專利名稱：用于鋪設(shè)管線的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種支撐、鋪設(shè)和定向用于構(gòu)建管道線和/或管線的管道的系統(tǒng)以及 一種用于安裝管道線和/或管線的方法。本發(fā)明旨在解決與在下列場所中使用傳統(tǒng)的組裝方法相關(guān)的問題和困難該場合 具有接近受到限制的情況，設(shè)備和人力調(diào)動(dòng)的困難、以及具有難度或招致意外危險(xiǎn)的焊接 和檢查位置。根據(jù)本發(fā)明的方法提供的管道的組裝過程的時(shí)間顯著減少、消除了將管子最終定 位在管路中時(shí)直接搬運(yùn)管子的需求、并且還減少使裝配隊(duì)伍暴露于不健康和/或危險(xiǎn)的環(huán) 境中。
背景技術(shù)：
管道線和管線是用于運(yùn)載諸如烴油及衍生物、化工產(chǎn)品、酒精和水之類流體的管 線，根據(jù)其應(yīng)用可稱為輸油管、輸氣管、輸水管、聚合物輸送管(polyduct)或者酒精輸送 管。使用在陸地上延伸長距離的中等尺寸和大尺寸的管子構(gòu)建這種流動(dòng)管線。構(gòu)建管道線/管線的方法通常包括構(gòu)建管子、沿管子計(jì)劃的路線分配管子和通 過將管子彼此相連來組裝分配管線。由于用于此目的的管子的尺寸大且必須要克服環(huán)境的、地理的和氣候的限制，因 此在構(gòu)建這種類型的分配管線時(shí)遇到很多困難，且就這點(diǎn)而言，必須使用大的和重的設(shè)備 來將管子移動(dòng)和放置到位。用于組裝用于運(yùn)載流體的管道(輸油管、內(nèi)收部(adductor)、輸氣管、用于其它衍 生物的管道、給水總管等)的傳統(tǒng)方法包括將每次使用的合適長度的管子運(yùn)輸?shù)椒胖眠@些 管子的組裝地點(diǎn)，在該組裝地點(diǎn)處通過焊接形成管線(排列成大致平行于管線的路線并靠 近管子在預(yù)接合組中各自的位置)。在最終的位置處執(zhí)行用于焊接的定位和調(diào)整的操作，因 此裝配隊(duì)伍是流動(dòng)的，在管線向前推進(jìn)時(shí)沿管線的路線從一處到另一處執(zhí)行他們的工作。 因?yàn)樵摼壒?，產(chǎn)生了通向每一處的新的入口，必須運(yùn)輸設(shè)備，必須拆卸安裝設(shè)備并在新的地 點(diǎn)重新組裝，這招致經(jīng)常的配送困難，意味著成本、風(fēng)險(xiǎn)、以及特別是工作時(shí)間大量增加。在 這種情況下，壞的氣候條件幾乎總是導(dǎo)致工作的中斷。但是，在很多情況下，應(yīng)當(dāng)注意的是傳統(tǒng)方法需要將管子(或管道)運(yùn)輸?shù)诫y于 接近的、或者不健康的或危險(xiǎn)的地點(diǎn)，另外，在每段管子將被最終安裝的地點(diǎn)處執(zhí)行包括定 位、焊接、測(cè)試和質(zhì)檢等的組裝操作，根據(jù)具體的環(huán)境，這可能是非常困難或者甚至是不可 能的，導(dǎo)致增加執(zhí)行延遲、質(zhì)量損失、成本、人身危險(xiǎn)、材料危險(xiǎn)和環(huán)境危險(xiǎn)。公知的構(gòu)建管道線/管線的方法需要工作地點(diǎn)是活動(dòng)的，并跟隨著執(zhí)行管道焊接 的隊(duì)伍，這些管道排列在管道線完工之后它們將要處于的位置上。這需要形成進(jìn)入到管道
4之間的焊接位置的途徑，常常需要征用不動(dòng)產(chǎn)或者建立可通行權(quán)，致使建造工作更加昂貴 并延誤該建造工作。管道線/管線的構(gòu)建方案會(huì)遇到管線的路徑穿過隧道、坑道、和擁擠的工業(yè)設(shè)施 的情況。在這些情況下，根據(jù)本領(lǐng)域中常用的方法，對(duì)已經(jīng)存在的設(shè)施執(zhí)行部分的或全部 的拆卸并隨后將其重新組裝以構(gòu)建分配管線，常常伴隨著隨后生產(chǎn)中斷。干涉用于鋪設(shè)管道線/管線的傳統(tǒng)的系統(tǒng)的另一個(gè)因素在于這種帶有地質(zhì)的或 地形的障礙的分配管線的路徑的長度，這些障礙限制了重型設(shè)備的通過或者甚至缺乏任何 接近的條件來執(zhí)行在例如穿越沼澤地、雪、冰、人類居住區(qū)、遺址等的安裝地點(diǎn)處的工作。上述的因素一般決定了由管線所遵循的路徑的定位或者變化，這主要的意義在于 成本、時(shí)間和配送。用于嘗試克服上述問題的另一方法——其也構(gòu)成用于組裝管道線/管線的經(jīng)典方 案——包括接合一定數(shù)量的管子、形成較長的一段管件、然后通過稱為“拉”或“拽”的操 作來移動(dòng)所述被組裝的節(jié)段以將其焊接到其最終的位置或者只是允許增加新的管子。該操 作借助于由纜繩(通常是鋼纜)提供的牽引而實(shí)現(xiàn)，該纜繩與絞盤相聯(lián)接，通過安裝在管件 下的臨時(shí)輥來拽動(dòng)或移動(dòng)該節(jié)段。該方法主要的局限性在于運(yùn)輸?shù)木嚯x必須較短，以使得由牽引所產(chǎn)生的力和機(jī)械 的需求保持在可接受的范圍內(nèi)。此外，纜繩的可用長度可限制移動(dòng)距離。對(duì)于大于纜繩長度 的距離，將不得不重新定位牽引裝置，這通常招致過長的、昂貴的和并不總是可行的過程。構(gòu)造管道線/管線的經(jīng)典方法還表現(xiàn)出其它的缺點(diǎn)當(dāng)在諸如坑道之類的狹窄環(huán) 境中構(gòu)建這種管線時(shí)，該狹窄的環(huán)境的高度不允許搬運(yùn)中等尺寸到大尺寸的管件所需的設(shè) 備進(jìn)入，另外，并不為工作人員形成足夠的工作環(huán)境，在這種環(huán)境中工作的這些工作人員經(jīng) 常不得不采用變形的姿態(tài)并被暴露在由管道焊接操作自身產(chǎn)生的氣體所引起的絕對(duì)不健 康的環(huán)境中。發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的非常有利的應(yīng)用的一個(gè)示例在于在船只裝貨/卸貨 碼頭處構(gòu)建管道線/管線。在這些情況下，管線在特別構(gòu)建的用于支撐該管線的結(jié)構(gòu)上延 伸跨過水面上的距離。使用現(xiàn)有技術(shù)組裝該管道線/管線通常從管子所放置的駁船進(jìn)行，招致較大的配 送的缺點(diǎn)、天氣的限制和人員的危險(xiǎn)。在選擇通過拖或拽來執(zhí)行組裝的情況下，必須提供可 用的絞盤，必須重新定位牽引站，必然存在使用鋼纜的內(nèi)在的危險(xiǎn)和破壞管件的風(fēng)險(xiǎn)。此 外，將不得不在水面上對(duì)跨越的節(jié)段進(jìn)行焊接，從而招致諸多的不方便。通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，使用預(yù)先組裝的元件，管件的組裝變成為遠(yuǎn)程的操作并 且其安裝變成為連續(xù)的，從而避免了上述的障礙。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)顯示出優(yōu)點(diǎn)的另一個(gè)示例是在圓形橫截面的和低高度的隧道 內(nèi)組裝管線，在該隧道中缺乏合適的工作條件且環(huán)境狹窄，使得難于使用傳統(tǒng)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于組裝和安裝諸如輸油管、輸氣管、輸水管、聚合物輸送管或酒 精輸送管之類的用于運(yùn)輸和分配烴油及其衍生物、水、酒精、化學(xué)品和類似產(chǎn)品的管道線/
5管線的系統(tǒng)和方法，其中，在一個(gè)單獨(dú)固定的地點(diǎn)或工作設(shè)施處，即，在具有固定地點(diǎn)的用 于構(gòu)造和焊接管子的配送場地——管子加工間——對(duì)管子進(jìn)行構(gòu)建、接合和檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明，所有的配送努力都集中和聚集在固定的場地或加工間(管子加工 間)，其用于接納和存放管道，用于檢測(cè)、涂漆和焊接用于構(gòu)建管線的管子。在本發(fā)明中，在具有最終構(gòu)形的管件經(jīng)過完整性檢查之后被放置(或鋪設(shè))到帶 有輥的支撐元件上，該支撐元件沿路徑的全部延伸范圍設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的支撐元件與管道線/管線永久性地形成一體并執(zhí)行雙重的功能提 供支撐和驅(qū)動(dòng)元件，其促進(jìn)管子、管子節(jié)段或者已在其最終的安裝位置處的管道自身的移 動(dòng)和運(yùn)輸。利用根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)建管道線/管線的系統(tǒng)，永久地安裝在設(shè)置有輥的支撐 件上的分配管線在經(jīng)受由天氣變化或其中承載的流體的溫度所引起的溫度梯度的變化時(shí) 將自由地?zé)崤蛎浐蜔崂淇s，從而不會(huì)引起對(duì)管線支撐結(jié)構(gòu)或者管子自身的任何后果。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)在其基本形態(tài)下包括安裝用于沿所述管道線/管線的指定 路徑支撐和移動(dòng)管件的元件，還有用于構(gòu)建和焊接管子的固定的配送場地——管子加工 間——在這里對(duì)管子進(jìn)行接合和檢測(cè)。該固定的管子加工間將以對(duì)準(zhǔn)和焊接的連續(xù)方法進(jìn) 行工作，通過驅(qū)動(dòng)支撐元件將管子自身插入到管線的路徑中，該驅(qū)動(dòng)支撐元件沿管道/管 線的最終路線運(yùn)輸和支撐該管道/管線。根據(jù)本發(fā)明的組裝待安裝到管道線/管線中的管件包括自動(dòng)或非自動(dòng)地焊接管 子；焊接檢測(cè)；將管子段添加到所產(chǎn)生的管件中，同時(shí)在通過沿管線的軸線縱向設(shè)置的支 撐與運(yùn)輸元件上將所述管件插入到管道線/管線中。通過由支撐和移動(dòng)元件提供的驅(qū)動(dòng) 力沿管道線/管線推動(dòng)管件，該支撐和移動(dòng)元件以同步的方式沿管線的預(yù)定路徑移動(dòng)該管 件。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，在其上擱置有管件的管道線/管線的支撐件設(shè)置有帶有 單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的輥。在多個(gè)支撐件中設(shè)置的輥的沿路徑的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致支撐在其上的管 件沿管線路徑軸線的縱向運(yùn)動(dòng)。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，管件沿管線路徑的運(yùn)動(dòng)由驅(qū)動(dòng)輥提供，省卻了在系統(tǒng)外 部施加力，并且也省卻了用于移動(dòng)、運(yùn)輸和定位管子的附加設(shè)備。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中設(shè)置的所述輥用于在管件推進(jìn)的過程中定向和傳輸管件， 并且每個(gè)支撐件可包括一個(gè)或多個(gè)輥來向管件提供期望的方向。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還提供了被認(rèn)為需要的盡可能多的支撐件和輥，從而在管部件 推進(jìn)時(shí)保證沿其路徑的合適的支撐和精確的引導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可用于帶有包括下坡路徑、上斜坡、水平或豎直的路徑的規(guī)劃 的管線。此外，本系統(tǒng)提供待被安裝在管件的端部的引導(dǎo)元件，如指定的那樣，所述元件用 于在管子進(jìn)到下一個(gè)支撐件的輥上時(shí)促進(jìn)管子的中心對(duì)準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)指出的是，所引用的發(fā)明 方法并不完全取決于支撐件和/或驅(qū)動(dòng)輥，并且管子、節(jié)段和/或完成的管道的縱向運(yùn)輸/ 推進(jìn)可以沿呈100%的水平方向、沿上斜坡、沿下坡和甚至100%豎直方向執(zhí)行，延伸到使 用磁場的裝置、使用超導(dǎo)材料的支撐件、氣動(dòng)裝置或者彼此相對(duì)的輥。與現(xiàn)有技術(shù)不同，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)省卻了在管件的安裝期間“工作地點(diǎn)”沿路徑
6接近的地點(diǎn)或濕潤/飽和的環(huán)境中安裝管道線/管線的困難。此外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供了與焊接和檢測(cè)過程相關(guān)的增強(qiáng)的安全性和舒適 度，該焊接和檢測(cè)過程在一個(gè)單獨(dú)固定的地點(diǎn)或設(shè)施(管子加工間)處執(zhí)行；并且以明顯的 方式提供了用于執(zhí)行這種操作的更好的環(huán)境，從而允許實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的生產(chǎn)服務(wù)。由于其相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的明顯改進(jìn)，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供了更好的安裝條件， 并且除了更安全和更快之外，是無比的更加簡單和更加實(shí)用。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還提供了以下形式管道線/管線的支撐件設(shè)置有由輥?zhàn)陨淼?動(dòng)力裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的輥，在該輥上擱置有管件。對(duì)以組合和同步方式設(shè)置的若干個(gè)支撐件 的輥的驅(qū)動(dòng)有助于支撐在其上的管件的縱向運(yùn)動(dòng)(沿管道線的軸線)，省卻了從外部向系 統(tǒng)施加用于對(duì)待構(gòu)建和待安裝的管道進(jìn)行移動(dòng)、對(duì)準(zhǔn)和最終定位的力。在本發(fā)明的方法中，每個(gè)管件/管道支撐元件構(gòu)成一個(gè)單元，該單元包括框架和 支撐物，其可具有適于管線設(shè)計(jì)的特定環(huán)境的任意的幾何形狀；一個(gè)或多個(gè)輥，其執(zhí)行支 撐、定向和驅(qū)動(dòng)/移動(dòng)的三重功能；傳動(dòng)裝置(減速器和聯(lián)接器)和電機(jī)(優(yōu)選的是電動(dòng) 機(jī))。一種可能的電機(jī)變型在于使用結(jié)合了電機(jī)和減速器的功能的電機(jī)-減速器單元。在 認(rèn)為管道線/管線的特征是方便的情況下，所述的支撐輥——一旦已經(jīng)在組裝階段期間執(zhí) 行其移動(dòng)管件和搬運(yùn)元件的功能——將保持在安裝的狀態(tài)并作為用于最終支撐和緊固管 線的裝置。本發(fā)明還涉及一種組裝的方法，通過該方法，在固定的地點(diǎn)、即管子的構(gòu)建和焊 接的配送場處執(zhí)行用于承載流體的管件的構(gòu)建、鋪設(shè)和安裝，這種方法包括下面的主要步 驟a)安裝用于沿管子加工間支撐、對(duì)準(zhǔn)和運(yùn)載管件，并沿管道線/管線限定的路線 延伸的元件；b)在固定的地點(diǎn)或設(shè)施(管子加工間)處焊接管子以用于形成管件/管道；c)仍然在該固定的場所或設(shè)施處檢查焊接的完整性和質(zhì)量(檢測(cè))；以及d)通過驅(qū)動(dòng)管件支撐元件而從管子焊接站運(yùn)送或推進(jìn)支撐元件上的管件或管道 /管線自身，該管件支撐元件設(shè)置有輥和自帶動(dòng)力的裝置，由此，通過所述支撐元件定向和 引導(dǎo)管件，通過管件的牽引提供推進(jìn)。因此，該組裝的方法包括預(yù)先安裝支撐件、沿管道線的軸線安裝用在該方法中的 驅(qū)動(dòng)支撐件和動(dòng)力設(shè)施(例如，電力、磁動(dòng)力)，還可以設(shè)想提供交替的驅(qū)動(dòng)輥和受驅(qū)動(dòng)輥。在固定的工作地點(diǎn)或設(shè)施處安裝基礎(chǔ)設(shè)施(管子加工間)，該固定的工作地點(diǎn)或 設(shè)施優(yōu)選地位于將要在其中安裝管線的節(jié)段的一端或兩端處，在其中設(shè)置和集中了所有需 要的用于接納/檢測(cè)管子、儲(chǔ)存和堆放、用于多段管子的對(duì)齊的操作、隨后的焊接、涂漆和 最終檢測(cè)的設(shè)備。在固定的場所(管子加工間)處，將管子從儲(chǔ)藏間中轉(zhuǎn)送出來，設(shè)置成用于管道線 /管線的對(duì)齊排列并定位成用于焊接。該操作可以通過一根管子接一根管子地執(zhí)行，或者可 以在被組裝的節(jié)段被推進(jìn)或移動(dòng)之前由若干個(gè)管子形成較長的節(jié)段。當(dāng)管子或節(jié)段準(zhǔn)備用于最后的組裝時(shí)，將其移動(dòng)成與已經(jīng)組裝的管件相并列，將 其焊接到該管件，隨后進(jìn)行所需的檢測(cè)和檢查(超聲波檢測(cè)、X-射線檢測(cè)等)，并且隨后驅(qū) 動(dòng)該驅(qū)動(dòng)支撐件，致使預(yù)先組裝的整個(gè)管件向前移動(dòng)，敞開用于容納新的管子節(jié)段的空間。
7集中和執(zhí)行包括搬運(yùn)、焊接(它們以自動(dòng)的方式或是以非 自動(dòng)的方式進(jìn)行)和檢測(cè)的所有操作，從而消除了沿著管線、在暴風(fēng)雨的作用下和依賴當(dāng) 地的地形來執(zhí)行這些操作的需求。


為了提供對(duì)根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)建管道線/管線的系統(tǒng)的更清楚的理解，下面將 提供參照附圖的描述，其中圖1繪出了固定的管子加工間(1)，其帶有焊接、檢測(cè)和修整設(shè)施，并帶有沿管道 線/管線的路徑(4)的長度安裝的自帶動(dòng)力型的支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法處于通過管子加工間⑴中的第一支撐元件⑵將 管子(5)從“肺(Iimg) ”庫(6)給送到路徑(4)中的步驟；圖3示出了管子(5)在元件(2)上沿路徑(4)移動(dòng)至設(shè)施(3)附近的期望的位 置；圖4示出了通過某些初始支撐裝置(2)的驅(qū)動(dòng)元件的選擇性的致動(dòng)，將第二管子 (5)添加到路徑(4)中，并使得該第二管子(5)在元件(2)上移動(dòng)到達(dá)靠近前面的管子的位 置；圖5示出了在焊接設(shè)施(3)處(7)接合管子的步驟；圖6示出了由元件(2)上的管子接合所產(chǎn)生的管件(8)沿路徑(4)移動(dòng)到達(dá)推進(jìn) 的位置并釋放工作站以接收新的管子節(jié)段；圖7繪出了將另一管子(5)添加到路徑⑷中，以及將其移動(dòng)到管子加工間中的 推進(jìn)的位置，用于隨后與前面的管件節(jié)段(8)接合；圖8示出了在管子加工間(1)中的設(shè)施(3)處(7)管子(5)與管件節(jié)段(8)的接 合；圖9示出了已經(jīng)完工的管件節(jié)段⑶在元件(2)上移動(dòng)到路徑⑷的推進(jìn)點(diǎn)；圖10示出了又一根管子(5)的添加，以及將其在元件(2)上沿路徑⑷移動(dòng)到與 前面的已經(jīng)焊接到管件中的管件節(jié)段(8)相接合；圖11繪出了管件節(jié)段⑶的橫剖面，其顯示了支撐、滾動(dòng)與引導(dǎo)元件(2)的部分， 即驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)、支撐基座(10)和輥(9)；圖12示出了管件節(jié)段(8)的橫剖面，其顯示了元件(2)的部分——支撐基座和 輥一無電機(jī)(11)；圖13示出了管件節(jié)段⑶的橫剖面，其顯示了元件(2)的部分——支撐基座(10) 和帶有電機(jī)(11)的輥(9)，該電機(jī)(11)在傾斜的位置處與輥(9)相聯(lián)接、安裝在基座(12) 的延伸臂上，該傾斜的輥(9)包括獨(dú)立的電機(jī)(11)和驅(qū)動(dòng)裝置；圖14示出了帶有電機(jī)(11)的不對(duì)稱的元件(2)，該電機(jī)(11)在傾斜的位置處只 與輥(9)中的一個(gè)相聯(lián)接、安裝在基座(12)的延伸臂上；圖15示出了具有下輥(9)和上輥(9)的元件(2)，上輥安裝在支撐基座(13)上， 每個(gè)輥包括獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)；圖16示出了圖15中所示實(shí)施方式的形式，其中，安裝在支撐基座(13)上的上輥 (9)不具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)；
8
圖17至23示出了驅(qū)動(dòng)單元的多種選擇，以及將其組裝成關(guān)聯(lián)于管件的支撐和移 動(dòng)元件⑵；圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)建管道線/管線的系統(tǒng)的變型，由此，由多于一 段管子所構(gòu)成的更長的管子節(jié)段在其與已經(jīng)組裝的管件相接合之前進(jìn)行組裝；圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)建管道線/管線的另一個(gè)系統(tǒng)，由此，自帶動(dòng)力 的支撐元件在兩個(gè)方向上都移動(dòng)；圖26至28示出了穿過圓形橫截面的隧道或坑道的內(nèi)部構(gòu)建的管道線/管線，該 管線懸置于墻上，具體地，在圖26的左側(cè)，示出了預(yù)先安裝的并準(zhǔn)備接納和運(yùn)載管件的機(jī) 動(dòng)支撐元件，而在圖27中顯示了管件處于在該元件上而沿著管線的路線鋪設(shè)穿過該隧道 的階段；圖29和圖30示出了將支撐和移動(dòng)元件放置在懸置結(jié)構(gòu)上的兩種構(gòu)造，其中圖30 的構(gòu)造適于沼澤地或被淹沒的地區(qū)、適于穿越河流和沿海以及河邊的碼頭；圖31示出了穿過圓形橫截面的隧道或坑道的內(nèi)部而沿該結(jié)構(gòu)被支撐在基座上的 管道線/管線的安裝；圖32示出了在非常困難的情況下，在安裝于陡峭斜坡的懸臂平臺(tái)上構(gòu)建的管道 線/管線，即，管件通過通常沒有執(zhí)行該操作或放置材料的條件的山坡邊；圖33示出了穿過擁擠的坑道構(gòu)建管道線/管線，其中，管件的組裝可能需要預(yù)先 拆卸其它的管線。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，提供了用于支撐、引導(dǎo)和傳送的元件(2)，該元件(2) 包括帶有機(jī)械裝置或單元的支撐件(10)，該機(jī)械裝置或單元設(shè)置有滾動(dòng)支撐件、具體來說 是輥(9)，該輥(9)的功能是允許和/或促進(jìn)管子(5)和管件節(jié)段(8)在管道線/管線的軸 線方向上的長度方向的運(yùn)動(dòng)，從而確保管子(5)/管件節(jié)段(8)的自由的運(yùn)輸。在根據(jù)本發(fā)明的概念的系統(tǒng)中，沿管線的路徑，在與設(shè)置有自帶動(dòng)力裝置(11)的 支撐元件(2)相交替的位置處，設(shè)置了帶有自由滾動(dòng)的輥(9)、即無電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的輥(9) 的支撐元件(2)，用于提供支撐/運(yùn)載系統(tǒng)中的結(jié)合布置，條件是這并不會(huì)拖累運(yùn)動(dòng)的性 能，從而實(shí)現(xiàn)降低復(fù)雜度或成本。在本發(fā)明中，帶有驅(qū)動(dòng)裝置(11)的支撐件(10)是包括如下零部件的單元一個(gè)或 多個(gè)輥(9)、支撐物或者執(zhí)行該功能的結(jié)構(gòu)化機(jī)械部件、電機(jī)轉(zhuǎn)速減速器、和最后用于這些 電機(jī)的控制/命令單元。為了實(shí)現(xiàn)在特定的工程條件中的管件的期望的效果，這些支撐和傳輸元件(2)可 具有多種構(gòu)造。在并未用盡可能的配置的范圍的情況下，可采用目的使管子定向在橫向或 豎直向的支撐和保持元件(2)，用于提高帶有驅(qū)動(dòng)裝置(11)的輥(9)的牽引功率、用于降低 管子側(cè)面的結(jié)構(gòu)應(yīng)變、用于平衡載荷等。類似地，就元件(2)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元來說可采用若干種布置。除了能夠使用一體 形成的電機(jī)_減速器單元_具有一體形成的電機(jī)和減速器之外，可使用電機(jī)/減速器組件 的多種布置。如在圖17至23中與本發(fā)明相結(jié)合的示例中所示出的，可使用通過凸緣與支 撐物直接相聯(lián)的減速器、具有獨(dú)立的軸和獨(dú)立的支撐物，具有或不具有彈性聯(lián)接器、具有相
9對(duì)于輥成90°角或共軸設(shè)置的電機(jī)等。優(yōu)選實(shí)施方式在優(yōu)選的實(shí)施方式中，如上所述，使用了帶有單個(gè)或兩個(gè)輥的支撐件，該輥由聚合 物制成、通過電動(dòng)機(jī)_減速器驅(qū)動(dòng)、通過凸緣與該支撐件直接附連，而組裝過程是單向的。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括固定的管子加工間(1)、沿管道線/管線預(yù)先設(shè)置的支 撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)；所述管子加工間(1)包括在其中的用于管子的焊接、檢測(cè)和修整 以形成管道線/管線的設(shè)施(3)，該元件(2)包括支撐基座(10)和輥(9)?？商娲?，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供了一個(gè)或多個(gè)元件(2)以包括一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)(11)和/或兩個(gè)或更多個(gè)輥(9)，包括在該元件(2)中的輥(9)還能夠相對(duì)于基座 (10)設(shè)置在不同位置和角度處，該元件具有根據(jù)路徑(4)的路線使管件定向和/或轉(zhuǎn)向的 功能，該路線可能包括下坡路線、上斜坡、或者水平或豎直的路線。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，管子加工間⑴包括用于存放管子(5)的儲(chǔ)藏間(6)和 用于焊接和檢查以及修整操作的設(shè)施(3)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可替代地提供了將引導(dǎo)元件(14)安裝在位于管子加工間(1) 相對(duì)的管子的端部處。根據(jù)本發(fā)明的方法包括下面的步驟a)安裝固定的管子加工間(1)，該管子加工間(1)帶有管子儲(chǔ)藏站和加工站，用于 對(duì)管子接合部的焊接、檢測(cè)和修整的操作；b)沿管子加工間安裝動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的支撐元件并將其沿管線的路徑延伸以用于鋪設(shè)
管道線/管線；c)將管子放置在位于管子加工間內(nèi)的初始的支撐和傳輸元件(2)上；d)將該管子推進(jìn)到焊接、檢測(cè)和修整加工間(3)的位置；e)將新的管道進(jìn)給到管線的初始節(jié)段；f)將該新的管子推進(jìn)到與先前的管子相鄰的設(shè)施焊接處的位置；g)焊接這些管子，檢測(cè)和修整接合部；h)然后提供該已經(jīng)組裝的節(jié)段的推進(jìn)，直到最后的管子的端部到達(dá)焊接加工間為 止；i)將另一管子(5)放置在管子加工間的初始支撐件上的初始位置；j)將該新的管子推進(jìn)到已經(jīng)形成的管件的端部附近的位置；k)焊接和整體檢測(cè)新管子的焊接部；1)將生成的管件節(jié)段(8)在自帶動(dòng)力的元件(2)上從管子加工間(1)中的設(shè)施 ⑶處推進(jìn)；m)并且從此開始，在通過在自帶動(dòng)力的支撐件上推進(jìn)管子，連續(xù)地添加和焊接新 的管子從而逐步地形成管道線；η)在完成管道的放置之后，支撐件保持在位并最終與管道線/管線形成一體。另外，在步驟(b)之后，根據(jù)本發(fā)明的方法包括在管子(5)離開管子加工間(1)時(shí) 在其端部并沿路徑(4)的方向安裝引導(dǎo)元件(14)的步驟。作為替代方案，根據(jù)本發(fā)明的方法還提供了在元件(2)中包括兩個(gè)或更多個(gè)輥， 每個(gè)輥包括一個(gè)或多個(gè)牽引電機(jī)(11)。
10
本發(fā)明還提供了下面的可能性在獨(dú)立的設(shè)施(3)中預(yù)焊接、清潔和檢測(cè)兩個(gè)或 更多個(gè)管子(5)，同時(shí)也執(zhí)行節(jié)段的焊接操作。隨后，將生成的節(jié)段(8)連接到已經(jīng)組裝的 管件節(jié)段(8)。該替代工序的目的在于使過程加速、允許在每個(gè)操作周期中鋪設(shè)更長的長 度，并且在本發(fā)明的圖24中示出。在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)變型中，將管件(8)放置在同一個(gè)管子加工間(1) 的兩個(gè)方向上。在這種情況下，可在沿管線路徑的關(guān)鍵位置處提供多于一個(gè)的管子加工間， 提高性能并減少構(gòu)建的時(shí)間。在本發(fā)明的圖25中示出了這種替代方式。
1權(quán)利要求
一種用于支撐、鋪設(shè)/推進(jìn)和定向管道的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于管道線/管線的構(gòu)建，其特征在于，所述系統(tǒng)包括沿路徑(4)的路線預(yù)先設(shè)置的自帶動(dòng)力的支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)、和用于構(gòu)建和焊接管子的固定的配送場(1)，所述配送場(1)包括管子的儲(chǔ)藏間(6)和用于焊接、檢測(cè)和修整所述管子以形成所述管道線/管線的設(shè)施(3)。
2.如權(quán)利要求1中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)設(shè)置有支撐基座(10)，所述支撐基座(10)帶有輥(9) 和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(11)。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的系統(tǒng)，其特征在于，沿所述管道線/管線的所述路徑交替地采用所述自帶動(dòng)力的輥和自由滾動(dòng)的輥，所述 自由滾動(dòng)的輥未設(shè)置有自帶動(dòng)力裝置。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)在向前和向后的兩個(gè)方向上都能夠運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1、2或3中所述的系統(tǒng)，其特征在于，能夠設(shè)想在所述管道線/管線的所述路徑的多個(gè)位置處采用多于一個(gè)的用于構(gòu)建和 焊接管子的配送場(1)。
6.如權(quán)利要求1、2、3或4中所述的系統(tǒng)，其特征在于， 每個(gè)元件(2)包括兩個(gè)或更多個(gè)輥(9)。
7.如權(quán)利要求6中所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括在所述支撐元件(2)中的這些輥(9)相對(duì)于所述基座(10)成多種位置和角度設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐元件(2)設(shè)置成根據(jù)所述路徑(4)遵循的所述路線使所述管件定向和/或轉(zhuǎn) 向，所述路線可具有下坡、上坡、水平或豎直方向的特征。
9.如權(quán)利要求4中所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)能夠單獨(dú)和選擇性地操作所述支撐元件(2)在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，在與所述構(gòu)建和焊接的配送場(1)相對(duì)地設(shè)置的管件的端部處包括引導(dǎo)元件(14)。
11.如權(quán)利要求10中所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述引導(dǎo)元件(14)基本為圓錐形形狀。
12.一種用于安裝管道線和/或管線的方法，其特征在于， 包括下面的步驟a)沿所述管道線/管線的路徑安裝自帶動(dòng)力的管件支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)，用于從 構(gòu)建和焊接管子的固定的配送場(1)構(gòu)建所述管道線/管線；b)將管子(5)進(jìn)給到所述構(gòu)建和焊接管子的配送場(1)內(nèi)的兩個(gè)或更多個(gè)元件(2)上；c)將所述管子(5)移動(dòng)到用于焊接、檢測(cè)和修整的設(shè)施(3)在所述構(gòu)建和焊接管子的 配送場(1)處的所在位置；d)在所述構(gòu)建和焊接管子的配送場(1)處的所述元件(2)上將新的管子(5)添加到所述路徑⑷； e)將所述新的管子(5)移動(dòng)到等待在所述焊接站(3)處的第一管子(5)的端部附近的 位置；f)在所述構(gòu)建和焊接管子的配送場(1)處的所述用于焊接、檢測(cè)和修整的設(shè)施(3)處 焊接所述管子的端部并檢查焊接部的完整性；g)在沿所述路徑(4)的所述路線設(shè)置的輥上將焊接的管子的布置從所述構(gòu)建和焊接 管子的配送場(1)中的所述焊接設(shè)施(3)處推進(jìn)；h)在所述構(gòu)建和焊接管子的配送場(1)處，進(jìn)給新的管子(5)、推進(jìn)所述管子直到其到 達(dá)所述焊接設(shè)施為止、在所述已經(jīng)組裝的布置的端部處執(zhí)行對(duì)所述管子的焊接并檢查焊接 部；i)推進(jìn)修整好的布置；j)連續(xù)地重復(fù)步驟g)到i)，直到所述布置到達(dá)所述管道線/管線的路徑的端部處為止。
13.如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，通過由所述輥(9)向所形成的管件節(jié)段施加的牽引而執(zhí)行前行，所述輥(9)與沿所述 路徑(4)設(shè)置的所述支撐元件(2)成整體形成。
14.如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于， 所述支撐元件(2)包括兩個(gè)或更多個(gè)輥(9)。
15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 每個(gè)所述輥包括牽引電機(jī)(11)。
16.如權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 每個(gè)所述輥包括兩個(gè)或更多個(gè)牽引電機(jī)(11)。
17.如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，通過具有自帶動(dòng)力的牽引元件的支撐件(2)與自由滾動(dòng)的支撐元件的結(jié)合來執(zhí)行所 述管件節(jié)段的所述牽引。
18.如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，包括將引導(dǎo)元件(14)在所述路徑(4)的方向上安裝到所述管子(5)的端部。
19.如權(quán)利要求18中所述的方法，其特征在于， 所述引導(dǎo)元件(14)基本具有圓錐形形狀。
20.如權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，在沿兩個(gè)方向進(jìn)行操作的自帶動(dòng)力的支撐元件(2)上提供所述管件(8)從多于一個(gè)的 所述構(gòu)建和焊接管子的固定的配送場(1)處的所述前行，所述配送場建在沿所述路線的多 于一個(gè)的位置處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝管道線和/或管線的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法包括管子加工間(1)、沿設(shè)計(jì)的待建管道線/管線的路徑(4)預(yù)先設(shè)置的支撐、滾動(dòng)和引導(dǎo)元件(2)；該元件(2)的數(shù)量根據(jù)路徑(4)的長度和特征而改變，所述管子加工間(1)包括在其中的用于對(duì)管子進(jìn)行焊接、檢測(cè)和修整的設(shè)施(3)以用于形成管道線/管線，該元件(2)包括支撐基座(10)和輥(9)。
文檔編號(hào)F16L1/036GK101970922SQ200980107655
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者保羅·羅伯托·戈梅斯費(fèi)爾南德斯 申請(qǐng)人:保羅·羅伯托·戈梅斯費(fèi)爾南德斯