專利名稱：管道外部對中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海底管道鋪設(shè)，尤其涉及一種用以實(shí)現(xiàn)海底管道J型鋪設(shè)過程中海底管道焊接前的管道外部對中器。屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海底管道鋪設(shè)作為深海油氣田開發(fā)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，對海上油氣田的開發(fā)、生產(chǎn)和產(chǎn)品外輸?shù)确矫嫫鹬种匾淖饔谩Ｔ趯?shí)際工程中，常用的海底管道鋪設(shè)方法主要有S型鋪管法、J型鋪管法、卷管式鋪管法和拖管法等四大類。而J型鋪管方法是當(dāng)前最適合深水和超深水海底管道鋪設(shè)方法。在J型海底管道鋪設(shè)時(shí)，管道外部對中器是J型鋪管塔管道對中時(shí)實(shí)現(xiàn)管道前-后， 左-右，上-下三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，并配合內(nèi)部對中器對管道實(shí)施精確對中，進(jìn)而為管道焊接做好準(zhǔn)備，是實(shí)現(xiàn)管線對中確保管道的鋪設(shè)質(zhì)量的重要設(shè)備。目前，現(xiàn)有的J型鋪管塔上的管道外部對中器，其結(jié)構(gòu)為一端為圓形管道夾具用于夾持待鋪管道，另外一端為圓形基座用于固定對中器，兩端采用六個(gè)液壓缸通過鉸接的形式連接。進(jìn)行外部對中時(shí)，管道待焊接端三個(gè)自由度方向上的位移為六個(gè)液壓缸的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，通過六個(gè)液壓缸的驅(qū)動(dòng)，用以實(shí)現(xiàn)管道前-后，左-右，上-下三個(gè)自由度的調(diào)節(jié)功能。若要對管道進(jìn)行精確外部對中，這就需要對外部對中器的六個(gè)聯(lián)動(dòng)液壓缸按照既定分解公式分解到每個(gè)液壓缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，此種結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了管道的對中過程較為復(fù)雜且精度較低。因此，上述外部對中器不僅價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)控制復(fù)雜；而且，難以實(shí)現(xiàn)焊接現(xiàn)場的手動(dòng)控制對中及管道外部對中的精確性，同時(shí)，使鋪管效率的提高受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種管道外部對中器，其結(jié)構(gòu)簡單，不僅可以實(shí)現(xiàn)并控制管道進(jìn)行前后，左右，上下三個(gè)自由度的移動(dòng)過程，而且，還配合內(nèi)部對中器對管道實(shí)施精確對中，為下一步的管道焊接做好準(zhǔn)備；同時(shí)，降低了生產(chǎn)成本，提高了管道外部的對中精度及鋪管效率。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種管道外部對中器，其特征在于設(shè)有一外部支撐框架，該外部支撐框架垂直安裝在一底座上，外部支撐框架上設(shè)有數(shù)組滑軌、移動(dòng)裝置及液壓驅(qū)動(dòng)裝置；其中，移動(dòng)裝置包括中間支架，該中間支架安裝在外部支撐框架的內(nèi)側(cè)，中間支架的上、下兩端通過設(shè)在外部支撐框架上、下兩端供管道進(jìn)行左、右移動(dòng)的滑軌與外部支撐框架配合連接；中間支架的左、右兩側(cè)設(shè)有供管道進(jìn)行上下移動(dòng)的滑軌，滑軌上間隔一定距離安裝有數(shù)個(gè)管道夾具； 液壓驅(qū)動(dòng)裝置分別固定在移動(dòng)裝置、管道夾具及外部支撐框架的底部。所述滑軌分別設(shè)在外部支撐框架內(nèi)側(cè)、底部的兩端及中間支架的左、右兩側(cè)，其中，設(shè)在外部支撐框架內(nèi)側(cè)及中間支架的左、右兩側(cè)的滑軌為燕尾槽形，滑軌內(nèi)部設(shè)有潤滑油槽；設(shè)在外部支撐框架底部兩端滑軌為軸孔型，即在外部支撐框架底部兩端設(shè)有滑動(dòng)孔，液壓驅(qū)動(dòng)裝置的液壓缸的支座固定在在底座上，伸縮桿與滑動(dòng)孔活動(dòng)配合穿過滑動(dòng)孔后經(jīng)固定塊固定在底座上。所述管道夾具是通過安裝在滑軌上的內(nèi)部滑塊連接為一個(gè)整體，管道夾具包括 兩個(gè)限位支撐框架，限位支撐框架的外側(cè)各安裝有一液壓驅(qū)動(dòng)裝置，兩個(gè)限位支撐框架相互對應(yīng)安裝在滑軌上。所述限位支撐框架為弧形體I，弧形體I 一側(cè)向外延伸處樞接在一連接塊上，連接塊安裝在滑軌上；安裝在弧形體I外側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)裝置中的液壓缸的伸縮桿與設(shè)在內(nèi)部滑塊上的轉(zhuǎn)軸相連；弧形體I內(nèi)部配合安裝一補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)。所述補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)為與限位支撐框架相配的弧形體II，采用鋼材制成，且弧形體II是通過楔形鍵槽與弧形體I相連。所述液壓驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸，該液壓缸與液壓泵站相連。所述外部支撐框架、中間支架及內(nèi)部滑塊均為為箱體式鋼結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡單，由于管道待焊接端前后，左右，上下三個(gè)方向上的位移分別由單獨(dú)的液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)并控制管道進(jìn)行前后，左右，上下三個(gè)自由度的移動(dòng)過程，而且，還配合內(nèi)部對中器對管道實(shí)施精確對中，為下一步的管道焊接做好準(zhǔn)備；同時(shí)，降低了生產(chǎn)成本，提高了管道外部的對中精度及鋪管效率。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖。圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3本發(fā)明結(jié)構(gòu)左視圖。圖4本發(fā)明結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖5管道夾具結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖6管道夾具補(bǔ)芯結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖中主要標(biāo)號說明1-外部支撐框架、2-中間支架、3-內(nèi)部滑塊、4-滑軌、5-滑軌、6-滑軌、7-管道夾具、71限位支撐框架、72連接塊、8_液壓缸、9-液壓缸、10-液壓缸、11-支座、12-液壓缸、13-底座、14-轉(zhuǎn)軸、15-補(bǔ)芯結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式如圖1-6所示，本發(fā)明設(shè)有一外部支撐框架1，外部支撐框架1垂直安裝在底座13 上，底座13與J型鋪管塔上的塔架固定，便于拆卸與移動(dòng)。外部支撐框架1為箱體式鋼結(jié)構(gòu)，用于提供整套設(shè)備的支撐作業(yè)。外部支撐框架1上設(shè)有數(shù)組滑軌4、5、6，移動(dòng)裝置及液壓驅(qū)動(dòng)裝置；其中，移動(dòng)裝置包括中間支架2，中間支架2為箱體式鋼結(jié)構(gòu)，中間支架2采用滑軌連接形式安裝在外部支撐框架1的內(nèi)側(cè)，中間支架2的上、下兩端通過設(shè)在外部支撐框架1上、下兩端供管道進(jìn)行左、右移動(dòng)的滑軌4與外部支撐框架1配合連接；中間支架2 的左、右兩側(cè)設(shè)有供管道進(jìn)行上下移動(dòng)的滑軌5，滑軌5上間隔一定距離安裝有數(shù)個(gè)管道夾具7 ；本實(shí)施例為安裝有兩對管道夾具7，兩對管道夾具7安裝于內(nèi)部滑塊3上，管道夾具 7為碳鋼鑄件，內(nèi)部滑塊2為箱體式鋼結(jié)構(gòu)，兩對管道夾具7中間留有一定距離可有效夾持待鋪管道。液壓驅(qū)動(dòng)裝置分別固定在移動(dòng)裝置、管道夾具7及外部支撐框架1的底部。其中， 在移動(dòng)裝置底部固定有二組液壓驅(qū)動(dòng)裝置，本實(shí)施例其中一組液壓驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸8，液壓缸8固定在中間支架2底部的內(nèi)側(cè)及內(nèi)部滑塊3的底部，液壓缸8與液壓泵站相連，驅(qū)動(dòng)液壓缸8運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸8的伸縮桿作上、下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，帶動(dòng)內(nèi)部滑塊3及管道夾具7作上、 下運(yùn)動(dòng)。另一組為液壓驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸9，液壓缸8固定在中間支架2底部的外側(cè)，液壓缸9與液壓泵站相連，驅(qū)動(dòng)液壓缸9運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸9的伸縮桿作左、右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，帶動(dòng)中間支架2、內(nèi)部滑塊3及管道夾具7作左、右運(yùn)動(dòng)。管道夾具7是通過安裝在滑軌5上的內(nèi)部滑塊3連接為一個(gè)整體，內(nèi)部滑塊3是通過上下移動(dòng)滑軌5與中間支架2進(jìn)行配合連接；中間支架2是通過左右移動(dòng)滑軌4與外部支撐框架1進(jìn)行配合連接；管道夾具7包括兩個(gè)限位支撐框架71，限位支撐框架71的外側(cè)各安裝有一液壓驅(qū)動(dòng)裝置，本實(shí)施例的液壓驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸12，液壓缸12與液壓泵站相連。液壓缸12 用于推動(dòng)管道夾具7來實(shí)現(xiàn)管道的松開和鎖緊；當(dāng)管道提升至鋪管塔內(nèi)，管道夾具液壓缸 12帶動(dòng)管道夾具7閉合，使管道鎖緊。兩個(gè)限位支撐框架71相互對應(yīng)安裝在滑軌5上，限位支撐框架71為弧形體I，弧形體I 一側(cè)向外延伸處通過轉(zhuǎn)軸14樞接在一連接塊72及內(nèi)部滑塊3上，而連接塊72又安裝在滑軌4上；安裝在弧形體I外側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)裝置中液壓缸 12的伸縮桿與設(shè)在內(nèi)部滑塊3上的轉(zhuǎn)軸相連；弧形體I內(nèi)部配合安裝一補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)15。補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)15為與限位支撐框架71相配的弧形體II，采用滲碳淬火鋼制成?；⌒误wII與弧形體I的連接方式是通過楔形鍵槽嵌入弧形體I內(nèi)部的墊層?？筛鶕?jù)目標(biāo)管線尺寸選擇補(bǔ)芯結(jié)構(gòu)的型號及尺寸。管道夾具7和配套的液壓缸12可實(shí)現(xiàn)管道的釋放與夾持作用。左右移動(dòng)滑軌4設(shè)在外部支撐框架1內(nèi)側(cè)的上下兩端；前后移動(dòng)滑軌6設(shè)在外部支撐框架1的底部的兩端；上下移動(dòng)滑軌5設(shè)在中間支架2的內(nèi)部的左、右兩側(cè)；其中，設(shè)在外部支撐框架1內(nèi)側(cè)上下兩端及中間支架2的左、右兩側(cè)的滑軌4、5為燕尾槽形，滑軌4、5 的內(nèi)部設(shè)有潤滑油槽；設(shè)在外部支撐框架1底部兩端滑軌6為軸孔型，即在外部支撐框架 1底部兩端設(shè)有滑動(dòng)孔，外部支撐框架1的底部設(shè)有一組液壓驅(qū)動(dòng)裝置，本實(shí)施例的液壓驅(qū)動(dòng)裝置為前后驅(qū)動(dòng)液壓缸10，液壓缸10與液壓泵站相連。液壓缸10的支座11固定在在底座13上，液壓缸10的伸縮桿與滑動(dòng)孔活動(dòng)配合穿過滑動(dòng)孔后，經(jīng)固定塊后，也固定在底座13上。工作原理液壓缸12為夾緊液壓缸，用于推動(dòng)管道夾具7來實(shí)現(xiàn)管道的松開和鎖緊。當(dāng)管道提升至鋪管塔內(nèi)，液壓缸12帶動(dòng)管道夾具7閉合，管道鎖緊。液壓缸10可實(shí)現(xiàn)管道沿導(dǎo)軌作前后的移動(dòng)，液壓缸8可實(shí)現(xiàn)管道沿導(dǎo)軌作上下的移動(dòng)，液壓缸9可實(shí)現(xiàn)管道沿導(dǎo)軌左右的移動(dòng)，通過分別控制液壓缸8、9、10、來實(shí)現(xiàn)預(yù)置管道與已鋪設(shè)管道的粗對中， 并為管段的進(jìn)一步細(xì)對中做好準(zhǔn)備。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種管道外部對中器，其特征在于設(shè)有一外部支撐框架，該外部支撐框架垂直安裝在一底座上，外部支撐框架上設(shè)有數(shù)組滑軌、移動(dòng)裝置及液壓驅(qū)動(dòng)裝置；其中，移動(dòng)裝置包括中間支架，該中間支架安裝在外部支撐框架的內(nèi)側(cè)，中間支架的上、下兩端通過設(shè)在外部支撐框架上、下兩端供管道進(jìn)行左、右移動(dòng)的滑軌與外部支撐框架配合連接；中間支架的左、右兩側(cè)設(shè)有供管道進(jìn)行上下移動(dòng)的滑軌，滑軌上間隔一定距離安裝有數(shù)個(gè)管道夾具；液壓驅(qū)動(dòng)裝置分別固定在移動(dòng)裝置、管道夾具及外部支撐框架的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道外部對中器，其特征在于所述滑軌分別設(shè)在外部支撐框架內(nèi)側(cè)、底部的兩端及中間支架的左、右兩側(cè)，其中，設(shè)在外部支撐框架內(nèi)側(cè)及中間支架的左、右兩側(cè)的滑軌為燕尾槽形，滑軌內(nèi)部設(shè)有潤滑油槽；設(shè)在外部支撐框架底部兩端滑軌為軸孔型，即在外部支撐框架底部兩端設(shè)有滑動(dòng)孔，液壓驅(qū)動(dòng)裝置的液壓缸的支座固定在在底座上，伸縮桿與滑動(dòng)孔活動(dòng)配合穿過滑動(dòng)孔后經(jīng)固定塊固定在底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道外部對中器，其特征在于所述管道夾具是通過安裝在滑軌上的內(nèi)部滑塊連接為一個(gè)整體，管道夾具包括兩個(gè)限位支撐框架，限位支撐框架的外側(cè)各安裝有一液壓驅(qū)動(dòng)裝置，兩個(gè)限位支撐框架相互對應(yīng)安裝在滑軌上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道外部對中器，其特征在于所述限位支撐框架為弧形體 I，弧形體I 一側(cè)向外延伸處樞接在一連接塊上，連接塊安裝在滑軌上；安裝在弧形體I外側(cè)液壓驅(qū)動(dòng)裝置中的液壓缸的伸縮桿與設(shè)在內(nèi)部滑塊上的轉(zhuǎn)軸相連；弧形體I內(nèi)部配合安裝一補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道外部對中器，其特征在于所述補(bǔ)芯機(jī)構(gòu)為與限位支撐框架相配的弧形體II，采用鋼材制成，且弧形體II是通過楔形鍵槽與弧形體I相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的管道外部對中器，其特征在于所述液壓驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸，該液壓缸與液壓泵站相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的管道外部對中器，其特征在于所述外部支撐框架、中間支架及內(nèi)部滑塊均為為箱體式鋼結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種管道外部對中器，設(shè)有一外部支撐框架，該外部支撐框架垂直安裝在一底座上，外部支撐框架上設(shè)有數(shù)組滑軌、移動(dòng)裝置及液壓驅(qū)動(dòng)裝置；其中，移動(dòng)裝置包括中間支架，該中間支架安裝在外部支撐框架的內(nèi)側(cè)，中間支架的上、下兩端通過設(shè)在外部支撐框架上、下兩端供管道進(jìn)行左、右移動(dòng)的滑軌與外部支撐框架配合連接；中間支架的左、右兩側(cè)設(shè)有供管道進(jìn)行上下移動(dòng)的滑軌，滑軌上間隔一定距離安裝有數(shù)個(gè)管道夾具；液壓驅(qū)動(dòng)裝置分別固定在移動(dòng)裝置、管道夾具及外部支撐框架的底部。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不僅可以實(shí)現(xiàn)并控制管道進(jìn)行前后，左右，上下三個(gè)自由度的移動(dòng)過程，而且，還配合內(nèi)部對中器對管道實(shí)施精確對中，降低了生產(chǎn)成本，提高了鋪管效率。
文檔編號F16L1/16GK102242829SQ20111013932
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者何寧, 楊偉, 梁輝, 段夢蘭, 燕暉, 王輝, 韓峰 申請人:中國海洋石油總公司, 中國石油大學(xué)(北京), 海洋石油工程股份有限公司