海底犁式挖沟机陆地试验方法研究
浅谈犁式挖沟机海底挖沟技术
- 37 -工 业 技 术0 前言海底管线是海洋油气输送的生命线，如果海底管线直接铺设在海床上，容易受到恶劣海洋环境和各种人为因素的影响，导致海管存在各种损伤。
海床起伏过大会造成海管悬空及弯曲，恶劣海洋环境及海流冲刷会导致海管的振动疲劳损失，海底管道交叉及跨越会降低海管的稳定性，船舶抛锚拖网会造成海管破裂。
海底管线被破坏会给油田带来经济损失，流入海洋的油气会严重污染海洋环境，必须对海底管线进行保护。
常用的海管保护措施有水泥沙包填充、挖沟法、抛石、压块覆盖以及安装导流板法等。
挖沟法是指在海底挖沟填埋管线，是进行海管保护的一种安全有效的方法。
海管位于沟槽中，避免了因水质点动力作用产生的不稳定现象，同时沟槽的存在可以防止管道在铺设过程中受到机械损伤。
1 海底挖沟装备海底挖沟机是在海底进行挖沟埋管作业的主要机械设备，它随着海洋工程的发展而发展改进，在海洋工程中占据了重要的位置。
挖沟机按破土形式可以分为喷射式挖沟机、铰吸式挖沟机、犁式挖沟机和机械式挖沟机等，按行进方式分为牵引式挖沟机和自行进式挖沟机。
目前，国内挖沟机以浅水喷射式为主，适用于50 m~60 m 的浅海海域，土壤剪切强度50 kPa 的海底挖沟作业。
国外从20世纪40年代末开始研究挖沟装备，主要挖沟装备生产厂家有SMD、IHC 以及Perry 等，著名挖沟作业公司如Deep Ocean、Global Marine、Canyon 等目前已形成较为成熟的挖沟机体系，涵盖喷射式、机械切割式、ROV 式以及犁式等（见表1），作业水深可达3 000 m。
1.1 喷射式挖沟机水力喷射式挖沟机是依靠切割臂上的喷嘴产生冲击力冲蚀切割海底土层，形成一定深度沟壑的挖沟机，如图1所示。
喷射式挖沟机的轴流泵抽吸海水，并通过喷射管形成高压水射流，冲击破碎土壤，在海底形成一定沟型和沟深的沟槽。
喷射式挖沟机操作简单，资源易于获取，适用于浅海黏土及砂土属性的海床，土壤剪切力一般小于60 kPa，适用于处理管道悬跨的海床修正作业，是目前应用较为广泛的挖沟装备。
国内海底管道后挖沟施工技术
机选型提出建议。
关键词：海管；后挖沟；犁式挖沟；喷射式后挖沟
中图分类号:TE 54
文献标志码:粤
文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园21）07原园071原园3
Pipeline Post Trenching Technology in China
LIU Yu, HUANG Haibin, QU Youjie, CHEN Junyou, LI Jing
法多用于较浅水域，例如过河管线、海管登陆段部分等， 1.2 国外挖沟机现状
对于特殊海床，例如地貌凹凸不平、岩石质海底等部位也
国外在海管挖沟技术和设备方面均比较成熟，制造
常采用预挖沟法。预挖沟挖沟土方量大、开沟宽度大，对 了多种形式的水下挖沟机，包括喷射式、机械切割式、犁
管线不存在损伤风险。2）边铺管边挖沟。在管道铺设过程 式、ROV式等多种形式，基本覆盖了所有的土壤情况，表1
60 80 kPa
式挖沟机工作流程[4-5]。
5.0（25 kPa）,
非接触式挖沟机 上海打捞局 — 3.0（40 kPa）, 300 0~55 kPa土壤，适合砂质
海底地形测绘技术与海洋资源开发研究
醴陵市中小学教师招聘考试试题2023年（满分100分时间120分钟）【说明】1.遵守考场纪律，杜绝违纪行为，确保考试公正；2.请严格按照规定在试卷上填写自己的姓名、准考证编号；3.监考人员宣布考试开始后方可答题；4.监考人员宣布考试结束时，请将试题、答题纸和草稿纸放在桌上，待监考人员收取并清点完毕后方可离开考场。
一、单选题（每题只有一个正确答案，答错、不答或多答均不得分）1.监考老师在考生身边来回走动会影响学生水平的发挥，这种现象是（）。
A.社会促进B.社会干扰C.社会助长D.社会惰化【答案】：B2.学习是通过由感官觉察、注意、辨别、转换、记忆等内在的心理活动以获取和应用知识的过程这一观点属于（）学习理论A.建构主义B.行为主义C.信息加工D.人本主义【答案】：C3.学生是人，是教育的对象，因而他们（）。
A.毫无顾忌地接受教育B.能动地接受教育C.对外界的教育影响有选择性D.消极被动地接受教育【答案】：C—1 —4.如果一个家长想用看电视作为强化物奖励儿童认真按时完成作业，最合适的安排应该是（）。
A.惩罚孩子过分喜欢看的行为B.让儿童看完电视以后立即督促他完成作业C.只有按时完成家庭作业后才能看电视D.规定每周看电视的适当时间【答案】：C5.进行德育时要有一定的理想性和方向性，以指导学生向正确的方向发展，这体现了德育的（）。
A.因材施教原则B.一致性和连贯性原则C.疏导原则D.导向性原则【答案】：D6.《学记》中提出“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达”，是要求在教学中贯彻（）。
A.循序渐进原则B.启发性原则C.因材施材原则D.直观性原则【答案】：B7.教师职业道德在全社会道德体系中处于（）和主干地位。
A.主导B.重要C.核心D.首要【答案】：C8.社会主义建设新时期解放思想的关键是怎样认识（）。
A.资本主义B.经济全球化C.毛泽东思想D.什么是社会主义、如何建设社会主义【答案】：D9.下列格言中，展现了中国人荣辱观的是（）。
沙坡区域海底管道悬跨处理方法研究
沙坡区域海底管道悬跨处理方法研究孙祥杰，于洪旭，胡春红，刘极莉，张世宽（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 本文对沙波区域海底管道悬跨处理方法进行研究，并给出相应的方法可行性评估标准，为国内海上相关油气田区域开发提供一定参考。
[关键词] 沙波区域；悬跨处理；评估标准；海底管道作者简介：孙祥杰（1990—），男，湖北汉川人，硕士，工程师，主要从事海底管道设计与研究工作。
图1 VMP500犁式挖沟机在我国南海，沙质海床广泛分布，其伴随有强烈的底流，导致海洋油气开发经常遇到沙波现象，沙波对管线的铺设和安全存在不利影响。
首先，沙波引起的地形起伏对管线铺设造成困难，其次，如果沙波移动，会造成管线悬空，对管线在位安全存在不利影响。
在没有挖沟的情况下，海底管道经过沙波可能形成较大的自由悬跨，在这些悬跨处，海管在自身重力及工作荷载作用下可产生相应的静应力，再加上底流的动力作用，可能发生疲劳破坏。
本文主要对沙坡区域海底管道悬跨处理方法进行分析研究，给出相应的方法可行性评估标准，为国内海上相关油气田区域开发提供参考。
1 悬跨处理方法综述1.1 概述沙坡沙脊将导致海底管道出现悬跨风险，在设计过程中就要进行充分考虑并提出有效的处理措施。
海管铺设后部分悬跨不满足临时工况的悬跨要求，所以在铺管前就需要处理，即预处理；海管运行期对悬跨要求更加严格，在运行期之前，海管悬跨通常还需要处理，即后处理；对于一些大型和巨型沙坡，既需要预处理又需要后处理。
现将对沙波区域的海底管道悬跨处理方法进行详细介绍。
1.2 犁式犁式工具适用于处理大量海床，在海管悬跨处理中比较常用，通常由作业船拖在海床上，在挖沟的同时用机械装置把开挖出来的土体推到沟的两侧。
由于受海管尺寸、埋深和土壤条件等影响，挖沟犁可能有较大的重量和体积，经常根据一个特定项目的具体需求而定身打造，比较适用于埋深均匀的长输管道。
图1为VMP500犁式挖沟机。
1.3 喷射喷射工具能够在未胶结的沙土和一些粘土中开挖管道，它们适用于大容量跨度处理。
海底射流开沟机模型试验及效果分析
海底射流开沟机模型试验及效果分析!!李振旺!赵淮宾"于宗冰" &邹!丽"王!凯"曹!林%!!#中国船舶科学研究中心"江苏!无锡!"!%$$$&"#大连理工大学!船舶工程学院"辽宁!大连!!!($"%&&#大连理工大学!海岸和近海工程国家重点实验室"辽宁!大连!!!($"%&%#中国造船工程学会"北京!!$$.(!#摘要!为了保证海底管道与缆线的安全和稳定"人们采用了许多措施$其中"最为经济有效的方法是利用开沟机等相关设备将管道或缆线埋入海底$本文研究水下开沟"设计了一款具有轻型结构%可自主推进的水下射流开沟机"并对加工完成后的样机模型开展了水下开沟的试验$验证了所设计的开沟机在淹没状态下不仅可以完成自主推进工作"还能在管道流量达到+$O &'H 时破坏抗剪强度为.T ]A 的沙土"最大沟深可达$-%!O "为后续的模型优化以及管线埋设提供理论与依据$关键词!开沟机&水下射流&自主推进&开沟埋设中图分类号 Z &+.文献标志码*文章编号 "$'+,"',!"$"&#$$%%$.!"# !$-!"$.,'/001-"$'+,"',-"$"&-$%-$,J "!%/6%&4'-!N 00%)48-'/;&#&"01B 97'(#-%X %46(%-)*%(B C 2H 09M A 9:!;23*Z 3?A 7J 79";_)2/9:J 79:&;%;2Z )B 7";6*45b A 7";[*ZB 79+E !"=2/*&12/%1A /$*(/,/AV $8$&'A 2=$*($'0h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e ?7I O 0911/J ?N P 1H 0I 7I 0K 790/N S A J K 0791/1H 0L 0A @K //N R C 91H 7L I A I 0N ;A K 7:H 1X M 07:H 1;A ?1/9/O /?L K PI N /I 0K K 08?980N M A 10N Y 011N 09S H 0N H A L J 00980L 7:908A 98S /98?S 108?980N M A 10N 1N 09S H 79:10L 1L/91H 0O A S H 7908I N /1/1P I 0O /80K 1/Q 0N 7@P 1H A 11H 080L 7:9081N 09S H 0N S A 91N 09S H?980NL ?J O 0N :08S /98717/9;A 98S /O I K 0101H 0A ?1/9/O /?L I N /I ?K L 7/9M /N T1/80L 1N /P LA 98M 71HL H 0A N L 1N 09:1H /@.T ]AM H 091H 0I 7I0K 790@K /MN 0A S H 0L +$O &m H R D H 0O A h 7O ?O871S H 80I 1H S A 9N 0A S H $R %!OR D H 7LM /N T I N /Q 780L 1H 01H 0/N P A 98J A L 7L @/N L ?J L 0e ?091O /80K /I 17O 7U A 17/9A 98I 7I 0K 790J ?N 7A K R :%;<"(!&!1N 09S H 0N V L ?J O A N 790Y 01V A ?1/9/O /?L I N /I ?K L 7/9V 871S H A 98J ?N P =!引!言随着海上风电和跨洋通信的发展"海底电缆%光缆在保障能源和数据安全%稳定%高效传输中扮演着越来越重要的角色+!$&,$海底管道运输是海洋油气运输中最快捷%经济%可靠的方式"被称为海洋油气田生命线+%%+,$海底电缆和油气管道对数据传输和油气资源的运输有着非常重要的战略意义"而且随着对海洋开发利用的不断加深"海底管线埋设路线会与人类活动频繁的区域产生交集"!作者简介(李振旺!!'.')!#"男"硕士"主要从事船舶装备总体设计及[a <技术方向的研究工作$第!$卷!第%期!"$"&年!"月海洋工程装备与技术Z [W *4W 45C 4W W \C 45W >)C ]^W 4D*4<D W [34Z B Z 5_`/K -!$"4/-%<0S -""$"&第%期李振旺"等(海底射流开沟机模型试验及效果分析*%+!*!例如海运航道%围海造陆工程%捕鱼活动区以及船舶锚泊区"这些人类活动严重威胁了海底缆线的安全+(,$在海底开沟将管线埋设一定深度"可以提高管线的稳定性并防止外部机械损伤"这也是海底缆线和油气管道防护措施中最经济%最有效的方法+,$',$现今用于电缆和油气管线埋设的开沟方式有以下&种(犁式开沟%机械式开沟和喷射式开沟+!$$!",$不同的开沟方式意味着设计理念与应用范围也不相同+!&,$相较于其他两种开沟机"喷射式挖沟机结构简单%重量小&不容易受深海海流影响"维修成本低&不需要母船拖行"有自主行进能力&作业过程中噪音小"对周围环境的干扰小&还可以用于海底管道的维修$目前"国内自主研制的开沟机仍以喷射式为主"但往往存在效率低%故障率高%作业水深浅等缺点+!%$!(,$基于理论与概念模型的研究+!,$!',"设计了一种兼具射流开沟和自主推进的水下射流式开沟机"具有结构轻巧%适应性强%效率高%成本低的优点$本文介绍了模型的结构设计以及测试设备"并通过改变喷射臂和喷嘴角度进行试验"研究了开沟机在不同影响因素下的水下开沟效果"以此为依据优化了开沟机的技术性能$>!模型设计开沟机模型!图!#由支撑架%进流管道%喷冲臂%支撑轮组成$支撑架选用密度","$T :'O &的铝型材作为主体材料"框架的组装采用可调节式连接单元%焊接%定位螺栓等连接方式"如图"所示$铝型材之间用与其相匹配的特制螺母及连接单元连接"支撑轮的轮轴以焊接的方式安装在铝型材上"喷冲臂由定位螺栓固定在支撑架上$进流管道与前%后喷嘴以及管路连接件皆选用承压极限为!^]A 的]`[材料&前置喷嘴与后置喷嘴通过两通%三通等连接件布置在进流管道上"并在连接处加装阀门"用于调节前后喷嘴的流量$进流管道与喷冲臂之间的连接部件采用一种可变形的钢丝软管"可以配合试验中喷冲臂的调节$通过绑扎的方式将进流管道固定在铝型材框架上"完成试验模型的组装"模型参数如表!所示$图!!开沟机原理样机模型设计示意图a 7:-!!G S H 0O A 17S 87A :N A O/@I N /1/1P I080L 7:9/@871S H 79:OA S H 790图"!开沟机的加工%组装a 7:-"!]N /S 0L L 79:A 98A L L 0O J K P /@871S H 79:OA S H 790*%(!*海洋工程装备与技术第!$卷表>!开沟机模型参数6'9E >!I #4)*#-,7')*#-%7"!%/2'('7%4%(&结构车架]`[管道喷冲臂参数型长型宽最大型高最大型深进流内径前喷嘴内径后喷嘴内径壁厚型长型宽型厚壁厚尺寸'S O !'$!,$($($,-""-$!-+$-"!"(!.&$-+总质量'T :,+!!喷冲臂及喷嘴是开沟机模型最重要的部件"其精度及质量会直接影响到开沟机工作的效果$前置喷嘴用于冲沟"!+个喷嘴从上至下等间距布置在喷射臂上"如图&所示$采用直径为"S O 的渐缩式标准喷嘴&后置喷嘴设计为!-+S O "为开沟机提供前进动力$图&!喷嘴布置图a 7:-&!4/U U K 0K A P/?1?!试验设置试验内容主要包括破土效果试验%自主推进开沟试验和参数调节优化试验"如图%所示$首先开展破土效果试验"用于验证在管道流量达到+$O &'H 时"开沟机能否破坏抗剪强度为.T ]A 的沙土&自主推进开沟试验用于验证开沟机在水下能否实现自主推进开沟作业&最后"考虑到开沟机行进速度的大小是影响其开沟能力的重要因素+"$,"且埋深是海底电缆和油气管线埋设工程中较为重要的参数"故开展参数调节优化试验"探究开沟机的作业性能$自主推进开沟试验装置主要包括试验水池%供水池%水泵%水流管路%传送滑道%喷冲机构"测量仪器为剪切仪%流量计%自制的沟型测深杆等"如图+所示$试验方案如图(所示"先将开沟机模型放置于在试验水池中"向水池中注水使开沟机处于被淹没状态$然后"送水泵通过管路将供水池中的水输送至模型中"模型通过高速射流实现水下冲刷破土开沟"并借助射流的反作用力实现自主推进$此时"可借助流量计测得管道内的流量%流速"并以录像的形式记录开沟机的行走状态"可计算其开沟速度"利用测深杆可以在开沟机自主推进开沟的过程中测量其不同位移处的水下沟形"如图,所示$在参数调节优化试验中"设置喷冲臂与水平面之间的夹角分别为"'y %&'y %%'y"设置喷嘴全部垂向地面或者交替向内倾斜&$y"如图.所示"参数设置如表"所示"比较开沟机的行进速度与所测沟形的最大深度"选取最佳功能参数$!A#破土效果试验!J#自主推进开沟试验!S#参数调节优化试验图%!试验内容安排a 7:-%!*N N A 9:0O 091/@10L 1S /91091L第%期李振旺"等(海底射流开沟机模型试验及效果分析*%,!*!!A#微型十字板剪切仪!J#超声式管道流量计!S#测深杆图+!测量设备a 7:-+!^0A L ?N 79:0e ?7IO 091图(!自主推进开沟试验布置方案示意图a 7:-(!D H 0L S H 0O A 17S 87A :N A O/@L 0K @X I N /I 0K K 08871S H79:1L 1KAP/?1图,!测深杆测量水下沟形a 7:-,!D H 0L /?980NO 0A L ?N 0L 1H 0L H A I0/@1H 0?980N M A 10N 1N 09S H表!工况参数设置6'9E ?!6*%2'('7%4%(&%44#-,"0<"(Y #-,)"-!#4#"-工况喷冲臂与水平面夹角'!y#喷嘴布置喷冲臂间距'S O 管道流量'!O &'H#!%'垂向"$+$"%'交替"$+$&&'交替"$+$%&'垂向"$+$+"'垂向"$+$("'交替"$+$@!试验结果与分析在开沟机破土效果试验中"开沟机喷冲臂冲刷的沟形深度为$-&(O "宽度为$-%!O "冲沟两侧基*%.!*海洋工程装备与技术第!$卷图.!喷冲臂角度调节和喷嘴的垂向%交替布置a 7:-.!D H 0A 9:K 0A 8Y ?L 1O 091/@1H 0L I N A P A N OA 981H 0Q 0N 17S A K A 98A K 10N 9A 10A N N A 9:0O 091/@1H 09/U U K 0本垂直"且能够在一定时间内保持沟形"如图'所示"验证了在管道流量达到+$O &'H 时"开沟机可以破坏抗剪强度为.T ]A 的沙土$在开沟机自主推进开沟试验中"所设计的海底射流开沟机在淹没%无外力牵引状态下实现了自主推进射流破土开沟"如图!$所示$图'!破土效果试验沟形a 7:-'!G /7K J N 0A T 79:0@@0S 110L1:N //Q 0L H A I0图!$!开沟机在淹没状态下实现自主推进开沟a 7:-!$!D H 0871S H 79:OA S H 790S A 9A S H 70Q 0L 0K @X I N /I 0K K 08871S H 79:?980N L ?J O 0N :08L 1A 10!!在开沟机相关参数优化试验中"用测深杆测得开沟机在(个工况下&个等间距不同位置处的水下沟形"如图!!所示$总体上看"各工况下的沟形基本呈倒梯形"且在同一工况下对比&个位置处的沟形可以看出(随着开沟机的前进与远离"沟形深度逐渐减小$这是由于开沟机由静止开始运动"速度缓慢增加最终到达稳定状态"单位时间内作用于沙土的水量逐渐减少"所以出现了深度逐渐减小的现象$第%期李振旺"等(海底射流开沟机模型试验及效果分析*%'!*!图!!!!$(工况下等间距三个不同位置处的沟形a7:-!!!5N//Q0L H A I0A11H N0087@@0N091I/L717/9LM71H0e?A K L I A S79:?980NM/N T79:S/98717/9L!)(*+$!*海洋工程装备与技术第!$卷!!通过录像时长与行进距离计算得出各工况下开沟机的行进速度"并对比各工况下开沟机冲刷所测得的最大沟深"如图!"所示$可以看出"在各个工况下开沟机的行进速度都大于"$$O'H"最大行进速度达到&("O'H$在最大开沟深度方面"工况(中开沟机冲出的沟形最深达到$-%!O$整体来说"喷嘴交替布置有利于提升开沟机的行进速度与开沟深度"一定程度上优化了开沟机的性能$各工况下实测沟形的最大深度皆超过$-&+O"平均深度达到$-&.O&在调节开沟机喷冲臂与水平面夹角过程中"测得最大型深为$-(O"并实现了在淹没状态下拥有一定的行进速度$另外"考虑到水下沟形两侧的泥沙会向沟中回淤"并且提供推进动力的水平射流会促使冲起的悬浮泥沙在开沟机的后方形成堆积"故开沟机冲出的实时沟形应该拥有图!"!各个工况下开沟机的平均行进速度与最大开沟深度a7:-!"!D H0A Q0N A:0L I008A98O A h7O?O80I1H/@871S H79:O A S H790?980N0A S HM/N T79:S/98717/9更大的深度$因此"判断所设计的开沟机在管道流量+$O&'H的情况下"稳定开沟深度可达$-%O"如图!&所示$图!&!推测开沟机所冲刷的实际沟形a7:-!&!C9@0N1H0A S1?A K:N//Q0L H A I0L S/?N08J P1H0871S H0NA!结!论根据需求"设计%加工了一款具备质量轻%易操作的自主推进式水下射流开沟机"通过破土效果试验与自主推进开沟试验"验证了开沟机可破坏抗剪强度为.T]A的土体"并可持续稳定地进行水下自主推进开沟作业$参数调节优化试验验证了开沟机在各工况下的平均行进速度都在"$$O'H以上"最大行进速度为&("O'H"实测最大开沟深度为$-%!O"在考虑泥沙淤积的情况下"开沟机可达到$-%O的稳定开沟深度$综合来看"当开沟机的喷冲臂与水平面之间的夹角为"'y"喷嘴交替向内倾斜&$y时"行进速度为&"%O'H"开沟深度达到$-%!O"性能相对最佳$在实际工程应用中"射流式开沟机的工作是一个十分复杂的过程"涉及了淹没射流%泥沙冲刷%泥沙输运%射流推进等相关过程$本文仅通过模型试验验证了所设计的开沟机自主推进开沟的可行性"但模型试验与实际工程施工存在一定的比例换算关系"无法完全呈现原型机施工时可能出现的所有问题"故仍需进一步开展研究"优化该型产品的性能$参考文献+!,赵靓-"$&$年全球海上风电市场展望+g,-风能""$"!"!!$#( %$%&-+",B7?_;2H A/r;6?g R*I I K7S A17/9G1A1?LA98]N/L I0S1/@ 3`<[G?J O A N790[A J K0]N/Y0S1L i g j R37:H`/K1A:0*I I A N A1?L;"$"";+.E"F k!.R+&,卢聃-海底光缆突围在即+g,-产城""$"!"!!!#(,$,!-+%,舟丹-世界海洋油气资源分布+g,-中外能源""$!,"""!!!#(++-++,牛爱军"毕宗岳"张高兰-海底管线用管线钢及钢管的研发与应用+g,-焊管""$!'"%"!(#(!(-+(,b/N8A H7^W;G H A I7N/G;B?S A L5R5K/J A K D N098L C9G?J O A N790[A J K0G P L10Oa A?K1L i[j R]N/S R G?J Z I17S;"$!(;!,R第%期李振旺"等(海底射流开沟机模型试验及效果分析*+!!*!i,j B7g3;b7O gD;B00^g;01A K R[/9S0I1?A K<0L7:9/@ Z I17O A K D H N?L1G P L10O@/NW@@7S7091[A J K0=?N P79:/@\Z`D H N09S H0N i[j R Z S0A9L X G1R g/H9l L[/9@0N09S0;"$!%R +.,迟令宝-海底犁式挖沟机总体结构研究+<,-哈尔滨(哈尔滨工程大学""$!$-+',戴必林-射流助推式\Z`型开沟机喷射臂及其冲刷过程研究+<,-杭州(浙江大学""$!(-+!$,*K K A9]5R3P8N/:N A I H7S C9@/N O A17/9A981H0G?J O A N790[A J K0 C98?L1N P i\j R793P8N/"$$!;"$$!R+!!,王亮-国内海底管道挖沟装备现状介绍+[,-"$!(年深海能源大会论文集""$!("&'$&'&-+!",张树森-海底冲射式开沟机喷冲系统研究与应用+<,-上海(上海交通大学""$!+-+!&,301179:0N a;^A S H79g R[A J K0A98]7I0K790=?N7A K A1&$$$^010N L i[j R79Z S0A9L"$$+;]N/S00879:L/@^D G m C W W W;"$$+;,++,($Ri!%j r79:r;_?5R G1?8P/91H0C910N A S17/9/@]7I0K790A98G/7K8?N79:G?J O A N790]K/?:HD N09S H0N6/N T79:i[j R"$!,C W W W C910N9A17/9A K[/9@0N09S0/9^0S H A1N/97S L A98*?1/O A17/9E C[^*F R C W W W;"$!,;!"("!"((R+!+,赵明宇-海底犁式挖沟机的设计研究及稳定性分析+<,-哈尔滨(哈尔滨工程大学""$!!-+!(,张新明"梁富浩"田帅-深水海底管线挖沟机的发展现状+[,-第十七届中国科协年会论文集""$!+"!,-+!,,邹丽"徐伟桐"孙哲"等-喷射式挖沟机的喷嘴参数设计及数值模拟+g,-哈尔滨工程大学学报""$!'"%$!!!#(!.!(!.""-+!.,邹丽"金国庆"孙哲"等-水下射流挖沟机喷冲臂的设计与优化+g,-哈尔滨工程大学学报""$"$"%!!"#(",!",(-+!',王子维-海底射流开沟机喷冲臂设计及试验验证+<,-大连(大连理工大学""$"!-+"$,B7g3;B00^g;b A9:3;01A K R<0L7:9;]0N@/N O A9S0 W Q A K?A17/9A98a70K8D0L1/@A6A10N Y01D//K@/N\Z`D N09S H0N i g j R g/?N9A K/@^A N790G S709S0A98W9:7900N79:;"$"!;'E&F k"'(R。
海底犁式挖沟机犁体动力学数值仿真分析
ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｒ Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ ，ａ ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｎ ｕ ｍｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第３ ４卷 第 １期
２ ０ １ ３年 １月
哈
尔
滨
工
程
大
学
学
报
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ １ ． ３４ № ． １
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ３
海 底 犁 式 挖 沟 机 犁 体 动 力 学 数 值 仿 真 分 析
王 立权 ，宫含 洋 ，邢 晓 冬 ，弓海 霞
（ 哈 尔滨工程 大学 机 电工程 学院， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘
要： 有效模拟海底犁式挖沟机犁体土壤挖掘过程及分析犁体受力情况对整机结构优化及提高操 控性 具有 重要意 义．
本 文分析了线性 Ｄ ｍｃ ｋ ｅ ｒ — Ｐ ｒ ａ ｇ ｅ ｒ 塑性屈服准则的土壤弹塑性本构方程 ， 结合一 阶线 性水波对 海底土壤 的动压 力方程 ， 建
水下挖沟犁作业系统通用技术要求-最新国标
水下挖沟犁作业系统通用技术要求1 范围本标准规定了水下挖沟犁作业系统的组成、技术要求、试验方法、检验、标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于水下挖沟犁作业系统的制造和检验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 4208－2017 外壳防护等级（IP代码）GB/T 10250 船舶电气与电子设备的电磁兼容性GB 11291.1 工业环境机器人安全要求第1部分：机器人GB/T 11605 湿度测量方法GB/T 21412.1 石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第1部分：一般要求和推荐做法GB/T 21412.8 石油天然气工业水下生产系统的设计和操作第8部分：水下生产系统的水下机器人（ROV）接口GB/T 32065.2 海洋仪器环境试验方法第2部分：低温试验GB/T 32065.4 海洋仪器环境试验方法第4部分：高温试验GB/T 32065.10 海洋仪器环境试验方法第10部分：盐雾试验GB/T 32065.14 海洋仪器环境试验方法第14部分：振动试验GB/T 32065.15 海洋仪器环境试验方法第15部分：水压试验GB/T 36896.1 轻型有缆遥控水下机器人第1部分：总则DNVGL－ST－0378 Standard for offshore and platform lifting appliancesIMCA－R－005 Guidance on safety procedures for isolation of ROV high voltage equipment(above 1KV)IMCA－R－011 The initial and periodic examination ,testing and certification of ROV launch and recovery systemsIMCA－R－015,IMCA-D-045 Code of practice for the safe use of electricity under water LR CLAME Lloyds register code for lifting appliances in a marine environment中国船级社《钢质海船入级规范》中国船级社《船舶与海上设施起重设备规范（2016）》3 术语和定义3.1水下挖沟犁 Subsea plough利用作业母船提供拖曳动力并进行控制的水下开沟作业的犁式装备。
海底犁式挖沟机抱管组件研究
ｆ ｒ ｐ ｐ ｌ ｅ ｉ ｈ ｆｓ ｏ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，ｗｈ ｓ ｉ ｅ ｈ ｎ ｌ ｇ ｅ ｕ ｐ ｎ ｓ ａ ｋ ｙ ｐ ｒ ｏ ｐ ｃ ｐ ｏ ｉ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｏ ｆ ｈ ｒ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｏ ｅ ｐ ｐ ａ ｄ ｉ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ａ ｔｔ ｉｋ ｕ ｎ
ｖ ｒｆｅ ｈｅ ｓ ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｎ ｄａ ａｆ ｏ ｆｎｉｅ ｅ ｅ ｎ ｎａｙｓｓ ｅ ｉｉｄ ｂｙ ｔ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ ｓ ｒ ｉ ｔ ｒ ｍ ｉ ｔ ｌ ｍｅ ｔａ ｌ ｉ ．Ｔｈｅ ｎａ ｉ ｉ ｕ ａ ｉ ｈｅ ｎ ｄｙ ｍ ｃ ｓｍ ｌ ｔｏｎ ｏｆｔ ｐｉ ｅ ｈａ ｌｎｇ ｅ ｉ ｐ ｎｄ ｉ ｑｕ ｐｍｅ ｔ ｗａ ｃ ｒ ｉ ｄ ｏｕ ｎｄ ｉｓ ｒ ｓ ｔ ｎｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ｍｐ ｃ ｓ ｌ ｓ ｅ ｎ ｏ ｎ ｎ ｓ ａ ｒｅ ｔ ａ ｔ ｅ ｕｌｓ ｉ ｉａ ｅ ｈｅ ｉ ａ ｔ ｗａ ｅ ｓ ｒ ｉ ｐｅ ａ ｌ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｔ ｇ ａ ａ ｄ ｏ ｌ ｒ ． Ｆｉ ｌｙ， ｔ ｘｐ ｒｍｅ ｏ ｌ ｎ ｏ ｈｅ ｓ ｂｍａ ｉ ｎｄ ｃｏｓ ｄ ｏ ｅ ｓ ｆ ｈｅ ｒ ｂ ｎ ｒ ｌｅ ｓ ｎａ ｌ ｈｅ ｅ ｅ ｉ ｎｔ ｎ ａ ｄ ｆ ｔ ｕ ｒｎｅ ｐｌ ｕｇ ａ ｉ ｉ ｈｅ ｏ ｈ ｗ ｓ ｆｎ ｓ ｄ．Ｔｈｅ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ｎｄ ｃ ｔ ｄ ｔ ｔｍｅ ｓ ｅ ｏ ｃ ｓｏ ｗｏ ｔ ａ ｓ ｏ ｏ ｌ ｒ ｒ ｘ ｒｍ ｎｔｉ ｉ ａ ｅ ｈａ ａ ｕｒ ｄ ｆ ｒ ｅ ｆｔ ｅ ｍ ｆｒ ｌｅ ｓ ｗｅ ｅ
海底地形地貌测量方法
2021/6/16
12
2021/6/16
13
2021/6/16
14
7．4．1 多波束的系统组成
多波束系统是由多个子系统组成的综合系统。对于不同的多波束 系统，虽然单元组成不同，但大体上可将系统分为多波束声学系统 （MBES）、多波束数据采集系统（MCS）、数据处理系统和外围辅 助传感器。
水声文速资 改料正法△改Hc正。包括吃水改正△Hb、转速改正△Hn及
吃水改正：由水面至换能器底面的垂直距离称为换能
器吃水改正数△Hb。若H为水面至水底的深度；HS换 能器底面至水底的深度，则△Hb为：
2021/6/16
8
转速改正△Hb是由于测深仪的实际转速ns不等于设 计转速n0所造成的。转速改正数△Hn为： 声速改正△Hc是因为输入到测深仪中的声速Cm不
思考题
7.1 概 述
海底地形测量是测量海底起伏形态和地物的工作。是陆 地地形测量在海域的延伸。按照测量区域可分为海岸带、大 陆架和大洋三种海底地形。特点是测量内容多，精度要求高， 显示内容详细。
水深测量经历了如下几个发展阶段： 测绳重锤测量（点测量） 单频单波束测深（点测量） 双频单波束测深（点测量） 多波束测深（面测量） 机载激光测深（面测量）
Snell法则：
式中，Ci和i分别为层i内声速和入射角。
设多波束换能器在船体坐标系下的坐标为(x0 , y0 , z0)，波束脚印
的船体坐标(x，y，z)为：
式中，i为波束在层i表层处的入射角，Ci和ti为波束在层i内的声速和
2021/6/16传播时间。
49
海底犁式挖沟机具工作原理
海底犁式挖沟机具工作原理
嘿呀！今天咱们来聊聊神奇的海底犁式挖沟机具工作原理哇！
首先呢，1. 这海底犁式挖沟机具呀，它就像是一个在深海里默默耕耘的“大力士”！它的工作原理可有意思啦！你想呀，在那深不见底的海底，它得有多大的能耐才能完成挖沟的任务呢？
2. 哎呀呀！它主要是靠着强大的动力系统来驱动的呢！这动力就像给它注入了满满的能量，让它有劲儿去深挖海沟。
3. 哇哦！还有还有，它的犁头设计也是超级关键的呀！这犁头就像是一把锋利的铲子，能够在海底的泥沙中“冲锋陷阵”，把那些顽固的泥沙推开、挖走。
4. 哎呀！它在工作的时候，可不是随便乱挖的哟！有精准的控制系统在指挥着呢，确保挖出来的沟符合要求，不会歪歪扭扭的。
5. 而且呢，这机具还得应对海底复杂的环境呀！比如说水压、水流，还有各种未知的障碍物。
嘿，这可难不倒它！它有着坚固的结构和灵活的应对机制。
6. 哇塞！当它遇到坚硬的岩石或者其他障碍物的时候，它会聪明地调整自己的工作方式，要么绕过去，要么想办法把障碍物处理掉。
7. 哎呀呀，想想看，在那么深的海底，没有光，一片黑暗，它却能如此精准、高效地完成挖沟的工作，是不是超级厉害呀？
8. 还有啊，它的维护和保养也是很重要的呢！毕竟在海底工作那么辛苦，要是不好好照顾它，它可会“闹脾气”的哟！
总之呀，这海底犁式挖沟机具的工作原理真是太神奇、太复杂啦！
它为我们的海洋工程做出了巨大的贡献呢！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 ２ 沟 型截 面 示 意 参 数 图
试 验准 备主要包 括样机 、仪 器 、资料 、场地 、电力 设备 、运 输及 拖拽 设备 的准 备 ，为后面 三 个阶 段 试验 提供 条件保 障 。室 内空载试 验主 要有 两个 目的 ，其一 检查液 压控 制系统 的正确 性 、可靠 性 与时
效性 ；其二检 验各 功能结 构子 系统 动作 能否 正常 实现 ，及 时发现 故障 并排除 。室 内负载 试验 步骤 和 目
样机试验中的一些异 常反 应情况，给 出相应对策 ，归纳出样机 主要故障模式。 已经进行的阶段试验结果表
明样机试验大纲是合理的，试 验计划安排是 有效的，可以为相 关水 下作 业机械陆地样机试验提供 参考。
关 键 词 ：海底犁式挖沟机；试验准备；动作试验；挖沟试验
中图 分类号 ：Ｐ ５ ． ７ ６２
２ 试 验准 备
试验准 备阶段 涉及 很多 方面 ，它与项 目进 度安排 和 资源 调度 能力等有 密切 关系 。基 于影 响试 验进
度的关键路径分析【＇可将此阶段划分为以下几个方面：技术资料收集、样机及相关辅助仪器设备准 ３ 】
备 、场地选 择 、文件编 制 四个任 务单 元 ， 们 是试验任 务 完成 的前提 条件 。图 ３为样机 试验进 度 计划 。 它 图 ４为样机 试验任 务 单元框 图 。
文 献标 识码 ：Ａ
０ 引 言
海 底犁 式挖沟机 是 一种水 下 开沟机 械 ，适 用 于深 水海 域 、硬粘 土或砂 石土 等多 种海底 环 境 。挖 沟
机 由拖 轮定位 并提 供动 力 ，在 被 吊放至 海底 指定 管道 区域后 ，通过 前后布 置 的机械 手将 海底 表面 的管
的与第 二阶段 试验 基本相 同 ，但所 有测 试均 是在抱 管 负载下 进行 ，同时进行控 制 、液 压 和结 构系 统联 合模拟 调试 试验 ，检验各 系统 联合 工作 协调 性 。挖 沟试 验是 本 次试验 的末尾 阶段 ，同 时也是主 要 的试 验 任 务 ， 目的是检 验样机 的 实 际作 业性 能 。
海 底 犁 式 挖 沟 机 陆地 试 验 方法 研 究
袁汝华 ，袁金如 ，周 军 ，邢晓冬 ，李永利 ，王立权
（．中国海洋石油工程股份有 限公 司，天 津 ３０５ ；２ 哈尔滨工程大学 机 电工程学院，哈 尔滨 １００ ） １ ０４０ ． ５０ １
摘
要
通过分析国 内外海底 犁式挖沟机实验研 究方法及 有关试验规范，按设计 的试验样机性能指标 要求，编 制 了应用于指导陆地 挖沟作业 的试验大 纲。按照技术 可靠和经济实用原则 ，试验大纲划分为试验准备 、室 内空载试验、室 内负载试 验和挖沟作业试验 四个阶段，提 出 了每个阶段试验试验程序及 目标要求。分 析 了
５ ３卷 增 刊 １ ２１ ０２年 ６月
中 国 造 舟 仆 Ｓ Ｐ ＵＩＤＩ ＨＩ ＨＩＢ Ｌ ＮＧＯＦＣ ＮＡ
Ｖｏｌ ３ Ｓ ｅ ｉ ｌ１ ｐ ｃａ ５ Ｊｎ Ｏ ２ ｕ ２ １
文 章编 号 ： １０ ．８ ２２ １） １０ ５ —７ ０ ０４ ８（０２Ｓ ．０ ３０
面 参数 示意 图 。为 了完 成 以上试 验任 务 ，并 以技术 可靠 和操 作经济 为 原则 ，编制 了海底 犁 式挖沟 机样
收 稿 日期 ：２ ｌ一８２ Ｏ ｌ ．２ ０ 基金项 目：黑龙江省 自然科学基金项 目 （ 号：Ｅ ０ ９ ４ 编 ２００ ）
５ ４
中
国
造
船
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学 术 论 文
机 陆地试 验大 纲，大纲 内容 包 括试 验准 备 、室 内空 载试验 、室 内负载试 验和野 外挖沟 试验 ４个 试验 阶 段 ，在 一个试验 阶段完 成后 ，再转 入下 一个试 验阶段 内容省 略 。 图 ３为 ４个 试验阶段 计划进 度 表 ，ｃ ｃ 目标， ， 项
图 ｌ挖 沟 示 意 图
根据 样机 陆地 试验 条件 ，需要 在剪 切强度 为 ２ ～ ｌＯＰ ０ Ｏｋ ａ的便 质粘 土上进 行模 拟挖 沟试 验 ， 主要 其 试 验任 务 ： 抱管 并挖 沟 ， 求沟 深为 ０８ 要 ． ｍ，埋 管 直径 ２０ ０ｍｍ， 此验 证理 论分 析及 设计 结果 的正 确性 ， 据
为 程 样机 设计制 造提 供理 论和 试验 依据 。图 １ 为样 机挖 沟作业 模拟 示意 图 ，图 ２为 理论 设计沟 型截
护 海底 管道 。海底 犁式 挖沟 机结 构简 单 ，可 靠性 高 ，停机 率低 ，应 用广 泛 ，在海 底 管道铺 设 施工 中有 极其 重 要 的作用 Ｉ。 目前 ，我 国正处 于海 上油气 开 发从起 步到 上升 阶段 ，亟待开 发具 有 自主知 识产权 ｌ Ｊ 的用于 海底管 道掩埋 防护 的犁 式挖 沟机 。 国外海 底犁 式挖 沟技 术 己趋 成熟 ， 国 内还 未 曾涉足 该领 域 。 但 鉴 于此 ，依据 上述 犁式挖 沟机 工 作原理 ，结合 具体 项 目要求 ，设计 了海底犁 式挖 沟机 的试 验样 机 （ 以
下 简称样 机 ）。为 了验 证样 机各 项性 能指 标是 否满 足设 计要求 ，同 时指导工 程样机 改进 设 计 ，须要进 行样 机 陆地 硬质 粘土模 拟试 验 。为 了保 证 样机 试验 的顺利 完成 ，本文对 样 机陆地 试验 大纲 进行 了设计
与分 析 。
１ 陆地 试 验 大 纲 的 内容 和 要 求
道抓起 并提升 至指 定高度 ，再 由托 辊装 置抓 住 管道 ，此后 机械 手张 开恢 复到初 始位置 ，同 时挖沟机 尾 部两侧 展开 的犁铧合 拢 ；在雪 橇式 行走 机 构支撑 下 ，在拖 轮拖 拽力 作用下 ，犁铧 挖掘 管道 下 面 的海 底 土壤 ，随着 拖轮 的前进 ，管道被 放 置在挖 掘 好 的沟 槽 内 ，再通 过土壤 回填 的方式 将管 道掩 埋 ，从 而保