CN211655582U - 一种海上平台线缆铺设设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海上平台线缆铺设设备。包括船舶设施，在船舶设施的中后部设有缺口，在甲板中部设有线缆口，在甲板下方设有贯通线缆口与缺口的线缆通道，在线缆通道内设有相对的两个牵引装置；在缺口内铰接安装有支撑框架，在支撑框架上安装固定有铺缆主管道和铺缆辅管道，还包括对铺缆主管道和铺缆辅管道进行升降的起吊装置及吊挂装置；在甲板上安装有相对的两个两个卷辊装置和相对的两个收放缆装置；卷辊装置包括支架，在支架上安装有线缆辊以及驱动组件；收放缆装置包括机架，在机架上安装有导向组件以及向驱动组件和牵引装置输出动力的动力组件。本实用新型结构小型化、船机操作灵活、易于对线缆铺设过程进行控制。

Description

一种海上平台线缆铺设设备

技术领域

本实用新型属于线缆铺设设备技术领域，尤其涉及一种海上平台线缆铺设设备。

背景技术

随着技术的日益发展，人类的活动范围逐渐延伸到了海洋。为了石油开采、海洋监测、海洋风力发电及潮汐能发电、海上信号中继站等场景建设的需要，通常需要在海上建设平台设施，用于安装相关设备并提供诸如近场控制、信号中继等功能。海上平台设施分为固定式海上平台和浮式海上平台，其中固定式海上平台是指在整个使用寿命期内位置固定不变的平台类型，具体形式有桩式、绷绳式和重力式等，浮式海上平台又称活动平台，是为适应勘探、施工、维修等海上作业必须经常更换地点的需要而发展起来的一种平台类型。

无论是何种类型的海上平台，一般都需要进行线缆的铺设工作，铺设的线缆包括电力线缆以及信号线缆等，其中电力线缆用于为海上平台上安装的电气设施提供电能，信号线缆用于传递信号。上述的线缆可以从陆地延伸至海上平台，也可以从大型母平台延伸至周边的子平台。上述线缆的铺设工作通常由铺设设备进行，现有的铺设设备一般为大型专用船舶设备，体积庞大，建造成本高，控制繁琐。由于吃水深度大、行驶灵活度低等因素，上述大型船舶铺设设备在一些浅海海域以及短距铺设的场景下并不适用，需要开发设计一种小型化的线缆铺设设施，提升使用的灵活性，降低船机控制的难度，同时保证对线缆铺设过程的控制效果。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构小型化、船机操作灵活、易于对线缆铺设过程进行控制的海上平台线缆铺设设备。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种海上平台线缆铺设设备包括船舶设施，在船舶设施的中后部设有缺口，在船舶设施的甲板中部设有线缆口，在甲板下方设有贯通线缆口与缺口的线缆通道，在线缆通道内设有相对的两个对线缆进行牵引移动的牵引装置；在缺口内铰接安装有支撑框架，在支撑框架上安装固定有铺缆主管道和铺缆辅管道，还包括对铺缆主管道和铺缆辅管道进行升降的起吊装置及吊挂装置；在甲板上安装有相对的两个卷辊装置和相对的两个收放缆装置；卷辊装置包括支架，在支架上安装有线缆辊以及驱动线缆辊的驱动组件；收放缆装置包括机架，在机架上安装有将线缆辊上的线缆导向线缆口的导向组件以及向驱动组件和牵引装置输出动力的动力组件。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计合理的海上平台线缆铺设设备，与现有的大型专业船舶铺设设施相比，本实用新型中提供了一种小型化的铺设设施设计，建造成本低，运行灵活。通过设置卷辊装置、收放缆装置以及牵引装置，实现了对线缆的牵引放缆铺设动作，放缆及铺缆动作稳定。通过将卷辊装置、收放缆装置以及牵引装置各自设置两个，实现了一用一备，提升了设备运行的可靠性。同时，当一组装置处于放缆运转状态时，另一组装置可以通过与送缆船舶配合实现收缆操作，两组装置交替进行收缆和放缆铺设操作，提升了本铺设设备的铺缆效率。通过在船舶设施的缺口内设置由吊挂装置吊挂、由起吊装置进行升降控制的铺缆主管道和铺缆辅管道，实现了线缆通过主辅管道向水下送行的技术效果，有效避免了现有操作方式下线缆入水时受到的水面风浪的影响，提升了线缆铺设过程的稳定性。另一方面，通过将卷辊装置和收放缆装置直接安装到船舶设施的甲板上，令操作人员在距离铺缆主管道和铺缆辅管道较近的位置对线缆的收放缆过程进行控制，提升了操作的便利性，操作人员可以根据临场观察到的铺缆情况对操作进行调整，便于对整个铺缆过程进行控制。

优选地：吊挂装置包括横跨在缺口上的吊挂支架和龙门架，龙门架采用左右两个支撑杆支撑固定；吊挂支架的底部与船舶设施铰接连接，顶部采用拉索与龙门架连接；在吊挂支架与铺缆主管道之间设有滑轮组，绕设在滑轮组上的吊索连接至起吊装置。

优选地：铺缆辅管道位于铺缆主管道的下方，两者的首端固定连接，尾端固定连接。

优选地：起吊装置包括中部起吊组件和分别位于两侧的外侧起吊组件，中部起吊组件与外侧起吊组件的结构相同，均包括对吊索进行收放卷的卷轴以及驱动卷轴转动的减速电机。

优选地：在船舶设施的尾部还设有左右两个锚装置，锚装置包括下端与船舶设施铰接的吊臂，吊臂的上端采用拉索与龙门架连接；在吊臂的上端安装有滑轮，连接至外侧起吊组件的吊索穿过该滑轮并挂接有锚。

优选地：牵引装置包括基座板，在基座板上安装有主动夹持轮和从动夹持轮，在基座板的背部安装有驱动主动夹持轮的牵引液压泵。

优选地：在基座板上还安装有带有引导轮的引导轮座以及带有导向板的导向板座，引导轮将线缆导向主动夹持轮与从动夹持轮之间，导向板将线缆导向线缆通道的出口。

优选地：驱动组件包括收放缆液压泵，在收放缆液压泵的泵轴上以及线缆辊的转轴上均设有链轮，这两个链轮采用链条传动连接。

优选地：动力组件包括液压站和控制器，两个卷辊装置的收放缆液压泵以及两个牵引装置的牵引液压泵均与液压站通过液压管路连接。

优选地：导向组件包括安装在机架上的底部导向轮、顶部导向轮和侧部导线轮，由线缆辊放卷的线缆顺次经过顶部导向轮、底部导向轮和侧部导线轮，经过侧部导线轮后下行穿入线缆口。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是图2中船舶设施的结构示意图；

图4是图2中收放缆装置的结构示意图；

图5是图4中卷辊装置的结构示意图；

图6是图2中牵引装置的结构示意图。

图中：1、锚；2、吊臂；3、吊挂支架；4、支撑杆；5、检修平台；6、龙门架； 7、起吊装置；7-1、外侧起吊组件；7-2、中部起吊组件；8、收放缆装置；8-1、机架；8-2、液压站；8-3、控制器；8-4、底部导向轮；8-5、顶部导向轮；8-6、侧部导向轮； 9、卷辊装置；9-1、支架；9-2、线缆辊；9-3、收放缆液压泵；9-4、链轮；9-5、链条；10、护栏；11、船舶设施；11-1、缺口；11-2、船机室；12、支撑框架；13、铺缆辅管道；14、铺缆主管道；15、牵引装置；15-1、牵引液压泵；15-2、基座板；15-3、引导轮；15-4、主动夹持轮；15-5、导向板；15-6、导向板座；15-7、从动夹持轮；15-8、引导轮座；16、线缆口；17、线缆。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1、图2和图3，本实用新型的海上平台线缆铺设设备包括船舶设施11，在船舶设施11的中后部设有缺口11-1，缺口11-1内安装辅助铺缆的装置，船机室11-2设置在船首位置，提供诸如航行、起锚抛锚等控制功能，在船舶设施11的甲板周围设置护栏10，防止人员落水，保证安全性。

在船舶设施11的甲板中部设有线缆口16，在甲板下方设有贯通线缆口16与缺口11-1 的线缆通道。船舶设施11随船载运的线缆17从线缆口16进入线缆通道，由线缆通道的末端贯穿出来就进入了缺口11-1内。

在线缆通道内设有相对的两个对线缆17进行牵引移动的牵引装置15，牵引装置15用于为线缆17提供主动的牵引力。

请参见图6，可以看出：

牵引装置15包括基座板15-2，在基座板15-2上安装有主动夹持轮15-4和从动夹持轮15-7，在基座板15-2的背部安装有驱动主动夹持轮15-4的牵引液压泵15-1。在牵引液压泵15-1的驱动作用下，主动夹持轮15-4回转转动，夹持在主动夹持轮15-4与从动夹持轮15-7之间的线缆17被牵引移动，在主动夹持轮15-4与从动夹持轮15-7两者的外缘均设置凹槽，线缆17被夹持在凹槽之间。

进一步地，在基座板15-2上还安装有带有引导轮15-3的引导轮座15-8以及带有导向板15-5的导向板座15-6，引导轮15-3将线缆17导向主动夹持轮15-4与从动夹持轮15-7之间，导向板15-5将线缆17导向线缆通道的出口，上述引导轮15-3和导向板15-5起到对线缆17的导向作用，提升线缆17在线缆通道内移动时的顺畅性。在引导轮15-3的外缘设置凹槽，线缆17穿入线缆口16内时先进入引导轮15-3的凹槽内，之后向两个夹持轮之间导向移动。导向板15-5可以与导向板座15-6直接固定连接，也可以铰接连接，铰接连接时，在导向板15-5的背部设置转轴，令导向板座15-6的前部设置槽口，导向板15-5 位于槽口内并且其转轴两端分别位于槽口两侧的轴孔内。

考虑到不同铺缆场景下线缆17的直径会有变化，因此上述主动夹持轮15-4和从动夹持轮15-7应该是可以选择更换的，引导轮15-3及引导轮座15-8、导向板15-5及导向板座15-6应该是可以进行位置调节的。

如图中所示，主动夹持轮15-4和从动夹持轮15-7两者采用螺钉安装在各自的轮轴上，具体地，在基座板15-2的正面安装主动轴座和从动轴座，在主动轴座内安装主动转轴，背部的牵引液压泵15-1的泵轴与主动转轴对接连接，主动转轴与从动转轴两者的正面轴端均为方头形状并带有螺纹孔，主动夹持轮15-4和从动夹持轮15-7两者中心都带有方形的轴孔，主动转轴和从动转轴两者的轴端位于夹持轮的轴孔内，在轴端的螺纹孔内旋入螺钉对夹持轮进行固定。

在基座板15-2的板体上设置两个条形孔构成滑槽，在引导轮座15-8和导向板座15-6 两者的背部设置滑块，这两个滑块分别位于两个滑槽内，因而引导轮座15-8和导向板座 15-6两者能够沿着条形孔的长度方向前后、上下移动，就位后的引导轮座15-8和导向板座15-6采用螺钉与基座板15-2固定连接，具体地，可以在滑块上设置螺纹孔，螺钉旋入该螺纹孔内，这样当引导轮座15-8和导向板座15-6移动就位后旋紧螺钉、钉帽部分压持在基座板15-2的背面，实现固定。

在缺口11-1内铰接安装有支撑框架12，在支撑框架12上安装固定有铺缆主管道14和铺缆辅管道13，还包括对铺缆主管道14和铺缆辅管道13进行升降的起吊装置7及吊挂装置。如图中所示，铺缆主管道14的管道直径显著大于铺缆辅管道13的管道直径，铺缆过程中，由线缆通道末端的出口贯穿出来后进入上述铺缆主管道14或者铺缆辅管道13，沿着铺缆主管道14或铺缆辅管道13输送，最终从铺缆主管道14或铺缆辅管道13的外端穿出。

本实施例中，铺缆辅管道13位于铺缆主管道14的下方，两者的首端固定连接，尾端固定连接。进一步地，铺缆主管道14的中上部与支撑框架12固定连接。

请参见图1和图3，可以看出：

吊挂装置包括横跨在缺口11-1上的吊挂支架3和龙门架6，龙门架6采用左右两个支撑杆4支撑固定，也就是支撑杆4的下端与船舶设施11的甲板固定连接、上端与龙门架 6的顶部两侧固定连接，因此龙门架6处于稳定的直立状态。吊挂支架3的底部与船舶设施11的甲板铰接连接，顶部采用拉索与龙门架6连接，因此吊挂支架3也处于稳定的倾斜状态，通过更换不同长度的拉索，能够调节吊挂支架3的倾斜程度。

在吊挂支架3与铺缆主管道14的中部之间设有滑轮组，绕设在滑轮组上的吊索连接至起吊装置7。这样，通过操作起吊装置，令吊索收放，能够调节铺缆主管道14、铺缆辅管道13以及支撑框架12构成的组合体的倾斜程度，一般情况下，在低速航行铺缆的过程中，上述组合体可以具有较大的倾角(与水平面之间的锐角夹角)，当铺缆过程结束船舶设施11需要以较大速度航行时，可以将上述组合体吊升至与水平面具有较小夹角或者吊升至水面拖行。

为了便于对设备进行检修调整，在龙门架6上设置带有楼梯的检修平台5，操作人员可以登上检修平台5，进行上述拉索的更换、吊索与滑轮/滑轮组之间的连接等操作。

请参见图2，可以看出：

起吊装置7包括中部起吊组件7-1和分别位于两侧的外侧起吊组件7-2，中部起吊组件7-1与外侧起吊组件7-2的结构相同，均包括对吊索进行收放卷的卷轴以及驱动卷轴转动的减速电机，各中部起吊组件7-1和外侧起吊组件7-2的减速电机均由船机室11-2进行控制。中部起吊组件7-1主要用于上述铺缆主管道14、铺缆辅管道13以及支撑框架12构成的组合体的升降调节控制，为了保证本铺设设备运行的可靠性，可以将中部起吊组件 7-1并列设置多组(图中是三组)，实现一用多备。

在船舶设施11的尾部(缺口11-1的两侧甲板上)还设有左右两个锚装置，用于在船舶设施11在水面上驻停时的抛锚和起锚。锚装置包括下端与船舶设施11的甲板铰接的吊臂2，吊臂2的上端采用拉索与龙门架6连接，因此吊臂2处于稳定的倾斜状态，通过更换不同长度的拉索，能够调节吊臂2的倾斜程度。

在吊臂2的上端安装有滑轮，连接至外侧起吊组件7-2的吊索穿过该滑轮并挂接有锚 1。因此，位于外侧的两个外侧起吊组件7-2各自控制一个锚1的抛锚和起锚。

在船舶设施11的甲板上安装有相对的两个卷辊装置9和相对的两个收放缆装置8，其中卷辊装置9用于对线缆17进行收卷和放卷，在铺缆前将线缆17收卷在卷辊装置 9上并随船载运，在铺缆过程中线缆17由卷辊装置9放卷。收放缆装置8用于为上述收缆过程以及铺缆过程提供动力以及操作人员对上述装置的临场控制。

请参见图5，可以看出：

卷辊装置9包括支架9-1，在支架9-1上安装有线缆辊9-2以及驱动线缆辊9-2的驱动组件。支架9-1安装固定在甲板上，在支架9-1上安装相对的两个轴座，线缆辊9-2的转轴安装在两个轴座之间。

本实施例中，驱动组件包括收放缆液压泵9-3，在收放缆液压泵9-3的泵轴上以及线缆辊9-2的转轴上均设有链轮，这两个链轮采用链条9-5传动连接。收放缆液压泵9-3在进行线缆17向线缆辊9-2上收卷以及从线缆辊9-2上放卷时工作，收卷时提供收卷的动力，放卷时提供一定的放卷动力以降低前述牵引装置15的负担。

请参见图4，可以看出：

收放缆装置8包括机架8-1，在机架8-1上安装有将线缆辊9-2上的线缆17导向线缆口16的导向组件以及向驱动组件和牵引装置15输出动力的动力组件。线缆17放卷后，经过导向组件的导向作用进入线缆口16内，而不是直接进入线缆口16内，这样能够避免铺缆失速等问题。动力组件向驱动组件的收放缆液压泵9-3以及牵引装置15的牵引液压泵15-1输出动力。机架8-1与甲板固定连接。

本实施例中，动力组件包括液压站8-2和控制器8-3，两个卷辊装置9的收放缆液压泵9-3以及两个牵引装置15的牵引液压泵15-1均与液压站8-2通过液压管路连接，通过控制器8-3人工控制液压站8-2向收放缆液压泵9-3和牵引液压泵15-1输出动力的情况，实现对卷辊装置9的收卷、放卷动作控制以及牵引装置15的起停控制。

本实施例中，导向组件包括安装在机架8-1上的底部导向轮8-4、顶部导向轮8-5和侧部导线轮8-6，由线缆辊9-2放卷的线缆17顺次经过顶部导向轮8-5、底部导向轮8-4 和侧部导线轮8-6，经过侧部导线轮8-6后下行穿入线缆口16并进入牵引装置15的夹持轮之间。

如图中所示，顶部导向轮8-5为两个且两者的中心线垂直，线缆17通过外侧的顶部导向轮8-5后绕过内侧的顶部导向轮8-5，再下行绕过底部导向轮8-4，之后斜向绕过侧部导线轮8-6，绕过侧部导线轮8-6后向下延伸。

本铺设设备的卷辊装置9、收放缆装置8及牵引装置15设置为两组，可以看作是一用一备，提升设备运转的可靠性。另一方面，处于连续铺缆的需要，可以在一组装置处于铺缆工作状态的同时，另一组装置处于收缆的工作状态。也就是一边铺缆一边在收缆，当前铺缆过程结束后，这组装置进入收缆状态，另一完成收缆的装置进入铺缆状态，交替进行，能够提升铺缆施工的效率。连续铺缆的过程中，可以采用送缆船舶向施工水域送缆，将线缆17从送缆船舶向本船舶设施11上转移的过程中，两个船舶驻停，转移完毕后，送缆船舶可以驶离，船舶设施11继续铺缆施工。

工作过程：

靠岸时，启动收放缆装置8和卷辊装置9，将线缆17从陆地设施转移到卷辊装置9的线缆辊9-2上；

船舶设施11驶向铺缆海域，到达铺缆起始位置后，启动收放缆装置8和卷辊装置9，牵引其中一个卷辊装置9上的线缆17的端头令其通过导向组件后进入线缆口16，经过牵引装置15后从线缆通道的末端穿出，再选择进入铺缆辅管道13或者铺缆主管道14(选择的标准由线缆17的直径决定，直径大就可以进入铺缆主管道14，直径小就可以进入铺缆辅管道13)，线缆17从上述管道的下端穿出，沉入水底；船舶设施11沿铺缆路线航行，完成连续的铺缆施工。

Claims (10)

1.一种海上平台线缆铺设设备，其特征是：包括船舶设施(11)，在船舶设施(11)的中后部设有缺口(11-1)，在船舶设施(11)的甲板中部设有线缆口(16)，在甲板下方设有贯通线缆口(16)与缺口(11-1)的线缆通道，在线缆通道内设有相对的两个对线缆(17)进行牵引移动的牵引装置(15)；在缺口(11-1)内铰接安装有支撑框架(12)，在支撑框架(12)上安装固定有铺缆主管道(14)和铺缆辅管道(13)，还包括对铺缆主管道(14)和铺缆辅管道(13)进行升降的起吊装置(7)及吊挂装置；

在甲板上安装有相对的两个卷辊装置(9)和相对的两个收放缆装置(8)；卷辊装置(9)包括支架(9-1)，在支架(9-1)上安装有线缆辊(9-2)以及驱动线缆辊(9-2)的驱动组件；收放缆装置(8)包括机架(8-1)，在机架(8-1)上安装有将线缆辊(9-2)上的线缆(17)导向线缆口(16)的导向组件以及向驱动组件和牵引装置(15)输出动力的动力组件。

2.如权利要求1所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：吊挂装置包括横跨在缺口(11-1)上的吊挂支架(3)和龙门架(6)，龙门架(6)采用左右两个支撑杆(4)支撑固定；吊挂支架(3)的底部与船舶设施(11)铰接连接，顶部采用拉索与龙门架(6)连接；在吊挂支架(3)与铺缆主管道(14)之间设有滑轮组，绕设在滑轮组上的吊索连接至起吊装置(7)。

3.如权利要求2所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：铺缆辅管道(13)位于铺缆主管道(14)的下方，两者的首端固定连接，尾端固定连接。

4.如权利要求3所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：起吊装置(7)包括中部起吊组件(7-2)和分别位于两侧的外侧起吊组件(7-1)，中部起吊组件(7-2)与外侧起吊组件(7-1)的结构相同，均包括对吊索进行收放卷的卷轴以及驱动卷轴转动的减速电机。

5.如权利要求4所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：在船舶设施(11)的尾部还设有左右两个锚装置，锚装置包括下端与船舶设施(11)铰接的吊臂(2)，吊臂(2)的上端采用拉索与龙门架(6)连接；在吊臂(2)的上端安装有滑轮，连接至外侧起吊组件(7-1)的吊索穿过该滑轮并挂接有锚(1)。

6.如权利要求5所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：牵引装置(15)包括基座板(15-2)，在基座板(15-2)上安装有主动夹持轮(15-4)和从动夹持轮(15-7)，在基座板(15-2)的背部安装有驱动主动夹持轮(15-4)的牵引液压泵(15-1)。

7.如权利要求6所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：在基座板(15-2)上还安装有带有引导轮(15-3)的引导轮座(15-8)以及带有导向板(15-5)的导向板座(15-6)，引导轮(15-3)将线缆(17)导向主动夹持轮(15-4)与从动夹持轮(15-7)之间，导向板(15-5)将线缆(17)导向线缆通道的出口。

8.如权利要求7所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：驱动组件包括收放缆液压泵(9-3)，在收放缆液压泵(9-3)的泵轴上以及线缆辊(9-2)的转轴上均设有链轮，这两个链轮采用链条(9-5)传动连接。

9.如权利要求8所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：动力组件包括液压站(8-2)和控制器(8-3)，两个卷辊装置(9)的收放缆液压泵(9-3)以及两个牵引装置(15)的牵引液压泵(15-1)均与液压站(8-2)通过液压管路连接。

10.如权利要求9所述的海上平台线缆铺设设备，其特征是：导向组件包括安装在机架(8-1)上的底部导向轮(8-4)、顶部导向轮(8-5)和侧部导线轮(8-6)，由线缆辊(9-2)放卷的线缆(17)顺次经过顶部导向轮(8-5)、底部导向轮(8-4)和侧部导线轮(8-6)，经过侧部导线轮(8-6)后下行穿入线缆口(16)。

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