CN110671538B - 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法 - Google Patents

一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110671538B
CN110671538B CN201911075157.XA CN201911075157A CN110671538B CN 110671538 B CN110671538 B CN 110671538B CN 201911075157 A CN201911075157 A CN 201911075157A CN 110671538 B CN110671538 B CN 110671538B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mud
box
main body
plow
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911075157.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110671538A (zh
Inventor
张婧
沈浩然
施兴华
郑昊然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Zhihao Marine Engineering Equipment Co ltd
Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu Zhihao Marine Engineering Equipment Co ltd
Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Zhihao Marine Engineering Equipment Co ltd, Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu Zhihao Marine Engineering Equipment Co ltd
Priority to CN201911075157.XA priority Critical patent/CN110671538B/zh
Publication of CN110671538A publication Critical patent/CN110671538A/zh
Priority to PCT/CN2020/118020 priority patent/WO2021088562A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110671538B publication Critical patent/CN110671538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/16—Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats, weights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats, weights
    • F16L1/202—Accessories therefor, e.g. floats, weights fixed on or to vessels
    • F16L1/205—Pipe-laying ships
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/22—Pc multi processor system
    • G05B2219/2231—Master slave
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2609—Process control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Underground Or Underwater Handling Of Building Materials (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

本发明公开了一种海洋油气管道水下铺设装置，以钢制长方体为主体，在钢制长方体主体下表面设置第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄、输泥板，并通过聚泥罩和输管长筒的配合，利用传统农具的结构特点，使海底挖槽、管道铺设、埋管依次进行，均可通过本装置实现。本发明还公开了本装置的管道铺设方法。本装置结构简洁，在达到作用要求的同时，避免了传统水下机器人结构的繁琐性，充分降低了加工成本，更适于量产。

Description

一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法
技术领域
本发明涉及海洋工程领域，尤其是涉及一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法。
背景技术
随着社会的快速发展，石油、天然气等资源的需求日益加大，海洋管道输送作为其重要的运输方式之一，发展也越来越迅速，因此，对海洋管道水下铺设技术的发展要求也越来越高。
水下铺管作业主要需进行挖管槽和埋管两道工序，目前，此项作业主要通过水下机器人完成，而由于我国在此项技术上起步较晚，有关水下机器人的一些先进技术主要掌握在国外海洋工程技术较为先进的美国、韩国、挪威等国家手中，因此，我国需对水下机器人进行购买或租赁以进行水下铺管作业，这无疑是一笔巨大的开支，虽然我国一直在研制可以代替水下机器人作业的装置，但由于技术复杂，很难实现产业化，因此，研制出一款能够代替水下机器人作业并适于量产的设备，是亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种海洋油气管道水下铺设装置，并提供了该装置的铺设方法，能够代替现有水下机器人进行挖管槽和埋管作业，并且适于量产。
技术方案：一种海洋油气管道水下铺设装置，包括盒型主体、第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄、螺旋桨推进器、聚泥罩、输管长筒、输泥板、控制系统，所述盒型主体开口朝下，所述第一犁泥耙、所述第一犁泥锄、所述第二犁泥耙、所述第二犁泥锄在所述盒型主体底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体底部，所述第一犁泥耙与所述第一犁泥锄等高，所述第二犁泥耙与所述第二犁泥锄等高，所述第二犁泥耙的竖直高度大于所述第一犁泥耙的竖直高度，所述盒型主体的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器，所述聚泥罩罩口朝下与所述盒型主体后端固定并与其内部连通，所述输管长筒沿所述盒型主体长度方向斜向下穿设于所述盒型主体中，所述输泥板在所述盒型主体底部固定，所述输泥板跨设于所述第一犁泥锄与所述第二犁泥锄之间，所述控制系统安装于所述盒型主体上，所述螺旋桨推进器与所述控制系统信号连接。
盒型主体为钢制长方体。
进一步的，所述控制系统包括前置滤波器、数字信号处理器、输出滤波器、压力传感器，所述前置滤波器、所述数字信号处理器、所述输出滤波器集成安装于所述盒型主体上部，所述前置滤波器、所述输出滤波器分别与所述数字信号处理器信号连接，所述输出滤波器与所述螺旋桨推进器的运动控制器信号连接，所述压力传感器设有两个，其中一个安装于所述第一犁泥耙或所述第一犁泥锄的底部，另一个安装于所述第二犁泥耙或所述第二犁泥锄底部，所述压力传感器与所述前置滤波器信号连接。
进一步的，所述第一犁泥耙包括第一连接板、第一齿钉，所述第一齿钉至少设有两个，在所述第一连接板一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第一连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第一齿钉置于所述盒型主体外部；所述第二犁泥耙包括第二连接板、第二齿钉，所述第二齿钉至少设有两个，在所述第二连接板一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第二连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第二齿钉置于所述盒型主体外部。
最佳的，所述第一齿钉与所述第二齿钉数量相等，所述第一齿钉与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度A为60°～75°，所述第二齿钉与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度B与所述第一齿钉的倾斜角度A相等。
进一步的，所述第一犁泥锄包括第三连接板、第一锄板，所述第一锄板一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第三连接板固定，所述第一锄板两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第三连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第一锄板置于所述盒型主体外部；所述第二犁泥锄包括第四连接板、第二锄板，所述第二锄板一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第四连接板固定，所述第二锄板两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第四连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第二锄板置于所述盒型主体外部。
最佳的，所述第一锄板与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度C为60°～75°，所述第二锄板与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度D与所述第一锄板的倾斜角度C相等。
进一步的，所述聚泥罩包括弧形挡板、扇形板，所述扇形板设有两个，相对平行间隔设置并分别与所述盒型主体固定，两个所述扇形板通过所述弧形挡板连接，使三者构成扇形罩壳，所述弧形挡板与所述盒型主体固定。
进一步的，所述盒型主体的前端设有至少两个所述螺旋桨推进器，所述螺旋桨推进器穿设固定于所述盒型主体的前端的板面上。
进一步的，所述输管长筒的内筒壁上至少安装有一个直线轴承，所述直线轴承的外圈与所述输管长筒的内筒壁连接。
一种海洋油气管道水下铺设装置的铺设方法，
一、准备进行reel lay型海底管道铺设作业包括以下步骤：
S1.将输管长筒套在管道上，利用起重机将本装置下放并同步下放管道；
S2.控制系统接收到船载主控系统的指令，并将信号传递给盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器反转实现本装置的下潜；
S3.第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄扎进河床土层，控制系统发出信号，触发盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器停止转动；
二、进行海底管道铺设作业包括以下步骤：
T1.船上操作人员通过船载主控系统发出指令给控制系统，控制系统发出指令给安装于盒型主体前端的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器正转实现本装置的向前运动；
T2.第一犁泥耙、第二犁泥耙前移进行逐级松泥挖槽作业，第一犁泥锄、第二犁泥锄进行铲泥作业，泥土顺势向上、向后聚集，部分泥土直接到达聚泥罩内，部分泥土通过输泥板到达聚泥罩内，此时，管道一直处于下放状态，并被放置于本装置所挖凹槽中，同时聚泥罩中的泥土重新填回铺设有管道的凹槽中；
三、终止海底管道铺设作业包括以下步骤：
P1.当铺设完所需长度的管道之后，船上操作人员通过船载主控系统发出指令给控制系统，控制系统发出指令给安装于盒型主体前端的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器停转；
P2.控制系统再次发出指令给盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器正转实现本装置的上浮；
P3.本装置上浮至海面，对本装置进行回收。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：以钢制的长方体盒型为主体，摆脱了传统的水下机器人铺管操作方式的限制，通过仿照传统农耕犁泥形式，结合现代海洋管道铺设技术，使海底挖槽、管道铺设、埋管依次进行，均可通过本装置实现，本装置结构简洁，在达到作用要求的同时，避免了传统水下机器人结构的繁琐性，充分降低了加工成本，更适于量产。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为图1的右视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的a-a剖视图；
图5为图1的b-b剖视图；
图6为图1的c-c剖视图；
图7为直线轴承的结构示意图；
图8为图7的d-d剖面图；
图9为本发明的立体结构示意图；
图10为本发电控制系统的接线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种海洋油气管道水下铺设装置，如图1～9所示，包括盒型主体1、第一犁泥耙2、第一犁泥锄3、第二犁泥耙4、第二犁泥锄5、螺旋桨推进器6、聚泥罩7、输管长筒8、输泥板9、控制系统10、直线轴承11，如图10所示，控制系统10包括前置滤波器101、数字信号处理器102、输出滤波器103、压力传感器104。
盒型主体1开口朝下形成倒扣状，盒型主体1为钢制长方体，第一犁泥耙2、第一犁泥锄3、第二犁泥耙4、第二犁泥锄5在盒型主体1底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于盒型主体1底部，其中，第一犁泥耙2靠近盒型主体1长度方向的前端，第二犁泥锄5靠近盒型主体1长度方向的后端，第一犁泥耙2与第一犁泥锄3等高，即两者的底端齐平，第二犁泥耙4与第二犁泥锄5等高，即两个的底端齐平，第二犁泥耙4的竖直高度大于第一犁泥耙2的竖直高度，第一犁泥耙2包括第一连接板21、第一齿钉22，第一齿钉22至少设有两个，如三个，在第一连接板21一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，使第一齿钉22的尖端远离第一连接板21，第一连接板21水平放置，沿盒型主体1宽度方向跨设，其两个宽边分别与盒型主体1长度方向相对两内侧面固定，使第一齿钉22朝下置于盒型主体1外部，第一齿钉22与盒型主体1底边所呈的倾斜角度A为60°～75°，每个第一齿钉22的倾斜角度A相等；第二犁泥耙4包括第二连接板41、第二齿钉42，第二齿钉42的数量与第一齿钉22的数量相等，第二齿钉42在第二连接板41一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，使第二齿钉42的尖端远离第二连接板41，第二连接板41水平放置，沿盒型主体1宽度方向跨设，其两个宽边分别与盒型主体1长度方向相对两内侧面固定，使第二齿钉42置于盒型主体1外部，第二齿钉42与盒型主体1底边所呈的倾斜角度B与第一齿钉22的倾斜角度A相等。
第一犁泥锄3包括第三连接板31、第一锄板32，第一锄板32一端为尖端，另一端为平端，其平端与第三连接板31固定，第一锄板32两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，第三连接板31水平放置，沿盒型主体1宽度方向跨设，其两个宽边分别与盒型主体1长度方向相对两内侧面固定，使第一锄板32尖端朝下置于盒型主体1外部；第一锄板32与盒型主体1底边所呈的倾斜角度C为60°～75°；第二犁泥锄5包括第四连接板51、第二锄板52，第二锄板52一端为尖端，另一端为平端，其平端与第四连接板51固定，第二锄板52两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，第四连接板51水平放置，沿盒型主体1宽度方向跨设，其两个宽边分别与盒型主体1长度方向相对两内侧面固定，使第二锄板52尖端朝下置于盒型主体1外部，第二锄板52与盒型主体1底边所呈的倾斜角度D与第一锄板32的倾斜角度C相等。
盒型主体1的前端及长度方向相对两侧分别安装有螺旋桨推进器6，盒型主体1的前端设有至少两个螺旋桨推进器6，此处的螺旋桨推进器6横向放置，盒型主体1的前端横向间隔设有对应的通孔，使此处的螺旋桨推进器6穿设固定于盒型主体1前端的板面上；盒型主体1长度方向相对两侧至少设有一个螺旋桨推进器6，此处的螺旋桨推进器6竖向放置并与盒型主体1的外侧面固定。
聚泥罩7包括弧形挡板71、扇形板72，扇形板72设有两个，相对平行间隔设置并分别与所述盒型主体1固定后端的边沿处固定，两个扇形板72通过弧形挡板71连接，使三者构成扇形罩壳，弧形挡板71的高端与盒型主体1固定，聚泥罩7罩口朝下与盒型主体1后端固定并与其内部连通。
输管长筒8沿盒型主体1长度方向斜向下穿设于盒型主体1中，输管长筒8一端自盒型主体1长度方向的前端的板面上部穿入并固定，另一端自盒型主体1长度方向的后端的板面下部穿入并固定，盒型主体1后端的板面相对于前端的板面，其下部短缺高度的1/4～1/3左右，从而保证盒型主体1与聚泥罩7内部的连通，输管长筒8的内筒壁上至少安装有一个直线轴承11，直线轴承11的外圈与输管长筒8的内筒壁连接。
输泥板9在盒型主体1底部固定，输泥板9跨设于第一犁泥锄3与第二犁泥锄5之间，输泥板9一侧板边与第一犁泥锄3的上表面搭接，相对另一侧板面上扬至延伸至盒型主体1后端的短缺处，使输泥板9相对于水平面呈170°左右的倾斜，输泥板9的两个宽边分别与盒型主体1长度方向相对两内侧面固定。
前置滤波器101、数字信号处理器102、输出滤波器103集成安装于盒型主体1上部并做防水处理并安装集成电板给本装置供电，前置滤波器101、输出滤波器103分别与数字信号处理器102信号连接，输出滤波器103与螺旋桨推进器6的运动控制器61信号连接，压力传感器104设有两个，其中一个安装于第一犁泥耙2或第一犁泥锄3的底部并做防水处理，另一个安装于第二犁泥耙4或第二犁泥锄5底部并做防水处理，压力传感器104与前置滤波器101信号连接，前置滤波器101与船载主控系统12信号连接。
本装置的固定连接多为焊接。
一种上述的海洋油气管道水下铺设装置的铺设方法，
一、准备进行reel lay型海底管道铺设作业包括以下步骤：
S1.将输管长筒8套在管道上，利用起重机将本装置下放并同步下放管道；
S2.前置滤波器101接收到船载主控系统12的指令，经过数字信号处理器102处理后，由输出滤波器103发送信号给盒型主体1的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器6的运动控制器61，触发相应的螺旋桨推进器6反转实现本装置的下潜；
S3.第一犁泥耙2、第一犁泥锄3、第二犁泥耙4、第二犁泥锄5扎进河床土层，压力传感器104受到挤压，发出感应信号给前置滤波器101并由数字信号处理器102进行信息处理，然后通过输出滤波器103发出停止工作的信号给对应的螺旋桨推进器6的运动控制器61，触发盒型主体1的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器6停止转动；
S4.本装置达指定点的信息通过主电缆反馈给船载主控系统12，以便船上操作人员了解本装置的水下情况；
二、进行海底管道铺设作业包括以下步骤：
T1.船上操作人员通过船载主控系统12通过主电缆发出指令给前置滤波器101，由数字信号处理器102进行信息处理后通过输出滤波器103发出指令给安装于盒型主体1前端的螺旋桨推进器6的运动控制器61，触发相应的螺旋桨推进器6正转实现本装置的向前运动；
T2.第一犁泥耙2、第二犁泥耙4前移进行逐级松泥挖槽作业，第一犁泥锄3、第二犁泥锄5进行铲泥作业，泥土顺势向上、向后聚集，部分泥土直接到达聚泥罩7内，部分泥土通过输泥板9到达聚泥罩7内，此时，管道一直处于下放状态，并被放置于本装置所挖凹槽中，同时聚泥罩7中的泥土重新填回铺设有管道的凹槽中；
T3.螺旋桨推进器6工作的同时将自身工作情况通过信号进行发送，由控制系统10中的前置滤波器101接收，经过数字信号处理器102处理后再由输出滤波器103输出，通过电缆反馈给船载主控系统12，以便操作人员了解螺旋桨推进器6工作情况；
三、终止海底管道铺设作业包括以下步骤：
P1.当铺设完所需长度的管道之后，船上操作人员通过船载主控系统12发出指令给前置滤波器101，由数字信号处理器102进行信息处理后通过输出滤波器103发出指令给安装于盒型主体1前端的螺旋桨推进器6的运动控制器61，触发相应的螺旋桨推进器6停转；
P2.船上操作人员再次通过船载主控系统12发出指令给前置滤波器101，由数字信号处理器102进行信息处理后通过输出滤波器103发出指令给盒型主体1的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器6的运动控制器61，触发相应的螺旋桨推进器6正转实现本装置的上浮；
P3.本装置上浮至海面，对本装置进行回收。
第一齿钉22、第二齿钉42主要用作松泥挖槽作业，初步形成凹槽，第一锄板32、第二锄板52再进行铲泥作业，从而完成挖槽作业，凹槽形成，由于第一犁泥耙2和第一犁泥锄3与第二犁泥耙4和第二犁泥锄5之间的高度差，使得凹槽的深度逐级递增，从而形成逐级松泥挖槽作业，保证挖槽作业的可靠稳定进行，此时，管道同步下放进入挖好的凹槽中，第一锄板32所铲的泥顺着输泥板9到达聚泥罩7内，而第二锄板52所铲的泥直接竖着其延伸方向到达聚泥罩7内，实现泥土重新填回铺设有管道的凹槽中，所挖出的泥重新覆盖在管道上方。
工作时，前端的螺旋桨推进器6的后部产生水流冲力会将进入盒型主体1内部的泥冲入聚泥罩7中，以防造成淤泥堆积在盒型主体1内部。
以钢制的长方体盒型为主体，摆脱了传统的水下机器人铺管操作方式的限制，通过仿照传统农耕犁泥形式，结合现代海洋管道铺设技术，使海底挖槽、管道铺设、埋管依次进行，均可通过本装置实现，本装置结构简洁，在达到作用要求的同时，避免了传统水下机器人结构的繁琐性，充分降低了加工成本，更适于量产。

Claims (10)

1.一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：包括盒型主体(1)、第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)、螺旋桨推进器(6)、聚泥罩(7)、输管长筒(8)、输泥板(9)、控制系统(10)，所述盒型主体(1)开口朝下，所述第一犁泥耙(2)、所述第一犁泥锄(3)、所述第二犁泥耙(4)、所述第二犁泥锄(5)在所述盒型主体(1)底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体(1)底部，所述第一犁泥耙(2)与所述第一犁泥锄(3)等高，所述第二犁泥耙(4)与所述第二犁泥锄(5)等高，所述第二犁泥耙(4)的竖直高度大于所述第一犁泥耙(2)的竖直高度，所述盒型主体(1)的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器(6)，所述聚泥罩(7)罩口朝下与所述盒型主体(1)后端固定并与其内部连通，所述输管长筒(8)沿所述盒型主体(1)长度方向斜向下穿设于所述盒型主体(1)中，所述输泥板(9)在所述盒型主体(1)底部固定，所述输泥板(9)跨设于所述第一犁泥锄(3)与所述第二犁泥锄(5)之间，所述控制系统(10)安装于所述盒型主体(1)上，所述螺旋桨推进器(6)与所述控制系统(10)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述控制系统(10)包括前置滤波器(101)、数字信号处理器(102)、输出滤波器(103)、压力传感器(104)，所述前置滤波器(101)、所述数字信号处理器(102)、所述输出滤波器(103)集成安装于所述盒型主体(1)上部，所述前置滤波器(101)、所述输出滤波器(103)分别与所述数字信号处理器(102)信号连接，所述输出滤波器(103)与所述螺旋桨推进器(6)的运动控制器(61)信号连接，所述压力传感器(104)设有两个，其中一个安装于所述第一犁泥耙(2)或所述第一犁泥锄(3)的底部，另一个安装于所述第二犁泥耙(4)或所述第二犁泥锄(5)底部，所述压力传感器(104)与所述前置滤波器(101)信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一犁泥耙(2)包括第一连接板(21)、第一齿钉(22)，所述第一齿钉(22)至少设有两个，在所述第一连接板(21)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第一连接板(21)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第一齿钉(22)置于所述盒型主体(1)外部；所述第二犁泥耙(4)包括第二连接板(41)、第二齿钉(42)，所述第二齿钉(42)至少设有两个，在所述第二连接板(41)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第二连接板(41)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第二齿钉(42)置于所述盒型主体(1)外部。
4.根据权利要求3所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一齿钉(22)与所述第二齿钉(42)数量相等，所述第一齿钉(22)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度A为60°～75°，所述第二齿钉(42)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度B与所述第一齿钉(22)的倾斜角度A相等。
5.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一犁泥锄(3)包括第三连接板(31)、第一锄板(32)，所述第一锄板(32)一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第三连接板(31)固定，所述第一锄板(32)两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第三连接板(31)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第一锄板(32)置于所述盒型主体(1)外部；所述第二犁泥锄(5)包括第四连接板(51)、第二锄板(52)，所述第二锄板(52)一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第四连接板(51)固定，所述第二锄板(52)两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第四连接板(51)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第二锄板(52)置于所述盒型主体(1)外部。
6.根据权利要求5所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一锄板(32)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度C为60°～75°，所述第二锄板(52)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度D与所述第一锄板(32)的倾斜角度C相等。
7.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述聚泥罩(7)包括弧形挡板(71)、扇形板(72)，所述扇形板(72)设有两个，相对平行间隔设置并分别与所述盒型主体(1)固定，两个所述扇形板(72)通过所述弧形挡板(71)连接，使三者构成扇形罩壳，所述弧形挡板(71)与所述盒型主体(1)固定。
8.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述盒型主体(1)的前端设有至少两个所述螺旋桨推进器(6)，所述螺旋桨推进器(6)穿设固定于所述盒型主体(1)的前端的板面上。
9.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述输管长筒(8)的内筒壁上至少安装有一个直线轴承(11)，所述直线轴承(11)的外圈与所述输管长筒(8)的内筒壁连接。
10.一种根据权利要求1～9任一所述的海洋油气管道水下铺设装置的铺设方法，其特征在于，
一、准备进行reel lay型海底管道铺设作业包括以下步骤：
S1.将输管长筒(8)套在管道上，利用起重机将本装置下放并同步下放管道；
S2.控制系统(10)接收到船载主控系统(12)的指令，并将信号传递给盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6)，触发相应的螺旋桨推进器(6)反转实现本装置的下潜；
S3.第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)扎进河床土层，控制系统(10)发出信号，触发盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6)停止转动；
二、进行海底管道铺设作业包括以下步骤：
T1.船上操作人员通过船载主控系统(12)发出指令给控制系统(10)，控制系统(10)发出指令给安装于盒型主体(1)前端的螺旋桨推进器(6)，触发相应的螺旋桨推进器(6)正转实现本装置的向前运动；
T2.第一犁泥耙(2)、第二犁泥耙(4)前移进行逐级松泥挖槽作业，第一犁泥锄(3)、第二犁泥锄(5)进行铲泥作业，泥土顺势向上、向后聚集，部分泥土直接到达聚泥罩(7)内，部分泥土通过输泥板(9)到达聚泥罩(7)内，此时，管道一直处于下放状态，并被放置于本装置所挖凹槽中，同时聚泥罩(7)中的泥土重新填回铺设有管道的凹槽中；
三、终止海底管道铺设作业包括以下步骤：
P1.当铺设完所需长度的管道之后，船上操作人员通过船载主控系统(12)发出指令给控制系统(10)，控制系统(10)发出指令给安装于盒型主体(1)前端的螺旋桨推进器(6)，触发相应的螺旋桨推进器(6)停转；
P2.控制系统(10)再次发出指令给盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6)，触发相应的螺旋桨推进器(6)正转实现本装置的上浮；
P3.本装置上浮至海面，对本装置进行回收。
CN201911075157.XA 2019-11-06 2019-11-06 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法 Active CN110671538B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911075157.XA CN110671538B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法
PCT/CN2020/118020 WO2021088562A1 (zh) 2019-11-06 2020-09-27 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911075157.XA CN110671538B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110671538A CN110671538A (zh) 2020-01-10
CN110671538B true CN110671538B (zh) 2024-01-26

Family

ID=69086268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911075157.XA Active CN110671538B (zh) 2019-11-06 2019-11-06 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110671538B (zh)
WO (1) WO2021088562A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110671538B (zh) * 2019-11-06 2024-01-26 江苏科技大学 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法
CN113106812A (zh) * 2021-04-30 2021-07-13 河南隆飞路桥工程有限公司 一种高稳定性公路路基施工装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR8502144A (pt) * 1984-05-07 1986-01-07 Lyntech Corp Aparelho combinado para escavacao e assentamento de tubos e objetos alongados
CN85103961A (zh) * 1985-05-23 1986-12-03 利特公司 具有逐步分割工具的可以同时开沟和铺管的海底挖沟机
NL9101937A (nl) * 1991-11-20 1993-06-16 Paragon Int Bv Werkwijze en inrichting voor het in een onder water bodem ingraven van een pijpleiding.
CN103883796A (zh) * 2014-04-07 2014-06-25 葛洲坝集团第一工程有限公司 泥砂淤泥区手掘式顶管施工装置及方法
CN103958784A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 Ihc工程商业有限公司 水下挖沟设备
CN104503060A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 中英海底系统有限公司 振动射流联合作用的光缆埋设水下机器人
WO2017017599A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Saipem S.P.A. Trenching assembly for laying in a trench a continuous pipeline and trenching method
CN106774123A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 中英海底系统有限公司 水下埋设犁的人工智能控制方法
CN210890364U (zh) * 2019-11-06 2020-06-30 江苏科技大学 一种海洋油气管道水下铺设装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9923948D0 (en) * 1999-10-11 1999-12-08 Engineering Business Ltd Improvements to submarine ploughs
JP3881868B2 (ja) * 2001-10-31 2007-02-14 新日鉄エンジニアリング株式会社 水底下への管体敷設方法
CN201874025U (zh) * 2010-11-29 2011-06-22 天津市海王星海上工程技术有限公司 一种用于浅海复合软管铺设的喷射式埋设犁
CN109577406A (zh) * 2018-12-13 2019-04-05 国网山东省电力公司电力科学研究院 海底无沟式电缆埋设装置及其使用方法
CN110671538B (zh) * 2019-11-06 2024-01-26 江苏科技大学 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR8502144A (pt) * 1984-05-07 1986-01-07 Lyntech Corp Aparelho combinado para escavacao e assentamento de tubos e objetos alongados
CN85103961A (zh) * 1985-05-23 1986-12-03 利特公司 具有逐步分割工具的可以同时开沟和铺管的海底挖沟机
NL9101937A (nl) * 1991-11-20 1993-06-16 Paragon Int Bv Werkwijze en inrichting voor het in een onder water bodem ingraven van een pijpleiding.
CN103958784A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 Ihc工程商业有限公司 水下挖沟设备
CN103883796A (zh) * 2014-04-07 2014-06-25 葛洲坝集团第一工程有限公司 泥砂淤泥区手掘式顶管施工装置及方法
CN104503060A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 中英海底系统有限公司 振动射流联合作用的光缆埋设水下机器人
WO2017017599A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Saipem S.P.A. Trenching assembly for laying in a trench a continuous pipeline and trenching method
CN106774123A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 中英海底系统有限公司 水下埋设犁的人工智能控制方法
CN210890364U (zh) * 2019-11-06 2020-06-30 江苏科技大学 一种海洋油气管道水下铺设装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110671538A (zh) 2020-01-10
WO2021088562A1 (zh) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104846787B (zh) 一种采用绞吸式挖泥船进行浅海区域吹砂填海造陆施工方法
CN110671538B (zh) 一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法
CN103930624A (zh) 用于海底开采工具的抽吸嘴
CN106193169B (zh) 一种绞吸式挖泥船近极限挖深施工方法
CN210890364U (zh) 一种海洋油气管道水下铺设装置
CN108617603A (zh) 一种可潜水作业的履带式采贝机械
GB1286521A (en) Method of burying sub-sea pipelines, cables and the like
CN104278657A (zh) 一种疏浚方法
CN109577406A (zh) 海底无沟式电缆埋设装置及其使用方法
CN103469839B (zh) 一种自行筏式河道清淤装置
CN204212199U (zh) 一种耙吸挖泥船耙头
CN210031732U (zh) 一种排盐暗沟开掘设备
CN109594603B (zh) 一种用于快速清理海管上方淤泥的射流型rov型挖沟机
CN208241206U (zh) 一种海缆铺设用清理装置
CN103696423B (zh) 一种自升式钻井平台树丛式桩靴冲桩系统
CN215252971U (zh) 一种辅助地锚安装的地下水排放系统
CN201687025U (zh) 智能型海底电缆埋设犁
CN111244873A (zh) 一种海底电缆抛石保护施工装置
CN212359628U (zh) 一种节杆式水下穿引千斤攻泥器
CN209025125U (zh) 一种耙吸挖泥船的挖掘系统
CN201874026U (zh) 一种取砂清淤装置
CN201396317Y (zh) 下置式气动吸泥泵进泥铲
CN201962714U (zh) 一种自航耙吸挖泥船的拖钢缆扫浅施工系统
CN211930223U (zh) 一种海底电缆抛石保护施工装置
CN105649140A (zh) 取水构筑物、取水系统、循环水系统以及取水构筑物的建造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant