專利名稱：用于移動海底石塊和沉積物的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1的前序部分所描述的一種方法。本發(fā)明還涉及一種如權利要求3的前序部分所描述的、用于實施該方法的設備。
在類似方式中，可能出現(xiàn)一種要移開與在海底的新裝備有關的沉積物的需求，或一種移開在平臺處聚集的鉆屑或類似物的需求。
類似的需求也可在相關的海底工作中遇到達，例如海港工作或筑壩，建造碼頭。
清除與海底工作有關的沉積物的最通用的方法是使用巨大的“風扇”，一種高功耗的大而重的抽吸設備，和特殊設計的挖掘機。缺點是，它們需要大量電能和/或其它資源，它們需要大表面浮式平臺(vessels)，具有有限的通用性，與固定式的一樣，或者它們一點也不適用于深水。
挪威專利NO.302.043描述一種設計用于海下操作，特別是用于清除或移動鉆屑的挖泥機。該挖掘機包括一個馬達，一個泵設備和一個噴射器。所述馬達被設計用來使泵運轉，該泵又為噴射器提供一股水流。所述噴射器位于管道中，通過該管道，鉆屑或類似物按要求輸送。該裝置被設計放置于海底，并接收來自海面的能量，同時規(guī)定管道的輸入端是可移動的，例如，借助于被稱為ROV的遙控微型潛水器來移動。
該裝置不適于移動相對較大石塊的沉積物，主要是因為由于噴射器的設計和位置所造成的管道的有效直徑的損失。此外，該裝置在地理上具有非常有限的工作范圍，因為，即使管道按要求是稍微可移動的，但該裝置被設計成?？坑诤５?。
日本專利申請Nos.043 25 799 A和043 25 800 A描述一種噴射泵系統(tǒng)，其中，噴射器大體上位于管道的外側，從而噴射器不減小管道的有效直徑。從這些專利申請的摘要不能看出這些系統(tǒng)所計劃的應用。也沒有任何這些系統(tǒng)的尺寸或動力需求的說明。
本發(fā)明的一個特別目的是，提供一種用于輸送典型的最大直徑約200mm的石塊的方法。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種用于實施所述方法的裝置，該裝置應具有多種用途，特別是其應易于在海底來回移動。
本發(fā)明的又一目的是，提供這樣一種裝置，其易于控制，且不需要從海面供應大量的能量，但其能使用在ROV上提供的標準電源。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法，可實現(xiàn)上述和其它目的。該方法由權利要求1所限定的特征來表達。本發(fā)明的優(yōu)選實施例由與權利要求1相關的從屬權利要求來公開。
上文提到的目的也通過根據(jù)權利要求3的裝置而實現(xiàn)，本發(fā)明的優(yōu)選實施例由與權利要求3相關的從屬權利要求來描述。


圖1是一個示意圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選實施例，
具有入口6和出口7的管道5被安裝到ROV上。該管道5可具有至少一個撓性段8，使得管道的入口6借助ROV的能被單獨地控制的操縱器9來移動。入口6的邊緣被倒圓，從而使入口處的損失最小化。出口7被成型為一個擴散器，也使損失最小化，從而使電源需求最小化。管道5優(yōu)選設計成從其入口到其出口具有大體上均勻的橫截面，而沒有那種可能截留任何大石塊的急彎。
一個噴射器噴嘴11連接到管道5的外部，從而不會縮小管道的直徑。噴射器噴嘴11配有一個強有力的噴水器，該噴水器由液壓元件13提供動力的水泵12來供應水。所述噴射器噴嘴11，水泵12和液壓元件13一起組成本發(fā)明裝置的動力組件或“馬達”。
在管道的入口6附近，優(yōu)選安裝一個“逆洗”部件(未示出)，以便將過大的石塊或可能被卡在入口中的阻塞沉積物噴出。此外，開口15可以被設置成穿過入口6或穿過靠近入口的管道5，其尺寸優(yōu)選是可調節(jié)的，以便控制進料位置的抽吸并減少細粒沉積物的阻塞。
首先，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以由比重接近水的塑料材料制成，從而其易于被ROV運送。
所提到的所有單元被固定到ROV 1上，或在ROV 1上可移動，且所有耗電組件從ROV的標準電源3接收電能。
附圖還示出通過所描述的機構，在石塊14被移動通過管道的過程中收集石塊14。
計算示例在下文的計算示例中，預先假定裝置被連接到一個有效效能(液壓)為30KW的ROV上。另外假定，液壓馬達和水泵的總效率為0.64。在該情況下，水泵能夠在壓力為4.0bar下提供3000l/min的流量，位于海底的、用于保護結構的石塊通常的最大直徑為dmax＝150mm。如果管道的直徑為250mm，長度為8.0m，其理論數(shù)據(jù)如下表1


實際實施例的示例在1999年夏季的一次任務中，通過使用根據(jù)本發(fā)明的裝置移動1500m3的石塊(dmax＝150m)。該任務是在滕斯夫約旦(Tengsfjorden)處的540m深的石油管道處進行的。使用Perry-XL型的ROV?？衫脡毫?80bar的100l/min的液壓油使水泵運轉，其相當于29KW。由PE-塑料制成的管道的總長度為10m，內徑為250mm。在管道上僅可以觀察到最低限度的磨損，然而，可觀察到，由于管道中非預期的不均勻，石塊有時會被卡住。使用這種比以前在市場上可得到的設備更輕的設備可移動石塊，且在不可能進行這種任務的深度可移動石塊，在上述意義上本發(fā)明是獨一無二的。上文提到的任務證明本發(fā)明是方便可行的。
權利要求
1.用于移動海底石塊和沉積物的方法，也用于在相當深的海底移動石塊和沉積物，例如，與清除需要進行維護的海底裝備周圍的保護石塊有關的方法，其特征在于，該設備包括一個具有噴射器噴嘴的管道，所述設備完全處在管道外部地安裝在一個標準的遙控潛水器(ROV)上，所述噴射器噴嘴優(yōu)選地連接到液壓動力水泵上，而所述水泵利用供給ROV的能量運轉，從而，噴射器噴嘴沿所述管道產(chǎn)生一個壓力梯度，且所述管道的入口端位于待移動的石塊和沉積物處，因而，所述石塊和沉積物在管道入口端被吸入，并在管道出口端被噴出。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道的入口端可利用能連接到ROV上的裝置來移動。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述設備主要由密度接近水密度的塑料材料制成。
4.用于移動海底石塊和沉積物的設備，其包括在相當深的海底移動石塊和沉積物，例如，與清除需進行維護的海底裝備周圍的保護石塊有關的設備，其特征在于，該設備包括一個管道(5)，通過該管道，借助于所述的壓力梯度來輸送石塊和沉積物(14)，所述壓力梯度由完全安裝在管道(5)外部的噴射器噴嘴(11)維持，所述噴射器噴嘴(11)接收來自于與之相連的水泵(12，13)中的水，整個設備可由ROV(1)支撐，且所需要的所有能量通過ROV(1)裝備的通向海面的一條或多條電纜(3)提供。
5.如權利要求4所述的設備，其特征在于，為了減小入口損失，管道(5)的入口接口管(6)配有倒圓的邊緣(10)。
6.如權利要求4所述的設備，其特征在于，為了減小出口損失，所述管道(5)包括一個形狀類似擴散器的出口端(7)。
7.如權利要求4所述的設備，其特征在于，從入口接口管件(6)到出口端(7)，管道(5)的橫截面大體上是均勻的，且管道的轉彎處具有足夠大的半徑或很小的角度，以避免石塊在管道中被卡住。
8.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述入口接口管件(6)設有一個逆洗噴嘴，用于將易于卡塞在接口管中的石塊沖出或沖散阻塞的沉積物。
9.如權利要求4所述的設備，其特征在于，在接近入口接口管(6)的下游設有孔(15)，該孔優(yōu)選具有可調節(jié)的尺寸，水可流過該孔，從而可控制接口管中的抽吸力，減小細粒沉積物阻塞的趨勢。
10.如權利要求4所述的設備，其特征在于，所述設備主要由密度接近水密度的塑料材料制成，從而該設備易于由ROV支撐。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于移動海底石塊和沉積物的方法,也用于在相當深的海底移動石塊和沉積物,例如,與清除需要進行維護的海底裝備周圍的保護石塊有關的方法,其中,設備包括一個具有噴射器噴嘴的管道,所述設備完全處在管道外部地安裝在一個標準的遙控潛水器(ROV)上,所述噴射器噴嘴優(yōu)選地連接到液壓動力水泵上,而所述水泵利用供給ROV的能量運轉,從而,噴射器噴嘴沿所述管道產(chǎn)生一個壓力梯度,且所述管道的入口端位于待移動的石塊和沉積物處,因而,所述石塊和沉積物在管道入口端被吸入,并在管道出口端被噴出。本發(fā)明還涉及一種實施該方法的設備,該設備被安裝在ROV上,并包括:一個管道(5),通過該管道沉積物(14)被輸送;一個噴射器噴嘴(11),其被安裝在管道的外部;一個水泵(12,13),其連接到噴射器噴嘴。所有能量是通過構成ROV常規(guī)能量供應的海面電纜來供應。
文檔編號E02F5/00GK1387600SQ00815137
公開日2002年12月25日 申請日期2000年10月30日 優(yōu)先權日1999年11月3日
發(fā)明者泰耶·法格沃爾德, 居納爾·法格沃爾德, 古斯塔夫·克瓦爾維克, 湯姆·雅各布森 申請人:Gto深海有限公司