CN114729517A

CN114729517A - 用于将长形元件设置在海床中的设备、方法和组件

Info

Publication number: CN114729517A
Application number: CN202080078578.2A
Authority: CN
Inventors: 乔纳森·拉尔夫·曼切斯特; 迈克尔·约翰·沃乔恩
Original assignee: Royal Ihc Ltd
Current assignee: Royal Ihc Ltd
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2022-07-08
Also published as: BR112022008149A2; US20220381004A1; KR20220098148A; EP3931400A1; EP3931400B1; WO2021094193A1; JP2023503834A; NL2024240B1

Abstract

公开了一种用于将长形元件设置在海床中的设备。该设备包括主体，该主体具有用于在海床中形成沟槽的沟槽形成装置、以及用于接纳长形元件的接纳部段。该主体适用于将所述长形元件从所述接纳部段导引到由所述沟槽形成装置形成的沟槽中。该设备还包括支撑装置，该支撑装置限定有相对于所述海床支撑所述主体的接触表面，其中，接纳部段构造成从与该接触表面基本上相反的一侧沿着装载路径接纳长形元件。该设备还包括连接至所述主体的拉杆。拉杆能够从装载位置移动至牵引位置。在牵引位置，所述设备能够经由连接至所述拉杆的牵引线而在挖沟方向上被牵引。在装载位置，拉杆与装载路径间隔开，以允许长形元件沿着装载路径被装载到接纳部段中。

Description

用于将长形元件设置在海床中的设备、方法和组件

技术领域

本发明涉及用于将长形元件设置在海床中的设备和方法、以及包括船只和所述设备的组件。

背景技术

犁通常用于在海床中犁耕沟槽，以及且同时用于在海床中铺设长形元件，例如缆材。图1a和图1b中图示了一种已知的犁100(特别是GB2354886A中所公开的犁)。犁100包括具有前侧部和后侧部的犁本体。在前侧部处，犁本体包括要连接至牵引线的拉杆102、以及钟形口104，钟形口104适用于接纳穿过该钟形口的长形元件101。在长形元件被接纳之后，长形元件被朝向犁的后侧部导引穿过犁本体。

犁100包括犁耕刀或犁耕刀片106，所述犁耕刀或犁耕刀片106布置成随着犁被牵引而在海床中切割出沟槽。犁100还包括按压器108，按压器108朝向犁本体的后侧部延伸，按压器108布置成将长形元件导引到由犁耕刀切割的沟槽中。在所图示的布置结构中，按压器108构造成与犁耕刀106的后表面配合，使得长形元件在被按压器108向下推动到沟槽中之前，长形元件在按压器与犁耕刀之间被朝向沟槽导引。

尽管可以使用任何适合的犁耕装置或犁耕刀，但是在图1a和图1b中所图示的布置结构中，犁耕刀106包括多个切割刀片107₁、107₂，切割刀片107₁、107₂布置为上部刀片107₂和下部刀片107₁(但是任何数量的刀片是可能的)。刀片沿着挖沟方向以一定偏移量的方式布置，使得沟槽由各个刀片通过一系列切口(在增加的深度处)进行切割。

在使用中，通过将长形元件101供给到钟形口104中而将长形元件装载到犁100上。长形元件被拉动到钟形口104中并被朝向犁耕刀106拉动(例如借助于构造成从犁的前方抓取长形元件的抓取器元件)。一旦被装载，犁100通常通过船只经由连接至拉杆102的牵引线在海床的表面上被拉动。随着犁100在表面上被拉动，形成了沟槽，并且长形元件被导引到该沟槽中。

对于已知的犁，装载犁是相对困难的，特别是在水下更是如此。因此，通常在部署犁之前(即，当犁位于船只上时)进行缆材的装载。对于进入到更深的水中的缆材，例如电力传输缆材，在部署之前将缆材装载到犁中可能导致超出缆材弯曲极限。先前开发能够在海床上被装载的犁的尝试依赖于结合提升装置来装载犁，即模拟甲板装载程序。因此，存在对能够更有效地将缆材装载到已定位在海床上的犁中的需要。

EP 3121917 A1公开了一种用于将缆材埋设在海床中的沟槽中的犁。所述犁包括能够在第一位置与第二位置之间移动的缆材支撑件，在第一位置，缆材支撑件在沟槽形成期间通过允许缆材的一部分搁置在缆材支撑件上而在犁铧上方对缆材的所述部分进行支撑，在第二位置，缆材的所述部分可以被装载到缆材支撑件上，其中，第二位置低于第一位置。因此，所述犁可以安置于定位在海床上的缆材上方，其中，所述缆材(定位在海床上)的一部分可以被从所述海床提升至所述第一位置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于将长形元件设置在海床中的设备，该设备包括：

主体，该主体具有：

沟槽形成装置，该沟槽形成装置用于在海床中形成沟槽，以及

接纳部段，该接纳部段用于接纳长形元件，

其中，所述主体适用于将所述长形元件从所述接纳部段导引到由所述沟槽形成装置形成的沟槽中；

支撑装置，该支撑装置限定有相对于所述海床支撑所述主体的接触表面，其中，所述接纳部段构造成从与该接触表面基本上相反的一侧沿着装载路径接纳长形元件；以及

拉杆，该拉杆连接至所述主体；

其中，所述拉杆能够从装载位置移动至牵引位置，

其中，在牵引位置，所述设备能够经由连接至所述拉杆的牵引线而在挖沟方向上被牵引，

其中，在装载位置，拉杆与装载路径间隔开，以允许长形元件沿着伸长的装载路径被装载到接纳部段中。

当与已知的设备相比较时，这种布置结构允许以较少的困难将长形元件装载到该设备中。特别地，这种布置结构允许犁被“顶部装载”有长形元件(即从上方装载长形元件)，这是因为拉杆可以构造成允许从与接触表面相反的一侧沿着装载路径自由地前进到接纳部段中。换句话说，拉杆可以构造成不从犁上方阻碍通向接纳部段的装载路径。换句话说，拉杆在处于装载位置时与装载路径间隔开。一旦被装载，接纳部段就可以(基本上)“关闭”，使得该设备可以被牵引。通过允许顶部装载长形元件，该设备可以在定位在海床上时被装载。

由于根据本发明的犁不需要在长形元件上方下降，因此由于自重接触力而损坏长形元件的风险较小，可能会发生由于自重接触力而损坏长形元件。此外，犁可以没有用于装载长形元件的附加的装载装置。

适当地，该设备还包括致动器装置，致动器装置用于将拉杆从所述装载位置移动至所述牵引位置。

适当地，拉杆在所述牵引位置阻碍通向所述接纳部段的装载路径。也就是说，拉杆能够从其中长形元件到接纳部段的装载路径未被阻碍的位置移动至其中长形元件的装载路径被阻碍的位置(但是拉杆可以用于在牵引/挖沟操作中牵引犁)。

适当地，拉杆能够在装载位置与牵引位置之间移动。这允许牵引和装载(或在需要时卸载)的过程可以根据需要互换。此外，这允许设备被部署在牵引位置、装载有长形元件、以及返回至牵引位置，以便执行所需的挖沟操作。

适当地，拉杆包括第一接合部分以及与所述第一接合部分间隔开的第二接合部分，所述第一接合部分和所述第二接合部分中的每一者均适于接合牵引线。也就是说，拉杆(以及因此犁)由两个牵引线(或牵引线的两个端部)牵引，以确保犁以稳定的方式被牵引。

适当地，拉杆能够围绕至少第一轴线从所述装载位置移动至所述牵引位置，该第一轴线相对于犁的横向平面(基本上)垂直地延伸，或者第一轴线垂直于接触表面延伸。也就是说，当从所述装载位置移动至所述牵引位置时，拉杆可以围绕至少第一轴线移动，例如旋转，该第一轴线相对于犁的横向平面垂直地延伸，以及可选地该第一轴线也相对于接触表面垂直地延伸。特别地，当设备定位在水平的海床上时，所述第一轴线(基本上)是竖向的。甚至更特别地，第一轴线(基本上)垂直于所述挖沟(即犁耕)方向(并且)在(基本上)竖向方向上延伸。实际上，这有助于使从第一接合部分和第二接合部分延伸的牵引线相对于船只保持更均匀的张紧，特别是在牵引线与位于水体的表面处的船只连接的情况下更是如此。因此，降低了牵引线上松弛的机会。通过降低牵引线中松弛的可能性，将长形元件装载到接纳部段中变得不太困难(因为牵引线上的松弛可能导致牵引线妨碍长形元件被装载到接纳部段中)。

适当地，拉杆能够围绕第二轴线移动，该第二轴线至少基本上垂直于所述挖沟方向延伸并且基本上垂直于所述第一轴线延伸。也就是说，拉杆从装载位置到牵引位置的运动可以是两阶段的运动。中间位置(在装载位置与牵引位置之间)可以与允许犁被从船只下放或者被回收至船只的下放和回收位置相对应。

适当地，该设备包括钟形口，钟形口位于接纳部段的上游端部处，该钟形口适用于接纳(和导引)长形元件穿过接纳部段。特别地，钟形口布置成在长形元件布置在接纳部段中时对长形元件的径向运动进行限制。甚至更特别地，钟形口适用于对长形元件在除挖沟方向以外的方向上的运动进行限制。适当地，钟形口能够在装载位置(在装载位置，长形元件可以被装载，特别是长形元件可以被顶部装载，而不会被钟形口阻碍)与操作位置之间移动。换句话说，钟形口能够从操作位置移动至装载位置，在操作位置，接纳部段(的至少部分)受到限制，在装载位置，钟形口(移动)远离(即离开)装载路径。

适当地，该设备包括按压器，该按压器从主体的下游侧部延伸/在主体的下游侧部处延伸，该按压器布置成将长形元件导引到由沟槽形成装置切割的沟槽中。特别地，按压器布置成对长形元件远离沟槽形成装置的径向运动进行限制。适当地，按压器能够在装载位置(在装载位置，长形元件可以被装载、特别地被顶部装载，而不会被钟形口阻碍)与操作位置之间移动。换句话说，按压器能够从操作位置移动至装载位置，在操作位置，接纳部段(的至少部分)受到限制，在装载位置，按压器(移动)远离(即离开)装载路径。

适当地，沟槽形成装置包括挖沟刀、挖沟刀片或挖沟铧。

适当地，支撑装置包括至少一个滑行器以及至少一个致动器，所述至少一个致动器用以将所述至少一个滑行器相对于所述主体致动。在示例中，所述至少一个滑行器靠近设备的前端部或上游端部定位。在这样的示例中，至少一个滑行器可以包括单个宽的前滑行器或者两个或更多个前滑行器。在一些示例中，支撑装置可以包括多于一个的滑行器，其中，至少一个滑行器靠近设备的前端部或上游端部定位(即，至少一个前滑行器)，并且至少一个滑行器靠近设备的后端部或下游端部定位/定位在设备的后端部或下游端部处(即，至少一个后滑行器或稳定器)。在支撑装置包括多于一个的滑行器的示例中，可以设置有配置成致动滑行器的单个致动器或致动器系统。替代性地，可以针对每个滑行器设置有单独的致动器。

适当地，接纳部段包括用于使所述长形元件居中的U形形状的框架或V形形状的框架。附加地或替代性地，接纳部段包括空竹式滚子(diabolo roller)，该空竹式滚子用于将长形元件居中在接纳部段中/居中在接纳部段处。特别地，所述空竹式滚子具有相对于所述犁耕方向(基本上)正交延伸的纵向轴线，其中，沿着所述纵向轴线，所述空竹式滚子的中央部分的直径小于所述空竹式滚子的外部部分的直径。

适当地，该设备还包括用于将长形元件朝向所述接纳部段导引的导引装置。这样的导引装置可以有助于将长形元件朝向接纳部段导引或引导并辅助顶部装载犁。

适当地，该设备还包括用于抓取或捕获长形元件的抓取或捕获装置。

根据本发明的第二方面，提供了一种将长形元件装载到用于将长形元件设置在海床中的设备上的方法，该方法包括以下步骤：

将根据本发明的第一方面的设备设置在海床上，其中，所述拉杆处于装载位置；

提供长形元件；

将所述长形元件从与接触表面基本上相反的一侧沿着装载路径装载到所述接纳部段中。

当与已知的方法相比较时，这种方法允许以较少的困难将长形元件装载到该设备中。特别地，该方法允许“顶部装载”(即从上方装载)长形元件。通过允许顶部装载长形元件，该设备可以在定位于海床上时被装载。

适当地，该方法还包括在将长形元件装载到所述接纳部段中之后将所述拉杆移动至所述牵引位置的步骤。因此，长形元件被装载到犁中，并且然后犁可以利用装载在犁上的长形元件被牵引。

适当地，该设备被设置成位于牵引位置或者下放和回收位置。适当地，该方法还包括在将长形元件装载到接纳部段中之前，将拉杆从牵引位置或者下放和回收位置移动至装载位置的步骤。也就是说，最初，该设备处于非装载位置(即，该设备已经在牵引操作中使用或者已经从船只部署)。随后，将拉杆移动至装载位置，以允许对该设备进行装载(以及随后牵引该设备)。

根据本发明的第三方面，提供了一种将长形元件设置在海床中的方法，该方法包括以下步骤：

提供长形元件；

将所述长形元件从与接触表面基本上相反的一侧沿着装载路径装载到所述接纳部段中；

使拉杆移动到牵引位置中；

在海床上牵引该设备，使得利用沟槽形成装置形成沟槽；以及

将长形元件导引到该沟槽中。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于将长形元件设置在海床中的组件，该组件包括：

根据本发明的第一方面的设备；

包含牵引线的船只，其中，所述牵引线连接至所述设备的拉杆。

某些方面提供了这样的优点，即提供了一种能够被原位装载(例如，当被部署在海床上时被顶部装载)的犁。

某些方面提供了这样的优点，即犁能够被顶部装载，而无需将拉杆断开连接、移除或部分移除。

某些方面提供了这样的优点，即犁能够被原位装载，而不需要附加的装载装置。

如本文中所使用的，应当理解的是，在本公开中的“将长形元件设置在海床中”可以另外被称为“将长形元件导引到海床上”或者“将长形元件导引到形成在海床中的沟槽中”。

如本文中所使用的，可以理解的是，与长形元件和接纳部段相关的术语“装载路径”指的是在将长形元件装载到接纳部段中期间，长形元件(或长形元件的部段)所依循的路径。也就是说，装载路径是长形元件从接纳部段外部的位置到达接纳部段内部的位置(即到达接纳部段内部的“接纳位置”)时所依循的路径。在本公开的所描述的示例中，可以理解的是，在“顶部装载”长形元件(即，从与支撑装置的接触表面基本上相反的一侧装载长形元件)时，被装载的长形元件的部段所依循的装载路径垂直于所述部段的轴线(而不是轴向地给送到接纳部段中，在轴向地给送到接纳部段中的情况下，装载路径将大体上与长形元件的轴线重合)。换句话说，通常，在顶部装载期间，长形元件的部段基本上水平地布置，并且然后(以水平的布置)基本上竖向地下降到接纳部段中。

如本文中所使用的，应当理解的是，关于将长形元件导引穿过犁以及/或者将长形元件朝向海床导引，术语“上游”或“下游”是相对于管道部署的方向(即，与船只或犁运动的方向相反)而限定的。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参照附图来描述实施方式，在附图中：

图1a和图1b分别图示了已知犁的侧视图和平面图；

图2a图示了根据本公开的犁的示例的平面图；

图2b图示了图2a的犁的平面图，为了清楚起见，其中某些结构(例如钟形口)被移除；

图3a图示了图2a和图2b的犁的处于装载位置的拉杆的侧视图；

图3b图示了图2a和图2b的犁的侧视图，其中，拉杆处于图3a中所示出的位置；

图4a图示了图2a和图2b的犁的处于下放和回收位置的拉杆的侧视图；

图4b图示了图2a和图2b的犁的侧视图，其中，拉杆处于图4a中所示出的位置；

图5a和图5b分别图示了图2a和图2b的犁的处于牵引位置的拉杆的平面图和侧视图；

图5c图示了图2a和图2b的犁的侧视图，其中，拉杆处于图5b中所示出的位置；

图6a和图6b图示了图2a和图2b的犁的前视图，其中，钟形口分别处于操作位置和装载位置；

图7a和图7b图示了图2a和图2b的犁的平面图和侧视图，其中，按压器处于操作位置；

图8a和图8b图示了图2a和图2b的犁的平面图和侧视图，其中，按压器处于装载位置；

图9a和图9b分别图示了包括犁的船只的后视图和侧视图，犁定位在船只的甲板上；

图10a和图10b分别图示了图9a和图9b的布置结构在将犁部署至海床期间的后视图和侧视图；

图11a和图11b分别图示了图9a和图9b的布置结构在将犁部署至海床期间的后视图和侧视图；以及

图12图示了图9a和图9b的布置结构的侧视图，犁定位在海床上。

在附图中，相同的附图标记指代相同的零部件。

具体实施方式

图2a至图5c图示了用于将长形元件设置在海床中的设备。在该示例中，该设备是犁300。犁300包括主体340，主体340包括用于在海床中形成沟槽的沟槽形成装置。在该示例中，沟槽形成装置包括挖沟刀、挖沟刀片或挖沟铧306。在该示例中，挖沟刀306包括多个切割刀片307₁、307₂、307₃，切割刀片307₁、307₂、307₃以针对图1a和图1b中所描述的布置的方式进行布置。在犁300横穿海床时，挖沟刀306的切割刀片307₁、307₂、307₃在海床中切割出沟槽。

犁300包括支撑装置，该支撑装置具有用于相对于海床支撑主体340的接触表面。在该示例中，支撑装置包括至少一个滑行器302。在使用中，滑行器坐置在海床上(经由滑行器的下侧部上的接触表面接触海床)并对滑行器上的犁的主体340进行支撑。如图2a和图2b中所示出的，在该示例中，犁300包括两组滑行器302(即前组滑行器和后组滑行器，每组滑行器具有两个滑行器)，然而在其他示例中，可以使用不同数量的滑行器/滑行器组。在该示例中，接触表面是平坦的。也就是说，滑行器302提供了平坦的接触表面。平坦的接触表面的提供导致相对大的支承面积。

在该示例中，滑行器302能够相对于主体340移动。在第一位置，滑行器302布置成使得滑行器的接触表面与挖沟刀306的下部表面基本上共面。例如，当犁300最初下降到海床上时，可以使用这样的第一位置。当犁300被牵引时，最靠下的切割刀片307₁开始切割沟槽。随着切割出沟槽，滑行器302可以朝向犁300的主体340移动(即向上移动)，其中，所形成的沟槽的深度增加(即滑行器302的接触表面与最靠下的切割刀片307₁或沟槽形成装置的下部部分之间的距离增加)。在第二位置，滑行器302靠近犁300的主体340。也就是说，在第二位置，滑行器302的接触表面与最靠下的切割刀片307₁之间的距离最大，该距离对应于最大沟槽深度。

在该示例中，主体340包括用以将滑行器相对于所述主体340致动的至少一个致动器。可以使用任何适合的致动器，例如气动致动器或液压致动器等。在该示例中，针对每个滑行器设置有单独的致动器，然而在其他示例中，可以设置有配置成致动滑行器的单个致动器或致动器系统。

犁300的主体340还包括接纳部段380，接纳部段380用以接纳长形元件350(或者更具体地，用于接纳长形元件的一部分或一部段)。在该示例中，接纳部段380沿着犁的纵向轴线延伸。也就是说，使用中的犁的轴线与犁300的挖沟方向T大体对准。接纳部段构造成接纳长形元件，使得长形元件邻近犁、而且与犁的纵向轴线对准，使得长形元件与由沟槽形成装置切割出的沟槽大体对准。

接纳部段380可以构造成接纳任何适合的长形元件，例如缆材，比如电力传输缆材等。应当理解的是，接纳部段将根据在接纳部段中所接纳的长形元件的类型来定尺寸。

接纳部段构造成从犁300的与犁300的接触表面基本上相反的一侧接纳缆材。也就是说，犁300构造成是顶部装载的，其中，缆材从上方(即，从犁的与犁的接触表面相反的一侧)下降到接纳部段380中。换句话说，长形元件沿着装载路径(由图3c中的箭头380表示)被装载到接纳部段380中，装载路径从犁的与犁的接触表面相反的一侧基本上向下延伸到接纳部段中。换句话说，装载路径比主体更远离接触表面，或者主体布置在装载路径与支撑装置之间。

在该示例中，接纳部段包括敞开的通道，以允许从上方装载缆材。在该示例中，敞开的通道包括大体上U形形状的框架，然而，在其他示例中，接纳部段380可以被成形成用于接纳任何适合构型的长形元件。

犁300的主体340适于将缆材350从接纳部段导引到由沟槽形成装置306形成的沟槽中。例如，一旦被装载，缆材350的一部段就定位在接纳部段中。缆材的该部段连接至缆材的上游部段(即，与缆材的上游部段成一体)，缆材的上游部段延伸至供部署缆材和犁的船只。随着犁300横穿海床，犁300相对于缆材移动，并且上游部段穿过犁并被放置到犁的下游的由沟槽形成装置形成的沟槽中。在该示例中，犁300包括钟形口324，钟形口324定位在接纳部段的上游端部处，该钟形口适于在缆材穿过接纳部段之前接纳穿过钟形口的缆材的上游部段。

犁还包括拉杆308，拉杆308连接至主体340。拉杆308具有牵引位置，在该牵引位置，犁300能够经由连接至所述拉杆308的牵引线309沿挖沟方向T牵引。牵引线309可以例如连接至船只(例如供部署犁300的船只)并且由该船只牵引。

在该示例中，拉杆308包括第一接合部分318和第二接合部分320，该第二接合部分与所述第一接合部分间隔开(在图3b中最佳地图示)。第一接合部分318和第二接合部分320中的每一者均适于接合牵引线309(或多个牵引线)。换句话说，在牵引位置(如图2b以及图5a至图5c中所图示的)，拉杆308在犁300的宽度上延伸，其中，牵引线309在基本上靠近拉杆的端部的位置处连接至拉杆308，这些位置为第一接合部分和第二接合部分。通过在两个分开的位置(第一接合部分和第二接合部分)处将牵引线309连接至犁300，犁300能够以更稳定的方式被牵引。

在牵引位置，拉杆308延伸跨过接纳部段。特别地，拉杆308延伸跨过接纳部段的敞开通道。以此方式，在牵引位置，拉杆308阻止接纳部段从上方接纳缆材。也就是说，在牵引位置，拉杆308阻碍通向接纳部段的装载路径(并且因此阻止将揽材顶部装载到该接纳部段中)。

拉杆308具有装载位置，在该装载位置，缆材可以沿着装载路径380被装载到接纳部段中。在装载位置，拉杆308与装载路径380间隔开。也就是说，在装载位置，拉杆308不会以阻碍缆材被装载到接纳部段中的方式延伸跨过接纳部段的敞开通道。换句话说，拉杆308在处于装载位置时的该位置允许缆材被接纳在装载路径中(如图3a至图3c中所图示的)。

图3a图示了犁300的处于装载位置的拉杆308的侧视图。图3b图示了其中拉杆308处于图3a中所示出的位置的犁300。在装载位置，拉杆308与装载路径间隔开，以允许缆材沿着装载路径(在图3a中，装载路径竖向向下朝向犁，经过拉杆308)被装载到接纳部段中。因此，装载路径是无阻碍的(不受拉杆的影响)，以接纳长形元件。

拉杆308能够从装载位置移动至牵引位置。在该示例中，拉杆308能够围绕第一轴线311从所述装载位置移动至所述牵引位置，其中，第一轴线311垂直于犁的横向平面(也就是说，犁的平行于犁的纵向轴线且(至少基本上)平行于海床的平面)延伸。该横向平面可以由犁的包括滑行器302的支撑装置来限定。当犁300基本上水平地布置在海床上(即，在海床是平坦的区域中)时，这对应于拉杆308能够围绕相对于滑行器302的接触表面垂直延伸的第一轴线311而从所述装载位置移动至所述牵引位置。也就是说，在犁300基本上水平地布置在海床上(即接触表面基本上水平地布置)的情况下，拉杆308围绕基本上竖向的轴线311旋转，使得拉杆308在水平的平面中移动。

图4a图示了拉杆从装载位置围绕第一轴线311旋转之后的侧视图。图4b图示了其中拉杆308处于图4a中所示出的位置的犁300。在该示例中，该位置对应于犁300可以(即，经由拉杆308)被下放或回收的下放和回收位置。在一些示例中，犁300可以使用牵引线309被下放或回收。然而，在其他示例中，犁300可以使用单独的牵引线(例如在浅的水中)被下放或回收。

在图4a中所图示的位置，拉杆308延伸跨过(即越过)接纳部段。也就是说，拉杆308阻碍了通向装载路径的接纳部段，使得不能够顶部装载缆材。

在该示例中，拉杆308从装载位置到牵引位置的运动包括拉杆围绕多于一个轴线的旋转(也就是说，从装载位置到牵引位置的转变是两阶段的运动)。如图5b中所示出的，在该示例中，拉杆308能够围绕第二轴线321运动，第二轴线321至少基本上垂直于挖沟方向T和第一轴线311延伸。换句话说，在犁300基本上水平地布置在海床上的情况下，拉杆308围绕垂直于挖沟方向T的基本上水平的轴线321旋转。这将拉杆308向下铰接到牵引位置(如图5a和图5b中所示出的)中。在图4a中，轴线321延伸到页面中，围绕第二轴线的旋转方向由箭头317表示。

在该示例中，拉杆308以可旋转的方式联接至犁300的主体，以允许围绕两个单独的轴线311和轴线321旋转。在该示例中，拉杆308经由至少一个支撑框架或支撑组件以可旋转的方式联接至犁的主体。特别地，在该示例中，拉杆308联接或安装至第一支撑框架390，第一支撑框架390以可旋转的方式联接至犁300的主体，以允许拉杆308围绕第一轴线311旋转。

在该示例中，犁300包括致动器装置(即，致动器)，致动器装置用于使拉杆从装载位置移动至牵引位置(也就是说，对拉杆围绕轴线311和轴线321的旋转进行致动)。可以使用任何适合的致动器，例如可以使用气动致动器或液压致动器等。

在该示例中，第一支撑框架390经由第二支撑框架392以可旋转的方式联接至犁300的主体。致动器394配置成对第一支撑框架390相对于第二支撑框架392的旋转(即，围绕轴线311的旋转)进行控制。当致动器394致动时，第一支撑框架390相对于第二支撑框架392(第二支撑框架392保持在固定的位置)旋转，以将拉杆308从装载位置移动至下放和回收位置。

在该示例中，第二支撑框架392自身以可旋转的方式安装至犁300的主体，以允许拉杆308围绕第二轴线321旋转。致动器396配置成对第二支撑框架392相对于犁300的主体的旋转(即，围绕第二轴线321的旋转)进行控制。当致动器396致动时，第一支撑框架390和第二支撑框架392相对于犁300的主体旋转，以将拉杆308从下放和回收位置移动至牵引位置。

在该示例中，拉杆308枢转地安装。也就是说，如图3a中所示出的，拉杆308经由枢轴322安装至支撑框架390，枢轴322基本上居中地布置在第一接合部分318与第二接合部分320之间。这允许调节牵引线中的张力(例如，如果是被动的，则平衡牵引负载)或者允许犁转向。特别地，致动器397可以布置成将拉杆308相对于第一支撑框架390致动，其中，所述拉杆308能够围绕所述枢轴322致动。特别地，所述致动器397具有第一端部和第二端部，该第一端部连接在拉杆308的第一接合部分318处/附近，该第二端部与所述第一端相反且连接至第一支撑框架390(如图5a中可以看出)。

任何适合的致动器可以用于致动器394和致动器396，例如可以使用气动致动器、液压致动器或电动致动器等(特别地，由于环境压力而使用液压致动器或电动致动器)。

图3a至图5c图示了拉杆308从装载位置到牵引位置的运动。应当理解的是，拉杆308能够在装载位置与牵引位置之间移动，其中，拉杆从牵引位置到装载位置的运动与拉杆从装载位置到牵引位置的运动相反。换句话说，在该示例中，在从牵引位置移动至装载位置的过程中，拉杆被向上铰接到下放和回收位置中，并且然后拉杆围绕竖向轴线旋转，以使拉杆旋转远离缆材装载路径，从而允许缆材竖向地下降到犁中。在任一示例中，拉杆308可以从牵引位置移动返回至装载位置，以例如卸载缆材、装载新的缆材或者一旦预定长度的缆材已被埋设。

在一些示例中，犁300可以最初设置有处于装载位置的拉杆308(例如犁300可以在拉杆308处于装载位置的情况下进行部署)。在部署犁300之后，缆材然后可以被装载到接纳部段中，拉杆308移动至牵引位置，并且犁300被牵引以形成沟槽，在牵引过程期间缆材被放置在沟槽中。在其他示例中，犁300可以最初设置有处于牵引位置的拉杆308。一旦被部署，拉杆308然后可以移动至装载位置，因此缆材然后可以被装载在接纳部段中。

在一些示例中，可能还需要使犁300内的其他部件移动/重新定位，以允许缆材被顶部装载。例如，钟形口324和/或按压器370能够在装载位置(在装载位置，缆材可以沿着装载路径380被装载到接纳部段中)与操作位置(即，在犁耕操作期间的位置)之间移动。

图6a和图6b图示了犁300的前视图，其中，钟形口324分别处于操作位置和装载位置。在该示例中，钟形口324能够围绕基本上平行于所述挖沟方向T延伸的轴线从操作位置移动至装载位置。也就是说，钟形口324远离装载路径旋转。为此，犁300(犁300的主体)包括导引框架，钟形口324通过钟形口324的框架部分326而以可移动的方式(例如，以可滑动的方式或以可枢转的方式)连接至该导引框架。导引框架包括两个导引构件327和328，这两个导引构件一起形成导引框架(导引框架具有V形形状的横截面)。导引框架朝向接纳部段380会聚/导引框架会聚到接纳部段380中。因此，导引框架构造成将缆材350导引至接纳部段中的中央位置。钟形口324的框架部分326以可移动的方式与犁300的导引框架的单个导引构件327连接并且能够沿着该单个导引构件327移动。所述钟形口324(所述钟形口324的所述框架部分326)能够借助于(示意性地绘制的)致动器325相对于所述导引构件327移动。特别地，所述致动器325布置成用以将钟形口324的框架部分326相对于导引框架327朝向接纳部段380和远离接纳部段380致动。

图7a和图7b示出了本发明的犁300，其中，按压器370处于操作位置，并且图8a和图8b示出了本发明的犁300，其中，按压器370处于装载位置。按压器370从主体的下游侧延伸，按压器370布置成将长形元件导引到由犁耕刀306切割的沟槽中。如上所述，按压器370构造成与犁耕刀306的后表面配合，使得长形元件在被按压器370向下推动到沟槽中之前，长形元件在按压器370与犁耕刀306之间被朝向沟槽导引。

在该示例中，通过将按压器370提升远离犁耕刀306并且将按压器370移位或旋转远离装载路径，能够使按压器从操作位置移动至装载位置。在该示例中，按压器370安装在框架或支撑结构372上，支撑结构372远离装载路径定位，或者定位在装载路径的一侧处。支撑结构372以可枢转的方式与犁300的基部框架连接，其中，支撑结构372(以及因此按压器370)能够相对于犁300围绕枢轴轴线375枢转。枢轴轴线375相对于支撑装置302的接触表面垂直。当从上方看时，枢轴轴线375偏离犁的中心定位(即，定位在接纳部段的外部)。因此，按压器370可以从装载路径朝向接纳部段380移动离开(例如，被从装载路径完全移除)，其中，装载路径不受按压器370的影响，使得接纳部段380是敞开的以用于接纳长形元件350。当按压器370被从装载路径完全移除时，缆材可以被顶部装载到接纳部段中。

为了提升按压器370，支撑结构372经由致动器373与犁300的基部框架连接，其中，致动器373用于将支撑结构372(和按压器370)相对于犁300朝向所述挖沟装置306和远离所述挖沟装置306致动。

图9a至图12图示了犁500的部署。犁500可以是如在先前的示例中任一示例中所描述的犁或其变型。

在该示例中，如图9a和图9b中所图示的，犁500最初位于船只100的甲板上。通过部署装置1100从船只1000的甲板部署犁500。可以使用任何适合的部署装置。在该示例中，部署装置1100包括能够相对于船只枢转的装载框架1102、以及下降滑轮组1104。如图10a和图10b中所图示的，犁附接至下降滑轮组1104，并且装载框架1102枢转，使得犁悬挂在船只的一侧(具体地，悬挂在船只的也供部署缆材1106的一侧)上方。

在该示例中，犁500通过将用于牵引犁500的牵引线509、例如通过附接至犁500的处于下放和回收位置的拉杆的牵引线509被悬挂(并且随后被下降)。然而，在其他示例中，可以使用单独的牵引线、链条或缆材来部署犁500。在这样的示例中，犁500的拉杆最初可以处于装载位置。

在图12中图示了所部署的犁500。在部署之后，犁500然后准备进行装载。例如，当犁500被部署在下放和回收位置时，拉杆可以直接从下放和回收位置移动至装载位置。在其他示例中，在将拉杆移动至装载位置之前，可以使拉杆移动至牵引位置，以允许犁500被牵引至适合的位置。在其他示例中，犁可以在拉杆处于下放位置(例如当经由附加的牵引线而被下放时)的情况下部署。一旦拉杆处于装载位置，缆材1106就下降到犁的接纳部段中。

在将缆材1106装载到犁500的接纳部段中之后，将拉杆移动至牵引位置，使得挖沟和缆材铺设操作可以开始进行。也就是说，犁可以在海床上被牵引，使得利用沟槽形成装置形成沟槽，其中，缆材1106被导引到沟槽中。在挖沟和缆材铺设操作的后期阶段，可以将拉杆从牵引位置移动至装载位置，以允许根据需要卸载和重新装载缆材(或者装载新的缆材)。

如下文所概述的，上文所描述的优点的某些方面相比于用于将长形元件设置在海床中的已知设备具有优点。例如，使拉杆围绕(基本上)竖向的轴线旋转(即，在使拉杆在水平的平面中移动)以使装载路径畅通来从上方对犁进行装载，这有助于防止牵引线中的过度松弛，牵引线中的过度松弛随后会被捕获和清除。例如，当使拉杆仅围绕水平轴线旋转(即，在使拉杆在竖向平面中移动)以使装载路径畅通来进行顶部装载，(连接在拉杆的端部处的)的两个牵引缆材中的一个牵引缆材可能变得松弛。松弛的缆材可能阻碍缆材的装载。这可以通过使拉杆围绕竖向轴线旋转来避免，从而在(连接在拉杆的端部处的)两个牵引线中保持张力。

在上文所描述的示例中，沟槽形成装置是沟槽刀。然而，在其他示例中，可以使用其他适合的沟槽形成装置，例如可以使用喷射切割装置等。

该设备可以包括用于抓取或捕获长形元件的抓取或捕获装置。也就是说，抓取或捕获装置可以抓取长形元件并主动将长形元件拉动到接纳部段中或者将长形元件放置在接纳部段内。

该设备可以包括导引装置327、328，导引装置327、328用于将缆材朝向接纳部段380导引。导引装置327、328可以构造成将缆材350从犁300上方导引到接纳部段380中以及/或者将缆材朝向接纳部段380导引。在一些示例中，导引装置可以包括检测系统，该检测系统配置成在装载过程中对缆材至设备的接近进行检测。检测系统可以包括至少一个声纳系统，例如向前面向和向后向上面向(名义上)的声纳系统。该设备将利用检测系统来操纵缆材，以便将缆材适当地降落在犁中。

应当理解的是，尽管上文所描述的布置结构被描述为构造成用于顶部装载，但是这些布置结构也可以轴向装载的(即通过钟形口被装载到接纳部段中)。

对本领域的技术人员将清楚的是，关于上文所描述的实施方式中的任一实施方式所描述的特征可以在不同的实施方式之间互换地应用。上文所描述的实施方式是用以说明本发明的各种特征的示例。

贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括”和“包含”及它们的变型是指“包括但不限于”，并且它们并不意在(且并非)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。贯穿本说明书的描述和权利要求，除非上下文另有要求，否则单数包含复数。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书将被理解为包括复数和单数。

当评估犁的取向时，可以使用与犁(的部件)相关的正常参照框架。因此，当犁定位在平坦的地表表面上时，“水平”是平行于所述平坦的地表表面，而“竖向”是垂直于所述平坦的地表表面(即从所述平坦的地表表面向上)，即使当所述平坦的地表表面倾斜时亦是如此。

结合本发明的特定方面、实施方式或示例所描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或组应理解为适用于本文中所描述的任何其他方面、实施方式或示例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征以及/或者因此所公开的任何方法或过程的所有步骤可以以任何组合进行组合，除了这些特征和/或步骤中的至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合。本发明不限制于任何前述实施方式的细节。本发明扩展到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的特征中的任何新颖的一个特征或任何新颖特征的组合，或者本发明扩展到因此所公开的任何方法或过程的步骤中的任何新颖的一个步骤或任何新颖步骤的组合。

Claims

1.一种用于将长形元件设置在海床中的设备，所述设备包括：

主体，所述主体具有：

沟槽形成装置，所述沟槽形成装置用于在海床中形成沟槽，以及

接纳部段，所述接纳部段用于接纳长形元件，

其中，所述主体适于将所述长形元件从所述接纳部段导引到由所述沟槽形成装置形成的沟槽中；

支撑装置，所述支撑装置限定有相对于所述海床支撑所述主体的接触表面，其中，所述接纳部段构造成从与所述接触表面基本上相反的一侧沿着装载路径接纳所述长形元件；以及

拉杆，所述拉杆连接至所述主体；

其中，所述拉杆能够从装载位置移动至牵引位置，

其中，在所述牵引位置，所述设备能够经由连接至所述拉杆的牵引线而在挖沟方向上被牵引，

其中，在所述装载位置，所述拉杆与所述装载路径间隔开，以允许所述长形元件沿着所述装载路径被装载到所述接纳部段中。

2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括致动器装置，所述致动器装置用于将所述拉杆从所述装载位置移动至所述牵引位置。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，在所述牵引位置，所述拉杆阻碍通向所述接纳部段的所述装载路径。

4.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述拉杆能够在所述装载位置与所述牵引位置之间移动。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述拉杆包括：

第一接合部分；以及

第二接合部分，所述第二接合部分与所述第一接合部分间隔开，

所述第一接合部分和所述第二接合部分中的每一者均适于接合牵引线。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述拉杆能够围绕至少第一轴线从所述装载位置移动至所述牵引位置，所述第一轴线相对于所述接触面基本上垂直地延伸。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述拉杆能够围绕第二轴线移动，所述第二轴线至少基本上垂直于所述挖沟方向和所述第一轴线延伸。

8.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述设备包括钟形口，所述钟形口位于所述接纳部段的上游端部处，所述钟形口适于接纳穿过所述钟形口的长形元件，其中，所述钟形口能够在装载位置与操作位置之间移动。

9.根据任一项前述权利要求所述的设备，其中，所述设备包括按压器，所述按压器从所述主体的下游侧延伸，所述按压器布置成将所述长形元件导引到由所述沟槽形成装置切割的沟槽中，其中，所述按压器能够在装载位置与操作位置之间移动。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述沟槽形成装置包括挖沟刀。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述支撑装置包括至少一个滑行器和至少一个致动器，所述至少一个致动器用以将所述至少两个滑行器相对于所述主体致动。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述接纳部段包括用于使所述长形元件居中的U形形状的框架或V形形状的框架。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，所述设备还包括导引装置，所述导引装置用于将所述长形元件朝向所述接纳部段导引。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，所述设备还包括用于抓取长形元件的抓取装置。

15.一种用于将长形元件设置在海床中的方法，所述方法包括以下步骤：

将根据前述权利要求中的任一项所述的设备设置在海床上，其中，所述拉杆处于所述装载位置；

提供长形元件；

将所述长形元件从与所述接触表面相反的一侧沿着所述装载路径装载到所述接纳部段中；

将所述拉杆移动到牵引位置中；

在海床上牵引所述设备，从而利用所述沟槽形成装置形成沟槽；以及

将所述长形元件导引到所述沟槽中。

16.一种用于将长形元件设置在海床中的组件，所述组件包括：

根据权利要求1至14中的任一项所述的设备；

包括牵引线的船只，其中，所述牵引线连接至所述设备的所述拉杆。