CN105202263B - 具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统 - Google Patents

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Abstract

一种海洋工程技术领域的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，包括：本体框架及与本体框架相连的拖曳前进装置、浮力装置、喷冲破土装置、高压造流装置、抽吸装置和对中装置，其中：拖曳前进装置设置于本体框架下方的左右两侧，对中装置设置于本体框架的前端中央，喷冲破土装置设置于本体框架的下端前方，浮力装置和高压造流装置设置于本体框架中，抽吸装置设置于本体框架的下端后方。本发明能始终跟踪管线，限制管线埋设系统与管线之间的相对位置，避免受到埋设系统的撞击而产生的较大挤压力，保护管线的安全，满足海底复杂地质条件的管道埋设需要。

Description

具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统
技术领域
本发明涉及的海洋工程技术领域，具体是一种具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统。
背景技术
在海上石油开发的过程中，海底管道的埋设经过了直接铺设于海底、埋设在海底以下较浅沟深以及较深沟深这三个阶段。目前，随着海上石油开发相关规范的不断完善，海上石油管道普遍埋设在3‐4米的沟深范围，这对传统拖曳式海底管道埋设系统提出了较大挑战。受施工地质复杂性及不均匀性的影响，在现场施工过程中往往遇见海底土质强度超出挖沟机设计施工能力的情况，此时需要进行多次海底开沟作业。传统拖曳式海底管道埋设系统在进行多次海底开沟作业过程中，由于前次开沟导致海底管道下降至沟内，再次进行挖沟作业时，管道埋设系统极易出现无法跟踪管道的水平位置，无法对其进行保护；极易出现开沟作业工具在拖曳过程中撞击管线的事故，导致管道受损，影响海底管线埋设进程。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，能够在敷设管道时实现精准铺设，提高效率，同时能保护管线不受开挖过程而影响管线的安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：本体框架及与本体框架相连的拖曳前进装置、浮力装置、喷冲破土装置、高压造流装置、抽吸装置和对中装置，其中：拖曳前进装置设置于本体框架下方的左右两侧，对中装置设置于本体框架的前端中央，喷冲破土装置设置于本体框架的下端前方，浮力装置和高压造流装置设置于本体框架中，抽吸装置设置于本体框架的下端后方；
所述的对中装置包括：限位机构、测力机构和管线位置测量机构，其中：测力机构与限位机构相连，管线位置测量机构设置于限位机构上。
所述的喷冲破土装置包括：依次相连的水路旋转对接单元、摆动单元和破土单元。
所述的抽吸装置包括：抽吸单元和与之相连的抽吸驱动单元。
技术效果
与现有技术相比，本发明能够进行同一海底管道的多次开沟作业，可以始终跟踪管线，限制管线埋设系统与管线之间的相对位置，避免受到埋设系统的撞击而产生的较大挤压力，保护管线的安全性，满足海底复杂地质条件的管道埋设需要。
附图说明
图1为本发明装置主视图；
图2为图1的左视图；
图3为对中装置示意图，其中：(a)为主视图，(b)为A向视图；
图4为升降装置结构示意图；
图5为喷冲破土装置示意图，其中：(a)为主视图，(b)为左侧视图；
图6为抽吸装置示意图，其中：(a)为主视图，(b)为左侧视图；
图中：本体框架1、拖曳前进装置2、浮力装置3、对中装置4、限位机构41、升降装置411、导轨4111、滑块4112、伸缩缸4113、直线位移传感器4114、左限位装置412、右限位装置413、驱动装置414、测力机构42、管线位置测量机构43、测量门431、压紧装置432、水平位置测量机构433、垂向位置测量机构434、喷冲破土装置5、水路旋转对接单元51、摆动单元52、破土单元53、喷冲臂531、喷嘴532、抽吸装置6、抽吸单元61、抽吸外排装置611、射流抽吸装置612、抽吸水路旋转对接单元613、抽吸臂614、抽吸驱动单元62、高压造流装置7、管线保护机构8。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以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。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例包括：本体框架1及与本体框架1相连的拖曳前进装置2、浮力装置3、喷冲破土装置5、高压造流装置7、抽吸装置6和对中装置4，其中：拖曳前进装置2设置于本体框架1下方的左右两侧，对中装置4设置于本体框架1的前端中央，喷冲破土装置5设置于本体框架1的下端前方，浮力装置3和高压造流装置7设置于本体框架1中，抽吸装置6设置于本体框架1的下端后方；
如图3所示，所述的对中装置4包括：限位机构41、测力机构42和管线位置测量机构43，其中：测力机构42与限位机构41相连，用于测量管线所受到的侧向挤压力；管线位置测量机构43设置于限位机构41上，用于测量管线水平位置，便于对中。
所述的限位机构41包括：升降装置411、左限位装置412、右限位装置413和限位驱动装置414，其中：升降装置411设置于本体框架1上，并与左限位装置412和右限位装置413相连，左限位装置412和右限位装置413上分别设有管线位置测量机构43，限位驱动装置414用于驱动左限位装置412和右限位装置413的开合。
所述的升降装置411包括：导轨4111、滑块4112、伸缩缸4113和直线位移传感器4114，其中：直线位移传感器4114的一端与滑块4112下端相连，另一端固定于导轨4111上，伸缩缸4113驱动滑块4112相对于导轨4111上下移动，通过直线位移传感器4114感应得到升降装置411的长度变化。
所述的左限位装置412和右限位装置413设有管线保护机构8。
所述的测力机构42包括：左侧测力器421和右侧测力器422，对称设置于本体框架1左右两侧。
所述的管线位置测量机构43包括：测量门431、压紧装置432及水平位置测量机构433，其中：压紧装置432与测量门431上下对应设置，水平位置测量机构433与测量门431相连；作业时，压紧装置432将测量门431压紧在管线上，测量门431的偏转角度通过水平位置测量机构433测量。
所述的管线位置测量机构43还包括垂向位置测量机构434，用于测量管线垂向位置，便于进一步对中。
所述的对中装置4在本体框架1前后各设置一个，实现对不同铺埋深度的管道进行跟踪，提高管道深埋效率，缩短施工工期。
如图5所示，所述的喷冲破土装置5包括：水路旋转对接单元51、摆动单元52和破土单元53，其中：水路旋转对接单元51、摆动单元52与破土单元53依次相连。
所述的破土单元53包括：喷冲臂531和喷嘴532，其中：喷嘴532分别设置于喷冲臂531的前向、内向及后向。
所述的摆动单元52一端与喷冲臂531相连，另一端与本体框架1相连。
如图6所示，所述的抽吸装置6包括：抽吸单元61和抽吸驱动单元62，其中抽吸单元61和抽吸驱动单元62连接；所述的抽吸装置6对非黏性土壤抽吸排泥，防止挖沟泥沙回填，提高敷设埋管的效率。
所述的抽吸单元61包括：依次相连的抽吸外排装置611、射流抽吸装置612、抽吸水路旋转对接单元613和抽吸臂614。

Claims (10)

1.一种具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征在于，包括：本体框架及与本体框架相连的拖曳前进装置、浮力装置、喷冲破土装置、高压造流装置、抽吸装置和对中装置，其中：拖曳前进装置设置于本体框架下方的左右两侧，对中装置设置于本体框架的前端中央，喷冲破土装置设置于本体框架的下端前方，浮力装置和高压造流装置设置于本体框架中，抽吸装置设置于本体框架的下端后方；
所述的对中装置包括：限位机构、测力机构和管线位置测量机构，其中：测力机构与限位机构相连，管线位置测量机构设置于限位机构上；
所述的限位机构包括：升降装置、左限位装置、右限位装置，其中：升降装置活动设置于本体框架上，并与左限位装置和右限位装置相连，左限位装置和右限位装置上分别设有管线位置测量机构。
2.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的左限位装置和右限位装置设有管线保护机构。
3.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的限位机构中设有用于驱动左、右限位装置开合的限位驱动装置。
4.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的测力机构包括：左侧测力器和右侧测力器，对称设置于本体框架左右两侧。
5.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的管线位置测量机构包括：测量门、压紧装置及水平位置测量机构，其中：压紧装置与测量门上下对应设置，水平位置测量机构与测量门相连。
6.根据权利要求1或5所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的管线位置测量机构中设有垂向位置测量机构。
7.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的喷冲破土装置包括：依次相连的水路旋转对接单元、摆动单元和破土单元。
8.根据权利要求7所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的破土单元包括：喷冲臂和喷嘴，其中：喷嘴分别设置于喷冲臂的前向、内向及后向；所述的摆动单元一端与喷冲臂相连，另一端与本体框架相连。
9.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的抽吸装置包括：抽吸单元和与之相连的抽吸驱动单元，其中：抽吸单元包括：依次相连的抽吸外排装置、射流抽吸装置、抽吸水路旋转对接单元和抽吸臂。
10.根据权利要求1所述的具有多次开沟能力的拖曳式海底管道埋设系统，其特征是，所述的对中装置在本体框架前后各设置一个。
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