RU110066U1

RU110066U1 - REPLACEABLE ROBOTIC COMPLEX FOR CARRYING OUT MEASURING AND UNDERWATER TECHNICAL WORKS

Info

Publication number: RU110066U1
Application number: RU2011120878/11U
Authority: RU
Inventors: Евгений Игоревич Есаулов; Дмитрий Викторович Фофанов; Арсений Викторович Захаров; Александр Тевьевич Беккер
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб"
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2011-11-10

Abstract

1. Притапливаемый роботизированный комплекс для осуществления измерительных и подводно-технических работ, характеризуемый тем, что он содержит, по меньшей мере, носитель оборудования, выполненный с возможностью работы в воде и на суше, а также кабельные и тросовые лебедки, оснащенные собственной системой управления для автоматического регулирования длины вытравленного информационно-силового кабеля в зависимости от необходимой глубины спуска инструментария, и собственную движительную систему для перемещения и фиксации на объекте работ. ! 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, кабель-тросовую систему обеспечения питания и управления, а также универсальное контейнерное средство для размещения систем управления, транспортировки, эксплуатации и хранения, и имеет возможность использования сменного исполнительного или измерительного погружного модуля. 1. A recessed robotic complex for measuring and underwater operations, characterized in that it contains at least an equipment carrier configured to operate in water and on land, as well as cable and cable winches equipped with their own control system for automatic regulation of the length of the etched information-power cable depending on the required depth of descent of the instrumentation, and its own propulsion system for moving and fixing the object on the slave t. ! 2. The complex according to claim 1, characterized in that it contains at least a cable-cable system for providing power and control, as well as a universal container means for placing control systems, transportation, operation and storage, and has the ability to use a shift executive or measuring immersion module.

Description

Техническое решение относится к области роботизированных комплексов для решения задач навигации, позиционирования, коммуникаций силовых и информационных электрических каналов, спуско-подъема, стабилизации и фиксирования у вертикальных поверхностей и точного горизонтального перемещения в зоне переменного смачивания спускаемого подводного инструментария и исполнительных устройств при проведении работ по обследованию, обслуживанию, техническому контролю и восстановительному ремонту поверхностей гидротехнических и нефтегазопромысловых сооружений в автоматизированном и телеуправляемом режимах.The technical solution relates to the field of robotic systems for solving the problems of navigation, positioning, communications of power and information electric channels, tripping, stabilization and fixation on vertical surfaces and accurate horizontal movement in the variable wetting area of the descent underwater tools and actuators during the survey , maintenance, technical control and restoration repair of hydraulic and oil and gas industry surfaces word structures in automated and telecontrolled modes.

Введенный в действие стандарт СТО 75782411.27.140.056-2010. «Подводно-техническое обследование состояния гидротехнических сооружений и примыкающих к ним участков неукрепленного русла», регламентирующий вопросы контроля состояния гидротехнических сооружений, предписывает использовать для этих целей телеуправляемые подводные аппараты, без указания конкретных моделей указанных аппаратов, поскольку в настоящее время отсутствуют промышленно выпускаемые подводные телеуправляемые аппараты, способные выполнять указанные функции контроля состояния гидротехнических сооружений.Standard STO 75782411.27.140.056-2010 put into effect. “Underwater technical inspection of the state of hydraulic structures and adjacent sections of the unsecured channel”, which regulates the monitoring of the state of hydraulic structures, requires the use of remote-controlled underwater vehicles for these purposes, without specifying specific models of these devices, since there are currently no industrially produced underwater remote-controlled devices capable of performing these functions of monitoring the state of hydraulic structures.

Известен (RU, патент 2387570) малогабаритный телеуправляемый подводный аппарат, содержащий раму модульной конструкции, движители горизонтального и вертикального хода, прочные герметичные контейнеры для размещения электронной части подводного аппарата, светильники, обзорную и стационарную видеокамеры, датчики глубины и температуры, компенсаторы давления, блок плавучести, установленный в верхней части подводного аппарата, манипуляционный модуль, включающий снабженный охватом манипулятор и герметичный привод, причем манипулятор установлен на выходном валу этого привода, надводный модуль управления, включающий пульт управления, источник электропитания, блок отображения видеоинформации, и кабель связи, соединяющий подводный аппарат с надводным модулем. На другом конце выходного вала привода манипулятора дополнительно установлена видеокамера так, что ее ось визирования постоянно направлена в центр схвата манипулятора, подводный аппарат снабжен съемным перфорированным контейнером для сбора образцов, установленным в верхней части подводного аппарата соосно с его вертикальной осью, а обзорная видеокамера установлена посредством кронштейна над блоком плавучести в диаметральной плоскости подводного аппарата в его кормовой части.Known (RU, patent 2387570) is a small-sized remote-controlled underwater vehicle containing a modular design frame, horizontal and vertical propulsion engines, durable airtight containers to accommodate the electronic part of the underwater vehicle, lights, surveillance and stationary video cameras, depth and temperature sensors, pressure compensators, buoyancy unit mounted in the upper part of the underwater vehicle, a manipulation module, including a manipulator provided with coverage and a sealed drive, the manipulator being installed n on the output shaft of this drive, a surface control module including a control panel, a power source, a video information display unit, and a communication cable connecting the underwater vehicle to the surface module. A video camera is additionally installed on the other end of the output shaft of the manipulator drive so that its axis of sight is constantly directed to the grip center of the manipulator, the underwater vehicle is equipped with a removable perforated container for collecting samples mounted in the upper part of the underwater vehicle coaxially with its vertical axis, and the overview video camera is installed by bracket above the buoyancy unit in the diametrical plane of the underwater vehicle in its aft.

Известен (US, патент 3559607) аппарат обнаружения и автоматического подъема затонувшего судна, содержащий подводный аппарат, оснащенный электронным блоком и лебедкой с тросом, на конце которого закреплен буй.Known (US patent 3559607) apparatus for detecting and automatically lifting a sunken ship, containing an underwater vehicle, equipped with an electronic unit and a winch with a cable, at the end of which is attached a buoy.

Известны (FR, заявка 2046690) подводные аппараты, содержащие корпус с механизмом задания плавучести (буй), в полости которого расположен электронный блок, подключенный к одному концу сигнального кабеля, размещенного на катушке.Known (FR, application 2046690) underwater vehicles containing a housing with a mechanism for setting buoyancy (buoy), in the cavity of which is an electronic unit connected to one end of the signal cable placed on the coil.

Известен ("Подводная техника морских нефтепромыслов". - Л., Судостроение, 1980, с.116-118) телеуправляемый осмотровый подводный аппарат, содержащий корпус, в полости которого размещены двигатели, телекамера, осветители и электронный блок приема сигналов управления и передачи телевизионной и измерительной информации. Питание и сигналы управления подаются по кабелю, при этом его катушка размещена на подвижной раме-носителе, погружаемой на грунт дна.Known ("Underwater technology for offshore oil fields." - L., Sudostroenie, 1980, p.116-118) a remote-controlled inspection underwater vehicle containing a housing in the cavity of which are placed engines, a television camera, illuminators and an electronic unit for receiving control signals and transmitting television and measuring information. Power and control signals are supplied via cable, while its coil is placed on a movable carrier frame, immersed on the bottom soil.

Недостатками известного аппарата следует признать ограниченную маневренность, недостаточный радиус действия, недостаточность регистрируемой информации об объекте исследования, возможность работы, только перемещаясь по дну. Также к недостаткам можно отнести отсутствие возможности проведения ультразвуковых измерений из-за плохо подходящего для этого выбранного типа корпуса и принципа движения.The disadvantages of the known apparatus should be recognized limited maneuverability, insufficient radius of action, insufficiency of recorded information about the object of study, the ability to work only moving along the bottom. Also disadvantages include the lack of the ability to perform ultrasonic measurements due to the poorly selected type of housing and the principle of movement.

Все перечисленные аппараты имеют свои достоинства и недостатки, однако ни один из них не выпускается промышленно и не соответствует полностью требованиям, предъявляемым к телеуправляемым подводным аппаратам, которые могут быть использованы для контроля состояния подводных гидротехнических сооружений, а также нефте- и газопроводов.All of these devices have their advantages and disadvantages, however, none of them are commercially available and do not fully comply with the requirements for remote-controlled underwater vehicles, which can be used to monitor the status of underwater hydraulic structures, as well as oil and gas pipelines.

В ходе проведения патентного поиска не выявлены источники информации, которые могут быть использованы в качестве ближайшего аналога разработанного технического решения.During the patent search, no sources of information were identified that could be used as the closest analogue of the developed technical solution.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого технического решения, состоит в обеспечении роботизации технологических операций по подводным и приповерхностным работам в непосредственной близости от инфраструктурного объекта, в том числе при условии волнения водной среды, путем осуществления прижима основной конструкции комплекса к поверхности объектов за счет, создаваемого бортовыми винтовыми движителями упора, направленного в противоположную сторону от поверхности, а также стабилизации и удержания спускаемых исполнительных устройств.The technical problem solved by the proposed technical solution is to ensure the robotization of technological operations for underwater and near-surface operations in the immediate vicinity of the infrastructure object, including under the condition of excitement of the aquatic environment, by clamping the main structure of the complex to the surface of the objects due to the onboard screw propellers of an emphasis directed to the opposite side from the surface, as well as stabilization and retention of the descent nyh devices.

Техническим результатом является повышение точности и эффективности проводимых работ вблизи объекта, обеспечение точной навигационной привязки зоны подводно-технических и инспекционных работ, а так же коммутации сигнальных и силовых электрических каналов.The technical result is to increase the accuracy and efficiency of the work carried out near the facility, ensuring accurate navigation reference of the area of underwater technical and inspection work, as well as switching signal and power electrical channels.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать притапливаемый роботизированный комплекс разработанного состава. Разработанный роботизированный комплекс содержит, по меньшей мере, носитель оборудования, выполненный с возможностью работы в двух средах (жидкая/газообразная), а также кабельные и тросовые лебедки, оснащенные собственной системой управления для автоматического регулирования длины вытравленного информационно-силового кабеля в зависимости от необходимой глубины спуска инструментария и собственную движительную систему для горизонтального перемещения и фиксации на объекте работ. Предпочтительно указанное оборудование размещено на телеуправляемой платформе, выполненной с возможностью изменения плавучести. Также на платформе могут быть установлены дополнительно движители, обеспечивающие перемещение платформы по поверхности и ее фиксации (колесно-гусеничные для горизонтального перемещения и винтовые для осуществления прижима к поверхности). На платформе может быть также дополнительно установлено различное автоматизированное оборудование, позволяющее осуществлять поисковые и ремонтные работы. Комплекс также может содержать, по меньшей мере, кабель-троссовую систему обеспечения питания и управления, а также универсальное контейнерное средство для размещения систем управления, транспортировки, эксплуатации и хранения и имеет возможность использования сменного исполнительного или измерительного погружного модуля.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a recessed robotic complex of the developed composition. The developed robotic complex contains at least an equipment carrier that is capable of working in two environments (liquid / gaseous), as well as cable and cable winches equipped with their own control system for automatically controlling the length of the etched information-power cable depending on the required depth tool descent and its own propulsion system for horizontal movement and fixation on the object of work. Preferably, said equipment is placed on a telecontrol platform configured to change buoyancy. Also, movers can be additionally installed on the platform, providing movement of the platform on the surface and its fixation (wheeled-tracked for horizontal movement and screw for clamping to the surface). Various automated equipment can also be installed on the platform, which allows for search and repair work. The complex may also contain at least a cable-tross power supply and control system, as well as a universal container means for accommodating control, transportation, operation and storage systems and has the ability to use a replaceable executive or measuring submersible module.

Выше приведенный перечень не ограничивает номенклатуру дополнительно используемого в составе комплекса оборудования.The above list does not limit the range of additional equipment used as part of the complex.

В телеуправляемом режиме работы комплекса оператор с использованием берегового / судового блока управления осуществляет навигацию по интересующему участку исследуемого объекта, получая необходимую визуальную информацию на дисплее.In the remote-controlled operation mode of the complex, the operator, using the coastal / ship control unit, navigates through the area of interest of the object under study, receiving the necessary visual information on the display.

Береговой/судовой блок представляет собой определенный состав средств управления, энергообеспечения, хранения данных и других систем, необходимых для функционирования и управления комплексом.The coastal / ship block is a certain composition of control, energy supply, data storage and other systems necessary for the operation and management of the complex.

Использование предлагаемого комплекса позволяет эффективно использовать различные средства при ремонтных, восстановительных и измерительных работах на подводной части инфраструктуры.Using the proposed complex allows you to effectively use various tools for repair, restoration and measuring work on the underwater part of the infrastructure.

Области применения изобретения: подводные части морских и речных объектов гидротехнической и нефтегазопромысловой инфраструктуры, плотины ГЭС, а также причальные стенки, шлюзовые камеры, искусственные насыпные и железобетонные конструкции, плотины, берега каналов и прочих водных путей, подводные части корпусов плавучих полупогружных буровых установок и погружных нефтегазодобывающих платформ и др.Fields of application of the invention: underwater parts of sea and river objects of hydraulic and oil and gas infrastructure, hydroelectric dam, as well as mooring walls, lock chambers, artificial bulk and reinforced concrete structures, dams, banks of canals and other waterways, underwater parts of bodies of floating semi-submersible drilling rigs and submersible oil and gas platforms, etc.

Claims

1. A recessed robotic complex for measuring and underwater operations, characterized in that it contains at least an equipment carrier configured to operate in water and on land, as well as cable and cable winches equipped with their own control system for automatic regulation of the length of the etched information-power cable depending on the required depth of descent of the instrumentation, and its own propulsion system for moving and fixing the object on the slave t.

2. The complex according to claim 1, characterized in that it contains at least a cable-cable system for providing power and control, as well as a universal container means for placing control systems, transportation, operation and storage, and has the ability to use a shift executive or measuring immersion module.