一种水下钢基钻孔系统及水下钢基钻孔方法与流程

本发明涉及水下钻孔，具体是一种水下钢基钻孔系统及水下钢基钻孔方法。

背景技术：

1、随着海洋和河道工程的日益增多，针对水下现场钢基(钢质基材)钻孔的需求越来越大，特别是很多施工需要临时对水下预埋的钢件或钢桩进行现场定位开孔，由于水下环境复杂，钻孔设备在水下钢基施工表面难以定位固定，所以目前主要通过潜水员潜水人工钻孔，或者通过水下机器人配备钻孔设备执行水下钻孔，人工钻孔需要专业潜水员携带钻孔设备进行钻孔施工，水下操作难度大，对操作人员要求过高，人工成本较高，操作风险大，而且有些水下钢基位于水下较深的位置，潜水员难以到达；而通过水下机器人配备钻孔设备执行水下钻孔，由于水下机器人结构过于复杂，价格昂贵，所以难以普遍适用；另外，现有钻孔设备基本是采用电力驱动，水下施工对绝缘性要求很高，有触电风险。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的任务是提供一种水下钢基钻孔系统及水下钢基钻孔方法，能够实现钻孔设备的水下定位固定，且能够适应不同形状的钢基表面，通过船基或岸基操作控制，采用液压驱动，可避免绝缘要求高及漏电问题，操作方便安全，而且结构简单，制造和施工成本低。

2、本发明任务之一通过下列技术方案来实现：

3、一种水下钢基钻孔系统，包括操控设备、液压动力设备、钻孔设备、吊装设备、拍摄设备和显示设备，其中：

4、钻孔设备包括：机架；磁力座，数量为至少一对，每对磁力座分别铰接在机架的左右相对两侧并凸伸于机架的前端面，各磁力座上分别设有磁控开关；角度调整机构，设置在各个磁力座与机架的连接处，能够调整并锁定磁力座与机架前端面的夹角；磁控驱动机构，包括磁控油缸、l形驱动臂，磁控油缸与机架铰接，磁控油缸的活塞杆前端与驱动臂的转角处铰接，驱动臂的两端分别与一对磁力座的磁控开关铰接并能带动磁控开关转动，进而控制一对磁力座同步开启或关闭磁吸力；进给油缸，固定连接机架，并能够驱动其活塞杆沿着垂直于机架前端面的方向往复移动；钻机，包括固定安装在进给油杆的活塞杆上的液压旋转机构以及由其带动旋转的钻头，钻头垂直于机架的前端面；

5、液压动力设备通过液压管路连接所述磁控油缸、进给油缸和液压旋转机构，操控设备连接液压动力设备并能控制其驱动磁控油缸、进给油缸或液压旋转机构，吊装设备用于悬吊钻孔设备并能驱动其升降，拍摄设备电信号连接显示设备，能够拍摄钻孔设备前方景象并能通过显示设备显示。

6、作为优选的技术方案，所述机架包括前框架、垂直安装在前框架背面的支撑架，所述磁力座的数量为两对，分别设置在所述前框架的上端和下端，支撑架包括至少三根支撑柱，所述进给油缸及钻机位于若干支撑柱围合的空间内，进给油缸与支撑架固定连接。

7、作为优选的技术方案，所述支撑架的上端设有吊架。

8、作为优选的技术方案，所述前框架的背面还设有向后凸伸的凸伸架，所述磁控油缸的后端与凸伸架的后端铰接。

9、作为优选的技术方案，所述液压旋转机构包括传动连接的液压马达和减速器并通过减速器固定连接在所述进给油杆的活塞杆上，减速器的输出轴传动连接所述钻头并能带动钻头绕其轴线旋转。

10、作为优选的技术方案，所述角度调整机构包括设置在所述机架上的至少两个调节螺孔及调节螺钉，至少两个调节螺孔分别位于对应所述磁力座与机架铰接点的两侧，调节螺钉与对应调节螺孔螺纹连接并能抵顶在磁力座的背面，从而能够配合调节两个螺钉的缩进量来调节磁力座与机架前端面的夹角并予以锁定。

11、本发明任务之二通过下列技术方案来实现：

12、一种水下钢基钻孔方法，包括如下步骤：

13、(1)设置任务一所述的水下钢基钻孔系统；

14、(2)将所述操控设备、液压动力设备、吊装设备和显示设备置于岸基或船基设备，根据钢基目标工作区域的表面形状，调整各个所述磁力座前端与所述机架的夹角并锁定，调节各个磁力座的磁力开关使其磁吸力关闭，将所述拍摄设备固定连接在钻孔设备上或者安装在水下机器人上，通过吊装设备将钻孔设备吊放至水下需要钻孔的工作面附近，通过拍摄设备实时拍摄钻孔设备前端的景象并将拍摄信号传输至显示设备显示，根据显示设备的显示画面操控吊装设备，使钻孔设备精准定位到工作点；

15、(3)通过操控设备控制液压动力设备开启连通所述磁控油缸的液压管路以开启磁力座的磁吸力，使机架通过各个磁力座吸附在钢基表面；

16、(4)通过操控设备控制液压动力设备开启连通所述进给油缸和液压旋转机构的液压管路，以控制进给油缸驱动钻机进给或后退，并控制液压旋转机构驱动钻头进行正转或反转，以完成在钢基的目标工作点进行钻孔。

17、本发明提供的一种水下钢基钻孔系统及方法，能够实现钻孔设备的水下定位固定，且能够适应不同形状的钢基表面，通过船基或岸基操作控制，采用液压驱动，可避免绝缘要求高及漏电问题，操作方便安全，而且结构简单，制造和施工成本低。

18、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种水下钢基钻孔系统，其特征在于，包括操控设备、液压动力设备、钻孔设备、吊装设备、拍摄设备和显示设备，其中：

2.根据权利要求1所述的水下钢基钻孔系统，其特征在于，所述机架包括前框架、垂直安装在前框架背面的支撑架，所述磁力座的数量为两对，分别设置在所述前框架的上端和下端，支撑架包括至少三根支撑柱，所述进给油缸及钻机位于若干支撑柱围合的空间内，进给油缸与支撑架固定连接。

3.根据权利要求2所述的水下钢基钻孔系统，其特征在于，所述支撑架的上端设有吊架。

4.根据权利要求2所述的水下钢基钻孔系统，其特征在于，所述前框架的背面还设有向后凸伸的凸伸架，所述磁控油缸的后端与凸伸架的后端铰接。

5.根据权利要求1所述的水下钢基钻孔系统，其特征在于，所述液压旋转机构包括传动连接的液压马达和减速器并通过减速器固定连接在所述进给油杆的活塞杆上，减速器的输出轴传动连接所述钻头并能带动钻头绕其轴线旋转。

6.根据权利要求1所述的水下钢基钻孔系统，其特征在于，所述角度调整机构包括设置在所述机架上的至少两个调节螺孔及调节螺钉，至少两个调节螺孔分别位于对应所述磁力座与机架铰接点的两侧，调节螺钉与对应调节螺孔螺纹连接并能抵顶在磁力座的背面，从而能够配合调节两个螺钉的缩进量来调节磁力座与机架前端面的夹角并予以锁定。

7.一种水下钢基钻孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及水下钻孔技术领域，具体是一种水下钢基钻孔系统及水下钢基钻孔方法，其中水下钢基钻孔系统包括操控设备、液压动力设备、钻孔设备、吊装设备、拍摄设备和显示设备，其中钻孔设备包括：机架、磁力座、角度调整机构、磁控驱动机构、进给油缸和钻机，其中磁力座能够将机架吸附固定在钢基表面，角度调整机构能够调整磁力座的角度，磁控驱动机构能够驱动磁力座开启或关闭磁吸力，进给油缸能够驱动钻机进给或后退，液压旋转机构能够带动钻机的钻头正转或者反转以实现钻孔。本发明能够实现对钻孔设备的水下定位固定，通过船基或岸基操作控制，采用液压驱动，可避免绝缘要求高及漏电问题，操作方便安全，而且结构简单，制造和施工成本低。

技术研发人员：郭超翔,杨平,刘丰
受保护的技术使用者：广州海卓船舶技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13