CN103490327B - 一体化深海电缆打捞切割系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一体化深海电缆打捞切割系统，包括锚体、握持刀、切割刀、吊杆、固定架、水下释放型锁具、吊环及过渡锁具组件等。本发明还提供了采用上述装置的方法，当本发明提供的装置钩住电缆时，船上力传感器产生显示，当达到一定数值时，工作人员解开水下释放型锁具，钢丝绳拉紧吊钩上的吊杆，吊杆带动把持刀及切断刀转动，把持刀夹紧电缆，而切断刀则切断电缆，收紧钢丝绳，则从海底带出电缆。本发明只要一次释放就可以同时完成切割与打捞，在深海电缆修复时间上，至少节约了12小时，大大提高了效率。

Description

一体化深海电缆打捞切割系统及方法

技术领域

本发明涉及一种能同时对深海电缆进行切割与抓握的装置以及采用该装置的深海电缆切割及打捞方法。

背景技术

海底通信光缆铺设在海底，用于设立国与国之间的电信传输，因此，大部分的海底通信光缆需要跨越大洋，对于这些海底通信光缆而言，其往往位于水下5000米以上的位置处。

由于捕鱼船作业等一系列因素的影响，铺设在大洋底的海底通信光缆也经常容易发生故障，需要派遣专门的电缆作业船去故障点将发生故障的那一段海底通信光缆打捞上来将故障排除，其一般的作业流程为：

第一步、电缆作业船行驶至海底通信光缆故障点上方的一侧，释放电缆切割锚，在海底通信光缆上接近故障点位置处将海底通信光缆切断；

第二步、电缆作业船向第一步切割点方向外两倍水深行驶距离后停船，释放电缆打捞锚，将电缆打捞锚抓住的海底通信光缆的端部打捞上船后进行测试，测试后的海底通信光缆被挂在浮筒上；

第三步、将挂有海底通信光缆的浮筒抛在海面上后，电缆作业船向离第一步切割点的另一侧两倍水深处距离行驶，释放电缆打捞锚，将海底通信光缆抓住，将发生故障的那一段海底通信光缆打捞上船，将故障排除后，再将排除故障后的海底通信光缆与船上的备用光缆接续，然后向第二步释放浮筒的方向放光缆；

第四步，光缆释放到浮筒处后，捞起浮筒，并与挂在浮筒上的海底通信光缆对接并铺设在海底，完成修理。

通过上述步骤不难发现，在海底通信光缆故障点上方的一侧，电缆作业船需要先完成一次切割操作，再完成一次打捞操作，由于海底通信光缆至少位于海平面5000米以下，因此，找到释放点，释放一次电缆切割锚或电缆打捞锚至少需要12个小时。完成第一步及第二步，在最顺利的情况下至少也需要24小时，但由于海洋的环境比较复杂，并不能保证释放一次就能够准确切割或抓住海底通信光缆，往往需要多次释放，这样耗费的时间就更大长了。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够大大缩短深海电缆修复时间的系统。本发明的另一目的是提供一种大大缩短深海电缆修复时间的方法。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一体化深海电缆打捞切割系统，包括锚体，其特征在于：锚体至少由两块固定握持板及两块固定切断板拼合而成，在每块固定握持板及固定切断板上均设有开口向上的电缆滑落槽，在每块固定握持板还设有倾斜向下的固定卡槽，固定卡槽的开口与电缆滑落槽相通，在相邻两块固定握持板之间形成有握持刀安装间隙，在相邻两块固定切断板之间形成有切割刀安装间隙，在握持刀安装间隙内设有握持刀，在切割刀安装间隙内设有具有切割边缘的切割刀，握持刀与切割刀均与锚体铰接；

握持刀上设有开口向上的握持槽，握持槽的形状与固定握持板上的电缆滑落槽及固定卡槽相配合，使得电缆能顺利落入握持槽内并且当握持刀绕铰接点旋转到位后由握持槽配合固定卡槽将电缆握持住；切割刀的切割边缘位于固定切断板的电缆滑落槽的侧边，当切割刀绕铰接点旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽内的电缆切断；

还包括吊杆及固定架，固定架设于锚体的顶部，无线遥控的水下释放型锁具的夹紧钩子卡在固定架上，由遥控信号控制水下释放型锁具将该夹紧钩子脱钩，吊环与该水下释放型锁具连接固定，电缆作业船释放锚体所用的缆绳连接吊环；吊杆的一端穿过锚体后与握持刀及切割刀均铰接，从而在吊杆向上运动的过程中，同时带动握持刀及切割刀绕各自与锚体之间的铰接点旋转，吊杆的另一端露于锚体外，当水下释放型锁具的夹紧钩子卡在固定架上时，由水下释放型锁具将吊杆露于锚体外的端部抵住使得吊杆无法向上运动；过渡锁具组件的一端与吊杆露于锚体外的端部相连，另一端与吊环相连。

优选地，所述电缆滑落槽、所述握持槽及所述固定卡槽均包括直线段槽体及半圆段槽底，直线段槽体的槽宽及半圆段槽底的直径与电缆的直径相配合，当所述握持刀绕其与所述锚体之间的铰接点旋转到位后，电缆卡在握持槽的圆弧段槽底与固定卡槽的圆弧段槽底之间。

优选地，在所述握持槽的一侧槽壁上沿着槽壁形成有一条凸起，当所述握持刀旋转时，由该凸起挤压位于握持槽内的电缆，使得电缆产生屈服变形。

优选地，所述握持刀包括由屈服强度较大的材料制得的握持刀柄及由屈服强度较小的材料制得的握持刀头，所述握持槽设于握持刀头上。

优选地，所述切割刀包括刀体，刀体上设有可拆卸的刀头，该刀头具有所述切割边缘。

优选地，所述握持刀有至少两把，此时，所述固定握持板有至少三块，每两块相邻的固定握持板之间设有至少一把握持刀。

优选地，所述固定架包括位于所述锚体顶部两侧的吊耳，在两个吊耳之间穿设有销轴，所述水下释放型锁具夹紧钩子卡在销轴位于两个吊耳之间的部分上，两个吊耳之间距离与夹紧钩子的厚度相当。

本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的一体化深海电缆打捞切割系统的电缆打捞方法，其特征在于，步骤为：

第一步、电缆作业船行驶至海底通信光缆故障点上方的一侧，释放上述的一体化深海电缆打捞切割系统，当该一体化深海电缆打捞切割系统正确勾住海底通信光缆后，位于电缆作业船的上力传感器检测到的与一体化深海电缆打捞切割系统相连的缆绳拉力不断增加，作业人员根据该力值判断，一体化深海电缆打捞切割系统已正确勾住海底通信光缆，此时通过无线遥控器向水下释放型锁具给出脱钩信号，水下释放型锁具接收到该脱钩信号后，其夹紧钩子脱钩，水下释放型锁具与固定架分离，水下释放型锁具不再抵住吊杆的端部，继续拉到缆绳，由缆绳通过吊环及过渡锁具组件拉动吊杆向上运动，由吊杆带动握持刀及切割刀绕各自与锚体之间的铰接点旋转，握持刀旋转到位后由握持槽配合固定卡槽将电缆握持住，同时，切割刀旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽内的电缆切断，从而将接近故障点位置处海底通信光缆切断，随后将一体化深海电缆打捞切割系统抓住的海底通信光缆打捞上船后进行测试，测试后的海底通信光缆被挂在浮筒上；

第二步、将挂有海底通信光缆的浮筒抛在海面上后，电缆作业船向离第一步切割点的另一侧两倍水深处距离行驶，释放电缆打捞锚，将海底通信光缆抓住，最终将发生故障的那一段海底通信光缆打捞上船。将故障排除后，再将排除故障后的海底通信光缆与船上的备用光缆接续，然后向第一步释放浮筒的方向放光缆；

第三步，光缆释放到浮筒处后，捞起浮筒，并与挂在浮筒上的海底通信光缆对接并铺设在海底，完成修理。

采用本发明提供的装置及方法后，只要一次释放就可以同时完成切割与打捞，在深海电缆修复时间上，至少节约了12小时，大大提高了效率。而且在本发明提供的方法中，利用电缆作业船自带的力传感器来判断是否正确勾住了电缆，避免了一体化深海电缆打捞切割系统因勾住石块等错误目标而发生误操作(每发生一次误操作就要重新下锚，起码要浪费12小时)，从而又大大缩短了深海电缆修复时间。

附图说明

图1为本发明提供的一种一体化深海电缆打捞切割系统的总体结构示意图；

图2为图1中锚体部分的主视图；

图3为锚体的主视图；

图4为固定切断板示意图；

图5为固定握持板示意图；

图6为握持刀示意图；

图7为握持刀剖视图；

图8为切断刀示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供了一体化深海电缆打捞切割系统，包括锚体1、握持刀4、切割刀8、吊杆10、固定架11、水下释放型锁具12、吊环13及过渡锁具组件14等。

结合图2及图3，在本实施例中，锚体1由三块如图5所示的固定握持板1-1及两块如图4所示的固定切断板1-2焊接拼合而成。在每块固定握持板1-1及固定切断板1-2上均设有开口向上的电缆滑落槽1-6。在每块固定握持板1-1还设有倾斜向下的固定卡槽1-5。固定卡槽1-5的开口与电缆滑落槽1-6相通。电缆滑落槽1-6及固定卡槽1-5均包括直线段槽体及半圆段槽底，直线段槽体的槽宽及半圆段槽底的直径与电缆的直径相配合。在相邻两块固定握持板1-1之间形成有握持刀安装间隙1-3，在相邻两块固定切断板1-2之间形成有切割刀安装间隙1-4。在握持刀安装间隙1-3内设有握持刀4，在切割刀安装间隙1-4内设有具有切割边缘的切割刀8。握持刀4通过握持刀轴2与锚体1铰接，切割刀8通过切割刀轴9与锚体1铰接。

固定架11位于锚体1的顶部，在本实施例中，固定架11包括位于锚体1顶部两侧的吊耳11-1，在两个吊耳11-1之间穿设有销轴11-2，水下释放型锁具12的夹紧钩子卡在销轴11-2位于两个吊耳11-1之间的部分上，两个吊耳11-1之间距离与夹紧钩子的厚度相当。在本实施例中，水下释放型锁具12采用ENSEMBLEAR661B1S，吊环13与该水下释放型锁具12连接固定，电缆作业船释放锚体1所用的缆绳连接吊环13。过渡锁具组件14与吊环13连接固定，在本实施例中，该过渡锁具组件14包括通过弓型卸扣14-1与吊环13连接的过渡吊环14-2，过渡吊环14-2通过绳索14-3连接过渡吊环14-4，过渡吊环14-4再通过弓型卸扣14-5连接吊杆10露于锚体1外的端部。

吊杆10的一端穿过锚体1后与握持刀4及切割刀8均铰接，从而在吊杆10向上运动的过程中，同时带动握持刀4及切割刀8绕各自与锚体1之间的铰接点旋转，吊杆10的另一端露于锚体1外，当水下释放型锁具12的夹紧钩子卡在销轴11-2上时，由水下释放型锁具12将吊杆10露于锚体1外的端部抵住使得吊杆10无法向上运动。

如图6及图7所示，握持刀4包括由屈服强度较大的材料制得的握持刀柄4-3及由屈服强度较小的材料制得的握持刀头4-4，握持刀头4-4上开有握持槽4-1，握持槽4-1的开口朝上，其形状与电缆滑落槽1-6相同。在握持槽4-1的一侧槽壁上沿着槽壁形成有一条凸起4-2，在本实施例中，凸起4-2的宽度为槽壁宽度的三分之一。电缆能顺利落入握持槽4-1内，当握持刀4绕铰接点旋转时，由凸起4-2挤压位于握持槽4-1内的电缆，使得电缆产生屈服变形，旋转到位后，电缆卡在握持槽4-1的圆弧段槽底与固定卡槽1-5的圆弧段槽底之间。

如图8所示，切割刀8包括刀体8-1，刀体8-1上设有可拆卸的刀头8-2，该刀头8-2具有切割边缘，切割边缘位于固定切断板1-2的电缆滑落槽1-6的侧边。当切割刀8绕铰接点旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽1-6内的电缆切断。

采用上述结构的一体化深海电缆打捞切割系统的电缆打捞方法，其步骤为：

第一步、电缆作业船行驶至海底通信光缆故障点上方的一侧，释放上述结构的一体化深海电缆打捞切割系统，当该一体化深海电缆打捞切割系统正确勾住海底通信光缆后，位于电缆作业船的上力传感器检测到的与一体化深海电缆打捞切割系统相连的缆绳拉力不断增加，作业人员根据该力值判断，一体化深海电缆打捞切割系统已正确勾住海底通信光缆，此时通过无线遥控器向水下释放型锁具12给出脱钩信号，水下释放型锁具12接收到该脱钩信号后，其夹紧钩子脱钩，水下释放型锁具12与固定架11分离，水下释放型锁具12不再抵住吊杆10的端部，继续拉到缆绳，由缆绳通过吊环13及过渡锁具组件14拉动吊杆10向上运动，由吊杆10带动握持刀4及切割刀8绕各自与锚体1之间的铰接点旋转，握持刀4旋转到位后由握持槽4-1配合固定卡槽1-5将电缆握持住，同时，切割刀8旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽1-6内的电缆切断，从而将接近故障点处海底通信光缆切断，随后将一体化深海电缆打捞切割系统抓住的海底通信光缆打捞上船后进行测试，测试后的海底通信光缆被挂在浮筒上；

第二步、将挂有海底通信光缆的浮筒抛在海面上后，电缆作业船向离第一步切割点的另一侧两倍水深处距离行驶，释放电缆打捞锚，将海底通信光缆抓住，最终将发生故障的那一段海底通信光缆打捞上船。将故障排除后，再将排除故障后的海底通信光缆与船上的备用光缆接续，然后向第一步释放浮筒的方向放光缆；

第三步，光缆释放到浮筒处后，捞起浮筒，并与挂在浮筒上的海底通信光缆对接并铺设在海底，完成修理。

Claims (6)

1.一体化深海电缆打捞切割系统，包括锚体（1），其特征在于：锚体（1）至少由两块固定握持板（1-1）及两块固定切断板（1-2）拼合而成，在每块固定握持板（1-1）及固定切断板（1-2）上均设有开口向上的电缆滑落槽（1-6），在每块固定握持板（1-1）还设有倾斜向下的固定卡槽（1-5），固定卡槽（1-5）的开口与电缆滑落槽（1-6）相通，在相邻两块固定握持板（1-1）之间形成有握持刀安装间隙（1-3），在相邻两块固定切断板（1-2）之间形成有切割刀安装间隙（1-4），在握持刀安装间隙（1-3）内设有握持刀（4），在切割刀安装间隙（1-4）内设有具有切割边缘的切割刀（8），握持刀（4）与切割刀（8）均与锚体（1）铰接；

握持刀（4）上设有开口向上的握持槽（4-1），握持槽（4-1）的形状与固定握持板（1-1）上的电缆滑落槽（1-6）及固定卡槽（1-5）相配合，使得电缆能顺利落入握持槽（4-1）内并且当握持刀（4）绕铰接点旋转到位后由握持槽（4-1）配合固定卡槽（1-5）将电缆握持住；切割刀（8）的切割边缘位于固定切断板（1-2）的电缆滑落槽（1-6）的侧边，当切割刀（8）绕铰接点旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽（1-6）内的电缆切断；

还包括吊杆（10）及固定架（11），固定架（11）设于锚体（1）的顶部，无线遥控的水下释放型锁具（12）的夹紧钩子卡在固定架（11）上，由遥控信号控制水下释放型锁具（12）将该夹紧钩子脱钩，吊环（13）与该水下释放型锁具（12）连接固定，电缆作业船释放锚体（1）所用的缆绳连接吊环（13）；吊杆（10）的一端穿过锚体（1）后与握持刀（4）及切割刀（8）均铰接，从而在吊杆（10）向上运动的过程中，同时带动握持刀（4）及切割刀（8）绕各自与锚体（1）之间的铰接点旋转，吊杆（10）的另一端露于锚体（1）外，当水下释放型锁具（12）的夹紧钩子卡在固定架（11）上时，由水下释放型锁具（12）将吊杆（10）露于锚体（1）外的端部抵住使得吊杆（10）无法向上运动；过渡锁具组件（14）的一端与吊杆（10）露于锚体（1）外的端部相连，另一端与吊环（13）相连；

所述电缆滑落槽（1-6）、所述握持槽（4-1）及所述固定卡槽（1-5）均包括直线段槽体及半圆段槽底，直线段槽体的槽宽及半圆段槽底的直径与电缆的直径相配合，当所述握持刀（4）绕其与所述锚体（1）之间的铰接点旋转到位后，电缆卡在握持槽（4-1）的圆弧段槽底与固定卡槽（1-5）的圆弧段槽底之间；

在所述握持槽（4-1）的一侧槽壁上沿着槽壁形成有一条凸起（4-2），当所述握持刀（4）旋转时，由该凸起（4-2）挤压位于握持槽（4-1）内的电缆，使得电缆产生屈服变形。

2.如权利要求1所述一体化深海电缆打捞切割系统，其特征在于：所述握持刀（4）包括由屈服强度较大的材料制得的握持刀柄（4-3）及由屈服强度较小的材料制得的握持刀头（4-4），所述握持槽（4-1）设于握持刀头（4-4）上。

3.如权利要求1所述一体化深海电缆打捞切割系统，其特征在于：所述切割刀（8）包括刀体（8-1），刀体（8-1）上设有可拆卸的刀头（8-2），该刀头（8-2）具有所述切割边缘。

4.如权利要求1所述一体化深海电缆打捞切割系统，其特征在于：所述握持刀（4）有至少两把，此时，所述固定握持板（1-1）有至少三块，每两块相邻的固定握持板（1-1）之间设有至少一把握持刀（4）。

5.如权利要求1所述一体化深海电缆打捞切割系统，其特征在于：所述固定架（11）包括位于所述锚体（1）顶部两侧的吊耳（11-1），在两个吊耳（11-1）之间穿设有销轴（11-2），所述水下释放型锁具（12）的夹紧钩子卡在销轴（11-2）位于两个吊耳（11-1）之间的部分上，两个吊耳（11-1）之间距离与夹紧钩子的厚度相当。

6.一种采用如权利要求1所述的一体化深海电缆打捞切割系统的电缆打捞方法，其特征在于，步骤为：

第一步、电缆作业船行驶至海底通信光缆故障点上方的一侧，释放如权利要求1所述的一体化深海电缆打捞切割系统，当该一体化深海电缆打捞切割系统正确勾住海底通信光缆后，位于电缆作业船上的力传感器检测到的与一体化深海电缆打捞切割系统相连的缆绳拉力不断增加，作业人员根据该缆绳拉力判断，一体化深海电缆打捞切割系统已正确勾住海底通信光缆，此时通过无线遥控器向水下释放型锁具（12）给出脱钩信号，水下释放型锁具（12）接收到该脱钩信号后，其夹紧钩子脱钩，水下释放型锁具（12）与固定架（11）分离，水下释放型锁具（12）不再抵住吊杆（10）的端部，继续拉到缆绳，由缆绳通过吊环（13）及过渡锁具组件（14）拉动吊杆（10）向上运动，由吊杆（10）带动握持刀（4）及切割刀（8）绕各自与锚体（1）之间的铰接点旋转，握持刀（4）旋转到位后由握持槽（4-1）配合固定卡槽（1-5）将电缆握持住，同时，切割刀（8）旋转到位后由切割边缘将落于电缆滑落槽（1-6）内的电缆切断，从而将接近故障点处海底通信光缆切断，随后将一体化深海电缆打捞切割系统抓住的海底通信光缆打捞上船后进行测试，测试后的海底通信光缆被挂在浮筒上；

第二步、将挂有海底通信光缆的浮筒抛在海面上后，电缆作业船向离第一步切割点的另一侧两倍水深处距离行驶，释放电缆打捞锚，将海底通信光缆抓住，最终将发生故障的那一段海底通信光缆打捞上船，将故障排除后，再将排除故障后的海底通信光缆与船上的备用光缆接续，然后向第一步释放浮筒的方向放光缆；

第三步，光缆释放到浮筒处后，捞起浮筒，并与挂在浮筒上的海底通信光缆对接并铺设在海底，完成修理。