CN107732798A - 6米埋设犁 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种6米埋设犁，其特征在于，包括主体钢结构，主体钢结构的顶部有平行的安装管一及安装管二，两个液压油缸的底座分别与两个安装架一铰接，两个液压油缸的伸缩端分别与两个安装座铰接，在两个安装座的中部分别设有两个安装孔，两根中心轴分别穿入两个安装架二后穿入各自的安装孔内，使得两个安装座能分别绕各自的中心轴转动。本发明将埋设犁刀与液压油缸联动的方式，可以人为自由控制电缆埋设深度，埋设犁刀长度为11米，由于犁刀通过液压油缸与埋设犁主结构相连接，犁刀对泥面的作用力几乎相当于整个埋设犁主体结构的重量，整个埋设犁的自重为27.5吨，这样的设计方案使得犁刀入泥更深，埋设犁的铺设速度也会加快。

Description

6米埋设犁

技术领域

本发明涉及一种用于铺设海底电缆、光纤的系统设备，可以将所需铺设的海底电缆、光缆埋设至泥面下6米深。

背景技术

海底电缆是敷设在海底及河流水下用的电缆，分海底通讯光缆和海底电力电缆。我国是一个海洋大国，拥有300多万平方公里的海域和18000公里长的海岸线，沿海分布有6000多个岛屿，在浅海大陆架蕴藏着丰富的海底油田和天然气，沿海又是我国经济发达区，国内沿海岛屿发展急需用电，由于建设电站成本高、周期长，再加上燃油供应困难等因素，故此，对中小型海岛的供电、通信(尤其是军用保密通信)都需要通过海底电缆来解决。建设海上风电场是目前国际新能源发展的重要方向，也将是我国风电产业发展的“方向中的方向”。对于海底电缆来说，其在海上风力发电及输电上的应用拥有广阔的市场前景。

目前，海缆80％以上的故障都是人类对海洋的开发活动造成的，如捕鱼和拖锚行船等。海电、光缆最容易遭受船锚和渔网破坏。有的捕鱼船的捕捞工具是固定网带1.2吨的锚在作业，锚插入泥土的深度能达到2米左右，对于埋深在1.0米左右的海电、光缆来说危害极其大。随着捕鱼设施和捕捞技术的不断发展，传统的施工要求(即在我国大陆，100水深之内的海电、光缆的埋设深度应不小于3米，100-200水深之内海电、光缆的埋设深度应不小于2米)已不再适应海缆保护的要求。渔业活动频繁的近海海域，光电缆的埋设要求已经逐渐向6米的埋设深度方向发展。

对于通信海底光缆，如果由于渔锚的损坏而发生中断，将直接影响互联网业务，让各电信运营商遭受直接经济损失，并对其公司声誉造成恶劣印象，进一步会影响我们每一个人的生活；而渔锚对于海底电缆的破坏，导致了海上风电场的电力停产，影响了周边城市居民所需的生活以及生产提供的电能供给，造成巨大的经济损失，海底电缆更是我国岛屿的电能供给生命线，电缆的破坏对岛屿的影响亦显而易见。

发明内容

本发明的目的是：将铺设的海底光、电缆埋得更深。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种6米埋设犁，其特征在于，包括主体钢结构，主体钢结构的顶部有平行的安装管一及安装管二，安装管一的高度高于安装管二的高度，在安装管一上设有两个安装架一，在安装管二上设有两个安装架二，犁刀尾部的左右两侧分别设有一安装座，两个液压油缸的底座分别与两个安装架一铰接，两个液压油缸的伸缩端分别与两个安装座铰接，在两个安装座的中部分别设有两个安装孔，两根中心轴分别穿入两个安装架二后穿入各自的安装孔内，使得两个安装座能分别绕各自的中心轴转动；

主体钢结构底部的左右两侧分别设有一块雪橇板，两块雪橇板相互平行，雪橇板与安装管一及安装管二相互垂直；

三台高压水泵固定在两块雪橇板上，犁刀的底部设有三根独立的水管，三根水管分别与三台高压水泵相连通，每根水管露于外的部分的底部都设有一排喷水苗子。

优选地，所述雪橇板的前后两端均设有上翘的斜板。

优选地，在每台所述高压水泵外套有一排钢卡，与钢卡数量相同的支撑架将钢卡与雪橇板相连。

优选地，在所述主体钢结构上设有导缆笼。

优选地，在所述犁刀上设有靴角仪。

通常的埋设犁设备上的犁刀为自重式犁刀，犁刀的下放深度是通过水苗子的水压冲力将泥土开沟，通过犁刀自身的重力将刀下放至预设的深度，在水压、犁刀自重和犁刀长度的有限条件下，通常这种埋设电缆的技术方案只能将埋设犁埋设到0-3米的深度。如果敷设速度越快，泥土对犁刀的反作用力越大，将犁刀往上抬起，使得埋深数据会变小，达不到业主所需的海缆埋深要求。

本发明将埋设犁刀与液压油缸联动的方式，可以人为自由控制电缆埋设深度，埋设犁刀长度为11米，由于犁刀通过液压油缸与埋设犁主结构相连接，犁刀对泥面的作用力几乎相当于整个埋设犁主体结构的重量，整个埋设犁的自重为27.5吨，这样的设计方案使得犁刀入泥更深，埋设犁的铺设速度也会加快。

附图说明

图1为本发明提供的一种6米埋设犁的俯视图；

图2为本发明提供的一种6米埋设犁的立体示意图；

图3为本发明中的犁刀的示意图。

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。

结合图1及图2，本发明提供的一种6米埋设犁包括主体钢结构1，主体钢结构1的顶部有平行的在横向上布置的安装管一1-1及安装管二1-2。安装管一1-1的高度高于安装管二1-2的高度。在安装管一1-1上有两个安装架一6，在安装管二1-2上有两个安装架二7。结合图3，犁刀8尾部的左右两侧分别设有一安装座8。两个液压油缸9的底座分别与两个安装架一6铰接，两个液压油缸9的伸缩端分别与两个安装座8铰接。在两个安装座8的中部分别设有两个安装孔9，两根中心轴分别穿入两个安装架二7后穿入各自的安装孔9内，使得两个安装座8能分别绕各自的中心轴转动。本发明通过液压站动力源的联动作为犁刀下放深度的驱动力，通过液压动力将液压油缸9收缩时，由于力矩作用，犁刀8将被驱动向下放。而将液压油缸9延伸时，犁刀8将被驱动向上抬起。从而通过液压动力控制液压油缸9伸缩来控制埋设犁刀下放的深度。

通过犁刀8与液压油缸9联动的方式，可以人为自由控制电缆埋设深度，犁刀8长度为11米，由于犁刀8通过液压油缸9与主体钢结构1相连接，犁刀8对泥面的作用力几乎相当于整个埋设犁的重量，整个埋设犁的自重为27.5吨，这样的设计方案使得犁刀8入泥更深，埋设犁的铺设速度也会加快。

在犁刀8上还设有靴角仪，用来感应犁刀8转动过程中的变化角度，精确计算并换算出犁刀8下放的深度。

在主体钢结构1底部的左右两侧分别安装有一块雪橇板2，两块雪橇板2相互平行，雪橇板2在纵向上布置，从而与安装管一1-1及安装管二1-2相互垂直。雪橇板2的前后两端均设有上翘的斜板2-1。

三台高压水泵3固定在两块雪橇板2上。在每台高压水泵3外套有一排钢卡4，与钢卡4数量相同的支撑架5将钢卡4与雪橇板2相连，从而通过支撑架5支撑高压水泵。本实施例中，三台高压水泵3采用三台250KW的电机水泵，水泵的扬程为120米，流量为550m³/h。犁刀水管的。

犁刀8的底部设有三根独立的水管10，三根水管10分别与三台高压水泵3相连通。水管10的管径为DN250。通过压力、流量计算，在每个水管10上安装33个口径为DN11的水苗子11。

在主体钢结构1上还设有导缆笼12。

三台高压水泵3的动力电缆通过软启动柜与发电机动力缆连接，通过软启动柜将三台高压水泵3开启，水泵动力抽进来的水压通过水苗子11喷射释放出去，通过水下压力仪器可以监控到，水苗子11的水压为12-15公斤的压力。

埋设犁下放后，启动三台高压水泵3和水下PLC监测软件系统，埋设犁的PLC水下监控系统安装有水泵软启动的开关启动装置、水泵的电流、电压传感仪，埋设犁姿态传感器、深度计、靴角仪、水压计、以及计米器、电缆张力传感器、埋设犁牵引力传感器。通过甲板液压动力站将犁刀下放至预埋设深度后通过检测PLC监控系统数据来控制船舶方向、速度和埋设犁的作业状态。

实施步骤：

第一步：埋设机投放

海缆放入入水槽后，船头海缆装入埋设机腹部，关上门板，采用拔杆吊机将埋设机缓缓吊入水中，搁置在海床面上。严格按照埋设机的投放操作规程，按照以下程序进行作业：

1)埋设机起吊，脱离停放架

2)海缆装入埋设犁腹部，关上门板并在埋设犁海缆出口处设置吊点，保证投放埋设犁时海缆的弯曲半径

3)埋设犁缓缓搁置海床面

4)启动三台高压水泵3

5)启动埋深监测系统

6)通过甲板液压动力站将调节埋设犁刀的液压油缸9，将犁刀8下放至预埋设定深度

7)启动牵引卷扬机

8)施工船起锚，开始牵引敷埋作业

第二步：埋深调节与控制

埋设机的埋设速度由卷扬机的绞缆线速度来决定，并由联接于卷扬机的变频器来控制与调节；敷埋速度一般控制在1～8m/min。

在施工过程中，海缆埋设深度可通过调节牵引速度、本发明提供的埋设犁刀的埋设深度、牵引力以及埋设机姿态等手段来控制。可采用的三台高压水泵3，每台最大流量可以达到550m³/h，确保施工船的牵引速度在8m/min时，海缆的埋设深度也能达到设计要求。

敷埋时施工船易偏离路由轴线，拟采用拖轮及锚艇，在施工船背水侧或背风侧进行顶推，以纠正埋深施工船的航向偏差。

第三步：海缆埋深监测系统

1)海缆敷埋导航定位系统

采用法国SERCEL NR-108DGPS，该DGPS采用国家差分GPS参考台的差分信号进行修正，系统定位精度优于1m。同时本工程施工将DGPS定位系统和电罗经相结合，施工时直观的反映出当前的船位、航向以及船舶姿态并与路由轨迹进行实时对照。

操作系统为海达4.3导航软件。海达4.3是质量控制导航软件包，可以显示船的航迹、测线、锚位、障碍物或建造物。质量控制数据可与航迹信息同时显示。该系统能够从几个定位系统中提取数据，并相互直接对比。

2)埋深监测系统

采用海缆敷设监测系统。控制软件为PLC西门子。该系统由数据采集仪采集各传感器传输敷设速度、牵引张力、海缆张力等的感应电流或电压信号，并接入计米器，深度计，压力计，靴角仪、姿态传感器，经初步转换后传输给ONSPEC处理软件，运算及处理，并反映至微机显示器上或外接显示屏上，并进行连续存储。电测人员将各种数据反映给施工指挥人员，以供及时掌握作业情况。通过布缆机的张力控制，可以保证海缆在敷设时张力控制在允许范围之内。

3)海缆敷设纠偏措施

海缆敷设施工时，海上作业时间较长，施工船容易受到风、浪、流、潮汐作用的影响，导致海缆偏离设计路由。

采用慢速绞锚敷埋的施工方法，在施工船前方由钢缆牵引，后方的埋设机(自重约27.5吨)相当于另1只稳船锚；此外，施工船由施工拖轮、锚艇在施工船背水侧或背风侧进行顶推、侧推动力定位，控制海缆敷埋施工时的航向偏差。

在施工过程中，施工船的路由前方是牵引锚缆，船体受到主动牵引力F1；而其尾部的埋设机，船体受到埋设机的反作用力F2。该反作用力主要由埋设机与河床的摩擦力，以及安装于埋设机腹部的高压射水水流的反作用力引起。因此，引导埋设机铺埋海缆，主要是控制施工船船体在沿设计路由的左右方向的偏差。

第四步：埋设机的回收

待施工船施工至终端登陆点附近侧即开始海缆的终端登陆。

抛设定位系船“八”字开锚四只以固定船位，进行埋设机的回收操作。严格按照操作规程：

1)调整牵引钢缆和埋设机起吊索具将埋设机移至距左弦甲板处

2)逐件卸去导缆笼12

3)采用卷扬机将埋设机吊出水面，调整牵引钢缆及起吊索具将埋设机搁置在专用停放架上

4)将海缆从埋设机海缆通道内取出并放入入水槽中，海缆从海缆通道内取出时，在埋设犁尾部海缆出口处设置2个吊点保持海缆的弯曲半径

5)启动甲板动力液压站，控制液压油缸9将埋设犁刀收刀恢复位置。

Claims (5)

1.一种6米埋设犁，其特征在于，包括主体钢结构(1)，主体钢结构(1)的顶部有平行的安装管一(1-1)及安装管二(1-2)，安装管一(1-1)的高度高于安装管二(1-2)的高度，在安装管一(1-1)上设有两个安装架一(6)，在安装管二(1-2)上设有两个安装架二(7)，犁刀(8)尾部的左右两侧分别设有一安装座(8)，两个液压油缸(9)的底座分别与两个安装架一(6)铰接，两个液压油缸(9)的伸缩端分别与两个安装座(8)铰接，在两个安装座(8)的中部分别设有两个安装孔(9)，两根中心轴分别穿入两个安装架二(7)后穿入各自的安装孔(9)内，使得两个安装座(8)能分别绕各自的中心轴转动；

主体钢结构(1)底部的左右两侧分别设有一块雪橇板(2)，两块雪橇板(2)相互平行，雪橇板(2)与安装管一(1-1)及安装管二(1-2)相互垂直；

三台高压水泵(3)固定在两块雪橇板(2)上，犁刀(8)的底部设有三根独立的水管(10)，三根水管(10)分别与三台高压水泵(3)相连通，每根水管(10)露于外的部分的底部都设有一排喷水苗子(11)。

2.如权利要求1所述的一种6米埋设犁，其特征在于，所述雪橇板(2)的前后两端均设有上翘的斜板(2-1)。

3.如权利要求1所述的一种6米埋设犁，其特征在于，在每台所述高压水泵(3)外套有一排钢卡(4)，与钢卡(4)数量相同的支撑架(5)将钢卡(4)与雪橇板(2)相连。

4.如权利要求1所述的一种6米埋设犁，其特征在于，在所述主体钢结构(1)上设有导缆笼(12)。

5.如权利要求1所述的一种6米埋设犁，其特征在于，在所述犁刀(8)上设有靴角仪。