[發明專利]一種四自由度海底管纜懸空回填裝置

在審

• 申請號: 201810024087.4
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN110017412A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 史永晉;高慧;宿振國;叢軍;李民強;鄭震生;李森;任紅偉;徐增強
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: F16L57/00
• 分類號: F16L57/00;F16L3/02;H02G9/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明涉及一種四自由度海底管纜懸空回填裝置，應用于海底管纜的懸空治理。包括動力與控制系統、基座、轉臺、橫移軌道、輥道傳送帶和就位液壓伸縮桿、鉸鏈機構、支撐鉸臂、作業液壓伸縮桿、伸縮式投放臂、水下監測裝置。通過軌道和裝砂母船連接，在母船上可實現砂袋拋填等過程的機械化，通過縱向沿著船移動位置、橫向通過擺動投放臂的運動方式實現懸空治理區的全覆蓋，通過可伸縮的砂袋投放臂控制砂袋的水下著地點，實現精確有效施工，解決了現階段砂袋法治理懸空管道施工技術問題。

技術領域

本發明涉及海洋工程裝置領域中的一種四自由度海底管纜懸空回填裝置，應用于海底管纜的懸空治理。

背景技術

淺海軟地基海域處于灘海交界地帶，其場區海洋動力、淺層工程地質、海底動力地貌條件十分復雜，造成大量海底管道、海底電線底部附近出現懸空現象。懸空管纜在海浪、海流的沖刷下，容易引起渦激振動，產生動應力，對管纜造成疲勞損傷，加劇管纜損壞的可能性，對海底管道、海底電纜安全存在極大的隱患，海底管道一旦泄露或電纜斷裂將造成重大經濟、產能損失，急需治理。

現階段，工程實踐中多采用砂袋法、連鎖排、仿生水草、土工布、鋼結構支撐法等方法治理懸空管纜。其中，工程中普遍采用的砂袋法有操作簡單、經濟有效等優點。因海底管道裸露段較多，相應拋砂工作量巨大，但是，目前使用的砂袋法的施工方法卻非常落后，一般做法是先在陸地上人工將砂子打包成袋，然后通過吊車裝于施工船上，當施工船到達懸空管道上方海面時，再由施工人員將砂袋推下船丟進海里。該方式不僅需要投入大量的施工成本，而且速度慢，已不能滿足該隱患治理項目工期、質量要求。同時存在拋砂不均勻、不定量等問題，引起將管線局部壓彎等風險，一直是拋砂過程中暴露和亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的問題，提供一種自動尋線并根據管線方位進行拋砂，根據拋砂需求自動裝袋并高效拋砂，拋砂位置可控的四自由度海底管纜懸空回填裝置。

一種四自由度海底管纜懸空回填裝置，包括動力與控制系統、基座、轉臺、橫移軌道、輥道傳送帶和就位液壓伸縮桿、鉸鏈機構、支撐鉸臂、作業液壓伸縮桿、伸縮式投放臂；所述橫移軌道為兩條平滑設置的滑軌；基座設置在橫移軌道上，并與橫移軌道構成滑動驅動限位配合；所述轉臺設置在基座上，并與基座構成旋轉驅動配合；所述支撐鉸臂下端通過鉸鏈機構與轉臺相連，上端通過與鉸鏈機構與伸縮式投放臂相連，中部通過鉸鏈機構與就位液壓伸縮桿一端相連；所述就位液壓伸縮桿另一端通過鉸鏈機構與轉臺相連；所述作業液壓伸縮桿的兩端分別通過鉸鏈機構與轉臺和伸縮式投放臂相連；所述輥道傳送帶的輸出端與伸縮式投放臂的輸入端搭接；所述動力與控制系統調節基座沿橫移軌道往復移動、調節轉臺與基座的轉動、調節就位液壓伸縮桿和作業液壓伸縮桿的伸縮。

上述方案進一步：

還包括安裝在伸縮式投放臂下端部的水下監測裝置。

所述水下監測裝置裝置內布設有深度傳感器、壓力傳感器、水下視頻監控系統。

所述基座與橫移軌道、基座與轉臺分別通過電機輥輪摩擦驅動配合或者齒輪電機齒輪齒合驅動配合。

所述伸縮式投放臂為多段依次嵌入式伸縮臂。

所述伸縮式投放臂的兩端通過絞車相連，絞車與動力與控制系統相連。

所述伸縮式投放臂為中間通孔結構。

本發明的四自由度海底管纜懸空回填裝置，通過軌道和裝砂母船連接，在母船上可實現砂袋拋填等過程的機械化，通過縱向沿著船移動位置、橫向通過擺動投放臂的運動方式實現懸空治理區的全覆蓋；通過可伸縮的砂袋投放臂控制砂袋的水下著地點，實現精確有效施工；解決了現階段砂袋法治理懸空管道施工技術問題，相比傳統人工操作施工方法，極大提高了施工效率。

附圖說明

圖1為一種四自由度海底管纜懸空回填裝置示意圖；圖中：