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专利号: 2022108482280
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 船舶或其他水上船只;与船有关的设备
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,包括遥感潜航器(1)、溢油监测浮标(3)和油管探测机构(5),其特征在于,所述遥感潜航器(1)包括潜航器本体(101),所潜航器本体(101)的后部两侧设置有左侧推进机构(102)和右侧推进机构(104),所述潜航器本体(101)的尾端设置有后推进机构(103),所述后推进机构(103)实现所述遥感潜航器(1)的前进和后退,所述左侧推进机构(102)和右侧推进机构(104)实现所述遥感潜航器(1)的转向;

所述遥感潜航器(1)顶部设置有收放绳机构(2),所述收放绳机构(2)与所述溢油监测浮标(3)连接,所述收放绳机构(2)能够释放浮标缆绳(204),以改变所述溢油监测浮标(3)距离水面的深度,在收绳状态所述收放绳机构(2)与所述溢油监测浮标(3)抵接;

所述溢油监测浮标(3)包括浮力基座(301)、溢油探测雷达(302)和溢油监测杆(303),所述浮力基座(301)能够在所述收放绳机构(2)释放浮标缆绳(204)时通过浮力在水体中上升,所述溢油探测雷达(302)在水面以下时能够探测水面的溢油区域,所述溢油监测杆(303)能够伸出水面进行溢油检测;

所述遥感潜航器(1)的下端通过悬挂臂组件(4)连接有油管探测机构(5),所述油管探测机构(5)抵接输油管路(6)移动,所述输油管路(6)包括输油直管(601)、直管连接套(602)和弯管连接套(603),所述油管探测机构(5)能够沿着直线状态/转弯状态的输油管路(6)移动,并实现对输油管路(6)的检测。

2.根据权利要求1所述的监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,其特征在于,所述悬挂臂组件(4)包括悬臂本体(401)、上铰接端(402)、下铰接端(403)、支撑板(404)、铰接座(405)和转动轴(406),所述潜航器本体(101)的下端可转动的连接所述悬臂本体(401)的上铰接端(402),所述悬臂本体(401)的下铰接端(403)通过铰接座(405)可转动的连接所述支撑板(404),所述支撑板(404)的下端面设置有转动轴(406)。

3.根据权利要求2所述的监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,其特征在于,所述油管探测机构(5)包括U型支撑架(501)、转动座(502)、支撑滚轮(503)、碰撞检测板(504)、弹性伸缩机构(505)、碰撞传感器(506)、传感器容置孔(507)、滚轮转轴(508)、滑动导向杆(509)、探测支撑板(510)、探伤传感器(511),所述U型支撑架(501)通过转动座(502)可转动的设置在所述转动轴(406)上,所述U型支撑架(501)的两侧的上部设置有容置空间,两个所述容置空间内分别设置有竖向设置的滑动导向杆(509),所述滚轮转轴(508)的两侧设置有滑动导向孔,所述滚轮转轴(508)的两端通过所述滑动导向孔能够在所述导向杆(509)上实现滑动,所述滚轮转轴(508)与所述容置空间的上端面之间的所述导向杆(509)上还套设有复位弹簧,所述滚轮转轴(508)上可转动的设置有支撑滚轮(503),所述支撑滚轮(503)与所述U型支撑架(501)的下部组成的限制空间能够容纳所述输油管路(6),所述滚轮转轴(508)的一侧还设置有探测支撑板(510),所述探测支撑板(510)上设置有能够对所述输油管路(6)进行检测的探伤传感器(511),所述支撑滚轮(503)沿着所述输油管路(6)的表面滚动,当通过具有一定高度落差的所述直管连接套(602)和弯管连接套(603)时,所述探测支撑板(510)和探伤传感器(511)能够随着所述支撑滚轮(503)上下移动。

4.根据权利要求3所述的监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,其特征在于,所述U型支撑架(501)位于所述输油管路(6)两侧的部分,且该部分的前进方向的侧面上分别设置有碰撞检测板(504),所述碰撞检测板(504)通过所述弹性伸缩机构(505)与所述U型支撑架(501)的前侧面连接,所述U型支撑架(501)上对应所述碰撞检测板(504)的位置处设置有碰撞传感器(506),所述碰撞传感器(506)的主体设置于所述U型支撑架(501)上的传感器容置孔(507)内;

所述遥感潜航器(1)驱动所述油管探测机构(5)沿着所述输油管路(6)移动,在所述输油管路(6)的转弯处,两个所述碰撞检测板(504)中的一个受到所述输油管路(6)碰撞,所述碰撞驱动所述U型支撑架(501)相对于所述支撑板(404)转动一定角度,同时所述受到所述输油管路(6)碰撞的碰撞检测板(504)触发对应的碰撞传感器(506),该碰撞传感器(506)控制所述左侧推进机构(102)和/或右侧推进机构(104)实现所述遥感潜航器(1)的转向。

5.根据权利要求4所述的监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,其特征在于,收放绳机构(2)包括收放壳体(201)、浮标基座(202)、长腰孔(203)、浮标缆绳(204)、固定轮座(205)、伸缩驱动机构(206)、滑动轮座(207)、固定绕绳辊(208)、滑动绕绳辊(209)、缆绳固定座(210)、轮座滑轨(211);

所述固定轮座(205)与所述潜航器本体(101)固定连接,所述固定轮座(205)和滑动轮座(207)之间通过伸缩驱动机构(206)连接,并且所述伸缩驱动机构(206)的伸缩杆与所述滑动轮座(207)连接,所述滑动轮座(207)的底部设置有轮座滑轨(211),所述固定轮座(205)上可转动的设置有固定绕绳辊(208),所述滑动轮座(207)上可转动的设置有滑动绕绳辊(209);

所述收放壳体(201)罩设于所述收放绳机构(2)的外部,所述收放壳体(201)的顶面设置有浮标基座(202),所述浮标基座(202)的形状与所述浮力基座(301)的底部形状相适配,所述浮标基座(202)上还设置有长腰孔(203),所述浮标缆绳(204)从潜航器本体(101)上的缆绳固定座(210)伸出后,缠绕在所述固定绕绳辊(208)和滑动绕绳辊(209)上预设圈数后,穿过所述长腰孔(203)后伸出所述收放壳体(201)并连接所述浮力基座(301)的底部;

所述伸缩驱动机构(206)驱动所述滑动轮座(207)与所述固定轮座(205)之间的间距发生改变,进而改变浮标缆绳(204)在所述固定绕绳辊(208)和滑动绕绳辊(209)上的缠绕长度,进而改变浮力基座(301)与潜航器本体(101)之间的距离。

6.一种溢油监测方法,采用权利要求1‑5中任意一项所述的监测海上钻井平台管路溢油的潜航器,其特征在于,包括以下步骤,

步骤a,控制遥感潜航器(1)上的收放绳机构(2)处于收绳状态,通过浮标缆绳(204)使得溢油监测浮标(3)紧固在所述收放壳体(201)的浮标基座(202)上;

步骤b,控制遥感潜航器(1)移动使得所述油管探测机构(5)的支撑滚轮(503)抵接输油管路(6),使得油管探测机构(5)沿着所述输油管路(6)移动,并通过探伤传感器(511)对所述输油管路(6)进行检测;

步骤c,所述油管探测机构(5)移动至所述输油管路(6)的转弯处时,所述油管探测机构(5)一侧的碰撞检测板(504)受到改变走向的输油管路(6)的管壁的碰撞,使该侧的碰撞传感器(506)发出信号,该信号控制左侧推进机构(102)和/或右侧推进机构(104)实现遥感潜航器(1)的转向,并且通过U型支撑架(501)的一侧受力,实现U型支撑架(501)相对于支撑板(404)转动一定角度,配合左侧推进机构(102)和/或右侧推进机构(104)的转向力,实现油管探测机构(5)通过所述输油管路(6)的转弯段。

7.根据权利要求6所述的溢油监测方法,其特征在于,还包括以下步骤,

步骤d,控制遥感潜航器(1)上的收放绳机构(2)释放浮标缆绳(204),浮力基座(301)受到浮力上浮,使得溢油监测杆(303)伸出水面,检测水面是否存在溢油;

步骤e,当检测到水面存在溢油时,通过收放绳机构(2)驱动所述溢油监测浮标(3)下沉至水面以下预定深度,通过溢油探测雷达(302)对上方的水面进行探测,并通过探测数据识别溢油区域的边界;

步骤f,控制遥感潜航器(1)在水下移动并重复所述步骤d和步骤e,确定水面溢油区域的完整边界。