深水锚系连接板辅助工装的制作方法

本实用新型涉及海洋石油工程领域，更具体地说，涉及一种深水锚系连接板辅助工装。

背景技术：

随着国内海洋石油行业逐渐走向深水，吸力锚、桩锚越来越多地应用在海上永久性系泊系统中。在深水永久性系泊系统安装的海上施工中，往往先将吸力锚安装至海底，之后再将系泊锚链和钢缆铺设至海底，并与吸力锚预装的锚头链连接。系泊锚链与锚头链连接时，由于操作精度较高，锚链间连接作业通常采用人力进行，然而随着水深增大，受限于潜水员工作水深，吸力锚与系泊锚腿连接作业必须由水下机器人(rov)进行，而水下机器人(rov)进行机械手灵活度无法与人手媲美，水下机器人(rov)进行直接在水下进行连接板安装作业在现有条件下很难实现。因此，需借助辅助工装进行安装。

现有技术中采用水下锚系快速接头技术方案使水下机器人(rov)进行连接板安装作业。水下锚系快速接头虽然可以实现水下机器人(rov)进行水下独立连接系泊锚桩和系泊锚腿，但，快速接头由于其本身具有弹簧、锁紧功能，且承受系泊力极大，因此结构复杂，且对材料要求极高，且目前仅有国外少数几家公司可以进行设计与制造，容易出现技术垄断；另一方面，快速接头的公母头需要紧密贴合实现连接，因此其表面对杂质、防腐要求极高，在锚桩安装完成后需要灌注防腐药剂、安装防泥沙盖板，安装过程中需避免海流激起的泥沙带来的影响，对海上安装环境要求较高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种深水锚系连接板辅助工装。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种深水锚系连接板辅助工装，其包括第一框架、与所述第一框架相对配合的第二框架及用于将所述第一框架与第二框架连接在一起的连接装置；

还包括设置在所述第一框架上的用于承载连接板销轴的销轴导向结构及设置在所述第二框架上的与所述销轴导向结构对应的用于承载销轴螺母的螺母导向结构；

所述销轴导向结构包括设置在其上与连接板销轴一端连接并对所述连接板销轴起定位作用的助推把手；所述螺母导向结构包括设置在其上用于与销轴螺母连接的并对销轴螺母起定位作用的螺母限位板。

在一些实施例中，所述第一框架包括第一底座、第一锁紧板及向外凸设在所述第一框架上的第一圆筒，所述第一圆筒位于所述第一底座与第一锁紧板之间；

所述销轴导向结构包括所述第一圆筒、所述助推把手及设置在所述助推把手上的用于与连接板销轴连接的把手螺栓，所述第一圆筒两相对侧分别开设有用于供助推把手来回滑动的轴向导槽；

所述轴向导槽靠近所述第一框架端开设有脱接凹槽，当所述助推把手滑入所述脱接凹槽中时，所述把手螺栓脱离所述助推把手。

在一些实施例中，所述第二框架包括第二底座、第二锁紧板及向外凸设在所述第二框架上的第二圆筒，所述第二圆筒位于所述第二底座与第二锁紧板之间；

所述螺母导向结构包括所述第二圆筒、及设置在所述第二圆筒内的所述螺母限位板。

在一些实施例中，所述轴导槽远离所述第一框架端开设有用于供所述助推把手暂放其中的定位凹槽。

在一些实施例中，所述连接装置包括多个第一固定杆、与多个所述第一固定杆数量相应的第一固定杆螺母及第一阻挡部；

所述第一固定杆一端开设有与所述第一固定杆螺母配合的螺纹，另一端用于供所述第一阻挡部设置其上；

所述第一阻挡部包括第一插接孔及穿设在所述第一插接孔中的工装解脱杆；

所述工装解脱杆一端设置有防止其滑脱于所述第一插接孔的环形部，所述环形部最大外形尺寸大于所述第一插接孔的孔径尺寸；

所述第一锁紧板开设有与第一固定杆数量相应的第一固定孔，第二锁紧板开设有与第一固定孔相应的第二固定孔，所述第一固定杆依次穿设在所述第一固定孔与第二固定孔中后，所述第一固定杆螺母配合在所述第一固定杆的所述一端，所述工装解脱杆穿设在所述第一插接孔中，以将设置有连接板的所述第一框架与第二框架锁紧。

在一些实施例中，所述工装解脱杆的所述环形部上设置有方便将所述工装解脱杆从所述第一插接孔中拔出的第一猴拳。

在一些实施例中，所述连接装置还包括多个第二固定杆、用于设置在所述第二固定杆两端的第二固定杆螺母、及用于穿设在所述第二固定杆一端的限位管；

所述第二固定杆两端均开设有螺纹；

所述第一锁紧板开设有与第二固定杆数量相应的第三固定孔，第二锁紧板开设有与第三固定孔相应的第四固定孔，所述第二固定杆依次穿设在所述第三固定孔与第四固定孔后，所述限位管套设在所述第二固定杆靠近所述销轴导向结构一端后，所述第二固定杆螺母配合在所述第二固定杆的两端，以将设置有连接板的所述第一框架与第二框架锁紧。

在一些实施例中，所述第一锁紧板与第二锁紧板相对的面上均设置有用于供连接板定位其上的连接板定位部；

所述连接板定位部包括分别凸设在所述第一锁紧板与第二锁紧板相对面上的第一圆形凸起及凸设在所述第二锁紧板与第一锁紧板相对面上的第二圆形凸起，所述第二圆形凸起与第一圆形凸起相对设置。

在一些实施例中，所述第一底座包括第一底板，所述第一底板包括用于坐落在锚桩锚头链平台上的第一水平部及相对所述第一水平部向上折弯的第一折弯部；

所述第二底座包括第二底板，所述第二底板包括用于坐落在锚桩锚头链平台上的第二水平部及相对所述第二水平部向上折弯的第二折弯部；

所述第一折弯部与第二折弯部呈对称设置，且相对界定出呈倒v字形空间，用于供凸设在所述锚桩锚头链平台的凸起部容纳其中。

在一些实施例中，所述辅助工装还包括防止连接板销轴螺母脱落的插销结构，所述插销结构包括安全销、固定销及与所述固定销连接的第二猴拳；

所述第二框架包括向外凸设的与所述第二框架平面垂直的安装板，所述安装板中部开设有用于供所述安全销插入其中的安全销孔；

所述第二圆筒上开设有与所述安全销孔相应的用于供所述安全销插设其中的安全销槽；所述安全销靠近安全销孔一端开设有用于供固定销插设其中的第二插接孔，以使安全销暂时安装在螺母导向结构上。

实施本实用新型的深水锚系连接板辅助工装，具有以下有益效果：该辅助工装因巧妙设计，具有较强的水下机器人(rov)可操作性，且具有结构简单、对海水环境要求较低、经济型高、安全、高效等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中的深水锚系连接板辅助工装的结构示意图；

图2是本实用新型一些实施例中的设置有连接板的深水锚系连接板辅助工装的结构示意图；

图3是本实用新型一些实施例中的深水锚系连接板辅助工装的应用场景图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图进行详细说明。

需要说明的是，术语上、下等指示的方位和位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不指示或暗示所指的单元或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

图1及图2示出了本实用新型一些实施例中的深水锚系连接板辅助工装，以下简称辅助工装；该辅助工装是用于将预装在位于海底的吸力锚上的锚头链及铺设在海底的系泊锚链借助水下机器人(rov)进行连接的一种辅助装置。具体地，需要借助连接板50将锚头链与系泊锚链连接在一起，即首先，连接板销轴与销轴螺母设置在辅助工装上，将辅助工装与连接板50配合，借用水下机器人(rov)操作辅助工装，连接板销轴和销轴螺母连接于连接板50上，实现锚头链与系泊锚链连接。

在一些实施例中的辅助工装包括第一框架10、与第一框架10相对配合的第二框架20及用于将第一框架10与第二框架20连接在一起的连接装置30；在辅助工装安装过程中，连接板50配合在第一框架10与第二框架20之间，接着连接装置30将连接板50锁紧第一框架10与第二框架20之间。

在一些实施例中的第一框架10包括第一底座12、第一锁紧板13及向外凸设在第一框架10上的第一圆筒110，第一圆筒位110于第一底座12与第一锁紧板13之间；在一些实施例中的第二框架20包括第二底座22、第二锁紧板23及向外凸设在第二框架20上的第二圆筒210，第二圆筒210位于第二底座22与第二锁紧板23之间。

第一锁紧板13与第二锁紧板23均呈板状，分别相对设置于第一框架10与第二框架20的上端，连接装置30设置在第一锁紧板13与第二锁紧板23上，以将第一锁紧板13与第二锁紧板23连接在一起，进而将第一框架10与第二框架20锁紧。

第一圆筒110与第二圆筒210行对设置，优选地，第一圆筒110与第二圆筒210位于同一轴线上，且分别沿与相对对方相反的方向往外凸出，如图1所示。第一圆筒110用于为连接板销轴提供导向，第二圆筒210用于为销轴螺母提供导向，方便连接板销轴和销轴螺母配合连接在连接板50上，进而便于水下机器人(rov)操作。

第一底座12包括第一底板120，第一底板120包括用于坐落在锚桩锚头链平台上的第一水平部121及相对第一水平部121向上折弯的第一折弯部122；第二底座22包括第二底板220，第二底板220包括用于坐落在锚桩锚头链平台上的第二水平部221及相对第二水平部221向上折弯的第二折弯部222；

第一折弯部122与第二折弯部222呈对称设置，且相对界定出呈倒v字形空间，用于供凸设在锚桩锚头链平台上的凸起部容纳其中。

第一水平部121与第二水平部221和第一折弯部122与第二折弯部222有助于连接板50坐落在锚桩锚头链平台，并与锚头链最上端链环对齐。

在一些实施例中的辅助工装还包括设置在第一框架10上的用于承载连接板销轴的销轴导向结构11及设置在第二框架20上的与销轴导向结构11对应的用于承载销轴螺母的螺母导向结构21；该销轴导向结构11及螺母导向结构21分别用于为连接板销轴及销轴螺母提供导向，便于水下机器人(rov)操作连接板销轴与销轴螺母，即不用灵活操作即可完成连接板销轴与销轴螺母配合连接在连接板50上，从而完成锚头链与系泊锚链之间的连接。

在一些实施例中的销轴导向结构包括第一圆筒110、设置在第一圆筒110上的助推把手111及设置在助推把手111上的用于与连接板50销轴连接的把手螺栓112。辅助工装安装过程中，当连接板50设置在辅助工装时，把手螺栓112与助推把手111连接，连接板销轴设置在把手螺栓112上，助推把手111位于第一圆筒110中的第一预设位置。当连接有连接板50的辅助工装由水下机器人(rov)完成销轴螺母与连接板销轴配合后，助推把手112由第一预设位置被水下机器人(rov)移动到第二预设位置，此时，把手螺栓112脱离助推把手111。

在一些实施例中，第一圆筒110两相对侧分别开设有用于供助推把111手来回滑动的轴向导槽1101；位于轴向导槽1101靠近第一框架10端开设有脱接凹槽1102，位于轴向导槽1101远离第一框架10端开设有定位凹槽1103。脱接凹槽1102与定位凹槽1103均与轴向导槽1101垂直设置，且脱接凹槽1102的深度大于定位凹槽1103深度。由水下机器人(rov)进行深海作业前，助推把手111顺着轴向导槽1101滑进定位凹槽1103，使助推把手111暂放在定位凹槽1103中，水下机器人(rov)进行深海作业过程中，由该机器人顺着轴向导槽1101将助推把手111滑动至脱接凹槽1102中，使把手螺栓112脱离助推把手111，完成连接板销轴与销轴螺母在连接板50上的连接。

在一些实施例中的螺母导向结构21包括第二圆筒210、设置第二圆筒210上的用于固定销轴螺母的螺母限位板211及限位板固定部212。第二圆筒210起轴向导向作用，用于与设置有销轴螺母一端配合，并方便销轴螺母配合在连接板销轴上。螺母限位板211使销轴螺母定位其上，定位后的销轴螺母与连接板销轴相对设置，且可用简单的操作步骤使该连接螺母配合在连接板销轴上，从而通过连接板销轴与销轴螺母将连接板50连接锚头链与系泊锚链之间，以完成锚头链与系泊锚链之间的连接。限位板固定部212将螺母限位板固定在预设位置。

在一些实施例中的连接装置30包括多个第一固定杆31、与多个第一固定杆31数量相应的第一固定杆螺母32及第一阻挡部33；第一固定杆31穿设在第一锁紧板13与第二锁紧板23中，第一固定杆螺母32与第一阻挡部33分别设置在第一固定杆13两端，即第一固定杆31一端开设有与第一固定杆螺母32配合的螺纹，另一端用于供第一阻挡部33设置其上，以将第一固定杆13锁紧在第一锁紧板13与第二锁紧板23之间。在本实施例中，第一固定杆螺母32位于第一固定杆31靠近销轴导向结构11一端，第一阻挡部33位于第一固定杆31靠近螺母导向结构21一端，如图1所示。

在一些实施例中，多个第一固定杆31可包括三个第一固定杆31，且该三个第一固定杆31纵向依次均匀排列设置在由第一锁紧板13与第二锁紧板23界定出的锁紧板空间的一侧，并依次穿设在第一锁紧板13与第二锁紧板23中。

在一些实施例中的第一阻挡部33包括第一插接孔(未图示)，该三个第一插接孔上下依次对应设置，用于供工装解脱杆331设置其中；

在一些实施例中的工装解

脱杆331一端设置有防止从第一插接孔滑脱的环形部3301，环形部3301最大外形尺寸大于第一插接孔的孔径尺寸，该环形部3301中穿设有方便拔离工装解脱杆的第一猴拳332。

在一些实施例中，第一锁紧板13开设有与第一固定杆31数量相应的第一固定孔130，第二锁紧板23开设有与第一固定孔130相应的第二固定孔230，第一固定杆31依次穿设在第一固定孔与130第二固定孔230中后，第一固定杆螺母32配合在第一固定杆31的一端，工装解脱杆331穿设在第一插接孔中，以将设置有连接板50的第一框架10与第二框架20锁紧。

工装解脱杆330在水下机器人(rov)操作前，用于锁紧辅助工装，在在水下机器人(rov)完成销轴螺母与连接板销轴配合后，水下机器人(rov)通过第一猴拳332拔出工装解脱杆330。

在一些实施例中的连接装置30还包括多个第二固定杆34、用于设置在第二固定杆34两端的第二固定杆螺母35、及用于穿设在第二固定杆34一端的限位管36；第二固定杆34两端均开设有螺纹；限位管36的主要用于工装拆除阶段，为水下及其人(rov)切割提供一个宽裕的切点；具体地，在完成连接板销轴与销轴螺母对接，进而实现锚头链与系泊锚链之间的连接后，进行辅助工装拆除，在拆除阶段，需要通过切断限位管36所在位置的第二固定杆34，为方便操作，需要限位管36具有一定长度，从而为切除过程留有宽裕的切点，方便水下机器人(rov)操作。

在一些实施例中，多个第二固定杆34可包括三个第二固定杆34，且该三个第一固定杆34纵向依次均匀排列设置在由第一锁紧板13与第二锁紧板23界定出的锁紧板空间的另一侧，并依次穿设在第一锁紧板13与第二锁紧板23中。

第一锁紧板13开设有与第二固定杆34数量相应的第三固定孔131，第二锁紧板23开设有与第三固定孔131相应的第四固定孔231，第二固定杆34依次穿设在第三固定孔131与第四固定孔231后，限位管36套设在第二固定杆34靠近销轴导向结构11一端后，第二固定杆螺母35配合在第二固定杆34的两端，以将设置有连接板50的第一框架10与第二框架20锁紧。

在一些实施例中的第一锁紧板13与第二锁紧板23的相对的面上分别设置有用于供连接板50定位其上的连接板定位部，该连接板定位部包括凸设在第一锁紧板13上的第一圆形凸起132及凸设在第二锁紧板23上的第二圆形凸起232，且第一圆形凸起132与第二圆形凸起232均位于由第一锁紧板13与第二锁紧板23界定出的锁紧板空间中；第一圆形凸起132与第二圆形凸起232呈对称设置，用于供连接部板配合其上，起定位连接板50的作用。

在一些实施例中的辅助工装还包括防止连接板销轴螺母脱落的插销结构40，该插销结构40在连接板销轴与销轴螺母配合连接前，设置在螺母导向结构21上，该插销结构40在连接板销轴与销轴螺母配合连接后，设置在连接板销轴外端，防止连接板销轴及销轴螺母从连接板50上脱离。

在一些实施例中的插销结构40包括安全销41、设置在安全销41一端用于固定安全销于某一预设位置上并防止安全销从螺母导向结构21上滑落的固定销42、设置在安全销41一端用于控制安全销41滑出螺母导向结构21的旋转把手43及与所述固定销42连接的方便拔出固定销42的第二猴拳44；

第二框架20包括向外凸设的与第二锁紧板23平面垂直的安装板，安装板中部开设有用于供安全销41插入其中的安全销孔；第二圆筒210上开设有与安全销孔相应的用于供所述安全销41插设其中的安全销槽；安全销41靠近安全销孔一端开设有用于供固定销42插接其中的第二插接孔410，固定销42插设在第二插接孔410中，以使安全销41暂时安装在螺母导向结构21上。

在销轴螺母与连接板销轴配合连接后，水下机器人(rov)通过拽动第二猴拳44以将固定销从42安全销41上拔出，再拨动安全销41上的旋转把手，使得安全销41得以落入连接板销轴末端的圆孔中。此时安全销41下端较细的部分会从连接板销轴末端的圆孔中下方伸出，水下机器人(rov)可以使用机械手将其掰弯至合适的角度。此时连接板50与锚头链连接作业完成。

辅助工装安装过程：

分别将连接板销轴和销轴螺母分别放置于销轴导向结构11的第一圆筒110和螺母导向结构21的第二圆筒210内，调整连接板销轴角度使得其末端圆孔处于竖直方向，连接板销轴另一端与提前安装的把手螺栓112连接，该把手螺栓112再与助推把手111相扣。接着将连接板50吊起，将销轴导向结构11和螺母导向结构21分别置于连接板50两侧。当连接板50两侧的定位凹陷分别与位于第一锁紧板13上第一圆形凸起132及第二锁紧板23上的第二圆形凸起232对准后，移动销轴导向结构11与螺母导向结构21使其紧贴连接板50，再使用连接装置30将其锁紧，具体地，使用三个第一固定杆31、三个第二固定杆34、限位管36及第一固定杆螺母32与第二固定杆螺母35将销轴导向结构11和螺母导向结构21紧固，其中限位管36应位于销轴导向结构11一侧，以使该侧空间较宽裕，便于rov水下携带切割作业。此时助推把手111会落入第一圆筒110中的定向凹槽1103中，之后再将固定销42插入安全销41的插接孔410中锁紧，将安全销41插入螺母导向结构21中，完成辅助工装安装。

设置有连接板50的辅助工装海底安装过程：

如图3所示，吊机将连接板50和辅助工装整体吊起入至吸力锚锚头链顶端链环附近，作业船、吊机、钢缆和铺设锚链的起/抛锚绞车配合，完成连接板50和吸力锚锚头链顶端链环的组对。接着水下机器人(rov)飞至销轴导向结构11一侧，机器人(rov)的机械手抓取助推把手111将连接板销轴推入连接板轴孔内。当连接板销轴推入就位后，助推把手111会落入第一圆筒110中的脱接凹槽1102中，与把手螺栓112自动分离。接着rov飞至螺母导向结构21侧，水下机器人(rov)机械手抓取销轴螺母上的把手，在旋转过程中向前推进，将销轴螺母旋入连接板销轴。然后水下机器人(rov)的机械手抓取第二猴拳44，将固定销42从安全销41上拔出，再拨动安全销41上的旋转把手，使得安全销41得以落入连接板销轴末端圆孔中。此时安全销41下端较细的部分会从连接板销轴的末端圆孔下方伸出，水下机器人(rov)可以使用其机械手将其掰弯至合适的角度。此时连接板50与锚头链连接作业完成,即实现系泊锚链与锚头链之间的连接。

工装拆除过程：

首先使用水下机器人(rov)的机械手携带液压切割锯，将固定于第二固定杆34上的三个限位管36依次切除，此时销轴导向结构11和螺母导向结构21间的三个第一固定杆31与三个第二固定杆六根34已无拉力。接着，水下机器人(rov)的机械手抓住连接着工装解脱杆331上的第一猴拳，将工装解脱杆331从第一插接孔中抽出。此时销轴导向结构11和螺母导向结构21已经完全分离，水下机器人(rov)机械手抓持辅助把手，或者固定在辅助把手上的辅助吊带，即可将辅助工装从锚桩锚头链平台上移除。

该辅助工装主要作用为实现水下机器人(rov)水下独立连接系泊锚桩和系泊锚腿，具有以下优点：

经济性高：本实用新型的实质是一个钢制框架，其搭配的h-link可以直接使用性能较高的钢材直接机加工而成，成本相对低廉，可以根据系泊连接件本身自主进行设计加工；

环境要求低：本实用新型结构简单，属于临时性结构，在保留一定设计余量的情况下，无需进行防腐，可以不受周围泥沙、杂质等影响，除水下机器人(rov)视野不佳或无法正常航行，其它海底情况均可进行正常安装；

结构简单且设计巧妙及可操作性强：本实用新型可良好适配待安装的锚系连接件(如h-link、系泊锚链)与被连接的锚头链，可以与锚桩锚头链平台辅助结构配合连接件与锚头链的组对，可以牢固地临时固定在锚系连接件上，但是又可以使水下机器人(rov)通过切割、拔除连接部件等简单操作，实现工装地轻易拆除；且本实用新型有专门空间容纳锚系连接件的附属部件，如连接板销轴、销轴螺母、安全销等，且容纳结构位置、尺寸需进行特殊设计，使得水下机器人(rov)在水下可以通过简单操作直接将附属部件直接移动至预设设计位置；本实用新型具有较强的水下机器人(rov)可操作性，在关键位置有水下机器人(rov)辅助手柄、便于水下机器人(rov)切割的限位管等设计。

以上实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，并不能限制本实用新型的保护范围。凡跟本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。