CN108787567B - 一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置 - Google Patents

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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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Abstract

本发明公开了一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置，其特征在于：包括电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构、高压水射流机构、控制器，所述电磁铁吸附机构包括至少三个沿导管架立柱周向依次铰接的电磁铁吸附板，所述水泵喷射运动调节机构包括外壳，所述外壳的一面固定安设在中间的电磁铁吸附板上，在外壳的其余五个面分别设有高压喷水口，所述高压水射流机构包括安设在外壳下端的高压喷嘴，所述控制器分别电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构、高压水射流机构。本发明实现了清理装置在复杂海况大范围不同位置的稳定、精准清理作业，显著提高了清理效率。

Description

一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置
技术领域
本发明属于海洋石油钻采平台海生物清理技术领域，具体涉及一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置，。
背景技术
作为海洋石油重要装备的钻采平台，已经在全国各海域得到了广泛的使用。随着使用年限的增加，平台需要做定期的和不定期的安全检测和维护，其中就包括平台腐蚀情况的检测。钻采平台在作业过程中，海生物会大量吸附在海水全浸区和潮差区的导管架立柱上，附着的海生物加剧了海洋环境对钻采平台的腐蚀，同时也使导管壁的光滑性降低，增加了桩腿所受的纵荡、横荡和首摇方向的波浪平均漂流力，给安全生产带来了巨大威胁，因此钻采平台导管架立柱需要定期清理。为解决高压水射流的危险性和潜水员的有限下潜深度等问题，远程遥控水下导管架立柱海生物清理机器人机构得以快速发展。
目前，清理机器人机构工作时的固定方式主要是夹持器固定，夹持器固定是通过一种机械结构使其对桁架有一定的抓取力，但是夹持器的外形尺寸受桁架钢材外径尺寸的影响较大。导管架立柱平台导管的平均外径尺寸为2000mm，致使满足要求的机械手体积过大或夹持力较小，不适合在清理机器人中使用。另外，现阶段清理机器人主要是沿着导管架立柱管壁做爬行运动以控制清理范围，这种运动方式效率低，且存在清理盲区，尤其在遇到导管架立柱管节点处，调整姿态困难，严重影响了清理效果。海洋环境恶劣，海生物清理机器人机构会受到海流、海水压力以及地震等复杂海况的影响。结合上述清理机器人机构的固定和运动问题，以及考虑复杂海况对机器人机构的影响，需要设计一种吸附能力强，且具有多自由度运动能力的导管架立柱海生物清理机器人机构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种吸附能力强，能多自由度运动的电磁吸附式多自由度运动的导管架立柱生物清理装置。
本发明所采用的技术方案为：一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置，其特征在于：包括电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构、高压水射流机构、控制器，所述电磁铁吸附机构包括至少三个沿导管架立柱周向依次铰接的电磁铁吸附板，所述水泵喷射运动调节机构包括外壳，所述外壳的一面固定安设在中间的电磁铁吸附板上，在外壳的其余五个面分别设有高压喷水口，所述高压水射流机构包括安设在外壳下端的高压喷嘴，所述控制器分别用于控制电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构和高压水射流机构。
按上述技术方案，所述控制器控制各个高压喷水口水压的大小。
按上述技术方案，所述高压水射流机构包括固定设置在外壳下端的法兰，在法兰的外端连接有连接头，在连接头上连接有高压喷嘴，所述高压喷嘴通过转动机构调节高压喷嘴旋转方向。
按上述技术方案，在法兰上设有摄像头。
按上述技术方案，所述高压喷水口为外径逐渐变小的高压喷水口。
按上述技术方案，所述电磁铁吸附板通过电线与外置的电源及控制器连接，通过控制器控制电磁铁吸附板电磁吸附力的大小。
本发明所取得的有益效果为：
本发明通过调节电流的大小控制电磁吸附板吸附在导管架立柱上的吸力，启动高压水射流机构，高压水通过高压喷嘴对立柱上的海生物进行清理，在清理完一定范围内的海生物之后，通过调节电流大小减小电磁铁的吸附力，同时控制水泵喷射运动调节机构的高压喷嘴实现清理装置的运动，通过控制外壳上不同位置高压喷水口的开关以及出水压力和水流速度，实现不同位置的清理，能实现了在复杂海况大范围不同位置的稳定、精准清理作业，显著提高了清理效率。
另外，辅以摄像头的精确影像，实现了复杂海况下大范围不同位置的精准清理。
附图说明
图1为本发明的侧视图。
图2为本发明中电磁铁吸附机构与外壳的连接示意图。
图3为本发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本实施例提供了一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置，包括电磁铁吸附机构1、水泵喷射运动调节机构2、高压水射流机构4、控制器。
所述电磁铁吸附机构包括至少三个沿导管架立柱7周向依次铰接的电磁铁吸附板101、102、103，各电磁铁吸附板通过电线与外置的电源及控制器连接，通过控制器控制电磁铁吸附板电磁吸附力的大小。
所述水泵喷射运动调节机构包括外壳201，所述外壳201的一面固定安设在中间的电磁铁吸附板102上，在外壳的其余五个面分别设有高压喷水口3，所述高压喷水口为外径逐渐变小的高压喷水口，各个高压喷水口的出水压力及水流速度单独控制，分别与外接的高压水管线相连，所述控制器控制各个高压喷水口水压的大小及水流速度。
所述高压水射流机构4包括固定设置在外壳下端的法兰5，在法兰的外端连接有连接头401，在连接头401上连接有高压喷嘴402，所述高压喷嘴402通过转动机构403调节高压喷嘴旋转方向。其中转动机构403可以为舵机实现的旋转运动。
另外，为了实现复杂海况下大范围不同位置的精准清理，在法兰上设有摄像头6。
本发明的工作过程为：
通过调节电流的大小控制电磁吸附板(101,102,103)吸附在导管架立柱7上的吸力，启动高压水射流机构4，高压水通过高压喷嘴对导管架立柱7上的海生物进行清理，在清理完一定范围内的海生物之后，通过调节电流大小减小电磁吸附板的吸附力，例如，需要往左运动时，调节外壳上右侧的高压喷水口3喷出高压水，在高压水的反作用力下，实现电磁吸附板(101,102,103)沿导管架立柱7周向右侧滑移，运动一段距离后，增大电流使电磁吸附板(101,102,103)的吸力增强，再次吸附在导管架立柱7上，同时关闭水泵喷射运动调节机构，打开高压水射流机构4对一定范围的海生物进行清理。遇到导管架管节点时，通过水泵喷射运动调节机构中5个不同方位的高压喷水口3调节清理装置的运动，例如可通过打开左方高压喷水口3，关闭右方高压喷水口3使机器人机构向右方运动，当机器人机构运动并附着在导管架横撑或者斜撑上，接着按照上述方法对海生物进行清理。当清理任务完成时，可以打开水泵喷射运动调节机构下方高压喷水口，使清理装置上升到水面进行回收。
本发明通过控制外壳上不同位置高压喷水口的开关以及出水压力和水流速度，实现不同位置的清理。
另外，根据摄像头6的影像明确运动位置，实现导管架立柱复杂位置的海生物清理，避免海生物的长期附着对导管架结构的腐蚀。

Claims (7)

1.一种电磁吸附式导管架立柱生物清理装置，其特征在于：包括电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构、高压水射流机构、控制器，所述电磁铁吸附机构包括至少三个沿导管架立柱周向依次铰接的电磁铁吸附板，所述水泵喷射运动调节机构包括外壳，所述外壳的一面固定安设在中间的电磁铁吸附板上，在外壳的其余五个面分别设有高压喷水口，所述高压水射流机构包括安设在外壳下端的高压喷嘴，所述控制器分别用于控制电磁铁吸附机构、水泵喷射运动调节机构和高压水射流机构。
2.根据权利要求1所述的生物清理装置，其特征在于：所述控制器控制各个高压喷水口水压的大小。
3.根据权利要求1或2所述的生物清理装置，其特征在于：所述高压水射流机构包括固定设置在外壳下端的法兰，在法兰的外端连接有连接头，在连接头上连接有高压喷嘴，所述高压喷嘴通过转动机构调节高压喷嘴旋转方向。
4.根据权利要求3所述的生物清理装置，其特征在于：在法兰上设有摄像头。
5.根据权利要求1或2所述的生物清理装置，其特征在于：所述高压喷水口为外径逐渐变小的高压喷水口。
6.根据权利要求1或2所述的生物清理装置，其特征在于：所述电磁铁吸附板通过电线与外置的电源及控制器连接，通过控制器控制电磁铁吸附板电磁吸附力的大小。
7.根据权利要求1或2所述的生物清理装置，其特征在于：各个高压喷水口的出水压力及水流速度单独控制，分别与外接的高压水管线相连。
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