水下钢圆筒的打捞自平衡装置及其打捞拆除方法与流程

本发明涉及水下打捞、作业，具体涉及一种水下钢圆筒的打捞自平衡装置以及应用该水下钢圆筒的打捞自平衡装置的水下钢圆筒的打捞拆除方法。

背景技术：

1、水下施工用钢圆筒简称钢圆筒，是水下施工用的一种重要的装置，钢圆筒在水下使用完成后需要打捞出来，但其一般的重量在数百吨，所以钢圆筒的打捞难度非常大。

2、在海上拆除大直径异形钢圆筒施工中，钢圆筒筒身因长期受涌浪作用、海水侵蚀等外界环境影响，筒顶存在撕裂、破碎等情况，筒顶不同区段的高度差异明显且锈蚀严重。现有技术中起吊装置打捞钢圆筒时使用吊钩以及与钢圆筒连接的多根钢丝绳来实现，吊钩通过钢丝绳将钢圆筒从海底打捞出水面，然后放在起重船的甲板上。

3、本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：

4、吊钩通过钢丝绳将钢圆筒从海底打捞出水面时，水下设置各吊点很难保持在同一水平线，且大部分钢圆筒在水下使用时间久了部分区段生锈或变形会造成重心位置偏移而成为偏心构件，直接起吊或采用传统打捞技术难以适应，打捞过程中钢圆筒重心偏离中心位置时会导致边缘处部分钢丝绳受力过大而被拉断或拉变形，一旦钢丝绳被拉断或发生变形会造成严重的晃动甚至可能引发钢圆筒脱落，存在较大安全隐患，为了降低钢丝绳各处的受力，避免钢圆筒拉断钢丝绳或发生晃动、脱落，打捞作业速度非常慢，导致现有技术存在的钢圆筒打捞作业安全性差、费时费力的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种水下钢圆筒的打捞自平衡装置及其打捞拆除方法，解决了现有技术存在的钢圆筒打捞作业安全性差、费时费力的技术问题。

2、本发明实施例提供了如下技术方案：

3、本发明实施例提供的一种水下钢圆筒的打捞自平衡装置，包括自平衡吊架、自平衡钢丝绳、下部滑轮组、底部钢丝绳、上部静滑轮以及上部钢丝绳，其中：

4、所述自平衡吊架包括吊架外框、中心体以及若干根连接梁，所述吊架外框为八边形结构，若干根所述连接梁连接在所述吊架外框边角处与所述中心体之间；

5、所述自平衡钢丝绳的首端和尾端均与所述自平衡吊架通过连接用静滑轮相连接；

6、所述吊架外框的每个边角处的底部均设置有所述下部滑轮组，每个所述下部滑轮组均包括两个彼此对称设置的下部静滑轮以及位于两个所述下部静滑轮之间、位置高度低于所述下部静滑轮的下部动滑轮；

7、所述自平衡钢丝绳以串联的方式逐个绕过所有的所述下部滑轮组，所述自平衡钢丝绳绕过任意一个所述下部滑轮组的方式为先绕过该下部滑轮组中的一个所述下部静滑轮接着绕过该下部滑轮组的所述下部动滑轮然后再绕过该下部滑轮组中的另一个所述下部静滑轮；

8、所述吊架外框的每个边角处的顶部均设置有一个所述上部静滑轮，所述上部钢丝绳的数目为至少八条，且每条所述上部钢丝绳的首部与其尾部相连形成圈体且每条所述上部钢丝绳其底部的区段绕过其中一个所述上部静滑轮，每条所述上部钢丝绳其顶部的区段绕过起吊装置的吊钩；

9、每个所述下部动滑轮的滑轮支架均通过所述底部钢丝绳与钢圆筒形成可拆卸连接，每条所述底部钢丝绳均至少存在两个区段，相邻的区段之间通过可拆卸连接装置相连接，当所述钢圆筒被放置在船体甲板上且所述钢圆筒以及所述底部钢丝绳均处于着地状态时，所述可拆卸连接装置落在所述船体甲板上。

10、可选地，每条所述底部钢丝绳包括两个区段，分别为底绳上段以及底绳下段，所述底绳上段与所述下部动滑轮的滑轮支架相连接，所述底绳上段与所述底绳下段通过所述可拆卸连接装置相连接，所述底绳下段用于与钢圆筒相连接；

11、所述可拆卸连接装置包括上位动滑轮、下位动滑轮、上位螺杆转轴、下位螺杆转轴、限位螺母、止退插销以及可拆卸滑轮支架，其中：

12、所述可拆卸滑轮支架包括左滑轮支架侧板以及右滑轮支架侧板，所述上位螺杆转轴、所述下位螺杆转轴均贯穿所述左滑轮支架侧板以及右滑轮支架侧板，所述上位动滑轮以所述上位螺杆转轴介于所述左滑轮支架侧板与右滑轮支架侧板之间的区段为轴形成转动连接，所述下位动滑轮以所述下位螺杆转轴介于所述左滑轮支架侧板与右滑轮支架侧板之间的区段为轴形成转动连接，所述上位螺杆转轴、所述下位螺杆转轴各自的螺纹端延伸出所述左滑轮支架侧板或右滑轮支架侧板且与不同的所述限位螺母螺纹连接，所述止退插销插接在所述螺纹端边缘处以阻挡所述限位螺母脱出所述螺纹端；

13、所述底绳上段的下部连接端与所述上位动滑轮相套接，所述底绳下段的上部连接端与所述下位动滑轮相套接；

14、所述下部动滑轮的滑轮支架的底部转动连接有支架附带滑轮，所述底绳上段的上部连接端与所述支架附带滑轮相套接，所述底绳下段的下部连接端与所述钢圆筒可拆卸连接。

15、可选地，所述左滑轮支架侧板以及所述右滑轮支架侧板各自贯穿所述上位螺杆转轴以及所述下位螺杆转轴的安装孔的边沿处均设置有加厚凸台，所述上位螺杆转轴以及所述下位螺杆转轴各自的头部以及所述限位螺母均抵靠所述加厚凸台上。

16、可选地，所述支架附带滑轮的转轴的轴线与所述下部动滑轮的转轴的轴线相垂直，所述支架附带滑轮的转轴的轴线与所述上位动滑轮、所述下位动滑轮的转轴的轴线相平行；每个所述下部动滑轮的滑轮支架的底部转动连接有两个彼此对称设置的所述支架附带滑轮，两个所述支架附带滑轮各自均套接有一条所述底部钢丝绳，其中一个所述支架附带滑轮套接的所述底部钢丝绳连接所述钢圆筒的内侧，其中另一个所述支架附带滑轮套接的所述底部钢丝绳连接所述钢圆筒的外侧。

17、可选地，所述底绳上段以及所述底绳下段各自的上部连接端、下部连接端均为绳头弯折后通过锁具将绳头与绳体固定而形成的环形结构。

18、可选地，所述钢圆筒的高度为15-25米，所述底部钢丝绳的长度为所述钢圆筒的高度的1.5-3倍，所述底绳下段的长度不低于所述钢圆筒的高度。

19、可选地，所述吊钩的数目为两个，且设置在所述自平衡吊架中心位置的正上方，其中一个所述吊钩通过四条所述上部钢丝绳与所述吊架外框的四个相邻的边角处的所述上部静滑轮相连接，其中另一个所述吊钩通过另外的四条所述上部钢丝绳与所述吊架外框其余的四个相邻的边角处的所述上部静滑轮相连接。

20、可选地，所述吊架外框包括八条边梁以及八条端梁，八条边梁通过八条端梁连接形成正八边形结构，所述端梁位于所述吊架外框的边角处，且每个所述端梁存在三个分支，两侧分支连接所述边梁，中间的分支连接所述连接梁，所述上部静滑轮、所述下部静滑轮均固定在所述端梁上。

21、可选地，所述中心体呈放射线状结构，其中心位置设置有减重孔，所述中心体通过法兰与八条所述连接梁相连接，所述连接梁通过法兰与所述端梁相连接。

22、本发明实施例提供的一种水下钢圆筒的打捞拆除方法，该钢圆筒通过本发明任一技术方案提供的所述的水下钢圆筒的打捞自平衡装置进行打捞，所述钢圆筒为钢材制成，其重量为500吨-800吨，所述钢圆筒的外直径为20米-50米，所述钢圆筒的壁厚为10mm-30mm，所述起吊装置为起重船或起重机，该水下钢圆筒的打捞拆除方法包括以下步骤:

23、步骤一、水下探摸：派专业潜水作业人员，下水对钢圆筒及使用弯曲板件形成的用于封堵相邻钢圆筒之间间隙的副格进行水下探摸，了解钢圆筒及副格的破损变形情况；

24、步骤二、施工方案细化：根据潜水员反馈的钢圆筒及所述副格变形情况，编制相应的起吊、切割及移除方案，为后续的施工提供依据及保障；

25、步骤三：打捞拆除：根据制定的拆除方案，对钢圆筒和所述副格内的砂进行清除，对钢圆筒和副格进行水下切割，使用本发明任一技术方案提供的水下钢圆筒的打捞自平衡装置进行打捞、起吊移除、运输及解体。

26、本发明实施例提供的上述任一技术方案至少产生了如下的技术效果：

27、本发明中自平衡钢丝绳以串联的方式逐个绕过所有的下部滑轮组，由此自平衡钢丝绳通过滑轮，利用重力作用下钢圆筒重心的变化自行调整各区段的长度和拉力，进而确保整个钢丝绳各处的受力较为均衡，避免因不同的吊点高度差距过大或钢圆筒偏心所导致的吊钩及钢丝绳受力不均衡，规避起吊过程的施工风险，由于自平衡钢丝绳可以实现自平衡，所以无需操作人员干预，降低了操作人员的工作难度和作业风险，作业的速度也得以提高；

28、此外，本发明中当钢圆筒被放置在船体甲板上且钢圆筒以及底部钢丝绳均处于着地状态（也可以理解为：松弛状态）时，可拆卸连接装置落在船体甲板上，由此从自平衡吊架上拆卸底部钢丝绳的作业无需在晃动的甲板上登梯爬高，进一步降低了钢圆筒打捞作业的安全风险，节省了登梯爬高耗费的时间和精力，解决了现有技术存在的钢圆筒打捞作业安全性差、费时费力的技术问题。