海上电缆布设装置及方法与流程

本发明属于海上电缆布设，涉及一种海上电缆布设装置及海上电缆布设方法。

背景技术：

1、海缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆，海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通讯业务,费用昂贵,但保密程度高，海底电力电缆主要用于水下传输大功率电能,与地下电力电缆的作用等同，同陆地电缆相比，一是铺设不需要挖坑道或用支架支撑，因而投资少，建设速度快；二是除了登陆地段以外，电缆大多在一定深度的海底，不受风浪等自然环境的破坏和人类生产活动的干扰，所以，电缆安全稳定，抗干扰能力强，保密性能好，海缆敷设船是在母船上设置海缆舱或托盘，通过退扭架、张紧器、门形起重机、水下埋设犁等专用设备，将海底海缆直接敷设海床上或埋设到海底；

2、成品海底电缆具有连续一整根、大长度、高重量的特性，在存储时多采用集中盘绕在一个转盘上，现有技术中，海缆敷设床上只设置有一个电缆布设装置，因而在敷设海缆时一次仅能敷设一根海缆，但在某些情况下需要在同一路径上敷设两根海缆时，就需要海缆敷设船进行两次独立敷设，效率较低。

3、为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种深远海双缆盘铺缆船[申请号：202311081551.0]，包括主船体，所述主船体甲板中部设置电缆转盘组件，在所述主船体甲板上所述电缆转盘组件旁边设置有储藏舱，所述储藏舱内设置有第一缆盘；在所述主船体甲板上所述电缆转盘组件两侧分别设置有第一甲板吊机和第二甲板吊机，在所述主船体的尾部设置有埋设机收放组件；该发明专利通过在床体上设置两个独立的缆盘的方式可以实现一次同时敷设两根海缆的作业，但是其缺陷在于，需要在船体上预留出很大一部分空间用于装载第二缆盘；

4、因此，需要设计一种可以满足能装载两根独立的成品海底电缆、能使两根成品海底电缆同时敷设以及能更优化利用船上空间这三点的海上电缆布设装置。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种海上电缆布设装置。

2、本发明的目的是针对上述问题，提供一种采用海上电缆布设装置的海上电缆布设方法。

3、为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

4、一种海上电缆布设装置，包括设置在船体甲板上的双盘缆盘装置、两个导缆装置和两个牵引布缆装置，两个导缆装置和两个牵引布缆装置组合形成两条传输通道，所述的海上电缆布设方法上设置有两根电缆且两根电缆能通过两条传输通道同时输出电缆进行电缆布设。

5、在上述的海上电缆布设装置中，所述的海上电缆布设方法包括设置在船体甲板上的中心定位座以及以中心定位座为转动中心的内圈缆盘和外圈缆盘，所述的船体甲板上设置有用于支承内圈缆盘和外圈缆盘的弹性支承结构以及刹车机构，所述的船体甲板上还设有与内圈缆盘相连的内圈缆盘驱动机构和与外圈缆盘相连的外圈缆盘驱动机构，内圈缆盘驱动机构和外圈缆盘驱动机构能分别驱动内圈缆盘和外圈缆盘独立转动，所述的船体甲板和外圈缆盘之间还设有以中心定位座为圆心设置的弹性挡轮结构；所述的内圈缆盘和外圈缆盘之间还设置有外圈缆盘定位结构。

6、在上述的海上电缆布设装置中，所述的外圈缆盘驱动机构包括设置在外圈缆盘的外周向面上的外环形齿条以及若干沿周向设置在外圈缆盘外侧的外圈缆盘驱动器，所述的外圈缆盘驱动器的输出轴端部固连有与外环形齿条啮合的外驱动齿轮；所述的弹性挡轮结构包括若干沿中心定位座为圆心周向设置的挡轮座，所述的挡轮座上通过若干螺栓可拆卸地连接有挡轮安装座，所述的挡轮安装座顶部转动连接有挡轮；所述的外圈缆盘底部固连有以中心定位座为圆心设置的环形挡圈，所述的挡轮设置在环形挡圈内侧或外侧且与环形挡圈的周向面相抵；所述的挡轮座上设置有两个具有挡轮的挡轮安装座，且两个挡轮安装座分别设置在环形挡圈内侧和外侧，两个挡轮分别与环形挡圈的内外侧周向面相抵；所述的挡轮和挡轮安装座的连接轴之间设置有弹性橡胶。

7、在上述的海上电缆布设装置中，所述的内圈缆盘驱动机构包括以中心定位座为圆心通过齿条固定架固定在内圈缆盘底部的内环形齿条以及若干沿周向设置在内环形齿条外侧的内圈缆盘驱动器，所述的内圈缆盘驱动器的输出轴端部固连有与内环形齿条啮合的内驱动齿轮。

8、在上述的海上电缆布设装置中，所述的弹性支承结构包括若干组由若干以中心定位座为圆心周向设置的转动支承座组成的支承组件，所述的内圈缆盘和外圈缆盘底部均设置有至少两组支承组件；所述的内圈缆盘和外圈缆盘底部设置有以中心定位座为圆心设置的环形底架，所述的环形底架设置有若干个且与支承组件对应设置；所述的转动支承座包括一固定在船体甲板上的支承座，所述的支承座顶端设置有支承轮安装架，所述的支承轮安装架上转动连接有竖直设置的支承轮，所述的支承轮顶端与环形底架底面相抵，所述的支承座和支承轮安装架之间设置有减震垫，所述的支承座和支承轮安装架通过若干螺栓固定且螺栓竖向贯穿减震垫。

9、在上述的海上电缆布设装置中，所述的刹车机构包括固定在船体甲板上的若干以中心定位座为圆心周向设置的刹车组件；所述的内圈缆盘和外圈缆盘底部设置有以中心定位座为圆心设置的环形刹车盘，所述的环形刹车盘与刹车组件对应设置。

10、在上述的海上电缆布设装置中，所述的导缆装置包括设置在船体甲板上的工作平台、导缆机构、排缆机构和牵引机，所述导缆机构和所述排缆机构分别设于所述工作平台的两侧，所述排缆机构与所述工作平台转动连接，所述排缆机构和所述工作平台之间设有驱动组件，所述驱动组件驱动所述排缆机构转动，所述牵引机设于所述工作平台上用于牵引电缆。

11、在上述的海上电缆布设装置中，所述的牵引布缆装置包括设置在船体甲板上的底架和机架，所述机架上设有下牵引履带总成和可沿竖直方向往复直线运动的上牵引履带总成，所述机架头尾两端各设有一个导缆结构，所述导缆结构与下牵引履带总成和上牵引履带总成之间所形成的电缆通道相对应，所述电缆通道内设有多方位防偏限位组件，所述下牵引履带总成和上牵引履带总成由主传动系统驱动，所述机架上还设有用于驱动上牵引履带总成上下移动的液压压紧结构。

12、在上述的海上电缆布设装置中，所述多方位防偏限位组件包括内侧限位辊和外侧限位辊，所述上牵引履带总成与机架上的上横梁相连，所述下牵引履带总成与机架上的下横梁相固定，所述内侧限位辊与上横梁固连，所述外侧限位辊与机架下端固连；所述内侧限位辊和外侧限位辊分别位于电缆通道的内侧和外侧，所述内侧限位辊位于下牵引履带总成上方，所述外侧限位辊位于上牵引履带总成下方；所述液压压紧结构包括主液压缸支座和副液压缸下支座，所述主液压缸支座与上横梁相连，所述副液压缸下支座与机架相连，所述主液压缸支座和副液压缸下支座上分别设有主液压缸和副液压缸，所述主液压缸的动力轴与机架相连，所述副液压缸的动力轴与上牵引履带总成外侧的副液压缸上支座相连。

13、一种采用海上电缆布设装置的海上电缆布设方法，包括以下步骤：

14、步骤a：将两根电缆分别装载在内圈缆盘和外圈缆盘上；

15、步骤b：将电缆的头部放入由两个导缆装置和两个牵引布缆装置组合形成两条传输通道内，通过两个导缆装置和两个牵引布缆装置可以同时牵引出内圈缆盘和外圈缆盘内的两根电缆；

16、步骤c：在两根电缆同时牵引的过程中，通过内圈缆盘驱动机构和外圈缆盘驱动机构分别驱动内圈缆盘和外圈缆盘以不同转速独立转动以使两根电缆在缆盘出线端处的线速度保持一致。

17、与现有的技术相比，本发明的优点在于：

18、1、双盘缆盘装置可以一次装载两根电缆，将电缆的头部放入由两个导缆装置和两个牵引布缆装置组合形成两条传输通道内，通过两个导缆装置和两个牵引布缆装置可以同时牵引出双盘缆盘装置内的两根电缆以实现双电缆同步敷设。

19、2、内圈缆盘和外圈缆盘能分别独立装载一根海底电缆，通过内圈缆盘驱动机构可以驱动内圈缆盘以中心定位座为转动中心独立转动，外圈缆盘驱动机构结合弹性挡轮结构可以驱动外圈缆盘以中心定位座为转动中心独立转动，因而在海缆敷设船进行敷设作业时，仅需要控制通过内圈缆盘驱动机构驱动的内圈缆盘和通过外圈缆盘驱动机构驱动的外圈缆盘以不同转速同向转动使两根海底电缆在缆盘出线端处的线速度保持一致就能实现同时敷设两根海底电缆，且相较于增加一个独立的缆盘，在内圈缆盘上套设外圈缆盘所占用的空间大大降低。

20、3、由于内圈缆盘和外圈缆盘以及海底电缆的自重较大，通过设置弹性支承结构能够对内圈缆盘和外圈缆盘进行减震以增加缆盘的稳定性且能防止支承结构受损，另外，由于内圈缆盘和外圈缆盘以及海底电缆的自重较大，刹车机构对缆盘的作用较小，因此现有技术中的缆盘都不设置刹车机构，海底电缆敷设时缆盘转动过快或过慢时，海底电缆出线端的线速度会增大或减小，此时仅需要加快或减慢海缆敷设船的航行速度即可，但在本技术中，由于需要保持两根分别设置在内圈缆盘和外圈缆盘上的海底电缆在缆盘出线端的线速度保持一致，因而需要设置刹车机构辅助控制内圈缆盘和外圈缆盘的转动速度，以提高两根海底电缆在敷设时的同步性。

21、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。