CN109625217A - 一种便于回收的海床吸附式基座及其吸附、回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便于回收的海床吸附式基座及其吸附、回收方法，包括基座主体、安装在基座主体上的水下设备，基座主体为板式结构，沿基座主体底部安装有向下延伸的吸附式腔体，所述吸附式腔体包括沿基座主体底部边缘分布的腔壁，腔壁围绕的中部形成吸附腔，所述基座主体上按四个方位开设有至少四个连通至吸附腔的通道管，通道管上安装有可拆卸或松紧可调式的单向阀盖，本发明在降低基座重量和体积的情况下，改变基座的结构，使基座具有级联特性，方便施工，又能增强基座的海床稳定性，基座具有重量轻、易施工特点，并有海床吸附、姿态调整、回收功能，能适应不同海底环境使用，有利于降低海上施工成本和减少施工时间。

Description

一种便于回收的海床吸附式基座及其吸附、回收方法

技术领域

本发明涉及一种水下基座技术领域，用于将基座吸附于海床固定技术，具体为一种便于回收的海床吸附式基座及其吸附、回收方法。

背景技术

现有水下***的基座一般为梯形基座，为保证水下基座的稳定性，降低海底急流和地质变化的影响，要求基座与海床的接触面积大，故基座的体积大、重量大，一般采用大型施工船进行水下吊放施工，施工要求的装备复杂，时间长，成本费用高。同时现有的基座吸附能力差，缺少便于回收的功能，需要调整基座姿态，更是困难、耗时耗力。

为了降低水下施工费用，降低基座布设要求、减少水下施工时间是关键，希望采用非工程船代替工程船布放基座，如工程服务船，甚至民用渔船等，达到快速施及降低施工费用目的。为此基座结构设计要方便水下快速吊放和施工，并要保证基座水下稳定性，要求基座具有海床吸附、回收等功能，并要有可组合扩展特性。

发明内容

针对利用非工程船开展水下快速施工的要求，基于该需求，本发明的目的是在降低基座重量和体积的情况下，改变基座的结构，使基座具有级联特性，方便施工，又能增强基座的海床稳定性，还具有回收功能，即本发明提出了一种便于回收的海床吸附式基座及其吸附、回收方法，基座具有重量轻、易施工特点，并有海床吸附、姿态调整、回收功能，能适应不同海底环境使用，有利于降低海上施工成本和减少施工时间。具体的，本发明是这样实现的：

一种便于回收的海床吸附式基座，包括基座主体(1)、安装在基座主体(1)上的水下设备(2)，基座主体(1)为板式结构，沿基座主体(1)底部安装有向下延伸的吸附式腔体(3)，所述吸附式腔体(3)包括沿基座主体(1)底部边缘分布的腔壁(4)，腔壁(4)围绕的中部形成吸附腔(5)，所述基座主体(1)上按四个方位开设有至少四个连通至吸附腔(5)的通道管(6)，以及开设于基座主体(1)上连通至吸附腔的的***管，所述***管具有活动开闭的阀帽，通道管(6)上安装有可拆卸或松紧可调式的阀盖。

进一步的，所述基座主体(1)的截面呈梯形状且底部边缘朝内的部分均设有向上倾斜的基座斜面(8)，所述吸附式腔体(3)位于基座主体(1)底部下方且边缘具有向上倾斜的斜面边(9)，所述基座斜面(8)四周覆盖所述斜面边(9)。

进一步的，所述通道管(6)分别开设于基座主体(1)的四个顶角部位上，且所述阀盖为单向阀盖(7)。

进一步的，所述基座主体(1)的底部边缘分布有若干个向下延伸的防滑板(10)。

进一步的，所述所述基座主体(1)的正表面四周边缘部上安装有外级连结构(11)。

进一步的，所述外级连结构(11)上连接安装有向基座主体(1)四周海床上放置的配重压块(12)。

本发明的另一方面，提供了一种如上述所述的海床吸附式基座的吸附、回收方法，包括以下步骤：

S1、将基座主体(1)吊放坐底海床到预定位置点；

S2、开启***管的阀帽，将通道管(6)的阀盖与外部装置连接后，通过通道管(6)向吸附腔(5)内部注入高压水体，将吸附腔(5)内部、下方的海床淤泥吹起，并从***管中排除，关闭阀帽，停止注入高压水，吸附式腔体(3)稳定吸附在海床表面；

S3、回收基座时，通过通道管(6)向附式腔内部注入高压水或高压气体，使吸附腔(5)、基座主体(1)在内部高压的情况下脱离海床吸附，回收基座主体。

进一步的，步骤S3中，***管的阀帽、非注入高压水或高压气体的通道管(6)的阀盖为关闭或锁紧状态。

进一步的，在步骤S2完成吸附后，需要对基座姿态进行调整，所述姿态进行调整的步骤包括：将在若干个通道管(6)中从相对高度较高的一端所在的通道管(6)的阀盖去除，并于通道管(6)向吸附腔(5)内加入高压水，通过高压水将淤泥或杂物吹平、吹移，实现基座姿态的调整。

进一步的，所述姿态进行调整的步骤中，***管的阀帽、非加入高压水的通道管(6)的单向阀盖(7)为开启或松开状态。

本发明的工作原理介绍：抛弃了传统锚定基座的梯形立体式或方体式结构，改为基座主体为板式的结构，去除固定锚等固定结构，从而有效、大量的减小了基座的体积和重量，便于输送、回收时的操作；通过吸附式腔体的设计，在不增加基座本身额外的重量的情况下，使用轻便的吸附式腔体，配合与之连通的单向通道管可以在基座固定时通过外界辅助安装设备如水泵，配合潜水员或ROV，实现对吸附腔内进行灌入高压水处理，将淤泥从吸附腔内排出，从而使得吸附腔的腔壁陷入海床内，在海水压力的作用力下将基座吸附固定在海床表面，并使得整个吸附腔吸附在海床表面，从而达到稳定牢固的固定操作，固定操作完成后，拆除设备，具有单向阀盖的通道管保持紧锁密封状态；基座主体底部的基座斜面设计和吸附式腔体的斜面边的结构设计，能够更加便于吸附式腔体在吸附过程中对海床的接触面，扁平状梯形的结构，使得吸附腔整体呈倒放的大盘状，能够产生更加有利于吸附作用产生的构造，也能有效保持长期的吸附作用力，有效的提高吸附过程的长久性和稳定性；当需要回收基座主体时，可以拆下或拧松待注水的单向阀盖，借助外部设备通过通道管向吸附式腔体内部注入高压水或高压气，从而增大吸附腔内部的压力，以大于海水对其的压力，从而实现解除吸附作用的功能操作，从而能够便捷快速，高效的完成对基座的回收工作；当在实际使用或安装基座的过程中，由于海床表面的凹凸，造成的基座主体不够平稳，需要调整基座姿态时，也可以通过外部设备从需要调整其高度所在一侧的通道管注入高压水，通过高压水体冲散、冲出该位置下的淤泥或杂物，从而达到调整基座姿态，使其趋近于水平。当需要对多个基座进行相互连接，加大基座面积时，可以通过基座主体边缘的外级连结构实现多个基座的互连，或是通过外级连结构外连加固措施、配重压块来增强基座的海床稳定性，如外联水泥压块。

本发明的有益效果：基于本发明特有的上述结果和功能，本发明提供的海床吸附式基座重量轻、体积小，能降低施工难度，利用海上工程服务船等非工程类船舶即能实现水下快速施工目标，从而达到快速施工和降费用的目的；不仅施工快速，还能产生高于基座自身自重的吸附作用力，提供更加稳定、牢固的基座固定效果，能低于海底暗流等作用力的影响，降低基座发生偏移位移的可能性；通过本发明的结构设计，能有效、快速、低成本的实现基座姿态调整的目的，也能实现快速回收操作，通过可拆卸的单向阀盖，能有效简单的完成抽放工作，有效提高本发明的适用性和易用性。

附图说明

图1为一种便于回收的海床吸附式基座的立体结构示意图；

图2为一种便于回收的海床吸附式基座的剖面结构示意图；

图3为一种便于回收的海床吸附式基座的仰视结构示意图；

图4为一种便于回收的海床吸附式基座的俯视结构示意图；

图5为吸附式腔体为圆形的海床吸附式基座的结构示意图；

图6为实施例2中吊放置入海床吸附式基座的立体图；

图7为实施例2通过***管排出吸附腔内部的淤泥完成吸附的原理示意图；

图8为实施例2通过通道管注入高压水进行吸附腔内部的原理示意图；

其中：1基座主体、2水下设备、3吸附式腔体、4腔壁、5吸附腔、6通道管、7单向阀盖、8基座斜面、9斜面边、10防滑板、11外级连结构、12配重压块、13***管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：如图1～图6所示，一种便于回收的海床吸附式基座，包括基座主体1、安装在基座主体1上的水下设备2，基座主体1为板式结构，沿基座主体1底部安装有向下延伸的吸附式腔体3，所述吸附式腔体3包括沿基座主体1底部边缘分布的腔壁4，腔壁4围绕的中部形成吸附腔5，所述基座主体1上按四个方位开设有至少四个连通至吸附腔5的通道管6，以及开设于基座主体1上连通至吸附腔的***管13，所述***管13具有活动开闭的阀帽，通道管6上安装有可拆卸或松紧可调式的阀盖。基座主体1为方形板式结构，尺寸约为3000mm(长)×3000mm(宽)×800mm(高)，或基座主体1为长方体或圆柱体、椭圆体等结构，用钢筋和混凝土浇铸而成；吸附腔5的尺寸约为2500mm(长)×2500mm(宽)×400mm(高)的方形结构，基座的通道管6为四个，分别分布在基座板面的四个顶角上并与吸附式腔体3形成的吸附腔5空间连通，所述通道管6分别开设于基座主体1的四个顶角部位上，且所述阀盖为单向阀盖7，单向阀盖7安装在基座主体1正表面一侧的通道管6上。单向阀盖7使得通道管6相对于吸附腔5而言只能出不能进，即只能从中抽取出吸附腔5内的水体淤泥等，基座主体1上方的海水无法通过单向阀盖7进入吸附腔5内，便于吸附式，直接对接外接设备进行吸附操作。即通过吸附式腔体3实行对基座主体1的固定放置，使其稳定的吸附在海床上，其结构小巧，吸附效果稳定，重量轻巧、降低施工难度，利用海上工程服务船等非工程类船舶即能实现水下快速施工目标，从而达到快速施工和降费用的目的；所述通道管6分别开设于基座主体1的四个顶角部位上，数量可为三个，五个，甚至更多均可，但都需要分布于基座主体1面的四角或四周边缘；

优选地，所述基座主体1的截面呈梯形状且底部边缘朝内的部分均设有向上倾斜的基座斜面8，所述吸附式腔体3位于基座主体1底部下方且边缘具有向上倾斜的斜面边9，所述基座斜面8四周覆盖所述斜面边9。基座斜面8使得基座主体1的底部空间呈向下扩张的展开式空间，能够很好的包裹和容纳同样具有斜面边9的吸附式腔体3位于其下方，能有效的固定吸附式腔体3，加强二者间的连接接触面积，提供更好的相互作用力，基座主体1下方的吸附式腔体3的斜面边9的底部尺寸与基座下部尺寸相近留下加工防滑板10的空间即可，腔体与海床接触面积大于6平方米。

优选地，所述所述基座主体1的底部边缘分布有若干个向下延伸的防滑板10。防滑板10尺寸为300mm(长)×20mm(宽)×500mm(高)的钢板，防滑板10的相邻间隔约为1m左右，采用焊接方式，并焊有加强筋，可在空气中支撑基座重量；方便布置、回收时吊放的稳定性，防滑板10布置于海床上后，能够***到海床表面的淤泥土层里，进一步加强基座主体1的稳定性。

优选地，所述基座主体1的正表面四周边缘部上安装有外级连结构11。基座外级连结构11用于多个基座软连接，扩大基座与海床接触面积，或是外连结构增强基座稳定性，外连结构用抗腐蚀的玻璃钢材料加工，具有多个外连接点，嵌入基座并分布在基座不同侧面上部，方便连接。基座布放后需要级连扩大基座安装面积，可以布放多个基座，用水下ROV进行水下连接操作水浅时可以是潜水员，连接用事先准备的高分子纤维绳通过外级连结构11连接即可。所述外级连结构11上连接安装有向基座主体1四周海床上放置的配重压块12。进一步加固水下基座稳定性，可以通过纤维绳连接的水泥压块实现，水泥压块用于水下固基或隔离，水泥压块是由柔性绳连接的多个水泥块。

基座上的水下设备2可随基座布放，也可在基座布放后安装，可以根据需要进行水下施工操作，水下操作可以是潜水员或是水下ROV。如水下设备2需要保护，还可增加设备保护罩，设备保护罩用于遮罩保护下水设备本体。

以海深30米为例，吸附式基座面积4平方米为例，水泵置于海船上，通过管道向下连接至通道管，由潜水员负责对接，对接外必后，向通道管同时注入高压水，高压水进入吸附腔内，将浮泥冲起，并在水压的作用下随水体流动，从***管13排出，当吸附腔内部浮泥排出后，基座的四壁及吸附腔壁被周围的海床浮泥包裹，达到吸附效果，基座表面受到120T的压力作用，关闭***管13，关闭通道管，基座能够很好的实现稳定吸附效果。

实施例2：一种实施例1记载的海床吸附式基座的吸附、回收方法，如图7、图8所示，包括以下步骤：

S1、将基座主体1吊放坐底海床到预定位置点；基座加工好后，通过水面船吊绳的吊钩连接基座主体1上的吊放结构吊放入水，直至预定位置；

S2、开启***管13的阀帽，将通道管6的阀盖与外部装置连接后，通过通道管6向吸附腔5内部注入高压水体，将吸附腔5内部、下方的海床淤泥吹起，并从***管13中排除，关闭阀帽，停止注入高压水，吸附式腔体3稳定吸附在海床表面；

S3、回收基座时，通过通道管6向附式腔内部注入高压水或高压气体，使吸附腔5、基座主体1在内部高压的情况下脱离海床吸附，回收基座主体。可在四个单向阀口连接高压水管或是部分封死，其余部分连接高压水管，通过单向阀通道向吸附腔5体内加入高压水或高压气使基座从海床解脱吸附，实现基座回收。

在步骤S2完成吸附后，需要对基座姿态进行调整，所述姿态进行调整的步骤包括：在若干个通道管6中从相对高度较高的一端所在的的通道管6的单向阀盖7去除，并于通道管6向吸附腔5内加入高压水，通过高压水将淤泥或杂物吹出基座底部所在的区域，达到基座姿态的调整。所述姿态进行调整的步骤中，非加入高压水的通道管6的单向阀盖7为拆卸或松开状态。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种便于回收的海床吸附式基座，包括基座主体(1)、安装在基座主体(1)上的水下设备(2)，其特征在于，基座主体(1)为板式结构，沿基座主体(1)底部安装有向下延伸的吸附式腔体(3)，所述吸附式腔体(3)包括沿基座主体(1)底部边缘分布的腔壁(4)，腔壁(4)围绕的中部形成吸附腔(5)，所述基座主体(1)上按四个方位开设有至少四个连通至吸附腔(5)的通道管(6)，以及开设于基座主体(1)上连通至吸附腔的***管，所述***管具有活动开闭的阀帽，通道管(6)上安装有可拆卸或松紧可调式的阀盖。

2.根据权利要求1所述的海床吸附式基座，其特征在于，所述基座主体(1)的截面呈梯形状且底部边缘朝内的部分均设有向上倾斜的基座斜面(8)，所述吸附式腔体(3)位于基座主体(1)底部下方且边缘具有向上倾斜的斜面边(9)，所述基座斜面(8)四周覆盖所述斜面边(9)。

3.根据权利要求2所述的海床吸附式基座，其特征在于，所述通道管(6)分别开设于基座主体(1)的四个顶角部位上，且所述阀盖为单向阀盖(7)。

4.根据权利要求2所述的海床吸附式基座，其特征在于，所述基座主体(1)的底部边缘分布有若干个向下延伸的防滑板(10)。

5.根据权利要求4所述的海床吸附式基座，其特征在于，所述所述基座主体(1)的正表面四周边缘部上安装有外级连结构(11)。

6.根据权利要求5所述的海床吸附式基座，其特征在于，所述外级连结构(11)上连接安装有向基座主体(1)四周海床上放置的配重压块(12)。

7.一种如上述任意一项权利要求所述的海床吸附式基座的吸附、回收方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、将基座主体(1)吊放坐底海床到预定位置点；

S2、开启***管的阀帽，将通道管(6)的阀盖与外部装置连接后，通过通道管(6)向吸附腔(5)内部注入高压水体，将吸附腔(5)内部、下方的海床淤泥吹起，并从***管中排除，关闭阀帽，停止注入高压水，吸附式腔体(3)稳定吸附在海床表面；

S3、回收基座时，通过通道管(6)向附式腔内部注入高压水或高压气体，使吸附腔(5)、基座主体(1)在内部高压的情况下脱离海床吸附，回收基座主体。

8.根据权利要求7所述的海床吸附式基座的吸附、回收方法，其特征在于，步骤S3中，***管的阀帽、非注入高压水或高压气体的通道管(6)的阀盖为关闭或锁紧状态。

9.根据权利要求7所述的海床吸附式基座的吸附、回收方法，在步骤S2完成吸附后，需要对基座姿态进行调整，所述姿态进行调整的步骤包括：将在若干个通道管(6)中从相对高度较高的一端所在的通道管(6)的阀盖去除，并于通道管(6)向吸附腔(5)内加入高压水，通过高压水将淤泥或杂物吹平、吹移，实现基座姿态的调整。

10.根据权利要求9所述的海床吸附式基座的吸附、回收方法，所述姿态进行调整的步骤中，***管的阀帽、非加入高压水的通道管(6)的单向阀盖(7)为开启或松开状态。