【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程，具体涉及一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备。
技术介绍
1、随着人类海洋活动的增加，海底管道的安全面临很大挑战，管道一旦出现悬跨现象，将存在很大的风险和后果，近些年渤海也发生数次海底管道和电缆的第三方破坏事故，作为管道管理者也在积极采取一些新的防护措施，来确保海底管道的安全运行。海底管道一旦出现悬跨会引发管道产生涡激振动、屈曲断裂，而且极易造成锚挂事件，导致海底管道屈曲和破损，这些后果不仅仅会给公司带来巨大经济损失，还要承担由于海洋环境污染所带来的社会负面影响。因此如何及时、有效的对海底管道悬跨进行治理是防止海底管道第三方破坏的有效手段。
2、目前对海底管道的悬跨治理技术主要采用抛砂船砂袋回填技术，但是现有的抛砂回填设备，如文献号为cn207944458u的中国技术专利，以及文献号为cn218667551u的中国技术专利，都采用可以伸缩的管道作为抛砂管道，但是都有一些缺陷；比如：第一，定位精度不够；第二，作业深度不够，无法对中深水海底管缆悬空坑进行治理抛填，因为现有抛砂管道均为直线形，或者伸缩后形状是确定的，随着长度增加，由于水上风浪以及水下水流的影响，抛砂管道受到水平方向的力越大，很容易导致管道断裂；第三，抛填范围小，作业地点有局限性，比如对于风电桩旁的海底管缆悬空坑无法抛填，因为其抛填范围小，而抛砂船无法太过于靠近风电桩。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，通过
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，包括半柔性导向结构，用于收纳半柔性导向结构的收纳筒以及与半柔性导向结构端部连接的定位牵引装置；半柔性导向结构包括至少两个依次套设的导向筒，导向筒上部周向设置至少两个锁孔，锁孔与锁链连接，锁链包括第一类锁链和第二类锁链，第一类锁链和第二类锁链交错设置；第一类锁链与导向筒上对应的锁孔焊接，第二类锁链依次穿过所有导向筒上对应的锁孔；所有锁链的底端与定位牵引装置固定连接，第一类锁链的顶端与收纳筒连接；收纳筒的上部设置有液压绞盘，第二类锁链的顶端与液压绞盘连接；定位牵引装置包括与锁链连接的主框架以及推进器。
3、进一步的，收纳筒与导向筒控制结构连接，导向筒控制结构包括导向架，收纳筒上设置有连接柱，第一类锁链与连接柱固定连接；收纳筒通过连接柱与导向架相对转动设置。
4、进一步的，导向架远离收纳筒的一端设置有电控柜和液压站，电控柜与液压站连接，液压站与液压缸连接，液压缸与液压杆连接，液压杆与连杆一端铰接，连杆另一端与收纳筒铰接。
5、进一步的，导向筒竖直截面呈圆台状，且下底面直径小于上底面直径；位于下方的导向筒套设在上部相邻导向筒的在外侧。
6、进一步的，锁孔有六个，且沿导向筒上部外侧轴向等距设置；第一类锁链有三个，第二类锁链有三个。
7、进一步的，主框架中部设置有下料筒，下料筒对应导向筒设置；下料筒的顶部设置有锁链连接件，锁链连接件与锁链焊接；推进器固定在主框架上，推进器包括位于下料筒外部从上至下依次设置的第一类推进器、第二类推进器和第三类推进器。
8、进一步的，主框架内的下部设置有控制箱，主框架横截面为矩形，主框架对应的两侧分别设置有一个声呐，主框架另一对应的两侧分别设置有一个照明灯；主框架内靠近下料筒设置有深水仪和水下摄像头。
9、进一步的，收纳筒上开设有进料口，进料口位于半柔性导向结构的上方。
10、进一步的，导向架下方设置底座，底座顶部设置有工字钢，工字钢沿左右方向布置；工字钢有两个，分别设置在底座顶部前、后两端；工字钢的左右两端分别设置有链轮，同一工字钢左右两端的两个链轮通过链条传动连接，两个工字钢同一端的两个链轮通过链轮轴固定连接，链轮轴与液压马达的输出端固定连接，液压马达与工字钢固定连接；导向架位于前、后两条链条之间且导向架前后两侧与链条对应处焊接，导向架的底部前、后两侧均设置有一排沿左右方向排布的滚轮，两侧的滚轮分别位于对应工字钢的工字槽内。
11、进一步的，还包括物料输送结构，物料输送结构靠近收纳筒竖直状态下进料口所处位置设置，物料输送结构位于底座内，物料输送结构包括可移动的支架，支架上设置传动带以及驱动传动带的滚轮，滚轮与固定在支架上的电机传动连接。
12、本专利技术的有益效果是：
13、1、本专利技术通过设置半柔性导向结构以及定位牵引装置，不会像传统刚性结构的物料导向筒，一旦上方有移动就会对物料抛填精度产生较大影响，半柔性导向结构整体可以实现一定程度的弯曲，使其在伸长至抛砂地点的过程中不受外部影响，在定位牵引装置的牵引作用下精准定位投放地点，提高了作业深度和作业范围。
14、2、本专利技术通过设置定位牵引装置，其可以牵引半柔性导向结构，定位牵引装置所包含照明灯、声呐、深水仪、水下摄像头等部件组成的一套水下监测系统，可以实时监控海底情况和抛填实况，实现精准抛投，根据不同海底管缆悬空坑的状况因地制宜进行抛填，使抛投效率高、抛投效果好。
15、3、作业范围更广、深度更深；半柔性导向结构使在有限的空间内（包括收纳筒）伸长后可达130米，在水下动力作用的且定位精准的定位牵引装置牵引下可进行更深更广的作业，同时由于抛填范围更广也适用于一些特殊地点，如在抛砂船距离风电桩有一定的安全距离仍可以对风电桩旁的海底管缆悬空坑的抛填。
16、4、由于本专利技术采用模块化设计，拆卸方便，适应不同船舶，同时自动化设计保证操作人员更安全。
17、5、操作简单，由于其抛填作业范围更广，使其在一片海域抛填时不需要频繁移动抛砂船，同时对于海面上的一些风浪导致的抛砂船不稳定的因素对于抛填精度的影响小，因为其物料导向筒由半柔性特点，不会像传统刚性结构的物料导向筒，一旦上方有移动就会对物料抛填精度产生较大影响。
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1.一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：包括半柔性导向结构，用于收纳半柔性导向结构的收纳筒（5）以及与半柔性导向结构端部连接的定位牵引装置；半柔性导向结构包括至少两个依次套设的导向筒（6），导向筒（6）上部周向设置至少两个锁孔（601），锁孔（601）与锁链连接，锁链包括第一类锁链（602）和第二类锁链（603），第一类锁链（602）和第二类锁链（603）交错设置；第一类锁链（602）与导向筒（6）上对应的锁孔（601）焊接，第二类锁链（603）依次穿过所有导向筒（6）上对应的锁孔（601）；所有锁链的底端与定位牵引装置固定连接，第一类锁链（602）的顶端与收纳筒（5）连接；收纳筒（5）的上部设置有液压绞盘（501），第二类锁链（603）的顶端与液压绞盘（501）连接；定位牵引装置包括与锁链连接的主框架（7）以及推进器。
2.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：收纳筒（5）与导向筒控制结构连接，导向筒控制结构包括导向架（3），收纳筒（5）上设置有连接柱（503），第一类锁链（602）与连接柱（503）固定连接；收
3.根据权利要求2所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：导向架（3）远离收纳筒（5）的一端设置有电控柜（4）和液压站（401），电控柜（4）与液压站（401）连接，液压站（401）与液压缸（402）连接，液压缸（402）与液压杆（403）连接，液压杆（403）与连杆（404）一端铰接，连杆（404）另一端与收纳筒（5）铰接。
4.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：导向筒（6）竖直截面呈圆台状，且下底面直径小于上底面直径；位于下方的导向筒（6）套设在上部相邻导向筒（6）的在外侧。
5.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：锁孔（601）有六个，且沿导向筒（6）上部外侧轴向等距设置；第一类锁链（602）有三个，第二类锁链（603）有三个。
6.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：主框架（7）中部设置有下料筒（8），下料筒（8）对应导向筒（6）设置；下料筒（8）的顶部设置有锁链连接件（9），锁链连接件（9）与锁链焊接；推进器固定在主框架（7）上，推进器包括位于下料筒（8）外部从上至下依次设置的第一类推进器（1101）、第二类推进器（1102）和第三类推进器（1103）。
7.根据权利要求6所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：主框架（7）内的下部设置有控制箱（10），主框架（7）横截面为矩形，主框架（7）对应的两侧分别设置有一个声呐（13），主框架（7）另一对应的两侧分别设置有一个照明灯（12）；主框架（7）内靠近下料筒（8）设置有深水仪（14）和水下摄像头（15）。
8.根据权利要求2所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：收纳筒（5）上开设有进料口（502），进料口（502）位于半柔性导向结构的上方。
9.根据权利要求8所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：导向架（3）下方设置底座（1），底座（1）顶部设置有工字钢（303），工字钢（303）沿左右方向布置；工字钢（303）有两个，分别设置在底座（1）顶部前、后两端；工字钢（303）的左右两端分别设置有链轮（305），同一工字钢（303）左右两端的两个链轮（305）通过链条（304）传动连接，两个工字钢（303）同一端的两个链轮（305）通过链轮轴（302）固定连接，链轮轴（302）与液压马达（301）的输出端固定连接，液压马达（301）与工字钢（303）固定连接；导向架（3）位于前、后两条链条（304）之间且导向架（3）前后两侧与链条（304）对应处焊接，导向架（3）的底部前、后两侧均设置有一排沿左右方向排布的滚轮，两侧的滚轮分别位于对应工字钢（303）的工字槽内。
10.根据权利要求9所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：还包括物料输送结构（2），物料输送结构（2）靠近收纳筒（5）竖直状态下进料口（502）所处位置设置，物料输送结构（2）位于底座（1）内，物料输送结构（2）包括可移动的支架，支架上设置传动带以及驱动传动带的滚轮，滚轮与固定在支架上的电机传动连接。
...【技术特征摘要】
1.一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：包括半柔性导向结构，用于收纳半柔性导向结构的收纳筒（5）以及与半柔性导向结构端部连接的定位牵引装置；半柔性导向结构包括至少两个依次套设的导向筒（6），导向筒（6）上部周向设置至少两个锁孔（601），锁孔（601）与锁链连接，锁链包括第一类锁链（602）和第二类锁链（603），第一类锁链（602）和第二类锁链（603）交错设置；第一类锁链（602）与导向筒（6）上对应的锁孔（601）焊接，第二类锁链（603）依次穿过所有导向筒（6）上对应的锁孔（601）；所有锁链的底端与定位牵引装置固定连接，第一类锁链（602）的顶端与收纳筒（5）连接；收纳筒（5）的上部设置有液压绞盘（501），第二类锁链（603）的顶端与液压绞盘（501）连接；定位牵引装置包括与锁链连接的主框架（7）以及推进器。
2.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：收纳筒（5）与导向筒控制结构连接，导向筒控制结构包括导向架（3），收纳筒（5）上设置有连接柱（503），第一类锁链（602）与连接柱（503）固定连接；收纳筒（5）通过连接柱（503）与导向架（3）相对转动设置。
3.根据权利要求2所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：导向架（3）远离收纳筒（5）的一端设置有电控柜（4）和液压站（401），电控柜（4）与液压站（401）连接，液压站（401）与液压缸（402）连接，液压缸（402）与液压杆（403）连接，液压杆（403）与连杆（404）一端铰接，连杆（404）另一端与收纳筒（5）铰接。
4.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：导向筒（6）竖直截面呈圆台状，且下底面直径小于上底面直径；位于下方的导向筒（6）套设在上部相邻导向筒（6）的在外侧。
5.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特征在于：锁孔（601）有六个，且沿导向筒（6）上部外侧轴向等距设置；第一类锁链（602）有三个，第二类锁链（603）有三个。
6.根据权利要求1所述的一种中深水悬空海管半柔性动力定位抛填装备，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊鹏，李俊豪，石琪，田兴辉，张文杰，邹涛，徐梓涵，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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