CN218317228U - 一种适用于水下设备水底埋设的施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，施工装置由通过法兰连接的上部筒形机架和下部筒形机架组成，上部筒形机架内部安装有操作机械手，下部筒形机架内侧下部通过承托板安装有破土清淤机构，通过利用破土装置喷射出高压水流，将水底泥沙冲刷出埋设坑，利用清淤装置将泥水混合物抽走，通过夹持油缸控制机械臂实现对水下设备的抓取，通过埋设油缸将水下设备从筒体内部插入到埋设坑中。本实用新型施工装置结构简单、操作便捷，并可通过单独更换机械手、泵机、破土清淤机构，以适用于各种水下设备的水底埋设，可显著提高水下设备安装及施工效率、精度以及水下作业施工的安全性。

Description

一种适用于水下设备水底埋设的施工装置

技术领域

本实用新型涉及水下工程施工技术领域，特别是涉及一种适用于水下设备水底埋设的施工装置。

背景技术

随着人类社会的进步，陆地资源逐渐减少对海洋资源利用的不断加快，在对海洋的探测中需要使用各种水下设备，勘探开发中经常需要将水下设备如传感器埋设到海床泥面以下以便在一定时间内检测获取并分析资源数据。传统的施工方法多为先通过潜水员下水采用高压水枪冲挖出埋设坑，再通过人工安装水下设备入埋设坑；同时为防止埋设坑回淤，需冲出一个带有较大坡度的坑洞，防止坍塌；然后在短时间内完成设备安装，采用这样挖一埋一的施工方法过程复杂，耗时长，而且水下设备埋设的姿态误差较大，潜水作业安全性低。

为了解决上述问题，我们提出了一种适用于水下设备水底埋设的施工装置。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，有效提升施工的便捷性与施工精度，并可适用多种规格水下设备的施工。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，包括上部筒形机架、下部筒形机架，所述上部筒形机架与所述下部筒形机架通过法兰连接，所述上部筒形机架内部安装有操作机械手，所述下部筒形机架内侧下部通过承托板安装有破土清淤机构，

所述操作机械手由机械手底座、机械臂连接座、机械臂、夹持油缸、埋设油缸、连接桥架、机械臂导向组成，所述机械手底座通过所述连接桥架与所述埋设油缸连接，所述机械臂连接座通过所述机械臂与所述机械手底座连接，所述机械手底座上安装有可控制所述机械臂的张合的所述夹持油缸，所述机械臂导向由导向轴和导向套筒组成，导向轴安装于所述连接桥架上，导向套筒安装于所述上部筒形机架上；

所述破土清淤机构由位于下部的破土装置和位于上部的清淤装置上下堆叠焊接而成，所述破土装置上设有多组喷头，所述破土装置通过立管与水下喷射泵连接；所述清淤装置上开有抽吸口，所述清淤装置通过立管与渣浆泵连接。

优选地，所述上部筒形机架为上端敞开且下端封闭的圆筒形钢制结构，所述上部筒形机架外侧上部沿圆周均布焊接有四组吊耳，所述上部筒形机架的顶部焊接有泵机安装梁。

优选地，所述下部筒形机架为上端封闭且下端敞开的圆筒形钢制结构，所述下部筒形机架侧面开设有满足脐带缆拖出的出线开口，所述出线开口周边焊接有线缆护套，所述下部筒形机架内侧下部焊接有用于对所述承托板限位固定的承托块。

优选地，所述破土装置、清淤装置均分别由大直径无缝钢管焊接成型，并在同一侧开设有线缆出口。

优选地，所述喷头分别以90°和45°的角度均布安装于所述破土装置上。

优选地，所述水下喷射泵所选用的额定压力≥3MP，所选用的流量≥50m³。

优选地，所述渣浆泵所选用的流量≥100m³。

一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其各分部结构采用模块化设计，通过更换机械臂和破土清淤机构可适应不同直径大小的水下设备，通过更换埋设油缸可适应不同高度的水下设备或者不同埋设深度的要求。

与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：

1、通过利用破土装置喷射出高压水流，将水底泥沙冲刷出埋设坑，利用清淤装置将泥水混合物抽走，通过夹持油缸控制机械臂实现对水下设备的抓取，通过埋设油缸将水下设备从筒体内部插入到埋设坑中，相较传统潜水员人工挖埋形式，显著提高施工效率和施工作业安全性；

2、通过筒形机架工装设备配合水下设备定位脚架辅助水下设备下放及摆正，通过对水下设备姿态监控并利用船头船尾牵引绳调整可有效保证对水下设备的埋设精度；

3、通过对机械臂、破土清淤机构、埋设油缸的模块化设计，通过更换可实现对不同规格水下设备及不同埋设深度施工要求的匹配。

4、本施工装置结构简单、操作便捷，可显著提高水下设备安装及施工效率、精度以及水下作业施工的安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型的优选实施例施工装置外部结构示意图；

图2是本实用新型的优选实施例施工装置内部结构示意图；

图3是本实用新型的优选实施例破土清淤机构正视图；

图4 是本实用新型的优选实施例破土清淤机构俯视图；

图5是本实用新型的优选实施例操作机械手结构示意图。

其中，图1-5中附图标记与部件之间的对应关系为：

1、上部筒形机架；2、下部筒形机架；3、破土清淤机构；4、操作机械手；5、水下喷射泵；6、渣浆泵；7、破土装置；8、清淤装置；9、机械手底座；10、机械臂连接座；11、机械臂；12、夹持油缸；13、埋设油缸；14、连接桥架；15、机械臂导向；16、喷头；17、出线开口；18、水下设备；19、承托板；20、承托块；21、吊耳。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

下面结合图1-5对本实用新型的实施例的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置进行具体说明。

如图1所示：一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，包括上部筒形机架1、下部筒形机架2，上部筒形机架1和下部筒形机架2均由厚钢板卷制成型，上部筒形机架1与下部筒形机架2通过法兰连接；

如图2所示，上部筒形机架1内部安装有操作机械手4，下部筒形机架2内侧下部通过承托板19安装有破土清淤机构3，

如图5所示，操作机械手4由机械手底座9、机械臂连接座10、机械臂11、夹持油缸12、埋设油缸13、连接桥架14、机械臂导向15组成，机械手底座9通过连接桥架14与埋设油缸13连接，机械臂连接座10通过机械臂11与机械手底座9连接，机械手底座9安装有可控制机械臂11的张合的夹持油缸12，实现对水下设备18的抓取，机械臂导向15由导向轴和导向套筒组成，导向轴安装于连接桥架14上，导向套筒安装于上部筒形机架1上，确保水下设备18伸出时垂直，不会与破土清淤机构3干涉；

破土清淤机构3由位于下部的破土装置7和位于上部的清淤装置8上下堆叠焊接而成，破土装置7上设有多组喷头16，破土装置7通过立管与水下喷射泵5连接，可喷射高压水流；清淤装置8上开有抽吸口，清淤装置8通过立管与渣浆泵6连接，可将高压水流冲刷形成的泥水混合物吸走排出。

本实施例的，上部筒形机架1为上端敞开且下端封闭的圆筒形钢制结构，上部筒形机架1外侧上部沿圆周均布焊接有四组吊耳21，上部筒形机架1的顶部焊接有泵机安装梁。

本实施例的，下部筒形机架2为上端封闭且下端敞开的圆筒形钢制结构，下部筒形机架2侧面开设有满足脐带缆拖出的出线开口17，出线开口17周边焊接有线缆护套，下部筒形机架2内侧下部焊接有用于对承托板19限位固定的承托块20，旋转破土清淤机构3使承托板19避开承托块20，然后再反向旋转，使承托块20位于承托板19下方，完成破土清淤机构3与下部筒形机架2的焊接作业。

如图3、4所示，本实施例的，破土装置7、清淤装置8均分别由大直径无缝钢管焊接成型，并在同一侧开设有线缆出口，便于安装带脐带缆的水下设备。

如图3所示，本实施例的，喷头16分别以90°和45°的角度均布安装于破土装置7上。

本实施例的，水下喷射泵5所选用的额定压力≥3MP，所选用的流量≥50m³，适用于海上工程施工，并具有深水施工作业能力。

本实施例的，渣浆泵6所选用的流量≥100m³。

本施工装置的施工方法：

1）工作船系泊施工现场，利用船用吊机使用相对两组吊耳21将施工装置吊起，控制埋设油缸13和夹持油缸12伸出，使机械臂11张开；

2）对水下设备18放下施工装置，控制夹持油缸12收回，船用吊机升起，给水下设备18安装定位脚架，埋设油缸13收回；

3）从船头船尾各拉以牵引绳连接于剩下的两组吊耳21，水下设备18的脐带缆从出线开口17伸出；

4）下降施工装置至海底，开启水下喷射泵5，高压水流从喷头16射出，利用高压水流将施工装置下方环形区域的泥沙冲刷成泥水混合物，设定时间达到后，开启渣浆泵6将泥水混合物排走，待检测信号反馈埋设坑已成型后，关闭水下喷射泵5和渣浆泵6；

5）继续下降施工装置，控制埋设油缸13伸出，使水下设备18定位脚架插入泥沙中，插入同时监测水下设备18的姿态数据，并按照数据实时调整船头船尾牵引绳确保埋设水下设备18的姿态在要求范围内；

6）待埋设水下设备18的姿态、位置、深度均合格后，控制夹持油缸12伸出，控制埋设油缸13收回，此时施工装置与水下设备18已脱离，吊起施工装置至船甲板。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (7)

1.一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，包括上部筒形机架（1）、下部筒形机架（2），其特征在于，所述上部筒形机架（1）与所述下部筒形机架（2）通过法兰连接，所述上部筒形机架（1）内部安装有操作机械手（4），所述下部筒形机架（2）内侧下部通过承托板（19）安装有破土清淤机构（3）；

所述操作机械手（4）由机械手底座（9）、机械臂连接座（10）、机械臂（11）、夹持油缸（12）、埋设油缸（13）、连接桥架（14）、机械臂导向（15）组成，所述机械手底座（9）通过所述连接桥架（14）与所述埋设油缸（13）连接，所述机械臂连接座（10）通过所述机械臂（11）与所述机械手底座（9）连接，所述机械手底座（9）上安装有可控制所述机械臂（11）的张合的所述夹持油缸（12），所述机械臂导向（15）由导向轴和导向套筒组成，导向轴安装于所述连接桥架（14）上，导向套筒安装于所述上部筒形机架（1）上；

所述破土清淤机构（3）由位于下部的破土装置（7）和位于上部的清淤装置（8）上下堆叠焊接而成，所述破土装置（7）上设有多组喷头（16），所述破土装置（7）通过立管与水下喷射泵（5）连接；所述清淤装置（8）上开有抽吸口，所述清淤装置（8）通过立管与渣浆泵（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述上部筒形机架（1）为上端敞开且下端封闭的圆筒形钢制结构，所述上部筒形机架（1）外侧上部沿圆周均布焊接有四组吊耳（21），所述上部筒形机架（1）的顶部焊接有泵机安装梁。

3.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述下部筒形机架（2）为上端封闭且下端敞开的圆筒形钢制结构，所述下部筒形机架（2）侧面开设有满足脐带缆拖出的出线开口（17），所述出线开口（17）周边焊接有线缆护套，所述下部筒形机架（2）内侧下部焊接有用于对所述承托板（19）限位固定的承托块（20）。

4.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述破土装置（7）、清淤装置（8）均分别由大直径无缝钢管焊接成型，并在同一侧开设有线缆出口。

5.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述喷头（16）分别以90°和45°的角度均布安装于所述破土装置（7）上。

6.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述水下喷射泵（5）所选用的额定压力≥3MP，所选用的流量≥50m³。

7.根据权利要求1所述的一种适用于水下设备水底埋设的施工装置，其特征在于，所述渣浆泵（6）所选用的流量≥100m³。

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