1.一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:包括盒型主体(1)、第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)、螺旋桨推进器(6)、聚泥罩(7)、输管长筒(8)、输泥板(9)、控制系统(10),所述盒型主体(1)开口朝下,所述第一犁泥耙(2)、所述第一犁泥锄(3)、所述第二犁泥耙(4)、所述第二犁泥锄(5)在所述盒型主体(1)底部沿其长度方向同向倾斜依次间隔排列并分别固定于所述盒型主体(1)底部,所述第一犁泥耙(2)与所述第一犁泥锄(3)等高,所述第二犁泥耙(4)与所述第二犁泥锄(5)等高,所述第二犁泥耙(4)的竖直高度大于所述第一犁泥耙(2)的竖直高度,所述盒型主体(1)的前端及长度方向相对两侧分别安装有所述螺旋桨推进器(6),所述聚泥罩(7)罩口朝下与所述盒型主体(1)后端固定并与其内部连通,所述输管长筒(8)沿所述盒型主体(1)长度方向斜向下穿设于所述盒型主体(1)中,所述输泥板(9)在所述盒型主体(1)底部固定,所述输泥板(9)跨设于所述第一犁泥锄(3)与所述第二犁泥锄(5)之间,所述控制系统(10)安装于所述盒型主体(1)上,所述螺旋桨推进器(6)与所述控制系统(10)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述控制系统(10)包括前置滤波器(101)、数字信号处理器(102)、输出滤波器(103)、压力传感器(104),所述前置滤波器(101)、所述数字信号处理器(102)、所述输出滤波器(103)集成安装于所述盒型主体(1)上部,所述前置滤波器(101)、所述输出滤波器(103)分别与所述数字信号处理器(102)信号连接,所述输出滤波器(103)与所述螺旋桨推进器(6)的运动控制器(61)信号连接,所述压力传感器(104)设有两个,其中一个安装于所述第一犁泥耙(2)或所述第一犁泥锄(3)的底部,另一个安装于所述第二犁泥耙(4)或所述第二犁泥锄(5)底部,所述压力传感器(104)与所述前置滤波器(101)信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述第一犁泥耙(2)包括第一连接板(21)、第一齿钉(22),所述第一齿钉(22)至少设有两个,在所述第一连接板(21)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定,所述第一连接板(21)水平放置,其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定,使所述第一齿钉(22)置于所述盒型主体(1)外部;所述第二犁泥耙(4)包括第二连接板(41)、第二齿钉(42),所述第二齿钉(42)至少设有两个,在所述第二连接板(41)一侧板面上沿其长度方向依次间隔固定,所述第二连接板(41)水平放置,其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定,使所述第二齿钉(42)置于所述盒型主体(1)外部。
4.根据权利要求3所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述第一齿钉(22)与所述第二齿钉(42)数量相等,所述第一齿钉(22)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度A为60°~75°,所述第二齿钉(42)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度B与所述第一齿钉(22)的倾斜角度A相等。
5.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述第一犁泥锄(3)包括第三连接板(31)、第一锄板(32),所述第一锄板(32)一端为尖端,另一端为平端,所述平端与所述第三连接板(31)固定,所述第一锄板(32)两端之间的板面为曲面,其一侧板面为内凹型,凹面呈钝角面,相对另一侧板面为外凸型,所述第三连接板(31)水平放置,其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定,使所述第一锄板(32)置于所述盒型主体(1)外部;所述第二犁泥锄(5)包括第四连接板(51)、第二锄板(52),所述第二锄板(52)一端为尖端,另一端为平端,所述平端与所述第四连接板(51)固定,所述第二锄板(52)两端之间的板面为曲面,其一侧板面为内凹型,凹面呈钝角面,相对另一侧板面为外凸型,所述第四连接板(51)水平放置,其两个宽边分别与所述盒型主体(1)长度方向相对两内侧面固定,使所述第二锄板(52)置于所述盒型主体(1)外部。
6.根据权利要求5所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述第一锄板(32)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度C为60°~75°,所述第二锄板(52)与所述盒型主体(1)底边所呈的倾斜角度D与所述第一锄板(32)的倾斜角度C相等。
7.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述聚泥罩(7)包括弧形挡板(71)、扇形板(72),所述扇形板(72)设有两个,相对平行间隔设置并分别与所述盒型主体(1)固定,两个所述扇形板(72)通过所述弧形挡板(71)连接,使三者构成扇形罩壳,所述弧形挡板(71)与所述盒型主体(1)固定。
8.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述盒型主体(1)的前端设有至少两个所述螺旋桨推进器(6),所述螺旋桨推进器(6)穿设固定于所述盒型主体(1)的前端的板面上。
9.根据权利要求1所述的一种海洋油气管道水下铺设装置,其特征在于:所述输管长筒(8)的内筒壁上至少安装有一个直线轴承(11),所述直线轴承(11)的外圈与所述输管长筒(8)的内筒壁连接。
10.一种根据权利要求1~9任一所述的海洋油气管道水下铺设装置的铺设方法,其特征在于,
一、准备进行reel lay型海底管道铺设作业包括以下步骤:
S1.将输管长筒(8)套在管道上,利用起重机将本装置下放并同步下放管道;
S2.控制系统(10)接收到船载主控系统(12)的指令,并将信号传递给盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6),触发相应的螺旋桨推进器(6)反转实现本装置的下潜;
S3.第一犁泥耙(2)、第一犁泥锄(3)、第二犁泥耙(4)、第二犁泥锄(5)扎进河床土层,控制系统(10)发出信号,触发盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6)停止转动;
二、进行海底管道铺设作业包括以下步骤:
T1.船上操作人员通过船载主控系统(12)发出指令给控制系统(10),控制系统(10)发出指令给安装于盒型主体(1)前端的螺旋桨推进器(6),触发相应的螺旋桨推进器(6)正转实现本装置的向前运动;
T2.第一犁泥耙(2)、第二犁泥耙(4)前移进行逐级松泥挖槽作业,第一犁泥锄(3)、第二犁泥锄(5)进行铲泥作业,泥土顺势向上、向后聚集,部分泥土直接到达聚泥罩(7)内,部分泥土通过输泥板(9)到达聚泥罩(7)内,此时,管道一直处于下放状态,并被放置于本装置所挖凹槽中,同时聚泥罩(7)中的泥土重新填回铺设有管道的凹槽中;
三、终止海底管道铺设作业包括以下步骤:
P1.当铺设完所需长度的管道之后,船上操作人员通过船载主控系统(12)发出指令给控制系统(10),控制系统(10)发出指令给安装于盒型主体(1)前端的螺旋桨推进器(6),触发相应的螺旋桨推进器(6)停转;
P2.控制系统(10)再次发出指令给盒型主体(1)的长度方向相对两侧所安装的螺旋桨推进器(6),触发相应的螺旋桨推进器(6)正转实现本装置的上浮;
P3.本装置上浮至海面,对本装置进行回收。