结构，只保留立柱及上盖。盘缆行吊钢架顶部两侧纵向主梁焊接齿条轨道。吊架两端安装行进齿轮，行进齿轮放置于齿条导轨上，两侧行进齿轮间有传动轴承，传动轴承一端连接吊架液压马达。吊架底部铺设悬座轨道，轨道上有可移动的悬座，悬座上固定有悬座液压马达，悬座液压马达带动悬座在吊架上往复运动。悬座上焊接悬轮架，悬轮架下端两侧各固定一根滚动轴，滚动轴上固定主动悬轮和从动悬轮，主动悬轮滚动轴向下一端固定主动悬轮液压马达，主动悬轮轴伸和从动悬轮轴伸之间有悬轮弹力索。悬轮架两侧上下方向各设置一组悬轮托辊。悬轮架面向船艏一侧装悬轮入缆槽，面向船艉一侧装悬轮出缆槽。

盘缆行吊钢架采用180mm×180mm×10mm方管钢焊接搭建，主要由主梁和立柱组成。主梁上焊有导轨，供行吊运行。

吊架选用80mm×80mm×6mm方管钢，吊架及可移动悬座的液压控制系统需要有制动装置。

盘缆用主动悬轮、从动悬轮采用圆柱状防滑橡胶轮。

所述液压马达用高压管线连接液压泵，液压泵连接柴油机，采用柴油驱动液压泵，液压泵提供高压液体驱动液压马达及液压缸。

简述地震勘探用海底电缆回收盘缆装置的工作过程。通过橡胶履带的摩擦力对电缆进行提升，为增大摩擦力收缆机上还加装了专门压缆的主动压轮和从动压轮。当电缆进入导缆槽后，穿过从动滚筒和从动压轮，通过主动滚轮及主动压轮提供的拉力进入导缆的橡胶履带。由主动滚轮液压马达带动滚筒向内旋转，主动压轮液压马达带动滚筒逆向旋转，调节节流阀确保两组马达转速一致。电缆在回收过程中，根据海底电缆所附带的勘探装备大小，操纵压轮抬起液压缸对从动压轮与从动滚筒间距、主动压轮与主动滚轮间距进行手动调节，防止海底电缆上的勘探装备在提拉过程中收到损坏。同时，收缆时的摩擦力通过调整上压滚轮的弹性索张紧程度进行变化，提高收缆效率。

海底电缆使用船艏履带式收缆机收至放缆船甲板后，将海底电缆穿过主动悬轮和从动动悬轮，悬座上的主动悬轮和从动动悬轮之间的逆向转动将海底电缆从船艏履带式收缆机出口拉入盘缆行吊钢架中，吊架在齿条轨道上沿船艏艉方向进行往复运动，吊架上的可移动悬座沿船左右舷方向进行往复运动。通过液压控制吊架和盘缆悬轮的前后左右动作即可将收上的缆线铺放在甲板上，该种设施适合所有地震海底电缆的铺放和收集。

本发明的有益效果：本发明地震勘探用的海底电缆回收装置，能在六级海况正常完成回收缆的作业。采用机械回收电缆，人员从旁辅助干预，实现最大50米水深机械收缆作业。节省原有收缆作业操作人数的40～50％，最大减少收缆人员劳动强度。同时在原有基础上增大了支撑滚轮直径，增大了电缆的包角度数，防止电缆被损伤。在收缆过程中，所设计装置对缆线具有自动保护功能，降低缆线毁损率。

附图说明

图1a为地震勘探用的海底电缆回收装置的主视图。图1b是图a的俯视图。

图2为船艏履带式收缆机侧视图。

图3为是图2的俯视图。

图4为行吊式盘缆机侧视图。

图5是图4的俯视图。

图6为悬座上的盘缆机构侧视图。

图7是图6的俯视图。

图中，1-船艏履带式收缆机，2-行吊式盘缆机，3-海底电缆，101-导缆槽、102-底座、103-滑道、104-墙架、105-轨道滑轮、106-橡胶履带、107-从动滚筒、108-主动滚轮、109-从动压轮、110-主动压轮、111-主动滚轮液压马达、112-主动压轮液压马达、113-第一平行托辊、114-第二平行托辊、115-第三平行托辊、116-从动压轮吊架、117-主动压轮吊架、118-履带护板、119-从动压轮连接杆、120-主动压轮连接杆、121-压轮抬起连杆、122-从动压轮抬起轴、123-主动压轮抬起轴、124-压轮抬起液压缸、125-弹性索挂杆、126-弹性索、201-盘缆行吊钢架、202-齿条轨道、203-吊架、204-行进齿轮、205-吊架液压马达、206-悬座、207-悬座轨道、208-悬座液压马达、209-悬轮架、210-主动悬轮、211-从动悬轮、212-悬轮弹力索、213-主动悬轮液压马达、214-主动悬轮轴伸、215-从动悬轮轴伸、216-悬轮托辊、217-悬轮入缆槽、218-悬轮出缆槽。

具体实施方式

实施例1：以放缆30放缆船的地震勘探用的海底电缆回收装置为例，对本发明作进一步详细说明。

参阅图1。本发明地震勘探用海底电缆回收装置由由船艏履带式收缆机1，行吊式盘缆机2组成，主要部件包括主要由导缆槽101、底座102、滑道103、墙架104、轨道滑轮105、橡胶履带106、从动滚筒107、主动滚轮108、从动压轮109、主动压轮110、主动滚轮液压马达111、主动压轮液压马达112、第一平行托辊113、第二平行托辊114、第三平行托辊115、从动压轮吊架116、主动压轮吊架117、履带护板118、从动压轮连接杆119、主动压轮连接杆120、压轮抬起连杆121、从动压轮抬起轴122、主动压轮抬起轴123、压轮抬起液压缸124、弹性索挂杆125、弹性索126、盘缆行吊钢架201、齿条轨道202、吊架203、行进齿轮204、吊架液压马达205、悬座206、悬座轨道207、悬座液压马达208、悬轮架209、主动悬轮210、从动悬轮211、悬轮弹力索212、主动悬轮液压马达213、主动悬轮轴伸214、从动悬轮轴伸215、悬轮托辊216、悬轮入缆槽217、悬轮出缆槽218组成。

墙架104前端探出部分两侧设置固定轴座，在两固定轴座之间有滚动轴，在轴杆上固定从动滚筒107，从动滚筒107直径为800mm，为铝质中空圆柱状，柱面中心位置加工固定橡胶履带106带槽。

墙架104前端上面两侧固定有轴承座，两轴承座之间有轴承，在轴杆上固定有从动压轮，从动压轮为橡胶滚轮，压轮外径为350mm（包胶后400mm），轮宽为500mm，内部加装平衡轮毂。

墙架104尾端两侧固定有轴承座，两轴承座之间有轴承，在轴杆上固定有主动滚轮108，一端连接有主动滚轮液压马达111，液压马达旋转能带动主动滚轮108旋转，主动滚轮108为铝质圆筒状，直径为350mm，轮宽为500mm，柱面中心位置加工固定橡胶履带106带槽。

墙架104尾端主动滚轮108机架斜上方固定有轴承座，两轴承座之间有滚动轴，在滚动轴上固定有主动压轮110，滚动轴一端连接有主动压轮液压马达112，液压马达旋转能带动主动压轮110旋转，主动压轮110为橡胶轮胎滚轮，压轮外径为350mm（包胶后400mm），轮宽为500mm，内部加装平衡轮毂。主动压轮吊架117两侧用螺栓固定弹性索挂杆125，弹性索126一端固定在弹性索挂杆125上，一端固定在墙架104上。

主动滚轮108和主动压轮110旋转方向不同。从动压轮109和主动压轮110两侧装有从动压轮吊架116和主动压轮吊架117，内部嵌入压轮抬升架的从动压轮连接杆119和主动压轮连接杆120。压轮抬起液压缸124固定在压轮抬升架的压轮抬起连杆121和墙架104之间，控制两组压轮的升降。

盘缆行吊钢架201固定在船主甲板上，盘缆行吊钢架201采用180mm×180mm×10mm方管钢焊接搭建，主要由主梁和立柱组成。盘缆行吊钢架201上部固定纵向的齿条轨道202，吊架203两端加装行进齿轮204，行进齿轮204间加传动轴，一侧齿轮上加装吊架液压马达205，通过液压马达驱动行进齿轮204转动带动吊架203在齿条轨道202上移动。吊架203选用80mm×80mm×6mm方管钢，吊架203及悬座206的液压控制系统需要加装制动装置.吊架203底部加装悬座轨道207，悬座轨道207上固定可移动悬座206，悬座206上加装转动齿轮及悬座液压马达208，通过液压马达悬座液压马达208驱动悬座206在吊架203上移动。悬座206上加装悬轮架209.主动悬轮210滚动轴向下一端加装主动悬轮液压马达213，主动悬轮轴伸214和从动悬轮轴伸215之间加装悬轮弹力索212。悬轮架209两侧上下方向各加装一组悬轮托辊216。悬轮架209面向船艏一侧装悬轮入缆槽217，面向船艉一侧装悬轮出缆槽218。采用高压管线将船艏履带式收缆机1，行吊式盘缆机2中所含液压马达和液压缸与液压泵连接，液压泵连接柴油机。

Claims (5)

1.一种地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，主要由船艏履带式收缆机(1)、行吊式盘缆装置(2)组成，其特征是：船艏履带式收缆机(1)固定在放缆船船艏甲板，吊式盘缆装置(2)纵向固定在放缆船工作区域中心位置，海底电缆(3)通过导缆槽(101)穿入船艏履带式收缆机(1)置于橡胶履带(106)上和从动压轮(109)与主动压轮(110)之间，接着海底电缆(3)穿入行吊式盘缆装置(2)的从动悬轮(211)与主动悬轮(210)之间。

2.根据权利要求1所述的地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，其特征是：所述的船艏履带式收缆机(1)，主要由导缆槽(101)、底座(102)、滑道(103)、墙架(104)、轨道滑轮(105)、橡胶履带(106)、从动滚筒(107)、主动滚轮(108)、从动压轮(109)、主动压轮(110)、主动滚轮液压马达(111)、主动压轮液压马达(112)、第一平行托辊(113)、第二平行托辊(114)、第三平行托辊(115)、从动压轮吊架(116)、主动压轮吊架(117)、履带护板(118)、从动压轮连接杆(119)、主动压轮连接杆(120)、压轮抬起连杆(121)、从动压轮抬起轴(122)、主动压轮抬起轴(123)、压轮抬起液压缸(124)、弹性索挂杆(125)和弹性索(126)组成。

底座(102)是由型钢焊接成的长方体形框架，底座(102)的顶部两侧分别有相互平行的滑道(103)；墙架(104)底角设置轨道滑轮(105)，轨道滑轮(105)嵌入底座(102)的滑道(103)内；墙架(104)的前端探出部分两侧固定轴承座，两轴承座之间固定滚动轴，滚动轴上固定从动滚筒(107)以及导缆槽(101)；墙架(104)尾端两侧固定滚动轴，在滚动轴上固定主动滚轮(108)，在主动滚轮(108)滚动轴一端连接有主动滚轮液压马达(111)；从动滚筒(107)和主动滚轮(108)之间夹装橡胶履带(106)，橡胶履带(106)上面的底部设置第一平行托辊(113)、第二平行托辊(114)和第三平行托辊(115)，橡胶履带(106)上面两侧设置履带护板(118)，履带护板(118)焊接在墙架(104)上；主动滚轮(108)斜上方墙架(104)两侧固定轴承座，两轴承座之间固定滚动轴，滚动轴上固定主动压轮吊架(117)，主动压轮吊架(117)中心位置装滚动轴，滚动轴上固定主动压轮(110)，在主动压轮(110)滚动轴一端连接有主动压轮液压马达(112)；主动压轮吊架(117)两侧用螺栓固定弹性索挂杆(125)，弹性索(126)一端固定在弹性索挂杆(125)上，一端固定在墙架(104)上；墙架(104)前端上方两侧固定轴承座，两轴承座之间装滚动轴，滚动轴上固定从动压轮吊架(116)，从动压轮吊架(116)中心位置装滚动轴，滚动轴上固定从动压轮(109)；从动压轮连接杆(119)固定在从动压轮吊架(116)滚动轴上，主动压轮连接杆(120)固定在主动压轮吊架(117)滚动轴上，从动压轮连接杆(119)另一端设置从动压轮抬起轴(122)，主动压轮连接杆(120)另一端设置主动压轮抬起轴(123)，从动压轮抬起轴(122)和主动压轮抬起轴(123)之间外侧轴伸安装压轮抬起连杆(121)；从动压轮抬起轴(122)内侧轴伸卡入从动压轮吊架(116)凹槽内，主动压轮抬起轴(123)压轮内侧轴伸卡入主动压轮吊架(117)凹槽内；抬起液压缸(124)一端固定在墙架(104)上，一端固定在压轮抬起连杆(121)。

3.根据权利要求1所述的地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，其特征是：所述的行吊式盘缆装置(2)，主要由盘缆行吊钢架(201)、齿条轨道(202)、吊架(203)、行进齿轮(204)、吊架液压马达(205)、悬座(206)、悬座轨道(207)、悬座液压马达(208)、悬轮架(209)、主动悬轮(210)、从动悬轮(211)、悬轮弹力索(212)、主动悬轮液压马达(213)、主动悬轮轴伸(214)、从动悬轮轴伸(215)、悬轮托辊(216)、悬轮入缆槽(217)和悬轮出缆槽(218)组成；盘缆行吊钢架(201)采用集装箱结构，只保留立柱及上盖；盘缆行吊钢架(201)顶部两侧纵向主梁焊接齿条轨道(202)；吊架(203)两端安装行进齿轮(204)，行进齿轮(204)放置于齿条导轨(202)上，两侧行进齿轮(204)间有传动轴承，传动轴承一端连接吊架液压马达(205)；吊架(203)底部铺设悬座轨道(207)，轨道上有可移动的悬座(206)，悬座(206)上固定有悬座液压马达(208)，悬座液压马达(208)带动悬座(206)在吊架(203)上往复运动；悬座(206)上焊接悬轮架(209)，悬轮架(209)下端两侧各固定一根滚动轴，滚动轴上固定主动悬轮(210)和从动悬轮(211)，主动悬轮(210)滚动轴向下一端固定主动悬轮液压马达(213)，主动悬轮轴伸(214)和从动悬轮轴伸(215)之间有悬轮弹力索(212)；悬轮架209两侧上下方向各设置一组悬轮托辊(206)；悬轮架(209)面向船艏一侧装悬轮入缆槽(217)，面向船艉一侧装悬轮出缆槽(218)。

4.根据权利要求2所述的地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，其特征是：在船艏履带式收缆机(1)中，主动滚轮液压马达(111)、主动压轮液压马达(112)、压轮抬起液压缸(124)由三个控制阀分别控制，其中马达内部含有背压阀；主动滚轮(108)和主动压轮(110)的液压管线加节流阀；主动滚轮(108)液压管系并入设置加压短路阀及液压表；所述液压部件用液压管线连接液压泵，液压泵连接柴油机。

5.根据权利要求3所述的地震勘探用海底电缆回收盘缆装置，其特征是：在行吊式盘缆装置(2)中，吊架液压马达(205)、悬座移动马达(208)、主动悬轮液压马达(213)由三个控制阀分别控制；主动悬轮(210)液压管系加节流阀、加压短路阀及液压表；所述液压部件用液压管线连接液压泵，液压泵连接柴油机。

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