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一种岩基海床铺缆装置及其铺设方法


技术摘要:
本发明公开了一种岩基海床铺缆装置,包括机体、螺旋桨推进器、导缆管道、钻土机构、行走机构、控制系统,螺旋桨推进器在机体长度方向相对两侧分别至少安装有一个,导缆管道沿所述机体长度方向从顶部至底部斜向下穿设于机体中,钻土机构穿设安装于机体的前部,行走机构  全部
背景技术:
海底电缆是用绝缘材料包裹的电缆,铺设在海底,用于传输电话和互联网信号。海 底电缆铺设工程被世界各国公认为最复杂困难的大型工程之一,从环境探测、海洋物理调 查、以及电缆的设计、制造和安装,都应用极其复杂的技术。海底电缆铺设方法主要有2种: 埋设和敷设。 水力喷射式埋设是目前铺设海底电缆最常用的方法之一,埋设设备的底部有几排 喷水孔,平行分布于两侧,作业时,每个孔同时向海底喷射出高压水柱,将海底泥沙冲开,形 成海缆沟;设备上部有一导缆孔,用来引导电缆到海缆沟底部,由海流将海缆沟自动填平, 埋设设备由施工船拖曳前进,并通过工作电缆发出各种指令。敷设方法一般没有水下工作 设备,靠海缆自重敷设在海底表面。 受台湾海峡特殊地形地质等因素的影响,福建近海海域存在同一区域地质条件差 异较大和局部存在暗礁与岩滩的特点,称为岩基海床,这种海床具有覆盖层厚度及组成变 化大,基岩埋深及风化程度变化大的复杂地质特点。水力喷射式埋设方法只适用于柔软的 海底土床,对于这种地质特点复杂的岩基海床,仅依靠水力喷射式埋设是无法有效的在岩 基海床上铺设海底电缆的。而敷设只是简单地将海缆铺设在海床上,海流的反复冲刷会导 致海缆保护层磨损、变形、振动,甚至引发海缆绝缘击穿等严重故障。
技术实现要素:
发明目的:针对上述问题,本发明的目的是提供一种岩基海床铺缆装置,解决现有 铺设海底电缆不到位而造成海缆破损的问题,适用于岩基海床的电缆铺设,满足要求,并提 供了该装置的铺设方法。 技术方案:一种岩基海床铺缆装置,包括机体、螺旋桨推进器、导缆管道、钻土机 构、行走机构、控制系统,所述螺旋桨推进器在所述机体长度方向相对两侧分别至少安装有 一个,所述导缆管道沿所述机体长度方向从顶部至底部斜向下穿设于所述机体中,所述钻 土机构穿设安装于所述机体的前部,所述行走机构安装于所述机体的底部,所述控制系统 安装于所述机体上,所述螺旋桨推进器、所述钻土机构、所述行走机构分别与所述控制系统 信号连接。 进一步的,所述钻土机构包括液压缸、电机、法兰盘、钻头,所述液压缸自上而下竖 直穿设于所述机体中并与其固定,使所述液压缸的活塞杆朝下,所述电机通过所述法兰盘 与所述活塞杆连接,所述电机的电机轴朝下,所述钻头朝下并与所述电机轴连接,所述液压 缸、所述电机分别与所述控制系统信号连接。 最佳的,所述钻头为PDC钻头。 4 CN 111576526 A 说 明 书 2/4 页 进一步的,所述法兰盘包括筒体、盘体,所述筒体竖直放置于所述盘体一侧面的中 部并与其一体成型连接,所述活塞杆插入所述筒体中并通过多个螺栓与所述筒体的内周面 固定,所述电机的机体通过多个螺栓与所述盘体的另一侧面固定。 进一步的,所述控制系统包括前置滤波器、数字信号处理器、输出滤波器、第一压 力传感器、第二压力传感器、深度传感器,所述前置滤波器、所述数字信号处理器、所述输出 滤波器集成安装在所述机体上部,所述前置滤波器、输出滤波器分别与所述数字信号处理 器信号连接,所述螺旋桨推进器、所述钻土机构、所述行走机构分别与所述输出滤波器信号 连接,所述第一压力传感器、所述深度传感器分别安装于所述钻土机构上并与所述前置滤 波器信号连接,所述第二压力传感器安装于所述行走机构上并与所述前置滤波器信号连 接。 进一步的,所述行走机构包括履带轮、连接桥、动力源,所述履带轮相对平行间隔 设有两个并通过所述连接桥连接,所述动力源安装于所述连接桥上,两个所述履带轮分别 与所述动力源连接,所述连接桥的上部设有圆形凸块,所述机体的底部对应设有圆形孔,所 述凸块插入所述圆形孔中并与所述机体的底部固定,使两个所述履带轮在所述机体底部位 于其长度方向相对两侧,所述动力源与所述控制系统信号连接。 最佳的,所述机体为长方体结构,所述机体头部的端面为外凸的弧形面。 最佳的,所述机体为实心结构或空心结构。 一种上述的岩基海床铺缆装置的铺设方法,包括以下步骤: 步骤一:将海底电缆的起始端放入导缆管道中,用起重机将本装置缓慢放入海水 中并同步下放海底电缆; 步骤二:通过船载主控系统发出指令信号给控制系统,控制系统接收信号并发出 指令给螺旋桨推进器,触发螺旋桨推进器反转使本装置的下潜; 步骤三:行走机构接触海床后,发出信号给控制系统,控制系统接收信号并发出指 令给螺旋桨推进器,使螺旋桨推进器停止转动; 步骤四:控制系统发出信号给钻土机构,使钻土机构动作下移,当钻土机构触及海 底时,发出信号反馈给控制系统,控制系统发出信号使钻土机构开始旋转进行钻土作业; 步骤五:当钻土深度达到设定要求后,发出信号反馈给控制系统,控制系统发出信 号停止钻土机构下移并发出指令启动行走机构,使行走机构带动整个装置前移,使钻土机 构进行钻槽作业; 步骤六:当钻土机构根据设定在海底钻出一条沟槽后,船上工作人员开始同步下 放海底电缆,海底电缆通过导缆管道直接落入沟槽中,钻槽与海底电缆下方同步进行; 步骤七:当海底电缆铺设完毕后,船载主控系统发出指令给控制系统,控制系统再 发出信号,首先控制行走机构停止前进,然后控制钻土机构停止旋转钻土作业,之后钻土机 构动作上移至与海底分离,最后控制螺旋桨推进器正旋使装置浮出海面,再由起重机将装 置调到船上。 有益效果:与现有技术相比,本发明的优点是:通过钻土机构与其他部件的结合, 本装置实现了针对岩基海床的开槽作业,并可同步实现海底电缆的铺设作业,可以满足铺 设海底电缆的要求并能够安全有效地保护海底电缆,防止海底电缆的破损,结构合理、安 全,生产制造容易,使用方便,作业效率高。 5 CN 111576526 A 说 明 书 3/4 页 附图说明 图1为本发明的立体结构透视示意图; 图2为本发明去除行走机构的立体结构示意图; 图3为行走机构的立体结构示意图; 图4为行走机构的俯视图; 图5为本发明的主视图; 图6为本发明的俯视图; 图7为本发明的左视图; 图8为钻土机构的结构示意图; 图9本发电控制系统的接线图。
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