专利名称：浅海海底管道(电缆)检测维修装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种适用于浅海海底管道(电缆)检测维修的水下多功能潜水器。
背景技术：
在海洋工程项目的开发实施中，敷设海底管道(电缆)是常用到的一项技术工艺，尤其是在近岸浅海工程中，为节约海上工程建设的投资，更是大量地采用海底管道(电缆)在海陆之间相互输送一些液体物质和电力供应。但随着管道(电缆)使用年限的延长、海流冲刷的影响及一些突发事故的发生等，会造成海底管道(电缆)的损坏，如何实现定期对管道(电缆)的检测，随时掌握其埋深及受力状态，且一旦发现异常情况能及时对其进行维修，防止恶性事件的发生，是国内外许多企业和公司一直研究的课题。目前世界上对海底管道(电缆)的检测和维修是分开进行且方式、方法与本发明不同，通常是采用水面工作母船吊放小型的水下探测器(ROV)，通过钢缆、电缆与之联接，控制ROV沿管道(电缆)航行对其进行检测，需要维修时通过吊放一个长的半圆柱形维修工作筒罩在管道(电缆)上，由经过专业培训的潜水员进入工作筒内进行维修，所维修的管道(电缆)一般是敷设在海底表面，或者先将管道(电缆)挖开，而对于浅水域管道的修复多采用将管道提升到专用工作船上进行，但需要特别考虑管道所受到的应力及带来的危险性，且对埋入式管道的原状恢复不利。
发明内容
本发明是一种能潜入海底对管道(电缆)进行检测与维修的多功能、新型特种装置(简称“维修装置”)，是一种具有水面和水下两种航行特性的工作船舶，特殊的船型结构可坐落于泥砂质地基的浅海海域，完善的配套装备可以进行海底管道(电)缆铺设线路的勘测和维修作业以及地形地貌的调查。本发明的目的是提供一种浅海海底管道(电缆)检测维修装置。
本发明是由主船体、机泵舱、推进器舱、驾驶室、通道、螺旋定位锚、加(减)压舱、阁楼舱、维修工作舱、主推进器、辅推进器以及压载设备、均衡设备、浮力调节及压重设备、探测仪、导航定位、动力定位操纵仪、监控设备及通讯设备、动力发配电设备、供排气生命支持设备、维修设备等构成，各组成部分相互协调，在预定的程序控制下完成“维修装置”的目标跟踪(水面、水下)、障碍物避碰、下潜、定位、坐落、充气排水、保压、检修、起浮等一系列操作过程。
本发明的特征是主船体加工成线型短肥、通长宽甲板、平底圆舭、首尾对称的形式，船底四周焊接有裙板，位于主船体中前部的驾驶室加工成尾流线型，高通道安装在主船体的中部，主船体首尾靠近两舷侧各安装有螺旋定位锚，伸缩敞开式维修工作舱位于主船体中前部，主船体首尾装有L型主推进器和垂直槽道辅推进器，驾驶室尾流段装有水平槽道辅推进器，主船体前后安装有收放式探测仪支架。
本发明的可伸缩式维修工作舱加工成上下端敞开式的圆形结构，上端均布有3个液压油缸与主船体连接，实现其伸缩收放，下端开有“门”形槽口，槽口上设置管道密封机构，工作舱外壁与主船体之间设有充气式密封机构。
本发明的通道加工成分段式内外筒双层圆形结构，贯穿驾驶室和主船体并与其连接，内外筒夹层空间设有出风口和排气口，内筒为进风口，该进风口同时作为人员应急出入口，通道始终与外部大气相通。
它自身具有完备的检测和维修手段，无须依托工作母船，可以沿着预定的管道(电缆)路径进行跟踪勘测、实时记录和显示，全面掌握了解所经线路的地形地貌、浅层构造、管道(电缆)的埋藏情况、方位走向并可绘制成坐标图，一旦发现管道(电缆)的损坏点(或已知其损坏点的大地坐标位置)，通过动力定位操纵仪记录(输入)对应的坐标位置并控制“维修装置”悬停在损坏点上方，精确定位后使“维修装置”坐落在海底且工作舱中心对准损坏点，采用充气排水的方式将维修工作舱内部变成一个带压的“无水空间”，船上的施工人员通过“维修装置”上的加(减)压舱进入工作舱内对管道(电缆)进行维修。
图1为“浅海海底管道(电缆)检测维修装置”中纵剖面示意图；图2为“浅海海底管道(电缆)检测维修装置”舱室平面示意图；图3为“浅海海底管道(电缆)检测维修装置”驾驶室平面示意图。
1、主船体 2、机泵舱 3、推进器舱4、驾驶室 5、通道 6、螺旋定位锚7、加(减)压舱 8、阁楼舱 9、维修工作舱10、主推进器11、槽道推进器 12、管缆探测仪13、前视声纳14、浅层剖面仪 15、测深仪16、旁扫声纳17、主推变频控制柜 18、发配电控制柜19、监控操纵台 20、动力定位操控台 21、探测仪集控台22、加(减)压控制板 23、供排气控制板24、通讯设备25、空调26、液压油缸27、天线平台28、信号灯 29、出风口 30、排气口31、进风口 32、裙板33、密封胶垫
34、密封圈 35、左1#压载舱 36、右1#压载舱37、左2#压载舱 38、右2#压载舱 39、左3#压载舱40、右3#压载舱 41、中4#压载舱 42、左横倾调节舱43、右横倾调节舱44、左浮力调节舱45、右浮力调节舱46、尾纵倾调节舱47、首纵倾调节舱48、左压重舱49、右压重舱50、燃油舱
具体实施例方式现结合说明书附图，对本发明作进一步描述“浅海海底管道(电缆)检测维修装置”由主船体(设有压载水舱、均衡调节水舱、浮力调节水舱、压重水舱、燃油舱、机泵舱、推进器舱等)、机泵舱、驾驶室、通道、螺旋定位锚、加(减)压舱、维修工作舱等构成实施作业的基础，综合考虑水面(水下)航行和坐落海底两方面的安全稳性，特别将船型设计成具有线型短肥、宽甲板、平底圆舭、首尾对称等特征，并且为通长甲板、双层底机舱、小型驾驶室、高通道，在近水线面处的流线型设计能减小水阻力，提高航速，船底四周焊接有防冲淘裙板，主船体首尾装有L型主推进器和垂直槽道辅推进器，驾驶室尾流段装有水平槽道辅推进器，各个推进机构可以独立操作也可联合统一控制。
可伸缩式维修工作舱为上下端敞开式的圆形结构，工作舱上端均布有3个液压油缸与主船体连接，实现其伸缩收放，下端开有“门”形槽口，槽口上设置管道密封机构，工作舱外壁与主船体外壁底部之间设有充气式密封机构，主船体上甲板和外壁自然做为工作舱的上端盖和舱壁，通过充气排水的方式将维修工作舱内部变成一个带压的“无水空间”。
高通道采用高强度铝镁合金制作成分段式内外筒双层圆形结构，贯穿驾驶室和主船体，内外筒夹层空间设有出风口和排气口，内筒为进风口，同时该进风口也作为人员应急出入口，无论在水面或水下状态，通道始终与外部大气相通，为舱内提供新鲜的空气并排出各种废气。
“维修装置”的下潜坐落过程(起浮过程与此相反)第一阶段A组压载水舱注水(开启通海阀自动加注)，A组水舱有4个(1#左右舱、3#左右舱)，注满后使“维修装置”下潜到临近主甲板没水状态。在进水过程中通过均衡设备和垂直辅推进器调整“维修装置”的浮态，保持其纵横向平衡。
第二阶段B组压载水舱注水(开启通海阀自动加注)，B组水舱有3个(2#左右舱、4#中舱)，注满后使“维修装置”下潜到临近驾驶室没水状态。在进水过程中通过均衡设备和垂直辅推进器调整“维修装置”的浮态，保持其纵横向平衡。
第三阶段根据作业水深，通过浮力调节及压重设备采用对浮力调节水舱注水来控制“维修装置”的进一步下潜，当“维修装置”依靠主推进器和辅推进器并在动力定位操纵仪的协调控制下准确定位于目标点上后，浮力调节水舱及压重水舱(开启通海阀自动加注)快速注水使“维修装置”迅速坐落海底。
“维修装置”对管道(电缆)维修作业过程“维修装置”准确坐落于海底管道(电缆)上后，通过浮力调节和压重水舱使“维修装置”具有负浮力，对海底的正压力使其牢固地定位在海床上，再将4个螺旋定位锚旋入海底泥下，使“维修装置”更加稳定地固定于海底，抵抗风、浪、流等外力的作用，随后按照如下步骤进行施工作业操作1、工作舱喷冲抽吸就位开启液压控制设备将工作舱缓慢下放，在此同时通过喷冲抽吸设备边喷边冲将工作舱内的泥砂稀释并排出，暴露出所要维修的管道(电缆)，根据其埋深将工作舱下放到合适的深度位置。
2、工作舱内充气排水通过供排气设备向工作舱内充气，将其内的水挤压出去，舱内形成“无水带压空间”，随时补充气源保持压力的平衡(气压与水压头)。
3、人员的进出施工人员首先进入加(减)压舱，通过加压设备使加(减)压舱与工作舱压力平衡后，再由加(减)压舱进入工作舱。两个舱内设有生命支持保障设备供人员的呼吸和换气，通风换气设备保持舱内空气清洁。施工完毕后，人员撤回加(减)压舱并经过逐步的安全减压过程达到常压状态。
4、完成人员撤离工作舱后，工作舱收回，操纵“维修装置”按照与下潜操作相反的程序返回到水面初始状态，完成一个施工过程。
本发明是集水面船舶、水下潜器和维修工作舱三位一体的特种装置，其主船体线型宽肥、平底、首尾对称的特殊结构形式有别于常规船舶和常规潜艇或潜水器，内外筒双层圆形分段可拆式通道的设计具有独创性；采用电子、声学、磁学三种方法综合为一体的水下探测和控制技术，完成了管道(电缆)水下检测数据与图象的处理、合成、分析、数据库建设及三维实时动态显示，其高精度的线性定位是目前世界上水下动态定位的最高精度；具有行程检测和锁紧机构的可伸缩式维修工作舱与管道、主船体密封后形成“无水作业空间”，实现了“水下陆地”施工；新型螺旋定位锚提高了船体坐落海底后的固定、抗滑、抗拔能力。
权利要求
1.浅海海底管道(电缆)检测维修装置由主船体、机泵舱、推进器舱、驾驶室、通道、螺旋定位锚、加(减)压舱、阁楼舱、维修工作舱、主推进器、辅推进器以及压载设备、均衡设备、浮力调节及压重设备、探测仪、导航定位、动力定位操纵仪、监控设备及通讯设备、动力发配电设备、供排气生命支持设备、维修设备等构成，其特征是主船体(1)加工成线型短肥、通长宽甲板、平底圆舭、首尾对称的形式，船底四周焊接有裙板(32)，位于主船体(1)中前部的驾驶室(4)加工成尾流线型，高通道(5)安装在主船体(1)的中部，主船体(1)首尾靠近两舷侧各安装有螺旋定位锚(6)，伸缩敞开式维修工作舱(9)位于主船体(1)中前部，主船体(1)首尾装有L型主推进器(10)和垂直槽道辅推进器(11)，驾驶室尾流段装有水平槽道辅推进器(11)，主船体(1)前后安装有收放式探测仪支架。
2.根据权利要求书1所述的浅海海底管道(电缆)检测维修装置，其特征是可伸缩式维修工作舱(9)加工成上下端敞开式的圆形结构，上端均布有3个液压油缸(26)与主船体(1)连接，下端开有“门”形槽口，槽口四周设置有管道密封胶垫(33)，工作舱(9)外壁与主船体(1)之间设有充气式密封圈(34)。
3.根据权利要求书1所述的浅海海底管道(电缆)检测维修装置，其特征是通道(5)加工成分段式内外筒双层圆形结构，贯穿驾驶室(4)和主船体(1)并与其连接，内外筒夹层空间设有出风口(29)和排气口(30)，内筒为进风口(31)。
全文摘要
本发明涉及一种新型的海底管道(电缆)检测维修装置(简称“维修装置”)，它是由主船体、机泵舱、推进器舱、驾驶室、通道、螺旋定位锚、加(减)压舱、维修工作舱以及主辅推进器、压载设备、均衡设备、浮力调节及压重设备、探测仪、导航定位仪、动力定位操纵仪、监控设备、通讯设备、发配电设备、生命支持设备、维修设备等构成，各个组成部分相互协调，在预定的程序控制下完成目标的跟踪(水面、水下)、障碍物避碰、下潜、定位、坐落、充气排水、保压、检修、起浮等一系列操作过程。线型短肥、通长宽甲板、平底圆舭、首尾对称、船底四周焊接有防冲淘裙的特殊船型结构可坐落于泥砂质地基的海底；主、辅多桨推进控制方式可以进行定点控位和智能坐落海底；可伸缩式维修工作舱及密封机构可以形成“无水空间”完成海底管道(电)缆的维修作业；分段式内外筒双层圆形结构的高通道可以进行舱内循环空气的交换。
文档编号B63B38/00GK1579879SQ03138929
公开日2005年2月16日 申请日期2003年7月31日 优先权日2003年7月31日
发明者何生厚, 孙东昌, 田海庆, 张剑波, 朱继懋, 梁金花, 刘忠彦, 陈雅杰, 韩益民 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院