CN211080230U - 一种海洋平台拔桩辅助清泥装置 - Google Patents

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员来
付宗国
陈磊
丁军
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Abstract

本实用新型属于海洋平台技术领域,涉及一种海洋平台拔桩辅助清泥装置。本实用新型包括两个半壳体,两个半壳体拼合形成一壳体,壳体轴向上具有通道;半壳体下侧面和内侧面上分别开设有弧形通槽和限位滑槽,限位滑槽外设有半环形板,半环形板上设有若干个淤泥插管;半壳体上还设有水箱和高压水泵;水箱上连接有进水管,水箱经排水管与高压水泵相连,高压水泵上连有排水软管;淤泥插管内具有喷水通道;半壳体均设有能驱动该半壳体上的半环形板上下滑动的第一驱动机构;弧形通槽下方设有排泥叶片,半壳体内设有能驱动排泥叶片转动并清泥的第二驱动机构。本实用新型的优点是:有效清除桩腿周围的淤泥,提高拔桩的效率。

Description

一种海洋平台拔桩辅助清泥装置
技术领域
本实用新型属于海洋平台技术领域,涉及一种海洋平台拔桩辅助清泥装置。
背景技术
目前,海上平台桩腿多为钢结构圆柱形或方柱形,并桩腿下部依护桩靴。平台插桩时,插桩破坏土体重新成浆回淤,形成新的附着土体稳定在桩腿上,长时间固结后有很大的强度。这导致拔桩时,拔桩阻力大大超过了平台结构所能承受的极限拔桩能力。因此拔桩需要通过冲水或其他方法促使拔桩时阻力减小,提高拔桩效率。一般平台会设计是桩腿内部接管式的冲水系统,但流量和压力很难快速冲刷去桩靴附着的土体,由于压力过小,有时插桩时很容易赌塞出水管喷头,并且操作困难,很难达到高速拔桩的效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,本实用新型所要解决的技术问题是:拔桩过程中,如何清除桩腿周围的淤泥,减小拔桩形成的阻力,提高拔桩的效率。
本实用新型通过下列技术方案来实现:一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,包括:
两个半壳体,每个所述半壳体下侧面上均开设有弧形通槽,两个所述半壳体拼合形成一壳体且壳体呈上大下小的圆台形,所述壳体轴向上具有与桩腿横截面相匹配的通道,此时两个所述弧形通槽的端部一一对应并且连通形成环形槽;每个所述半壳体内侧面上均竖直开设有连通半壳体内部的限位滑槽;
两个半环形板,两个所述半环形板各滑动设置在限位滑槽外;每个所述半环形板下侧面上均竖直固设有若干个下端呈圆锥形的淤泥插管,所述淤泥插管下端伸至壳体下方;每个所述半壳体上均设置有水箱和高压水泵,所述水箱进水端上连接有进水管,所述水箱排水端经排水管与高压水泵进水端相连,所述高压水泵排水端上连接有排水软管;所述淤泥插管内具有喷水通道,所述喷水通道上端与排水软管相连,所述喷水通道下端口的内壁贯穿淤泥插管下端并且该端口朝向壳体外侧;每个所述半壳体内均设置有能够驱动该半壳体上的半环形板上下滑动的第一驱动机构;
排泥叶片,所述排泥叶片设置在弧形通槽下方;每个所述半壳体内均设置有能够驱动排泥叶片转动并清泥的第二驱动机构。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述壳体外壁上围绕壳体轴线开设有若干个通孔;每个所述通孔中均设置有高压喷嘴;所述高压喷嘴进水端经三通阀与高压水泵排水端相连通,每个所述高压喷嘴排水端均朝向壳体外。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述第一驱动机构包括上下滑动设置在半壳体中的直齿条以及设置在壳体内的第一电机,所述直齿条与半环形板固定连接,所述第一电机输出轴经传动机构连接有不完全齿轮枢轴,所述不完全齿轮枢轴上同轴固设有第一不完全齿轮以及第二不完全齿轮;所述第一不完全齿轮与直齿条啮合连接;所述第二不完全齿轮与直齿条之间设置有第一齿轮,所述第一齿轮分别与第二不完全齿轮和直齿条啮合连接;所述第一不完全齿轮和第二不完全齿轮的齿面互相错开。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述壳体外壁上围绕壳体轴线固设有若干个导泥片。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,每个所述半壳体的一端上均固设有电磁铁,两个所述半壳体通过电磁铁脱卸式连接。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述第二驱动机构包括半圆齿条和第二电机;所述第二电机输出轴经第二齿轮与半圆齿条啮合连接;所述半圆齿条转动设置在壳体底部上并且半圆齿条位于弧形通槽上方;所述半圆齿条下侧面上经连杆固定连接有位于于弧形通槽下方的排泥叶片固定板,所述排泥叶片固定板与排泥叶片固连;两个所述半壳体相拼合形成所述壳体时,所述壳体中的两个半圆齿条的端部一一相拼合形成圆形的齿条。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述壳体上连接有若干个固定绳。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,所述壳体上侧面上固设有两个安装架并且两个安装架以壳体轴线对称设置;每个所述安装架上均滑动设置有滚轮支架,所述滚轮支架一端伸出该安装架朝向通道的侧面,所述滚轮支架另一端活动设置在安装架中;所述滚轮支架伸出安装架的端部设置有滚轮;所述桩腿上分别竖直开设有两个导向槽;在所述壳体安装在桩腿上时,两个所述滚轮分别滚动设置一导向槽内。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,每个所述安装架内均设置有压紧弹簧,所述压紧弹簧一端抵压在安装架底部,所述压紧弹簧另一端抵压在滚轮支架位于安装架内的端部上;在所述压紧弹簧作用下,所述滚轮抵压在各自的导向槽底部上。
在上述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置中,每个所述安装架朝向通道的侧面上均固设有刮泥板并且刮泥板位于滚轮下方;在所述壳体安装在桩腿上时,所述刮泥板下端伸入一导向槽内。
与现有技术相比,本装置具有以下优点:
1、在重力作用下,壳体沿着桩腿向下移动,在壳体落在海底之前启动第一驱动机构、高压水泵和第二驱动机构。第一驱动机构带动半环形板上下滑动,半环形板带动淤泥插管。淤泥插管上下运动过程中穿插海底上的淤泥,使桩腿周围的淤泥形成孔,松散淤泥。同时,外界海水依次经过进水管、水箱、排水管、高压水泵和喷水通道而形成高压喷水,并将高压喷水排出到由淤泥插管形成的孔中,冲散孔周围的淤泥,进一步松散桩腿周围的淤泥,扩大淤泥松散面积。随着壳体向下移动,排泥叶片转动时清除孔周围的淤泥,从而将桩腿周围的淤泥进一步清除。该过程中,先由淤泥插管穿插海底淤泥而形成孔,再经高压喷水冲散孔周围的淤泥,然后排泥叶片将桩腿周围的淤泥进一步清除,由点到面地清除桩腿周围的淤泥,大大提高桩腿周围淤泥的清除效率,显著降低拔桩时桩腿所受的阻力,有助于提高拔桩的工作效率。同时,该结构避免淤泥堵塞喷水通道,有效提高高压喷水的工作效率。水箱的设置一方面增大壳体的整体重量;另一方面,当外界海水在高压水泵作用下经进水管进入水箱时,海水冲击水箱而使壳体还受到竖直向下的作用力,该结构有助于提高淤泥插管的工作效率,使淤泥插管更易于穿插海底上的淤泥。
2、由高压喷嘴喷射出来的高压喷水进一步冲散壳体周围的淤泥,并将这些淤泥排向四周。该结构不仅进一步地减小桩腿周围淤泥的堆积量,还有效减小淤泥回填量,有效提高拔桩的工作效率。
3、导泥片的设置有助于松散壳体周围的淤泥,使高压喷嘴喷射出的高压喷水有效冲散壳体周围的淤泥,提高高压喷嘴工作效率。此外,导泥片有助于提高本装置向下移动过程中的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A-A处的结构剖视图。
图3是图1中B局部放大图。
图中,1、桩腿;11、导向槽;12、桩靴;2、壳体;21、通道;22、通孔;23、半壳体;231、电磁铁;232、控制器;24、固定绳;25、弧形通槽;3、半环形板;31、淤泥插管;32、喷水通道;33、直齿条;34、不完全齿轮枢轴;341、第一不完全齿轮;342、第二不完全齿轮;35、第一齿轮;351、第一齿轮枢轴;36、第一电机;37、限位滑槽;4、排泥叶片;41、半圆齿条;411、排泥叶片固定板;42、第二电机;43、第二齿轮;5、水箱;51、高压水泵;511、进水管;512、排水管;513、三通阀;52、高压喷嘴;53、排水软管;6、安装架;61、滚轮支架;62、滚轮;63、压紧弹簧;64、刮泥板;7、导泥片。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。
参照图1至图3,一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,包括:
两个半壳体23,每个所述半壳体23下侧面上均开设有弧形通槽25,两个所述半壳体23拼合形成一壳体2且壳体2呈上大下小的圆台形,所述壳体2轴向上具有与桩腿1横截面相匹配的通道21,此时两个所述弧形通槽25的端部一一对应并且连通形成环形槽;每个所述半壳体23内侧面上均竖直开设有连通半壳体23内部的限位滑槽37;
两个半环形板3,两个所述半环形板3各滑动设置在限位滑槽37外;每个所述半环形板3下侧面上均竖直固设有若干个下端呈圆锥形的淤泥插管31,所述淤泥插管31下端伸至壳体2下方;每个所述半壳体23上侧面上均设置有水箱5,每个所述半壳体23内均设置有高压水泵51,所述水箱5进水端上连接有进水管511,所述水箱5排水端经排水管512与高压水泵51进水端相连,所述高压水泵51排水端上连接有排水软管53;所述淤泥插管31内具有喷水通道32,所述喷水通道32上端与排水软管53相连,所述喷水通道32下端口的内壁贯穿淤泥插管31下端并且该端口朝向壳体2外侧;每个所述半壳体23内均设置有能够驱动该半壳体23上的半环形板3上下滑动的第一驱动机构;高压水泵51与电源电连接;电源可以为设置在壳体2内的蓄电池233,也可以为外接电源。
排泥叶片4,所述排泥叶片4设置在弧形通槽25下方;每个所述半壳体23内均设置有能够驱动排泥叶片4转动并清泥的第二驱动机构。拔桩前,两个半壳体23围绕在桩腿1外围并将这两个半壳体23相拼合形成壳体2,使桩腿1位于通道21中。在重力作用下,壳体2沿着桩腿1向下移动,在壳体2落在海底之前同时启动第一驱动机构、高压水泵51和第二驱动机构。第一驱动机构带动半环形板3上下滑动,半环形板3带动淤泥插管31。淤泥插管31上下运动过程中穿插海底上的淤泥,使桩腿1周围的淤泥形成孔,松散淤泥。同时,外界海水依次经过进水管511、水箱5、排水管512、高压水泵51和喷水通道32而形成高压喷水,并将高压喷水排出到由淤泥插管31形成的孔中,冲散孔周围的淤泥,进一步松散桩腿1周围的淤泥,扩大淤泥松散面积。随着壳体2向下移动,排泥叶片4转动时清除孔周围的淤泥,从而将桩腿1周围的淤泥进一步清除。
上述过程中,先由淤泥插管31穿插海底淤泥而形成孔,再经高压喷水冲散孔周围的淤泥,然后排泥叶片4将桩腿1周围的淤泥进一步清除,由点到面地清除桩腿1周围的淤泥,大大提高桩腿1周围淤泥的清除效率,显著降低拔桩时桩腿所受的阻力,有助于提高拔桩的工作效率。同时,该结构避免淤泥堵塞喷水通道32,有效提高高压喷水的工作效率。水箱5的设置一方面增大壳体2的整体重量;另一方面,当外界海水在高压水泵51作用下经进水管511进入水箱5时,海水冲击水箱5而使壳体2还受到竖直向下的作用力,该结构有助于提高淤泥插管31的工作效率,使淤泥插管31更易于穿插海底上的淤泥。圆台形的壳体2的设置有助于减小本装置向下移动时由淤泥和海水产生的阻力。
具体来说,所述壳体2外壁上围绕壳体2轴线开设有若干个通孔22;每个所述通孔22中均设置有高压喷嘴52;所述高压喷嘴52进水端经三通阀513与高压水泵51排水端相连通,所述三通阀513另一端口与排水软管53相连,每个所述高压喷嘴52排水端均朝向壳体2外。
由高压喷嘴52喷射出来的高压喷水进一步冲散壳体2周围的淤泥,并将这些淤泥排向四周。该结构不仅进一步地减小桩腿1周围淤泥的堆积量,还有效减小淤泥回填量,进一步提高拔桩的工作效率。
具体来说,所述第一驱动机构包括上下滑动设置在半壳体23中的直齿条33以及设置在壳体2内的第一电机36,所述直齿条33与半环形板3固定连接,所述第一电机36输出轴经传动机构连接有不完全齿轮枢轴34,所述不完全齿轮枢轴34上同轴固设有第一不完全齿轮341以及第二不完全齿轮342;所述第一不完全齿轮341与直齿条33啮合连接;所述第二不完全齿轮342与直齿条33之间设置有第一齿轮35,所述第一齿轮35分别与第二不完全齿轮342和直齿条33啮合连接;所述第一不完全齿轮341和第二不完全齿轮342的齿面互相错开;第一电机36与电源电连接。
第一电机36启动后,第一电机36输出轴带动不完全齿轮枢轴34转动。不完全齿轮枢轴34带动第一不完全齿轮341和第二不完全齿轮342同步转动。第一不完全齿轮341带动直齿条33运动,此时第二不完全齿轮342与第一齿轮35断开。当第一不完全齿轮341与直齿条33断开后,第二不完全齿轮342与第一齿轮35啮合连接。直齿条33在第一齿轮35带动下作反向运动。直齿条33在第一不完全齿轮341、第二不完全齿轮342和第一齿轮35带动下作上下往复运动,从而实现淤泥插管31穿插海底淤泥。
作为另外一种情况,第一驱动机构包括步进电机和上下滑动设置在半壳体23中的直齿条33,所述步进电机经齿轮传动与直齿条33啮合连接。该结构通过步进电机带动直齿条33上下滑动,结构简单,易于安装。
具体来说,所述壳体2外壁上围绕壳体2轴线固设有三个导泥片7。
导泥片7的设置有助于松散壳体2周围的淤泥,使高压喷嘴52喷射出的高压喷水有效冲散壳体2周围的淤泥,提高高压喷嘴52工作效率。此外,导泥片7有助于提高本装置向下移动过程中的稳定性。
具体来说,每个所述半壳体23的一端上均固设有电磁铁231,两个所述半壳体23通过电磁铁231脱卸式连接。所述壳体2内设置有控制器232,控制器232通过电源与电磁铁231电连接。
电磁铁231的设置有助于两个半壳体23的安装和拆卸。
具体来说,所述第二驱动机构包括半圆齿条41和第二电机42;所述第二电机42输出轴经第二齿轮43与半圆齿条41啮合连接;所述半圆齿条41转动设置在壳体2底部上并且半圆齿条41位于弧形通槽25上方;所述半圆齿条41下侧面上经连杆固定连接有位于于弧形通槽25下方的排泥叶片固定板411,所述排泥叶片固定板411与排泥叶片4固连;两个所述半壳体23相拼合形成所述壳体2时,所述壳体2中的两个半圆齿条41的端部一一相拼合形成圆形的齿条;第二电机42与电源电连接。
第二电机42经第二齿轮43带动圆形的齿条转动,圆形的齿条带动排泥叶片4,使排泥叶片4清除壳体2下方以及壳体2外围的淤泥,实现桩腿1周围淤泥的进一步清除,减小桩腿1周围淤泥的堆积量,有效减小拔桩过程中的阻力。
具体来说,所述壳体2上连接有四个固定绳24。
固定绳24的设置有助于将本装置从海底回收上来。
具体来说,所述壳体2上侧面上固设有两个安装架6并且两个安装架6以壳体2轴线对称设置;每个所述安装架6上均滑动设置有滚轮支架61,所述滚轮支架61一端伸出该安装架6朝向通道21的侧面,所述滚轮支架61另一端设置在安装架6中;所述滚轮支架61伸出安装架6的端部设置有滚轮62;所述桩腿1上分别竖直开设有两个导向槽11;在所述壳体2安装在桩腿1上时,两个所述滚轮62分别滚动设置一导向槽11内。当壳体2安装在桩腿1上后,滚轮62起到导向作用,提高壳体2的稳定性;导向槽11的设置有助于本装置在桩腿1上上下移动,并避免壳体2在周向上转动。
具体来说,每个所述安装架6内均设置有压紧弹簧63,所述压紧弹簧63一端抵压在安装架6底部,所述压紧弹簧63另一端抵压在滚轮支架61位于安装架6内的端部上;在所述压紧弹簧63作用下,所述滚轮62抵压在各自的导向槽11底部上。
当本装置向下移动时,滚轮62经过导向槽11内的附着物,滚轮62受到挤压而使滚轮支架61缩进安装架6内;同时,滚轮支架61压缩压紧弹簧63。当壳体2通过附着物后,滚轮支架61在压紧弹簧63作用下回复原状。该结构避免本装置卡死在桩腿1上。
具体来说,每个所述安装架6朝向通道21的侧面上均固设有刮泥板64并且刮泥板64位于滚轮62下方;在所述壳体2安装在桩腿1上时,所述刮泥板64下端伸入一导向槽11内。
刮泥板64的设置有助于清除滚轮62下方的附着物,使本装置稳定地向下移动。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,包括:
两个半壳体(23),每个所述半壳体(23)下侧面上均开设有弧形通槽(25),两个所述半壳体(23)拼合形成一壳体(2)且壳体(2)呈上大下小的圆台形,所述壳体(2)轴向上具有与桩腿(1)横截面相匹配的通道(21),此时两个所述弧形通槽(25)的端部一一对应并且连通形成环形槽;每个所述半壳体(23)内侧面上均竖直开设有连通半壳体(23)内部的限位滑槽(37);
两个半环形板(3),两个所述半环形板(3)各滑动设置在限位滑槽(37)外;每个所述半环形板(3)下侧面上均竖直固设有若干个下端呈圆锥形的淤泥插管(31),所述淤泥插管(31)下端伸至壳体(2)下方;每个所述半壳体(23)上均设置有水箱(5)和高压水泵(51),所述水箱(5)进水端上连接有进水管(511),所述水箱(5)排水端经排水管(512)与高压水泵(51)进水端相连,所述高压水泵(51)排水端上连接有排水软管(53);所述淤泥插管(31)内具有喷水通道(32),所述喷水通道(32)上端与排水软管(53)相连,所述喷水通道(32)下端口的内壁贯穿淤泥插管(31)下端并且该端口朝向壳体(2)外侧;每个所述半壳体(23)内均设置有能够驱动该半壳体(23)上的半环形板(3)上下滑动的第一驱动机构;
排泥叶片(4),所述排泥叶片(4)设置在弧形通槽(25)下方;每个所述半壳体(23)内均设置有能够驱动排泥叶片(4)转动并清泥的第二驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述壳体(2)外壁上围绕壳体(2)轴线开设有若干个通孔(22);每个所述通孔(22)中均设置有高压喷嘴(52);所述高压喷嘴(52)进水端经三通阀(513)与高压水泵(51)排水端相连通,每个所述高压喷嘴(52)排水端均朝向壳体(2)外。
3.根据权利要求2所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述第一驱动机构包括上下滑动设置在半壳体(23)中的直齿条(33)以及设置在壳体(2)内的第一电机(36),所述直齿条(33)与半环形板(3)固定连接,所述第一电机(36)输出轴经传动机构连接有不完全齿轮枢轴(34),所述不完全齿轮枢轴(34)上同轴固设有第一不完全齿轮(341)以及第二不完全齿轮(342);所述第一不完全齿轮(341)与直齿条(33)啮合连接;所述第二不完全齿轮(342)与直齿条(33)之间设置有第一齿轮(35),所述第一齿轮(35)分别与第二不完全齿轮(342)和直齿条(33)啮合连接;所述第一不完全齿轮(341)和第二不完全齿轮(342)的齿面互相错开。
4.根据权利要求3所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述壳体(2)外壁上围绕壳体(2)轴线固设有若干个导泥片(7)。
5.根据权利要求4所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,每个所述半壳体(23)的一端上均固设有电磁铁(231),两个所述半壳体(23)通过电磁铁(231)脱卸式连接。
6.根据权利要求5所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述第二驱动机构包括半圆齿条(41)和第二电机(42);所述第二电机(42)输出轴经第二齿轮(43)与半圆齿条(41)啮合连接;所述半圆齿条(41)转动设置在壳体(2)底部上并且半圆齿条(41)位于弧形通槽(25)上方;所述半圆齿条(41)下侧面上经连杆固定连接有位于弧形通槽(25)下方的排泥叶片固定板(411),所述排泥叶片固定板(411)与排泥叶片(4)固连;两个所述半壳体(23)相拼合形成所述壳体(2)时,所述壳体(2)中的两个半圆齿条(41)的端部一一相拼合形成圆形的齿条。
7.根据权利要求6所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述壳体(2)上连接有若干个固定绳(24)。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,所述壳体(2)上侧面上固设有两个安装架(6)并且两个安装架(6)以壳体(2)轴线对称设置;每个所述安装架(6)上均滑动设置有滚轮支架(61),所述滚轮支架(61)一端伸出该安装架(6)朝向通道(21)的侧面,所述滚轮支架(61)另一端设置在安装架(6)中;所述滚轮支架(61)伸出安装架(6)的端部设置有滚轮(62);所述桩腿(1)上分别竖直开设有两个导向槽(11);在所述壳体(2)安装在桩腿(1)上时,两个所述滚轮(62)分别滚动设置一导向槽(11)内。
9.根据权利要求8所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,每个所述安装架(6)内均设置有压紧弹簧(63),所述压紧弹簧(63)一端抵压在安装架(6)底部,所述压紧弹簧(63)另一端抵压在滚轮支架(61)位于安装架(6)内的端部上;在所述压紧弹簧(63)作用下,所述滚轮(62)抵压在各自的导向槽(11)底部上。
10.根据权利要求9所述的一种海洋平台拔桩辅助清泥装置,其特征在于,每个所述安装架(6)朝向通道(21)的侧面上均固设有刮泥板(64)并且刮泥板(64)位于滚轮(62)下方;在所述壳体(2)安装在桩腿(1)上时,所述刮泥板(64)下端伸入一导向槽(11)内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112302018A (zh) * 2020-10-29 2021-02-02 沈建国 水利工程用拔柱装置
CN113070258A (zh) * 2021-03-18 2021-07-06 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 冲桩兼海水取水装置

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