一种深水重载绞车系统及其使用方法

本发明涉及深水绞车系统，具体而言，尤其涉及一种的深水重载绞车系统及其使用方法。

背景技术：

深水重载绞车是用于深海海底作业设备的吊放和回收的工具，是深海石油矿产资源勘探和开发、深海装备设施搭建过程中不可或缺的关键性重大设备，随着深水作业深度越来越大，同时吊放设备越来越多样也越来越重载，使用钢丝缆的绞车随着钢缆长度增加，钢缆自重过大严重限制了绞车重载能力。严重制约了深海资源开采技术的发展和应用。

技术实现要素：

根据上述提出的钢缆自重过大限制绞车重载的技术问题，而提供一种深水重载绞车系统及其使用方法。本发明设计了适用于应用合成纤维缆的绞车系统，使缆绳缠绕动作平缓，降低缆绳所受张力，保护缆绳，从而延长缆绳使用寿命。

本发明采用的技术手段如下：

一种深水重载绞车系统，包括：储缆绞车、牵引绞车、滑轮系统和多级液压a架，所述滑轮系统吊装在多级液压a架的横梁下方；

缆绳由所述储缆绞车伸出后，绕经牵引绞车和滑轮系统由所述多级液压a架中部垂下，末端连接重物容置部；

随着牵引绞车的卷筒转动，一方面通过缆绳的收放实现重物的提升和下沉，另一方面储缆绞车配合牵引绞车的转动收紧或者释放缆绳；

所述缆绳为合成纤维缆。

进一步地，所述牵引绞车为双卷筒牵引绞车，其包括水平设置且结构相同的第一牵引卷筒和第二牵引卷筒；

所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的位置被设置为：所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的中心线平行且在竖直方向上具有高度差。

进一步地，所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的位置被设置为：

将所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的中心点连线向水平面上投影，从而得到第一投影线；

将所述第一牵引卷筒的中心线向水平面上投影，从而得到第二投影线；

所述第一投影线与第二投影线斜交。

进一步地，所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的内筒均采用镂空结构。

进一步地，所述缆绳在双卷筒牵引绞车上单层缠绕。

进一步地，系统还包括设置在滑轮系统处的缆绳冷却系统。

进一步地，所述缆绳冷却系统包括设置在滑轮上的支架和冷却水系统，所述冷却水系统由支架固定，并向与滑轮接触的缆绳部分喷射冷却水。

进一步地，所述多级液压a架包括横梁、液压支撑柱以及液压挂架，所述液压支撑柱支撑横梁在一级液压系统的作用下实现升降，所述液压挂架吊装在横梁下方并在二级液压系统的作用下实现液压挂架的拉伸和收缩。

本发明还公开了一种基于上述任意一项深水重载绞车系统的使用方法，包括：

启动系统后牵引绞车开始转动，合成纤维缆随之收放缠绕在储缆绞车上，合成纤维缆依次经过储缆绞车、牵引绞车、安装在a架上的滑轮，使整个重载绞车系统产生联动。

进一步地，还包括：当合成纤维缆经过导向滑轮时，缆绳冷却系统向缆绳喷水降温。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明区别传统深水重载海底输送绞车系统，使用了合成纤维缆，解决了传统钢缆在深水作业处理重载的局限性的问题，从开始入水到最大深度始终具有接近满载起升的能力，同时合成纤维缆具有高强度、重量轻等优点。

2、本发明系统在上拉的过程中，合成纤维缆经过滑轮传输至双卷筒牵引绞车的输入端，并且在双卷筒牵引绞车上单层缠绕有多圈缆绳，在输出端输出，经过牵引绞车减张力后，储缆绞车上缆绳张力很小而且稳定，有利于延长合成纤维缆的寿命，同时对储缆绞车也有保护作用。

4、本发明设计的深水重载海底输送合成纤维缆绞车系统采用直拉绞车和储缆牵引绞车系统对拉的形式，有利于提高输送过程的平稳性。

5、本发明区别传统深水重载海底输送绞车系统设计结构简单，所运输的货物(如海底矿物等)没有局限性，用途广泛。

基于上述理由本发明可在海底资源开采等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种采用合成纤维缆的深水重载绞车系统布置图。

图2为本发明牵引绞车卷筒皮内筒中空结构三视图。

图3为本发明双联卷筒牵引绞车主视图。

图4为本发明双联卷筒牵引绞车左视图。

图5为本发明安装在导向滑轮上冷却水系统三视图。

图6为本发明安装在导向滑轮上冷却水系统主视图。

其中：1、储缆绞车，2、牵引绞车，3、高性能合成纤维缆，4、导向滑轮，5、冷却水系统，6、支架，7、导向滑轮，8、支架，9、冷却水系统，10，多级液压a架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种深水重载绞车系统，包括：储缆绞车1、牵引绞车2、滑轮系统和多级液压a架10，滑轮系统吊装在多级液压a架10的横梁下方；缆绳由储缆绞车1伸出后，绕经牵引绞车2和滑轮系统由多级液压a架10中部垂下，末端连接重物容置部；随着牵引绞车2的卷筒转动，一方面通过缆绳3的收放实现重物的提升和下沉，另一方面储缆绞车1配合牵引绞车2的转动收紧或者释放缆绳3；缆绳3为合成纤维缆。高性能合成纤维缆能够很好的解决传统钢缆深水重载局限性的问题，合成纤维缆最大的优点是缆绳密度和海水相近，湿重接近于海水自重，这不仅会大幅度降低作用在绞车上的张力，而且随着水深的增加，合成纤维缆的自重对起升负载造成的影响也越来越小，从入水到最大深度，始终具有接近满载起升的能力。

牵引绞车2为双卷筒牵引绞车，其包括水平设置且结构相同的第一牵引卷筒和第二牵引卷筒，其中第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的位置被设置为：所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的中心线平行且在竖直方向上具有高度差。进一步地，将所述第一牵引卷筒和第二牵引卷筒的中心点连线向水平面上投影，从而得到第一投影线；将所述第一牵引卷筒的中心线向水平面上投影，从而得到第二投影线；所述第一投影线与第二投影线斜交。

具体来说，牵引绞车2具有两个卷筒，双卷筒在水平和角度上有所偏移。如图3-4所示。两个牵引卷筒的内筒均采用镂空结构，有利于合成纤维缆散热。合成纤维缆经过滑轮传输至双卷筒牵引绞车的输入端，并且在双卷筒牵引绞车上单层缠绕有多圈缆绳，在输出端输出，经过牵引绞车减张力后，储缆绞车上缆绳张力很小而且稳定，有利于延长合成纤维缆的寿命，同时对储缆绞车也有保护作用。

此外，系统还包括设置在滑轮系统处的缆绳冷却系统。本实施例中，缆绳冷却系统包括设置在滑轮上的支架6/8和冷却水系统5/9，所述冷却水系统由支架固定，并向与滑轮接触的缆绳部分喷射冷却水。但是合成纤维缆在温度过高时，力学性能会急速下降，本发明除了滑轮上设置冷却水系统向合成纤维缆绳喷水降温以外，采用内筒中空形式双联卷筒牵引绞车也有利于缆绳降温，这种结构还能使合成纤维缆缠绕动作平缓，降低缆绳所受张力，保护缆绳，从而延长纤维缆使用寿命。

进一步地，所述多级液压a架10包括横梁、液压支撑柱以及液压挂架，所述液压支撑柱支撑横梁在一级液压系统的作用下实现升降，所述液压挂架吊装在横梁下方并在二级液压系统的作用下实现液压挂架的拉伸和收缩。

本发明还公开了一种基于上述任意一项深水重载绞车系统的使用方法，主要步骤包括：

第一步，随着牵引绞车2的启动，联动的合成纤维缆3缠绕在储缆绞车1上。

第二步，联动的高性能合成纤维缆3依次经过储缆绞车1、牵引绞车2、导向滑轮4和7，进而对负载设备进行收放。

第三步，当缆绳经过牵引绞车2时，双联卷筒会形成自然的双螺旋结构，不仅有利于缆绳降温，而且可以有效地降低缆绳张力，卷筒皮内筒中空结构使纤维缆缠绕动作平缓，降低缆绳所受张力，保护缆绳，从而延长纤维缆使用寿命。

第四步，启动冷却水系统9，当缆绳3经过导向滑轮4和7时，冷却水系统9向缆绳喷水降温，保证缆绳性能稳定，延长缆绳收使用寿命。

具体来说，一种采用合成纤维缆的深水重载绞车系统依次设置储缆绞车1、牵引绞车2、a架10、导向滑轮4和7、高性能合成纤维缆3和冷却水系统9。牵引绞车2为系统提供动力源，兼具缆绳3冷却和减少缆绳3对储缆绞车1张力的作用，滑轮4和7起导向作用，安装在滑轮上的支架6用来支撑冷却水系统，缆绳3作为本系统被冷却及联动整个系统的对象。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。