一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海洋油气管道水下铺设装置，以钢制长方体为主体，在钢制长方体主体下表面设置第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄、输泥板，并通过聚泥罩和输管长筒的配合，利用传统农具的结构特点，使海底挖槽、管道铺设、埋管依次进行，均可通过本装置实现。本发明专利技术还公开了本装置的管道铺设方法。本装置结构简洁，在达到作用要求的同时，避免了传统水下机器人结构的繁琐性，充分降低了加工成本，更适于量产。

An underwater laying device for offshore oil and gas pipeline and its laying method

【技术实现步骤摘要】
一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法
本专利技术涉及海洋工程领域，尤其是涉及一种海洋油气管道水下铺设装置及其铺设方法。
技术介绍
随着社会的快速发展，石油、天然气等资源的需求日益加大，海洋管道输送作为其重要的运输方式之一，发展也越来越迅速，因此，对海洋管道水下铺设技术的发展要求也越来越高。水下铺管作业主要需进行挖管槽和埋管两道工序，目前，此项作业主要通过水下机器人完成，而由于我国在此项技术上起步较晚，有关水下机器人的一些先进技术主要掌握在国外海洋工程技术较为先进的美国、韩国、挪威等国家手中，因此，我国需对水下机器人进行购买或租赁以进行水下铺管作业，这无疑是一笔巨大的开支，虽然我国一直在研制可以代替水下机器人作业的装置，但由于技术复杂，很难实现产业化，因此，研制出一款能够代替水下机器人作业并适于量产的设备，是亟待解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种海洋油气管道水下铺设装置，并提供了该装置的铺设方法，能够代替现有水下机器人进行挖管槽和埋管作业，并且适于量产。技术方案：一种海洋油气管道水下铺设装置，包括盒型主体、第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄、螺旋桨推进器、聚泥罩、输管长筒、输泥板、控制系统，所述盒型主体开口朝下，所述第一犁泥耙、所述第一犁泥锄、所述第二犁泥耙、所述第二犁泥锄在所述盒型主体底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体底部，所述第一犁泥耙与所述第一犁泥锄等高，所述第二犁泥耙与所述第二犁泥锄等高，所述第二犁泥耙的竖直高度大于所述第一犁泥耙的竖直高度，所述盒型主体的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器，所述聚泥罩罩口朝下与所述盒型主体后端固定并与其内部连通，所述输管长筒沿所述盒型主体长度方向斜向下穿设于所述盒型主体中，所述输泥板在所述盒型主体底部固定，所述输泥板跨设于所述第一犁泥锄与所述第二犁泥锄之间，所述控制系统安装于所述盒型主体上，所述螺旋桨推进器与所述控制系统信号连接。盒型主体为钢制长方体。进一步的，所述控制系统包括前置滤波器、数字信号处理器、输出滤波器、压力传感器，所述前置滤波器、所述数字信号处理器、所述输出滤波器集成安装于所述盒型主体上部，所述前置滤波器、所述输出滤波器分别与所述数字信号处理器信号连接，所述输出滤波器与所述螺旋桨推进器的运动控制器信号连接，所述压力传感器设有两个，其中一个安装于所述第一犁泥耙或所述第一犁泥锄的底部，另一个安装于所述第二犁泥耙或所述第二犁泥锄底部，所述压力传感器与所述前置滤波器信号连接。进一步的，所述第一犁泥耙包括第一连接板、第一齿钉，所述第一齿钉至少设有两个，在所述第一连接板一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第一连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第一齿钉置于所述盒型主体外部；所述第二犁泥耙包括第二连接板、第二齿钉，所述第二齿钉至少设有两个，在所述第二连接板一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第二连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第二齿钉置于所述盒型主体外部。最佳的，所述第一齿钉与所述第二齿钉数量相等，所述第一齿钉与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度A为60°～75°，所述第二齿钉与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度B与所述第一齿钉的倾斜角度A相等。进一步的，所述第一犁泥锄包括第三连接板、第一锄板，所述第一锄板一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第三连接板固定，所述第一锄板两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第三连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第一锄板置于所述盒型主体外部；所述第二犁泥锄包括第四连接板、第二锄板，所述第二锄板一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第四连接板固定，所述第二锄板两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第四连接板水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体长度方向相对两内侧面固定，使所述第二锄板置于所述盒型主体外部。最佳的，所述第一锄板与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度C为60°～75°，所述第二锄板与所述盒型主体底边所呈的倾斜角度D与所述第一锄板的倾斜角度C相等。进一步的，所述聚泥罩包括弧形挡板、扇形板，所述扇形板设有两个，相对平行间隔设置并分别与所述盒型主体固定，两个所述扇形板通过所述弧形挡板连接，使三者构成扇形罩壳，所述弧形挡板与所述盒型主体固定。进一步的，所述盒型主体的前端设有至少两个所述螺旋桨推进器，所述螺旋桨推进器穿设固定于所述盒型主体的前端的板面上。进一步的，所述输管长筒的内筒壁上至少安装有一个直线轴承，所述直线轴承的外圈与所述输管长筒的内筒壁连接。一种海洋油气管道水下铺设装置的铺设方法，一、准备进行reellay型海底管道铺设作业包括以下步骤：S1.将输管长筒套在管道上，利用起重机将本装置下放并同步下放管道；S2.控制系统接收到船载主控系统的指令，并将信号传递给盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器反转实现本装置的下潜；S3.第一犁泥耙、第一犁泥锄、第二犁泥耙、第二犁泥锄扎进河床土层，控制系统发出信号，触发盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器停止转动；二、进行海底管道铺设作业包括以下步骤：T1.船上操作人员通过船载主控系统发出指令给控制系统，控制系统发出指令给安装于盒型主体前端的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器正转实现本装置的向前运动；T2.第一犁泥耙、第二犁泥耙前移进行逐级松泥挖槽作业，第一犁泥锄、第二犁泥锄进行铲泥作业，泥土顺势向上、向后聚集，部分泥土直接到达聚泥罩内，部分泥土通过输泥板到达聚泥罩内，此时，管道一直处于下放状态，并被放置于本装置所挖凹槽中，同时聚泥罩中的泥土重新填回铺设有管道的凹槽中；三、终止海底管道铺设作业包括以下步骤：P1.当铺设完所需长度的管道之后，船上操作人员通过船载主控系统发出指令给控制系统，控制系统发出指令给安装于盒型主体前端的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器停转；P2.控制系统再次发出指令给盒型主体的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器，触发相应的螺旋桨推进器正转实现本装置的上浮；P3.本装置上浮至海面，对本装置进行回收。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是：以钢制的长方体盒型为主体，摆脱了传统的水下机器人铺管操作方式的限制，通过仿照传统农耕犁泥形式，结合现代海洋管道铺设技术，使海底挖槽、管道铺设、埋管依次进行，均可通过本装置实现，本装置结构简洁，在达到作用要求的同时，避免了传统水下机器人结构的繁琐性，充分降低了加工成本，更适于量产。附图说明图1为本专利技术的主视图；图2为图1的右视图；图3为图1的俯视图；图4为图1的a-a剖视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：包括盒型主体(1)、第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)、螺旋桨推进器(6)、聚泥罩(7)、输管长筒(8)、输泥板(9)、控制系统(10)，所述盒型主体(1)开口朝下，所述第一犁泥耙(2)、所述第一犁泥锄(3)、所述第二犁泥耙(4)、所述第二犁泥锄(5)在所述盒型主体(1)底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体(1)底部，所述第一犁泥耙(2)与所述第一犁泥锄(3)等高，所述第二犁泥耙(4)与所述第二犁泥锄(5)等高，所述第二犁泥耙(4)的竖直高度大于所述第一犁泥耙(2)的竖直高度，所述盒型主体(1)的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器(6)，所述聚泥罩(7)罩口朝下与所述盒型主体(1)后端固定并与其内部连通，所述输管长筒(8)沿所述盒型主体(1)长度方向斜向下穿设于所述盒型主体(1)中，所述输泥板(9)在所述盒型主体(1)底部固定，所述输泥板(9)跨设于所述第一犁泥锄(3)与所述第二犁泥锄(5)之间，所述控制系统(10)安装于所述盒型主体(1)上，所述螺旋桨推进器(6)与所述控制系统(10)信号连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：包括盒型主体(1)、第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)、螺旋桨推进器(6)、聚泥罩(7)、输管长筒(8)、输泥板(9)、控制系统(10)，所述盒型主体(1)开口朝下，所述第一犁泥耙(2)、所述第一犁泥锄(3)、所述第二犁泥耙(4)、所述第二犁泥锄(5)在所述盒型主体(1)底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体(1)底部，所述第一犁泥耙(2)与所述第一犁泥锄(3)等高，所述第二犁泥耙(4)与所述第二犁泥锄(5)等高，所述第二犁泥耙(4)的竖直高度大于所述第一犁泥耙(2)的竖直高度，所述盒型主体(1)的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器(6)，所述聚泥罩(7)罩口朝下与所述盒型主体(1)后端固定并与其内部连通，所述输管长筒(8)沿所述盒型主体(1)长度方向斜向下穿设于所述盒型主体(1)中，所述输泥板(9)在所述盒型主体(1)底部固定，所述输泥板(9)跨设于所述第一犁泥锄(3)与所述第二犁泥锄(5)之间，所述控制系统(10)安装于所述盒型主体(1)上，所述螺旋桨推进器(6)与所述控制系统(10)信号连接。


2.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述控制系统(10)包括前置滤波器(101)、数字信号处理器(102)、输出滤波器(103)、压力传感器(104)，所述前置滤波器(101)、所述数字信号处理器(102)、所述输出滤波器(103)集成安装于所述盒型主体(1)上部，所述前置滤波器(101)、所述输出滤波器(103)分别与所述数字信号处理器(102)信号连接，所述输出滤波器(103)与所述螺旋桨推进器(6)的运动控制器(61)信号连接，所述压力传感器(104)设有两个，其中一个安装于所述第一犁泥耙(2)或所述第一犁泥锄(3)的底部，另一个安装于所述第二犁泥耙(4)或所述第二犁泥锄(5)底部，所述压力传感器(104)与所述前置滤波器(101)信号连接。


3.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一犁泥耙(2)包括第一连接板(21)、第一齿钉(22)，所述第一齿钉(22)至少设有两个，在所述第一连接板(21)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第一连接板(21)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第一齿钉(22)置于所述盒型主体(1)外部；所述第二犁泥耙(4)包括第二连接板(41)、第二齿钉(42)，所述第二齿钉(42)至少设有两个，在所述第二连接板(41)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定，所述第二连接板(41)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定，使所述第二齿钉(42)置于所述盒型主体(1)外部。


4.根据权利要求3所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一齿钉(22)与所述第二齿钉(42)数量相等，所述第一齿钉(22)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度A为60°～75°，所述第二齿钉(42)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度B与所述第一齿钉(22)的倾斜角度A相等。


5.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置，其特征在于：所述第一犁泥锄(3)包括第三连接板(31)、第一锄板(32)，所述第一锄板(32)一端为尖端，另一端为平端，所述平端与所述第三连接板(31)固定，所述第一锄板(32)两端之间的板面为曲面，其一侧板面为内凹型，凹面呈钝角面，相对另一侧板面为外凸型，所述第三连接板(31)水平放置，其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两...

【专利技术属性】
技术研发人员：张婧，沈浩然，施兴华，郑昊然，
申请(专利权)人：江苏科技大学，江苏智浩海洋工程设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32