專利名稱：用于海底跨接管道下放安裝的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于海底跨接管道下放安裝的裝置，主要用于管道修復過程中跨接管道下放以及與海底管道的對接，保證管道修復過程中管道的精確對接與平穩操作。
背景技術：
海底管道作為海上石油天然氣工程作業的“動脈”，起著至關重要的作用，因此在 海底管道的損壞事故如泄漏和腐蝕等發生后，如何快速地維修海底管道成為海洋石油天然氣作業中不可或缺的一環。當一段海底管道由于破損或腐蝕較為嚴重時，需要將這段管道切除，并下放兩個跨接管道分別于切除剩余兩端的海底管道通過管道對接器對接，最終下放一段彎管將兩個跨接管道連接在一起，完成管道修復過程。在跨接管道與海底管道連接過程中由于波浪流等海底外在環境因素引起的管道對中不精確以及引起管道連接器破損的強制對中、兩段管道對接過程中無法提供支撐對接過程順利進行的相應的約束載體等。
實用新型內容本實用新型提供一種用于海底跨接管道下放安裝的關鍵設備，它主要作用是解決由于波浪流等海底外在環境因素引起的管道對中不精確以及引起管道連接器破損的強制對中、兩段管道對接過程中無法提供支撐對接過程順利進行的相應的約束載體等問題，確定下放與管道對接過程的平穩安全。為此，本實用新型提出一種用于海底跨接管道下放安裝的裝置，用于對接海底管道與跨接管道，所述用于海底跨接管道下放安裝的裝置包括支撐底架3 ;初步對中海底管道的管道卡箍1，設置在所述支撐底架3上，所述管道卡箍I具有容納所述海底管道的空腔10 ;上部支撐框架2，連接在所述支撐底架3的上方；管道夾持機構4，包括夾持所述跨接管道的管道夾48和與所述管道夾48連接的夾持液壓缸46，所述管道夾持機構4可上下移動的連接在所述上部支撐框架2上，并且所述管道夾48可前后移動和左右移動的設置在所述上部支撐框架2上。進一步地，所述上部支撐框架2，能拆卸的連接在可所述支撐底架3的上方，所述管道夾持機構4位于所述上部支撐框架2與所述支撐底架3之間。進一步地，所述支撐底架3包括底板33和設置在所述底板33上的柱套32，所述上部支撐框架2包括與所述柱套32配合連接的柱腳21。進一步地，所述上部支撐框架2還包括與所述底板33平行的工字型板框25，所述柱腳21連接在所述底板33與所述工字型板框25之間。進一步地，所述上部支撐框架2還具有伸縮方向垂直所述底板33的上下運動液壓缸22，所述上下運動液壓缸22與所述管道夾持機構4連接。進一步地,所述管道夾持機構4還包括前后運動液壓缸43、左右運動液壓缸44、分別連接所述前后運動液壓缸43和所述左右運動液壓缸44的護管夾47、為所述護管夾47提供前后運動軌道的前后運動導軌42、為所述護管夾47提供左右運動軌道的左右運動導軌41，所述管道夾48和所述夾持液壓缸46設置在所述護管夾47上，所述護管夾47為所述管道夾48和所述夾持液壓缸46提供支撐。進一步地，所述管道夾持機構4還包括支架45，所述護管夾47、前后運動液壓缸43、左右運動液壓缸44、分別連接所述前后運動液壓缸43、所述前后運動導軌42和所述左右運動導軌41均設置在所述支架45上。進一步地，所述管道卡箍I包括兩個側壁11，所述兩個側壁之間的寬度是所述海底管道的外徑的2. 5倍。進一步地，所述管道卡箍I還包括連接在所述兩個側壁之間并位于所述兩個側壁頂部的頂壁13，在所述兩個側壁的底部，所述兩個側壁之間為中空的。 本實用新型的用于海底跨接管道下放安裝的裝置首先通過管道卡箍罩住海底管道下放，實現機械機構裝置上的粗略對中即初步對中，在完成粗略對中后，由上下前后左右三個自由度的液壓缸協同作用，完成精確的對中，由于液壓缸自身的負載作用，可以承受波浪流等海底因素的沖擊，也為對接過程提供一個約束載體，使管道修復過程平穩進行。在初步對中過程中，無需復雜的理論與操作，便將對中工作限制在一定的活動范圍中進行，為后面的精確對中提供了不可或缺的輔助作用。本實用新型的用于海底跨接管道下放安裝的裝置對跨接管道的夾持和釋放均由液壓缸的伸縮來實現，在ROV (水下機器人)的配合下可完全實現操作過程的可視化、精確化和自動化。本實用新型的用于海底跨接管道下放安裝的裝置中的三自由度運動的液壓缸及夾持管道的夾持液壓缸均可配備相應的具有反饋作用的液壓同步控制系統，在細節上保證液壓機械運動實現的精確性。本實用新型的用于海底跨接管道下放安裝的裝置作為有效的機械機構，結構簡單，原理可靠，上部支撐框架與支撐底架之間能拆卸連接，保證其可以循環重復使用，為海上施工作業節約大量成本。
圖I為根據本實用新型實施例的用于海底跨接管道下放安裝的裝置的總體立體結構示意圖；圖2為根據本實用新型實施例的支撐底架的結構；圖3為根據本實用新型實施例的管道卡箍的結構；圖4為根據本實用新型實施例的上部支撐框架的剖面結構；圖5為根據本實用新型實施例的管道夾持機構的結構。附圖標號說明I、管道卡箍10、空腔11、側壁13、頂壁2、上部支撐框架21、柱腳22、上下運動液壓缸25、工字型板框3、支撐底架32、柱套33、底板4、管道夾持機構41、左右運動導軌
42、前后運動導軌43、前后運動液壓缸44、左右運動液壓缸45、支架46、夾持液壓缸47、護管夾48、管道夾5、跨接管道51、跨接管道彎頭6、海底管道具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。如圖I所示，根據本實用新型實施例的一種用于海底跨接管道下放安裝的裝置，用于對接海底管道6與跨接管道5，所述用于海底跨接管道下放安裝的裝置包括支撐底架3 ;初步對中海底管道的管道卡箍1，設置在所述支撐底架3上，如圖3所示，所述管道卡箍I具有容納所述海底管道的空腔10 ;上部支撐框架2，連接在所述支撐底架3的上方；管道夾持機構4，包括夾持所述跨接管道的管道夾48和與所述管道夾48連接的夾持液壓缸46。支撐底架3為管道卡箍I、上部支撐框架2以及管道夾持機構4提供支撐，當管道卡箍I、上部支撐框架2以及管道夾持機構4在海底作業時，支撐底架3穩定的支撐在海底，為上述各部件的作業提供支撐。管道卡箍I罩住海底管道下放，實現機械機構裝置上的粗略對中即初步對中，為后面的精確對中提供了不可或缺的輔助作用。·[0028]所述管道夾持機構4可上下移動的連接在所述上部支撐框架2上，并且所述管道夾48可如后移動和左右移動的設直在所述上部支撐框架2上，以便在在完成粗略對中后，進一步完成精確的對中。管道夾48為通過夾持液壓缸46驅動而夾持跨接管道5的夾持部，例如管道夾48為夾子。進一步地，所述上部支撐框架2，能拆卸的連接在可所述支撐底架3的上方，所述管道夾持機構4位于所述上部支撐框架2與所述支撐底架3之間，這樣，既有利于用于海底跨接管道下放安裝的裝置的整體結構的緊湊，又有利于將跨接管道5夾設在支撐底架3與上部支撐框架2之間，約束跨接管道5。。上部支撐框架與支撐底架之間能拆卸連接，保證其可以循環重復使用，為海上施工作業節約大量成本。進一步地，如圖2和圖4所示，所述支撐底架3包括底板33和設置在所述底板33上的柱套32，所述上部支撐框架2包括與所述柱套32配合連接的柱腳21。柱套32為柱狀的套筒，柱腳21為柱狀的支撐腳，支撐柱腳21與柱套32可以通過液壓螺栓連接，這樣可實現自由拆卸的功能，性能穩定。本實用新型中，支撐柱腳21為四個，連接穩定。 進一步地，如圖4所示，所述上部支撐框架2還包括與所述底板33平行的工字型板框25，所述柱腳21連接在所述底板33與所述工字型板框25之間。采用工字型板框25有利于減輕重量，也便于對上部支撐框架2施力，從而將上部支撐框架2從支撐底架3拆卸下來。進一步地，如圖4所示，所述上部支撐框架2還具有伸縮方向垂直所述底板33的上下運動液壓缸22，所述上下運動液壓缸22與所述管道夾持機構4連接，驅動所述管道夾持機構4上下移動，從而調整了跨接管道5的上下位置。進一步地，如圖5所示，所述管道夾持機構4還包括前后運動液壓缸43、左右運動液壓缸44、分別連接所述前后運動液壓缸43和所述左右運動液壓缸44的護管夾47、為所述護管夾47提供前后運動軌道的前后運動導軌42、為所述護管夾47提供左右運動軌道的左右運動導軌41，所述管道夾48和所述夾持液壓缸46設置在所述護管夾47上，所述護管夾47為所述管道夾48和所述夾持液壓缸46提供支撐，護管夾47上設有多個夾持跨接管道5的管道夾48，護管夾47為多個管道夾48的支座，護管夾47移動，則管道夾48帶著跨接管道5移動。[0034]前后運動導軌42、左右運動導軌41均為直線導軌，前后運動液壓缸43和左右運動液壓缸44分別驅動護管夾47前后移動和左右移動，因而,管道夾持機構4或管道夾48在三個相互垂直的立體方向上都通過液壓驅動，使得跨接管道5三維立體調整精確，能夠在初步對中的基礎上，實現精確對中，從而完成海底管道對接作業。進一步地,如圖5所示所述管道夾持機構4還包括支架45,所述護管夾47、前后運動液壓缸43、左右運動液壓缸44、分別連接所述前后運動液壓缸43、所述前后運動導軌42和所述左右運動導軌41均設置在所述支架45上。支架45為各液壓缸、護管夾47和各軌道提供支撐。支架45可以為板框結構，這樣，用于海底跨接管道下放安裝的裝置重量輕，結構緊湊。例如，所述護管夾47、前后運動液壓缸43、左右運動液壓缸44、分別連接所述前后運動液壓缸43、所述前后運動導軌42和所述左右運動導軌41均設置在所述支架45與支撐底架3之間，可以對跨接管道5起到輔助的約束作用。進一步地，如圖3所示，所述管道卡箍I具有容納所述海底管道的空腔10。所述管道卡箍I包括兩個側壁11，兩個側壁11形成初步夾持海底管道6的空間。所述兩個側壁之間的寬度是所述海底管道的外徑的2. 5倍，這樣，能夠適應海底的狀況，實現初步對中。如圖3所示，進一步地，所述管道卡箍I還包括連接在所述兩個側壁之間并位于所述兩個側壁頂部的頂壁13，兩個側壁11支撐在管道卡箍I的底座15上，底座15與底板33固定連接。在所述兩個側壁11的底部，所述兩個側壁之間為中空的，也就是說，兩個側壁11之間不具有連接兩個側壁11的底壁，或者說兩段底座15之間不是直接相連的，是斷開的，從而為管道卡箍I從上至下對中海底管道6提供空間。管道卡箍I位于支撐底架3的前側，即管道卡箍I伸出支撐底架3，底座15與底板33可以平齊，以便為對接提供相同的標高。本實用新型的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，先將管道卡箍I罩住海底管道6下放，在水下機器人的協助下實現機械機構裝置上的粗略對中即初步對中，在跨接管道到達與海底管道大致水平的高度，管道夾持機構4通過前后運動液壓缸43推動夾持跨接管道5的護管夾47在如后運動導軌42滑動，實現如后運動；通過左右運動液壓缸44推動夾持跨接管道5的護管夾47在左右運動導軌41滑動，實現左右運動，上下左右前后三個自由度方向上協同作用實現管道的對中和連接工作。在對接工作完成后，可三自由度運動的各液壓缸與海底管道的提升結構協同作用，使支撐底架3承載跨接管道5，此時跨接管道彎曲部分的固定裝置下放，將跨接管道彎頭部分51固定，使跨接管道既不能滾動也不能滑動，跨接管道5固定完畢之后，夾持跨接管道5的夾持液壓缸46回縮，與其相連的旋轉管道夾48旋轉松開跨接管道5。本實用新型適用于海底管道修復過程中海底跨接管道的下放安裝，特別的1本實用新型的粗略對中(初步對中)與基于液壓控制的精確對中相結合，確保下放安裝中的精確性；2本實用新型的裝置利用了液壓缸的負載功能，方便操作及管道的維修；3本實用新型的底跨接管道的下放安裝裝置結構簡單，原理可靠，可回收循環利用，降低了制造成本。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。為本實用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍 。
權利要求1.一種用于海底跨接管道下放安裝的裝置，用于對接海底管道(6)與跨接管道(5)，其特征在于，所述用于海底跨接管道下放安裝的裝置包括 支撐底架⑶； 初步對中海底管道的管道卡箍(I)，設置在所述支撐底架(3)上，所述管道卡箍(I)具有容納所述海底管道的空腔(10)； 上部支撐框架(2)，連接在所述支撐底架(3)的上方； 管道夾持機構(4)，包括夾持所述跨接管道的管道夾(48)和與所述管道夾(48)連接的夾持液壓缸(46)，所述管道夾持機構(4)可上下移動的連接在所述上部支撐框架(2)上，并且所述管道夾(48)可前后移動和左右移動的設置在所述上部支撐框架(2)上。
2.如權利要求I所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述上部支撐框架(2)，能拆卸的連接在所述支撐底架(3)的上方，所述管道夾持機構(4)位于所述上部支撐框架(2)與所述支撐底架(3)之間。
3.如權利要求2所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述支撐底架(3)包括底板(33)和設置在所述底板(33)上的柱套(32)，所述上部支撐框架(2)包括與所述柱套(32)配合連接的柱腳(21)。
4.如權利要求3所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述上部支撐框架(2)還包括與所述底板(33)平行的工字型板框(25)，所述柱腳(21)連接在所述底板(33)與所述工字型板框(25)之間。
5.如權利要求3所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述上部支撐框架(2)還具有伸縮方向垂直所述底板(33)的上下運動液壓缸(22)，所述上下運動液壓缸(22)與所述管道夾持機構(4)連接。
6.如權利要求I所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于， 所述管道夾持機構(4)還包括前后運動液壓缸(43)、左右運動液壓缸(44)、分別連接所述前后運動液壓缸(43)和所述左右運動液壓缸(44)的護管夾(47)、為所述護管夾(47)提供前后運動軌道的前后運動導軌(42)、為所述護管夾(47)提供左右運動軌道的左右運動導軌(41)，所述管道夾(48)和所述夾持液壓缸(46)設置在所述護管夾(47)上，所述護管夾(47)為所述管道夾(48)和所述夾持液壓缸(46)提供支撐。
7.如權利要求I所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述管道卡箍(I)包括兩個側壁(11)，所述兩個側壁之間的寬度是所述海底管道的外徑的2. 5倍。
8.如權利要求7所述的用于海底跨接管道下放安裝的裝置，其特征在于，所述管道卡箍(I)還包括連接在所述兩個側壁之間并位于所述兩個側壁頂部的頂壁(13)，在所述兩個側壁的底部，所述兩個側壁之間為中空的。
專利摘要本實用新型提出一種用于海底跨接管道下放安裝的裝置，用于對接海底管道與跨接管道，所述用于海底跨接管道下放安裝的裝置包括支撐底架(3)；初步對中海底管道的管道卡箍(1)，設置在所述支撐底架(3)上，所述管道卡箍(1)具有容納所述海底管道的空腔(10)；上部支撐框架(2)，連接在所述支撐底架(3)的上方；管道夾持機構(4)，包括夾持所述跨接管道的管道夾(48)和與所述管道夾(48)連接的夾持液壓缸(46)，所述管道夾持機構(4)可上下移動的連接在所述上部支撐框架(2)上，并且所述管道夾(48)可前后移動和左右移動的設置在所述上部支撐框架(2)上。本實用新型確保了下放安裝跨接管道中的精確性。
文檔編號F16L1/26GK202769045SQ20122029792
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者周立軍, 段夢蘭, 毛東風, 程光明, 郭磊, 楊磊, 孫晶晶, 金鑫, 馬麗, 于輝, 孫洪峰, 湯珂, 劉昌齡 申請人:中國石油大學(北京)