專利名稱：淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種適用于淺海海底管道(電纜)檢測維修的水下多功能潛水器。
背景技術(shù)：
在海洋工程項(xiàng)目的開發(fā)實(shí)施中，敷設(shè)海底管道(電纜)是常用到的一項(xiàng)技術(shù)工藝，尤其是在近岸淺海工程中，為節(jié)約海上工程建設(shè)的投資，更是大量地采用海底管道(電纜)在海陸之間相互輸送一些液體物質(zhì)和電力供應(yīng)。但隨著管道(電纜)使用年限的延長、海流沖刷的影響及一些突發(fā)事故的發(fā)生等，會造成海底管道(電纜)的損壞，如何實(shí)現(xiàn)定期對管道(電纜)的檢測，隨時掌握其埋深及受力狀態(tài)，且一旦發(fā)現(xiàn)異常情況能及時對其進(jìn)行維修，防止惡性事件的發(fā)生，是國內(nèi)外許多企業(yè)和公司一直研究的課題。目前世界上對海底管道(電纜)的檢測和維修是分開進(jìn)行且方式、方法與本發(fā)明不同，通常是采用水面工作母船吊放小型的水下探測器(ROV)，通過鋼纜、電纜與之聯(lián)接，控制ROV沿管道(電纜)航行對其進(jìn)行檢測，需要維修時通過吊放一個長的半圓柱形維修工作筒罩在管道(電纜)上，由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的潛水員進(jìn)入工作筒內(nèi)進(jìn)行維修，所維修的管道(電纜)一般是敷設(shè)在海底表面，或者先將管道(電纜)挖開，而對于淺水域管道的修復(fù)多采用將管道提升到專用工作船上進(jìn)行，但需要特別考慮管道所受到的應(yīng)力及帶來的危險性，且對埋入式管道的原狀恢復(fù)不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種能潛入海底對管道(電纜)進(jìn)行檢測與維修的多功能、新型特種裝置(簡稱“維修裝置”)，是一種具有水面和水下兩種航行特性的工作船舶，特殊的船型結(jié)構(gòu)可坐落于泥砂質(zhì)地基的淺海海域，完善的配套裝備可以進(jìn)行海底管道(電)纜鋪設(shè)線路的勘測和維修作業(yè)以及地形地貌的調(diào)查。本發(fā)明的目的是提供一種淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置。
本發(fā)明是由主船體、機(jī)泵艙、推進(jìn)器艙、駕駛室、通道、螺旋定位錨、加(減)壓艙、閣樓艙、維修工作艙、主推進(jìn)器、輔推進(jìn)器以及壓載設(shè)備、均衡設(shè)備、浮力調(diào)節(jié)及壓重設(shè)備、探測儀、導(dǎo)航定位、動力定位操縱儀、監(jiān)控設(shè)備及通訊設(shè)備、動力發(fā)配電設(shè)備、供排氣生命支持設(shè)備、維修設(shè)備等構(gòu)成，各組成部分相互協(xié)調(diào)，在預(yù)定的程序控制下完成“維修裝置”的目標(biāo)跟蹤(水面、水下)、障礙物避碰、下潛、定位、坐落、充氣排水、保壓、檢修、起浮等一系列操作過程。
本發(fā)明的特征是主船體加工成線型短肥、通長寬甲板、平底圓舭、首尾對稱的形式，船底四周焊接有裙板，位于主船體中前部的駕駛室加工成尾流線型，高通道安裝在主船體的中部，主船體首尾靠近兩舷側(cè)各安裝有螺旋定位錨，伸縮敞開式維修工作艙位于主船體中前部，主船體首尾裝有L型主推進(jìn)器和垂直槽道輔推進(jìn)器，駕駛室尾流段裝有水平槽道輔推進(jìn)器，主船體前后安裝有收放式探測儀支架。
本發(fā)明的可伸縮式維修工作艙加工成上下端敞開式的圓形結(jié)構(gòu)，上端均布有3個液壓油缸與主船體連接，實(shí)現(xiàn)其伸縮收放，下端開有“門”形槽口，槽口上設(shè)置管道密封機(jī)構(gòu)，工作艙外壁與主船體之間設(shè)有充氣式密封機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的通道加工成分段式內(nèi)外筒雙層圓形結(jié)構(gòu)，貫穿駕駛室和主船體并與其連接，內(nèi)外筒夾層空間設(shè)有出風(fēng)口和排氣口，內(nèi)筒為進(jìn)風(fēng)口，該進(jìn)風(fēng)口同時作為人員應(yīng)急出入口，通道始終與外部大氣相通。
它自身具有完備的檢測和維修手段，無須依托工作母船，可以沿著預(yù)定的管道(電纜)路徑進(jìn)行跟蹤勘測、實(shí)時記錄和顯示，全面掌握了解所經(jīng)線路的地形地貌、淺層構(gòu)造、管道(電纜)的埋藏情況、方位走向并可繪制成坐標(biāo)圖，一旦發(fā)現(xiàn)管道(電纜)的損壞點(diǎn)(或已知其損壞點(diǎn)的大地坐標(biāo)位置)，通過動力定位操縱儀記錄(輸入)對應(yīng)的坐標(biāo)位置并控制“維修裝置”懸停在損壞點(diǎn)上方，精確定位后使“維修裝置”坐落在海底且工作艙中心對準(zhǔn)損壞點(diǎn)，采用充氣排水的方式將維修工作艙內(nèi)部變成一個帶壓的“無水空間”，船上的施工人員通過“維修裝置”上的加(減)壓艙進(jìn)入工作艙內(nèi)對管道(電纜)進(jìn)行維修。


圖1為“淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置”中縱剖面示意圖；圖2為“淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置”艙室平面示意圖；圖3為“淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置”駕駛室平面示意圖。
1、主船體 2、機(jī)泵艙 3、推進(jìn)器艙4、駕駛室 5、通道 6、螺旋定位錨7、加(減)壓艙 8、閣樓艙 9、維修工作艙10、主推進(jìn)器11、槽道推進(jìn)器 12、管纜探測儀13、前視聲納14、淺層剖面儀 15、測深儀16、旁掃聲納17、主推變頻控制柜 18、發(fā)配電控制柜19、監(jiān)控操縱臺 20、動力定位操控臺 21、探測儀集控臺22、加(減)壓控制板 23、供排氣控制板24、通訊設(shè)備25、空調(diào)26、液壓油缸27、天線平臺28、信號燈 29、出風(fēng)口 30、排氣口31、進(jìn)風(fēng)口 32、裙板33、密封膠墊
34、密封圈 35、左1#壓載艙 36、右1#壓載艙37、左2#壓載艙 38、右2#壓載艙 39、左3#壓載艙40、右3#壓載艙 41、中4#壓載艙 42、左橫傾調(diào)節(jié)艙43、右橫傾調(diào)節(jié)艙44、左浮力調(diào)節(jié)艙45、右浮力調(diào)節(jié)艙46、尾縱傾調(diào)節(jié)艙47、首縱傾調(diào)節(jié)艙48、左壓重艙49、右壓重艙50、燃油艙
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述“淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置”由主船體(設(shè)有壓載水艙、均衡調(diào)節(jié)水艙、浮力調(diào)節(jié)水艙、壓重水艙、燃油艙、機(jī)泵艙、推進(jìn)器艙等)、機(jī)泵艙、駕駛室、通道、螺旋定位錨、加(減)壓艙、維修工作艙等構(gòu)成實(shí)施作業(yè)的基礎(chǔ)，綜合考慮水面(水下)航行和坐落海底兩方面的安全穩(wěn)性，特別將船型設(shè)計(jì)成具有線型短肥、寬甲板、平底圓舭、首尾對稱等特征，并且為通長甲板、雙層底機(jī)艙、小型駕駛室、高通道，在近水線面處的流線型設(shè)計(jì)能減小水阻力，提高航速，船底四周焊接有防沖淘裙板，主船體首尾裝有L型主推進(jìn)器和垂直槽道輔推進(jìn)器，駕駛室尾流段裝有水平槽道輔推進(jìn)器，各個推進(jìn)機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立操作也可聯(lián)合統(tǒng)一控制。
可伸縮式維修工作艙為上下端敞開式的圓形結(jié)構(gòu)，工作艙上端均布有3個液壓油缸與主船體連接，實(shí)現(xiàn)其伸縮收放，下端開有“門”形槽口，槽口上設(shè)置管道密封機(jī)構(gòu)，工作艙外壁與主船體外壁底部之間設(shè)有充氣式密封機(jī)構(gòu)，主船體上甲板和外壁自然做為工作艙的上端蓋和艙壁，通過充氣排水的方式將維修工作艙內(nèi)部變成一個帶壓的“無水空間”。
高通道采用高強(qiáng)度鋁鎂合金制作成分段式內(nèi)外筒雙層圓形結(jié)構(gòu)，貫穿駕駛室和主船體，內(nèi)外筒夾層空間設(shè)有出風(fēng)口和排氣口，內(nèi)筒為進(jìn)風(fēng)口，同時該進(jìn)風(fēng)口也作為人員應(yīng)急出入口，無論在水面或水下狀態(tài)，通道始終與外部大氣相通，為艙內(nèi)提供新鮮的空氣并排出各種廢氣。
“維修裝置”的下潛坐落過程(起浮過程與此相反)第一階段A組壓載水艙注水(開啟通海閥自動加注)，A組水艙有4個(1#左右艙、3#左右艙)，注滿后使“維修裝置”下潛到臨近主甲板沒水狀態(tài)。在進(jìn)水過程中通過均衡設(shè)備和垂直輔推進(jìn)器調(diào)整“維修裝置”的浮態(tài)，保持其縱橫向平衡。
第二階段B組壓載水艙注水(開啟通海閥自動加注)，B組水艙有3個(2#左右艙、4#中艙)，注滿后使“維修裝置”下潛到臨近駕駛室沒水狀態(tài)。在進(jìn)水過程中通過均衡設(shè)備和垂直輔推進(jìn)器調(diào)整“維修裝置”的浮態(tài)，保持其縱橫向平衡。
第三階段根據(jù)作業(yè)水深，通過浮力調(diào)節(jié)及壓重設(shè)備采用對浮力調(diào)節(jié)水艙注水來控制“維修裝置”的進(jìn)一步下潛，當(dāng)“維修裝置”依靠主推進(jìn)器和輔推進(jìn)器并在動力定位操縱儀的協(xié)調(diào)控制下準(zhǔn)確定位于目標(biāo)點(diǎn)上后，浮力調(diào)節(jié)水艙及壓重水艙(開啟通海閥自動加注)快速注水使“維修裝置”迅速坐落海底。
“維修裝置”對管道(電纜)維修作業(yè)過程“維修裝置”準(zhǔn)確坐落于海底管道(電纜)上后，通過浮力調(diào)節(jié)和壓重水艙使“維修裝置”具有負(fù)浮力，對海底的正壓力使其牢固地定位在海床上，再將4個螺旋定位錨旋入海底泥下，使“維修裝置”更加穩(wěn)定地固定于海底，抵抗風(fēng)、浪、流等外力的作用，隨后按照如下步驟進(jìn)行施工作業(yè)操作1、工作艙噴沖抽吸就位開啟液壓控制設(shè)備將工作艙緩慢下放，在此同時通過噴沖抽吸設(shè)備邊噴邊沖將工作艙內(nèi)的泥砂稀釋并排出，暴露出所要維修的管道(電纜)，根據(jù)其埋深將工作艙下放到合適的深度位置。
2、工作艙內(nèi)充氣排水通過供排氣設(shè)備向工作艙內(nèi)充氣，將其內(nèi)的水?dāng)D壓出去，艙內(nèi)形成“無水帶壓空間”，隨時補(bǔ)充氣源保持壓力的平衡(氣壓與水壓頭)。
3、人員的進(jìn)出施工人員首先進(jìn)入加(減)壓艙，通過加壓設(shè)備使加(減)壓艙與工作艙壓力平衡后，再由加(減)壓艙進(jìn)入工作艙。兩個艙內(nèi)設(shè)有生命支持保障設(shè)備供人員的呼吸和換氣，通風(fēng)換氣設(shè)備保持艙內(nèi)空氣清潔。施工完畢后，人員撤回加(減)壓艙并經(jīng)過逐步的安全減壓過程達(dá)到常壓狀態(tài)。
4、完成人員撤離工作艙后，工作艙收回，操縱“維修裝置”按照與下潛操作相反的程序返回到水面初始狀態(tài)，完成一個施工過程。
本發(fā)明是集水面船舶、水下潛器和維修工作艙三位一體的特種裝置，其主船體線型寬肥、平底、首尾對稱的特殊結(jié)構(gòu)形式有別于常規(guī)船舶和常規(guī)潛艇或潛水器，內(nèi)外筒雙層圓形分段可拆式通道的設(shè)計(jì)具有獨(dú)創(chuàng)性；采用電子、聲學(xué)、磁學(xué)三種方法綜合為一體的水下探測和控制技術(shù)，完成了管道(電纜)水下檢測數(shù)據(jù)與圖象的處理、合成、分析、數(shù)據(jù)庫建設(shè)及三維實(shí)時動態(tài)顯示，其高精度的線性定位是目前世界上水下動態(tài)定位的最高精度；具有行程檢測和鎖緊機(jī)構(gòu)的可伸縮式維修工作艙與管道、主船體密封后形成“無水作業(yè)空間”，實(shí)現(xiàn)了“水下陸地”施工；新型螺旋定位錨提高了船體坐落海底后的固定、抗滑、抗拔能力。
權(quán)利要求
1.淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置由主船體、機(jī)泵艙、推進(jìn)器艙、駕駛室、通道、螺旋定位錨、加(減)壓艙、閣樓艙、維修工作艙、主推進(jìn)器、輔推進(jìn)器以及壓載設(shè)備、均衡設(shè)備、浮力調(diào)節(jié)及壓重設(shè)備、探測儀、導(dǎo)航定位、動力定位操縱儀、監(jiān)控設(shè)備及通訊設(shè)備、動力發(fā)配電設(shè)備、供排氣生命支持設(shè)備、維修設(shè)備等構(gòu)成，其特征是主船體(1)加工成線型短肥、通長寬甲板、平底圓舭、首尾對稱的形式，船底四周焊接有裙板(32)，位于主船體(1)中前部的駕駛室(4)加工成尾流線型，高通道(5)安裝在主船體(1)的中部，主船體(1)首尾靠近兩舷側(cè)各安裝有螺旋定位錨(6)，伸縮敞開式維修工作艙(9)位于主船體(1)中前部，主船體(1)首尾裝有L型主推進(jìn)器(10)和垂直槽道輔推進(jìn)器(11)，駕駛室尾流段裝有水平槽道輔推進(jìn)器(11)，主船體(1)前后安裝有收放式探測儀支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置，其特征是可伸縮式維修工作艙(9)加工成上下端敞開式的圓形結(jié)構(gòu)，上端均布有3個液壓油缸(26)與主船體(1)連接，下端開有“門”形槽口，槽口四周設(shè)置有管道密封膠墊(33)，工作艙(9)外壁與主船體(1)之間設(shè)有充氣式密封圈(34)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的淺海海底管道(電纜)檢測維修裝置，其特征是通道(5)加工成分段式內(nèi)外筒雙層圓形結(jié)構(gòu)，貫穿駕駛室(4)和主船體(1)并與其連接，內(nèi)外筒夾層空間設(shè)有出風(fēng)口(29)和排氣口(30)，內(nèi)筒為進(jìn)風(fēng)口(31)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的海底管道(電纜)檢測維修裝置(簡稱“維修裝置”)，它是由主船體、機(jī)泵艙、推進(jìn)器艙、駕駛室、通道、螺旋定位錨、加(減)壓艙、維修工作艙以及主輔推進(jìn)器、壓載設(shè)備、均衡設(shè)備、浮力調(diào)節(jié)及壓重設(shè)備、探測儀、導(dǎo)航定位儀、動力定位操縱儀、監(jiān)控設(shè)備、通訊設(shè)備、發(fā)配電設(shè)備、生命支持設(shè)備、維修設(shè)備等構(gòu)成，各個組成部分相互協(xié)調(diào)，在預(yù)定的程序控制下完成目標(biāo)的跟蹤(水面、水下)、障礙物避碰、下潛、定位、坐落、充氣排水、保壓、檢修、起浮等一系列操作過程。線型短肥、通長寬甲板、平底圓舭、首尾對稱、船底四周焊接有防沖淘裙的特殊船型結(jié)構(gòu)可坐落于泥砂質(zhì)地基的海底；主、輔多槳推進(jìn)控制方式可以進(jìn)行定點(diǎn)控位和智能坐落海底；可伸縮式維修工作艙及密封機(jī)構(gòu)可以形成“無水空間”完成海底管道(電)纜的維修作業(yè)；分段式內(nèi)外筒雙層圓形結(jié)構(gòu)的高通道可以進(jìn)行艙內(nèi)循環(huán)空氣的交換。
文檔編號B63B38/00GK1579879SQ03138929
公開日2005年2月16日 申請日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者何生厚, 孫東昌, 田海慶, 張劍波, 朱繼懋, 梁金花, 劉忠彥, 陳雅杰, 韓益民 申請人:中國石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院