本發(fā)明涉及一種無人船用配件，尤其是一種無人船海底帶壓開孔系統(tǒng)提升下降裝置。

背景技術(shù)：

帶壓開孔技術(shù)是指密閉狀態(tài)下，以機(jī)械切削方式在運行管道上加工和維修的一種作業(yè)技術(shù)，主要用于石油、化工、管道等行業(yè)。當(dāng)在役管線需要加裝支管時，或者因腐蝕穿孔跑冒滴漏人為損壞導(dǎo)致泄露時，采用管道帶壓開孔系統(tǒng)技術(shù)可以完成管線的提升下降，從而完成后續(xù)的安裝和維修高能工作，并且結(jié)合帶壓開孔技術(shù)，就不會影響管線的正常輸送，同時保證安全、高效、環(huán)保的完成爆破工作，由此，存在一種需求，即設(shè)計一種在特定的帶壓開孔條件下無人船作業(yè)過程中的提升下降裝置，使得管道放置和提升更加高效，位置更加準(zhǔn)確，并且通過智能化的操作，使得人員的成本和設(shè)備的成本大大降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無人船海底帶壓開孔系統(tǒng)提升下降裝置，包括：測量工具，包括海底攝影機(jī)、側(cè)掃描聲納，放置在無人船上，被用來定位和識別一個關(guān)注的區(qū)域；標(biāo)記工具，在感興趣區(qū)域檢測管道，并標(biāo)記在圓柱狀管道焊接之間的管道段；挖掘工具，用于從管道下面挖掘土壤、沙或淤泥，無人船用水泵來形成海水射流沖走管道下方的沙或淤泥，建立管道下方挖掘或暴露區(qū)域，或者無人船采用抽的裝置來建立所需挖掘；清洗工具，無人船操作的刷子或低壓力水射流清潔干凈選擇區(qū)域的管道，去掉管道外的保護(hù)涂層；下降工具，用于將測量或度量工具在選定區(qū)域從水面降到管道，來檢查管道的外圓周圓度并同時檢查管道的軸向?qū)R及直度，并且確定合適的下降位置；管道提升框架，從水面降下來跨在管道上，用于提升管道。

優(yōu)選的，至少使用一對管道提升框架，每個提升框架包括一對對置的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)件及一個交叉框架，在提升框架上跨裝一個無人船控制面板，還包括可以旋轉(zhuǎn)延伸來提供海底支撐的可延伸的泥墊，泥墊安裝在提升框架的兩側(cè)。

優(yōu)選的，泥墊固定在液壓缸上。

優(yōu)選的，橫梁安裝在豎直結(jié)構(gòu)引導(dǎo)件間，并從上面伸出一個管道夾緊裝置，管道夾緊裝置被橫向移動或者繞管道下降，并通過遠(yuǎn)程操縱無人船提供液壓系統(tǒng)的方法降低到管道上面并通過無人船控制面板控制。

優(yōu)選的，在提升管道前，通過液壓的降低到位將泥墊牢固固定在海底。

優(yōu)選的，管道夾緊裝置包括一對轉(zhuǎn)動來打開或關(guān)閉的爪子，管道夾緊裝置打開并降低從而與管道配合，初始接觸后，管道夾緊裝置在管道周圍被關(guān)閉并通過機(jī)械方式被鎖住后，將管道升起到所需高度。

本發(fā)明的目的還在于提供一種無人船海底帶壓開孔系統(tǒng)提升下降裝置的工作方法，包括如下步驟：

(1)將管道定位并且將執(zhí)行一系列復(fù)雜過程，海底攝影機(jī)、側(cè)掃描聲納、放置在無人船上，用來定位和識別一個關(guān)注的區(qū)域，通過水下攝像機(jī)進(jìn)行初步的外觀觀察，報告底部狀況，水流狀況，繞著管道的可視性，海底的土壤類型，管道的深度以及一定條件下，圓周狀的管道接縫和焊接的位置以及管道外部的自然和覆蓋條件；

(2)在感興趣區(qū)域檢測管道，并標(biāo)記在圓柱狀管道焊接之間的管道段，管道上的優(yōu)選位置是沒有任何縱向焊接的地方，如果有，可以稍后由無人船操作的研磨工具或其它類似機(jī)構(gòu)去除掉；

(3)定位圓柱狀焊接，然后沿著管道從圓周狀焊接不遠(yuǎn)處定位一個位置，從而沒有帶壓開孔配置安裝在圓柱狀焊接或緊鄰處；

(4)從管道下面挖掘土壤、沙或淤泥；

(5)無人船用水泵來形成海水射流沖走管道下方的沙或淤泥或者采用抽的裝置，建立管道下方挖掘或暴露區(qū)域；

(6)測量或度量工具在選定區(qū)域從水面降到管道，來檢查管道的外圓周圓度并同時檢查管道的軸向?qū)R及直度，測量工具由無人船引導(dǎo)到位置并通過水面的操作員驅(qū)動并控制無人船的系統(tǒng)，測量工具移動一個測試儀和相機(jī)在圓柱狀的管道表面周圍沿軸向前后移動來測量橢圓度和檢查表面瑕疵，如果管道被檢測到在允許的圓度和直度內(nèi)，測量工具可以被移走并送到水面，或者將測量工具留在管道或相鄰的位置以備操作的晚點步驟中使用；

(7)如果管道在一個位置未通過圓度和直度的測試，測量工具將軸向移動到管道的另一個位置，測量測試將再度執(zhí)行直到找到一個滿意的位置；

(8)在確定好沿著管道的一個合適位置，一對管道提升框架從水面降下來跨在管道上；

(9)橫向移動或者繞管道下降管道夾緊裝置，并通過遠(yuǎn)程操縱無人船提供液壓系統(tǒng)的方法降低到管道上面并通過無人船控制面板控制，通過無人船控制的液壓系統(tǒng)作用于液壓汽缸或豎直結(jié)構(gòu)引導(dǎo)間的其它延伸機(jī)構(gòu)，按照平滑和逐漸增加的順序?qū)⒐艿缞A緊裝置升到一個所需高度；

(10)在提升管道前，通過液壓的降低將泥墊牢固固定在海底；

(11)管道夾緊裝置打開并降低，與管道配合，初始接觸后，管道夾緊裝置在管道周圍關(guān)閉并通過機(jī)械方式被鎖住，此后將管道升起到所需高度；

(12)在每個其它的提升框架或框架組上重復(fù)以上相同地操作順序；

(13)安裝管道提升框架并且將管道提升到所需高度，再次使用測量工具來檢查管道的圓周圓度和直度；

(14)如果測量工具沒有被遺留在管道上，再次在管道提升框架之間安裝測量工具，遠(yuǎn)程操作無人船，從而驅(qū)動和操作測量工具；

(15)再次檢驗管道的圓度和直度以確定管道被提升后的影響，如果管道在所需誤差范圍內(nèi)，測量工具將被移走和取回到水面，如果管道未通過檢測，管道提升框架將被再定位并為即將來臨地帶壓開孔選擇新位置。

通過該無人船海底帶壓開孔系統(tǒng)提升下降裝置的設(shè)置以及使用方法的安排，本發(fā)明取得如下有益效果：管道放置和提升更加高效，位置更加準(zhǔn)確，并且通過智能化的操作，使得人員的成本和設(shè)備的成本大大降低。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。本發(fā)明的目標(biāo)及特征考慮到如下結(jié)合附圖的描述將更加明顯，附圖中：

圖1顯示了本發(fā)明實施例中應(yīng)用的一個水下深海管道靜止在海底；

圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例遠(yuǎn)程操縱無人船的例子；

圖3顯示了在本發(fā)明實施例實施過程中使用的測量工具；

圖4顯示了本發(fā)明無人船無潛水員帶壓開孔系統(tǒng)過程的一部分，安裝一對管道提升框架；

圖5顯示了附屬的泥墊收回使管道提升框架正被降低；

圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的著陸在海底位于管道上方的管道提升框架；

圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的管道提升框架夾在了管道上并提升管道離開海底。

具體實施方式

在本發(fā)明已經(jīng)帶有一定特殊性的描述后，需要注意，很多對本發(fā)明建設(shè)和它的零件安排的細(xì)節(jié)的更改可以在不離開本公開的精神和范圍而做出。需理解本發(fā)明不受限于這里用來示例的實施例。

具體參考附圖，圖1顯示了靜止在海底14并被它支撐的一段水下的深海管道12。圖1，顯示是本發(fā)明所應(yīng)用的管道12。管道12將由多段與多個環(huán)狀的焊接16連接在一起組成。依賴于管道的尺寸和其他因素，也可能采用縱向焊接(未顯示)。深水位置，比如在6000英尺和以下，是已知相對于管道的內(nèi)壓能夠在管道外產(chǎn)生高壓力的環(huán)境。本發(fā)明可以用不同直徑的管道但特別適用于10英寸至20英寸直徑的管道。

一個無人船18，顯示在圖2里，將用于執(zhí)行本發(fā)明將要描述的很多步驟或操作。無人船18將從水上控制或者供應(yīng)動力。

在本發(fā)明的初始步驟，管道12將被定位并且將執(zhí)行一系列復(fù)雜過程。海底攝影機(jī)、側(cè)掃描聲納、放置在無人船上，被用來定位和識別一個關(guān)注的區(qū)域。將會通過水下攝像機(jī)進(jìn)行初步的外觀觀察。底部狀況將被報告，水流將被報告，繞著管道的可視性將被報告，海底的土壤類型將被報告，最后管道的深度將被報告?？赡苄枰{(diào)查并執(zhí)行其它信息。此外，如果有，圓周狀的管道接縫和焊接的位置需要被報告。管道外部的自然和覆蓋條件，例如混凝土或其他材料，也將被報告。

將在感興趣區(qū)域檢測管道12，并標(biāo)記在圓柱狀管道焊接16之間的管道段。管道上的優(yōu)選位置是沒有任何縱向焊接的地方，如果有，可以稍后由無人船操作的研磨工具或其它類似機(jī)構(gòu)去除掉。圓柱狀焊接16將被定位，然后沿著管道從圓周狀焊接16不遠(yuǎn)處定位一個位置，從而沒有帶壓開孔配置安裝在圓柱狀焊接或緊鄰處。

首先，從管道12下面挖掘土壤、沙或淤泥，是這里要描述的工具可以不受限制的安裝。在一個操作中，無人船18將用水泵來形成海水射流沖走管道下方的沙或淤泥，建立管道下方挖掘或暴露區(qū)域。可選的，無人船18可以采用抽的裝置來建立所需挖掘。

因此，選擇區(qū)域的管道12將被無人船操作的刷子或低壓力水射流清潔干凈。在一些實例中，管道外的保護(hù)涂層，比如熔融粘合樹脂、混凝土或水泥及類似的，將在下一步驟前被去除掉。很多工具被發(fā)展來去除這些涂層并且也可用，在本發(fā)明的領(lǐng)域中它們的應(yīng)用是可能的。

一旦正在進(jìn)行的預(yù)備過程被完成，圖3所示的測量或度量工具將在選定區(qū)域從水面降到管道12，來檢查管道的外圓周圓度并同時檢查管道的軸向?qū)R及直度。測量工具由無人船引導(dǎo)到位置并通過水面的操作員驅(qū)動并控制無人船的系統(tǒng)。測量工具移動一個測試儀和相機(jī)在圓柱狀的管道表面周圍沿軸向前后移動來測量橢圓度和檢查表面瑕疵。如果管道被檢測到在允許的圓度和直度內(nèi)，測量工具可以被移走并送到水面?？蛇x的，測量工具30可以留在管道12或相鄰的位置在操作的晚點步驟中使用。

如果管道在一個位置未通過圓度和直度的測試，測量工具30將軸向移動到管道12的另一個位置，測量測試將再度執(zhí)行直到找到一個滿意的位置。

如圖4顯示的，在確定好沿著管道12的一個合適位置，一對管道提升框架36和38將從水面降下來跨在管道12上。圖5顯示了一個提升框架36或38的放大圖，正如它已經(jīng)被降低到位了。

將至少使用一對管道提升框架。在一些應(yīng)用中，需要四個提升框架(僅顯示兩個)來達(dá)到所需結(jié)果。每個提升框架36和38將包括一對對置的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)件40和42及一個交叉框架44，在它上面跨裝一個無人船控制面板46。可以旋轉(zhuǎn)延伸來提供海底支撐的可延伸的泥墊48和50安裝在提升框架的兩側(cè)。在本實施例中，泥墊固定在液壓缸上。圖5顯示了泥墊在縮回移動中的位置。一個橫梁52安裝在豎直結(jié)構(gòu)引導(dǎo)40和42間，并從上面伸出一個管道夾緊裝置54。

管道夾緊裝置54可以被橫向移動或者繞管道12下降，并通過遠(yuǎn)程操縱無人船18提供液壓系統(tǒng)的方法降低到管道12上面并通過無人船控制面板46控制。管道夾緊裝置54可以被以平滑和逐漸增加的順序升到一個所需高度，通過無人船控制的液壓系統(tǒng)46作用于液壓汽缸或豎直結(jié)構(gòu)引導(dǎo)40和42間的其它延伸機(jī)構(gòu)(未顯示)。

在提升管道12前，泥墊48和50被液壓的降低到位來牢固固定在海底，如圖6所示。在本實施例中，泥墊通過液壓缸定位。

管道夾緊裝置包括一對轉(zhuǎn)動來打開或關(guān)閉的爪子。管道夾緊裝置54打開并降低與管道12配合。在初始接觸后，管道夾緊裝置54在管道12周圍關(guān)閉并通過機(jī)械方式被鎖住。然后管道12被升起到所需高度，圖7顯示了這一情形。

然后在每個其它的提升框架或框架組上重復(fù)相同地操作順序。

在管道提升框架36和38都已經(jīng)如所述地安裝并且管道12提升到了所需高度，將再次使用測量工具30來檢查管道12地圓周圓度和直度。

如測量工具沒有遺留在管道12上，它將再次安裝在管道提升框架36和38之間。遠(yuǎn)程操作無人船18，從而驅(qū)動和操作測量工具30。管道的圓度和直度將再次被檢驗以決定前面提到的管道被提升后的影響。如果管道12在所需誤差范圍內(nèi)，測量工具30將被移走和取回到水面。如果管道未通過檢測，管道提升框架將被再定位并為即將來臨地帶壓開孔選擇新位置。

雖然本發(fā)明已經(jīng)參考特定的說明性實施例進(jìn)行了描述，但是不會受到這些實施例的限定而僅僅受到附加權(quán)利要求的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以在不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍和精神的情況下對本發(fā)明的實施例能夠進(jìn)行改動和修改。