水气置换式水下设备辅助安装装置及安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于海洋工程技术领域，具体地，涉及一种水气置换式水下设备辅助安装装置及安装方法。水气置换式水下辅助安装装置，包括：主体、铰支座、支架、支架吊环、吊耳、压载舱、进水阀、排气阀；其特征在于：主体顶面设有四个铰支座，四个铰支座沿圆周均布，每个铰支座均连有支架，全部支架顶端均与支架吊环连接，主体内均匀分布八个相同的压载舱，各个压载舱之间相互独立，每个压载舱底部设有进水阀，顶部设有排气阀。本发明专利技术安装过程安装缆绳承受拉力较小，辅助安装装置主体材料为钢材，可承受深水水压且成本低，适用于深水安装；无需雇用大面积甲板船舶运输水下设备，运输船在港口即可湿拖水下设备至安装位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋工程
，具体地，涉及一种水气置换式水下设备辅助安装装置及安装方法。
技术介绍
水下设备的安装是海洋工程中的重要环节。国外在水下设备安装
趋于成熟，所使用的方法有滑轮安装法、下摆法、铅笔式浮标法等。以上方法通常对安装杆或安装缆的受力能力要求比较高，需要大面积甲板运输船运输水下设备，费用昂贵，而且容易受恶劣天气的影响。国内来说水下安装技术发展有限，安装水深较浅，大部分水下安装项目只能依靠国外技术，成本很高，严重影响了我国水下设备安装行业的发展。中国专利CN103754340B公开了一种浮力可调式水下设备辅助安装装置及安装方法,可用于不同重量水下设备的运输和深水安装，无需雇用大面积甲板船舶等；存在的问题是辅助安装装置主体材料为浮力材料，成本较高，且需要长度超过安装深度的配重链，配置链的下放长度不易控制。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种水气置换式水下设备辅助安装装置及安装方法，通过带有压载舱的主体来抵消水下设备的浮重，运用该装置可以实现水下设备的湿拖运输及无浮重安装，以解决常规水下设备安装技术水下设备运输不便、安装缆绳承载力过大、成本高等难题。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：水气置换式水下辅助安装装置，包括：主体、铰支座、支架、支架吊环、吊耳、压载舱、进水阀、排气阀；主体顶面设有四个铰支座，四个铰支座沿圆周均布，每个铰支座均连有支架，全部支架顶端均与支架吊环连接，主体内均匀分布八个相同的压载舱，各个压载舱之间相互独立，每个压载舱底部设有进水阀，顶部设有排气阀。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：(1)、安装过程安装缆绳承受拉力较小，辅助安装装置主体材料为钢材，可承受深水水压且成本低，适用于深水安装。(2)、无需雇用大面积甲板船舶运输水下设备，运输船在港口即可湿拖水下设备至安装位置。(3)、在安装过程中水下设备的浮重全部由水气置换式水下设备辅助安装装置承担，对于安装船和运输船吊车、绞车承载能力要求低。(4)、可根据水下设备重量控制压载舱的进水量，实现不同重量水下设备的运输和安装。(5)、水气置换式水下设备辅助安装装置外壁为光滑流线型，减小运输过程装置所受海流等阻力；内壁为柱状，顶部有倒角，便于水下设备吊装。(6)、安装过程中，运输船和辅助安装船通过控制配重调节缆和辅助调节缆调节水下设备的位置和转角，实现水下设备精确安装。(7)、安装过程对天气条件要求低，不易受恶劣天气的影响。附图说明图1是水气置换式水下设备辅助安装装置主视示意图。图2是水气置换式水下设备辅助安装装置俯视示意图。图3是水气置换式水下设备辅助安装装置仰视示意图。图4是A-A向的半剖示意图。图5是B-B向的半剖示意图。图6是C-C向的半剖示意图。图7是利用浮吊吊装重物示意图。图8是水气置换式水下设备辅助安装装置及水下设备吊放入水示意图。图9是运输船湿拖浮力水气置换式水下设备辅助安装装置示意图。图10是打开进水阀和排气阀进水示意图。图11是水下机器人连接滚动滑轮和吸力锚示意图。图12是水气置换式水下设备辅助安装装置及水下设备下沉着底示意图。图13是水下设备着底示意图。图14是水下机器人解开吊缆与水下设备顶部吊环相连吊钩示意图。图15是水气置换式水下设备辅助安装装置回收上升示意图。图16是水下机器人解开滚动滑轮和吸力锚相连卸扣示意图。图17是水下机器人解开辅助调节缆与吊耳相连卸扣示意图。图18是海水进入压载舱后的示意图。图中：1、主体，2、支架吊环，3、支架，4、铰支座，5、吊耳，6、压载舱，7、进水阀，8、排气阀，9、橡胶垫圈，10、水下设备，11、水下设备顶部吊环，12、吊缆，13、吊机，14、运输船，15、主绞车，16、调节缆绞车，17、调节缆，18、辅助安装船，19、辅助调节缆，20、滚动滑轮，21、辅助调节缆绞车，22、吸力锚，23、水下机器人，24、水下机器人中继器，25、水下机器人控制系统，26、水下机器人脐带缆，27、中继器连接缆，28、安装底座，29、拖曳缆，30、水气置换式水下设备辅助安装装置，31、主体内壁，32、主体外壁，33、承重吊钩，34、吊机吊钩。具体实施方式如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，水气置换式水下辅助安装装置，包括：主体1、铰支座4、支架3、支架吊环11、吊耳5、压载舱6、进水阀7、排气阀8、橡胶垫圈9。主体1整体呈鼓状，主体外壁32为光滑的流线型；主体内壁31呈柱状、顶部设有倒角；主体1采用钢材制成，可承受深水压力；主体1顶面设有四个铰支座4，四个铰支座4沿圆周均布，每个铰支座4均连有支架3，全部支架3顶端均与支架吊环2连接，支架吊环2用于连接承重吊钩33。主体1的外壁32设有两个吊耳5，两个吊耳5沿主体外壁圆周均匀分布，安装过程中两个吊耳5分别用于与调节缆17和辅助调节缆19相连。主体1内均匀分布8个相同的压载舱6，各个压载舱之间相互独立，用于提供抵消水下设备重力的浮力。每个压载舱6底部设有进水阀7，顶部设有排气阀8。通过开闭进水阀7和排气阀8，可控制进入压载舱海水的量，从而达到压载和控制浮力的效果。主体内壁31设有橡胶垫圈9，防止水下设备在安装过程中以及在海流冲击作用下与辅助安装装置产生直接碰撞。水下设备的安装方法，如图7至图18所示，采用上述水气置换式水下设备辅助安装装置，包括下述步骤：1、将水气置换式水下设备辅助安装装置30与水下设备10通过带有承重吊钩33的吊缆12连接，将吊缆12长度调节至水下设备10底部低于水气置换式水下设备辅助安装装置30底部30-40厘米为宜；2、在港口通过吊机13连接水气置换式水下设备辅助安装装置30顶部支架吊环2，将水气置换式水下设备辅助安装装置30和水下设备10整体吊放入水中；3、运输船14上主绞车15通过拖曳缆29与水气置换式水下设备辅助安装装置30支架吊环2相连，调节缆绞车16通过调节缆17与吊耳5相连，解除吊机13与支架吊环2之间连接，然后打开进水阀7与排气阀8使海水进入压载舱6，控制进水量，使水气置换式水下设备辅助安装装置30与水下设备10整体重力略大于浮力，通过控制调节缆17，使水气置换式水下设备辅助安装装置30和水下设备10缓慢下沉至海流平稳位置为止；4、利用运输船14将水气置换式水下设备辅助安装装置30和水下设备10<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水气置换式水下辅助安装装置，包括：主体、铰支座、支架、支架吊环、吊耳、压载舱、进水阀、排气阀；其特征在于：主体顶面设有四个铰支座，四个铰支座沿圆周均布，每个铰支座均连有支架，全部支架顶端均与支架吊环连接，主体内均匀分布八个相同的压载舱，各个压载舱之间相互独立，每个压载舱底部设有进水阀，顶部设有排气阀。

【技术特征摘要】
1.一种水气置换式水下辅助安装装置，包括：主体、铰支座、
支架、支架吊环、吊耳、压载舱、进水阀、排气阀；其特征在于：主
体顶面设有四个铰支座，四个铰支座沿圆周均布，每个铰支座均连有
支架，全部支架顶端均与支架吊环连接，主体内均匀分布八个相同的
压载舱，各个压载舱之间相互独立，每个压载舱底部设有进水阀，顶
部设有排气阀。
2.根据权利要求1所述的水气置换式水下辅助安装装置，其特
征在于：主体的外壁设有两个吊耳，两个吊耳沿主体外壁圆周均匀分
布。
3.根据权利要求1-2所述的水气置换式水下辅助安装装置，其
特征在于：主体整体呈鼓状，主体外壁为光滑的流线型；主体内壁呈
柱状、顶部设有倒角；主体采用钢材制成。
4.根据权利要求1-3所述的水气置换式水下辅助安装装置，其
特征在于：橡胶垫圈主体内壁设有橡胶垫圈。
5.一种水下设备的安装方法，采用权利要求1-4所述的水气置
换式水下设备辅助安装装置，其特征在于，包括下述步骤：
(1)、将水气置换式水下设备辅助安装装置与水下设备通过带有
承重吊钩的吊缆连接，将吊缆长度调节至水下设备底部低于水气置换
式水下设备辅助安装装置底部30-40厘米为宜；
(2)、在港口通过吊机连接水气置换式水下设备辅助安装装置顶
部支架吊环，将水气置换式水下设备辅助安装装置和水下设备整体吊
放入水中；
(3)、运输船上主绞车通过拖曳缆与水气置换式水下设备辅助安
装装置支架吊环相连，调节缆绞车通过调节缆与吊耳相连，解除吊机
与支架吊环之间连接，然后打开进水阀与排气阀使海水进入压载舱，
控制进水量，使水气置换式水下设备辅助安装装置与水下设备整体重
力略大于浮力，通过控制调节缆，使水气置换式水下设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇光，甄莹，张士华，史永晋，李森，胡雪扬，贺娅娅，聂文俊，李云鹏，辛露，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37