载人作业的海底管道一体化测绘设备及海底管道测绘方法

1.本发明涉及海底管道测绘技术领域，特别是涉及一种载人作业的海底管道一体化测绘设备及海底管道测绘方法。


背景技术：

2.随着海底管道在全国范围内的逐渐普及，海底管道检测困难、维修困难、修复费用高昂等问题也在困扰着研究人员，而海底管道测绘技术近年来逐渐凭借其适用范围广、测量精度高、可拓展性好等特点成为海底管道检测修复领域的主流技术之一。
3.随着科技的发展，对海底管道测绘的要求也越来越高，而为了保证测绘的顺利进行，现有技术中通过研发智能化机械来监测并维护测绘过程，然而，至今仍旧处于研发初期，且申请人发现，此研发过程艰难且成本极高，为此，需要另寻一个方式来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种载人作业的海底管道一体化测绘设备及海底管道测绘方法，以解决上述现有技术存在的问题，对测绘过程进行维护，降低研发成本。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种载人作业的海底管道一体化测绘设备，包括海底管道测绘机构本体和载人舱机构，所述载人舱机构固定设置于所述海底管道测绘机构本体上，所述海底管道测绘机构本体用于对海底管道进行测绘，所述载人舱机构用于载人。
7.优选的，还包括压力平衡顶舱机构，所述压力平衡顶舱机构固定设置于所述海底管道测绘机构本体上并能够产生向上的浮力。
8.优选的，所述载人舱机构包括载人舱和氧气罐，所述载人舱内部具备容纳空间，所述载人舱上设置有载人舱出入口和载人舱观察口，所述载人舱外部固定架设有载人舱外支架，所述氧气罐固定设置于所述载人舱外部并通过气管向所述载人舱内部通氧气。
9.优选的，所述压力平衡顶舱机构包括压力平衡顶舱、吊耳和压力平衡顶舱外支架，所述压力平衡顶舱上开设有小型出入口和大型出入口，所述压力平衡顶舱内部设置有浮块，所述压力平衡顶舱内部还可用于容纳备用工具，所述大型出入口和所述小型出入口正常使用时通过大小相匹配的堵头进行封堵，所述压力平衡顶舱外支架通过焊接固定在压力平衡顶舱外侧以加固所述压力平衡顶舱。
10.优选的，所述海底管道测绘机构本体包括作业舱和测绘机构，所述作业舱用于罩设于管道上，且所述作业舱内能够安装不同种类以及不同型号的测绘机构，所述测绘机构用于对管道进行测绘。
11.优选的，所述作业舱包括舱体、载人舱支座、横梁、支撑架和固定桩，所述载人舱支座可拆卸连接固定在所述舱体一侧，所述横梁焊接固定在所述舱体上部，所述支撑架与所述横梁之间可拆卸连接，所述支撑架的底部可拆卸安装有多个所述固定桩，所述固定桩用于支撑于海底。
12.优选的，所述载人舱观察口安装有钢化玻璃，方便下潜时载人舱内人员观察外部情况。
13.优选的，所述载人舱出入口可以通过内部或者外部进行开启。
14.本发明还提供了一种海底管道测绘方法，包括：利用如上所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备对海底管道进行测绘。
15.优选的，包括如下步骤：
16.步骤一、对所述载人作业的海底管道一体化测绘设备进行安装制造，并检查安全性；
17.步骤二、下潜人员进入载人舱机构内，舱外人员对整体系统进行检查，检查无误后开始下放海底管道一体化测绘设备；
18.步骤三、通过起吊装置将所述海底管道一体化测绘设备下放至待测绘的海底管道处；在下放过程中，对整体装置的定位工作可以由舱外额外安装的摄像头或者由载人舱中人员辅助进行完成，进而实现较为精准的下放；
19.步骤四、海底管道测绘机构本体进行工作，载人舱机构人员可以视情况离开所述载人舱机构或者仅通过载人舱观察口对测绘过程进行观察，当测绘作业过程出现问题时，可以离开所述载人舱机构并通过备用工具对测绘设备进行临时更换；
20.步骤五、测绘作业结束后，通过起吊设备将整体装置回收，作业过程结束。
21.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
22.(1)附有载人舱机构，可以实现安全的载人动作，将人运送至海底管道测绘现场，方便进行二次操作或者观看测绘。
23.(2)附有压力平衡顶舱，能够实现对整体装置重力的平衡，防止整体重量集中在海底管道上导致管道发生破坏。
24.(3)设备可拓展性优异，根据不同海底管道测绘需求，可以在作业舱内安装不同功能、大小的仪器对海底管道进行原位测绘。
25.(4)本发明装置在使用过后可以二次回收，在搭载不同的测绘设备后在不同的海底管道进行布放测绘，解决了不同海底管道需要不同测绘装置的高昂成本问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是施例提供一提供的载人作业的海底管道一体化测绘设备的结构示意图；
28.图2是载人舱机构结构示意图；
29.图3是压力平衡顶舱结构示意图；
30.图4是固定桩结构示意图；
31.图5是作业舱结构示意图；
32.图中：1-压力平衡顶舱；2-载人舱；3-作业舱；4-固定桩；5-海底管道；6-支撑架；7-载人舱观察口；8-氧气罐；9-载人舱外支架；10-载人舱出入口；11-吊耳；12-小型出入口；
13-压力平衡顶舱外支架；14-大型出入口；15-标尺；16-横梁；17-载人舱支座。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明的目的是提供一种载人作业的海底管道一体化测绘设备及海底管道测绘方法，以解决上述现有技术存在的问题，对测绘过程进行维护。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.实施例一
37.本实施例提供一种载人作业的海底管道一体化测绘设备，如图1和图2所示，包括海底管道测绘机构本体和载人舱机构，载人舱机构固定设置于海底管道测绘机构本体上，海底管道测绘机构本体用于对海底管道5进行测绘，载人舱机构用于载人，具体的，载人舱机构包括载人舱2和氧气罐8，载人舱2内部具备容纳空间，载人舱2上设置有载人舱出入口10和载人舱观察口7，载人舱2外部固定架设有载人舱外支架9，氧气罐8固定设置于载人舱外部并通过气管向载人舱2内部通氧气，舱内人员可身着潜水服以便于从舱内出来对测绘设备进行维护，氧气罐8内的氧气可通入到潜水服的输氧面罩内。载人舱观察口7安装有钢化玻璃，便下潜时载人舱2内人员观察外部情况。另外，载人舱出入口10可以通过内部或者外部进行开启。
38.不同于现有技术，本实施例通过在海底管道测绘机构本体上附设一个载人舱机构，以此实现安全的载人动作，将人运送至海底管道5测绘现场，方便进行二次操作或者观看测绘，该方案研发以及制造成本均远低于现有技术中研发和制造智能化机械的成本，且人工维护测绘过程的效果相比于机械来说更加的可靠。
39.于一些实施例中，如图3所示，载人作业的海底管道一体化测绘设备还包括压力平衡顶舱机构，压力平衡顶舱机构固定设置于海底管道测绘机构本体上并能够产生向上的浮力。以实现对整体装置重力的平衡，防止整体重量集中在海底管道5上导致管道发生破坏。具体的，压力平衡顶舱机构包括压力平衡顶舱1、吊耳11和压力平衡顶舱外支架13，压力平衡顶舱1上开设有小型出入口12和大型出入口14，压力平衡顶舱1内部设置有浮块，压力平衡顶舱1内部还可用于容纳备用工具，大型出入口14和小型出入口12正常使用时通过大小相匹配的堵头进行封堵，压力平衡顶舱外支架13通过焊接固定在压力平衡顶舱1外侧以加固压力平衡顶舱1。
40.于一些实施例中，海底管道测绘机构本体包括作业舱3和测绘机构，作业舱3用于罩设于管道上，且作业舱3内能够安装不同种类以及不同型号的测绘机构，测绘机构用于对管道进行测绘。
41.测绘机构使用三维激光扫描技术，只需要在作业舱内部安装上一定数量的三维激光扫描仪，确保三维激光扫描仪数量能让整个扫描区域的管道全部被扫描仪覆盖到。在开始作业时发送开始指令，可以让三维激光扫描仪进行自动工作，一定时间后就可以得到三
维测绘数据。
42.本实施例所提供的设备可拓展性优异，根据不同海底管道5测绘需求，可以在作业舱3内安装不同功能、大小的仪器对海底管道5进行原位测绘。
43.于一些实施例中，如图4和图5所示，作业舱3包括舱体、载人舱支座17、横梁16、支撑架6和固定桩4，载人舱支座17可拆卸连接固定在舱体一侧，横梁16焊接固定在舱体上部，支撑架6与横梁16之间可拆卸连接，支撑架6的底部可拆卸安装有多个固定桩4，固定桩4用于支撑于海底，上述可拆卸连接的方式可选取螺栓连接或卡扣连接。支撑架6的底部优选设置有四个固定桩4。
44.固定桩4一侧设置有标尺，标尺作用在于方便潜水人员确认固定桩在海底陷入海底的深度，需要确保四个固定桩尽可能的降低相同的距离，防止整体装置倾斜过大。
45.在其他实施例中，载人舱机构还可选取现有技术中任意一款潜水载人装置来实现载人下潜至海底的目的。
46.实施例二
47.本实施例提供了一种海底管道测绘方法，包括：利用实施例一所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备对海底管道5进行测绘。
48.于一些实施例中，包括如下步骤：
49.步骤一、对载人作业的海底管道一体化测绘设备进行安装制造，并检查安全性；具体的，在陆地上将载人舱机构、压力平衡顶舱1、作业舱3、测绘机构和固定机构按照给定的连接方式进行组装连接，并确保其余部件如氧气罐8氧气充足、大小型出入口12密封安全、载人舱出入口密封安全等；
50.步骤二、下潜人员进入载人舱机构内，舱外人员对整体系统进行检查，检查无误后开始下放海底管道5一体化测绘设备；
51.步骤三、通过起吊装置将海底管道5一体化测绘设备下放至待测绘的海底管道5处；此时由于压力平衡顶舱1的作用，设备整体重量不会全部施加在海底管道5上，进一步保护了海底管道5；
52.步骤四、海底管道测绘机构本体进行工作，下潜人员可以视情况离开载人舱机构或者仅通过载人舱观察口7对测绘过程进行观察，当测绘作业过程出现问题时，可以离开载人舱机构并通过备用工具对测绘设备进行临时更换；当整体装置吊放过程不顺利，落点出现偏差时，或者当测绘作业出现问题时下潜人员可以离开载人舱进行矫正；
53.步骤五、测绘作业结束后，通过起吊设备将整体装置回收，作业过程结束。
54.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：包括海底管道测绘机构本体和载人舱机构，所述载人舱机构固定设置于所述海底管道测绘机构本体上，所述海底管道测绘机构本体用于对海底管道进行测绘，所述载人舱机构用于载人。2.根据权利要求1所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：还包括压力平衡顶舱机构，所述压力平衡顶舱机构固定设置于所述海底管道测绘机构本体上并能够产生向上的浮力。3.根据权利要求1所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述载人舱机构包括载人舱和氧气罐，所述载人舱内部具备容纳空间，所述载人舱上设置有载人舱出入口和载人舱观察口，所述载人舱外部固定架设有载人舱外支架，所述氧气罐固定设置于所述载人舱外部并通过气管向所述载人舱内部通氧气。4.根据权利要求2所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述压力平衡顶舱机构包括压力平衡顶舱、吊耳和压力平衡顶舱外支架，所述压力平衡顶舱上开设有小型出入口和大型出入口，所述压力平衡顶舱内部设置有浮块，所述压力平衡顶舱内部还可用于容纳备用工具，所述大型出入口和所述小型出入口正常使用时通过大小相匹配的堵头进行封堵，所述压力平衡顶舱外支架通过焊接固定在压力平衡顶舱外侧以加固所述压力平衡顶舱。5.根据权利要求1所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述海底管道测绘机构本体包括作业舱和测绘机构，所述作业舱用于罩设于管道上，且所述作业舱内能够安装不同种类以及不同型号的测绘机构，所述测绘机构用于对管道进行测绘。6.根据权利要求5所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述作业舱包括舱体、载人舱支座、横梁、支撑架和固定桩，所述载人舱支座可拆卸连接固定在所述舱体一侧，所述横梁焊接固定在所述舱体上部，所述支撑架与所述横梁之间可拆卸连接，所述支撑架的底部可拆卸安装有多个所述固定桩，所述固定桩用于支撑于海底。7.根据权利要求3所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述载人舱观察口安装有钢化玻璃，方便下潜时载人舱内人员观察外部情况。8.根据权利要求3所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备，其特征在于：所述载人舱出入口可以通过内部或者外部进行开启。9.一种海底管道测绘方法，其特征在于：包括：利用权利要求1～8任意一项所述的载人作业的海底管道一体化测绘设备对海底管道进行测绘。10.根据权利要求9所述的海底管道测绘方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、对所述载人作业的海底管道一体化测绘设备进行安装制造，并检查安全性；步骤二、下潜人员进入载人舱机构内，舱外人员对整体系统进行检查，检查无误后开始下放海底管道一体化测绘设备；步骤三、通过起吊装置将所述海底管道一体化测绘设备下放至待测绘的海底管道处；步骤四、海底管道测绘机构本体进行工作，载人舱机构人员可以视情况离开所述载人舱机构或者仅通过载人舱观察口对测绘过程进行观察，当测绘作业过程出现问题时，可以离开所述载人舱机构并通过备用工具对测绘设备进行临时更换；步骤五、测绘作业结束后，通过起吊设备将整体装置回收，作业过程结束。

技术总结
本发明提供一种载人作业的海底管道一体化测绘设备及海底管道测绘方法，涉及海底管道测绘技术领域，载人作业的海底管道一体化测绘设备包括海底管道测绘机构本体和载人舱机构，所述载人舱机构固定设置于所述海底管道测绘机构本体上，所述海底管道测绘机构本体用于对海底管道进行测绘，所述载人舱机构用于载人。本发明提供的方案能够对测绘过程进行维护，降低研发成本。低研发成本。低研发成本。


技术研发人员：陈家旺 朱海 周琦骁 林佩雯 彭晓清 李浩南 王开创 郭进 任雪玉 金章勇 谭星晖 林渊 葛晗 方玉平 周朋 周忠会 高峰 杜晓敏 戴文迪 吴来富
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/5/16