CN101430028B - 一种海洋铺管作业用管道张紧装置 - Google Patents

Abstract

一种海洋铺管作业用管道张紧装置，主要由输送机构、压紧机构、测量及控制系统组成，输送机构包括履带及驱动履带旋转的动力机组并且一起固定在机架上；压紧机构由一个液压站、四条导轨、四个油缸组成并安装在机架上，压紧机构的四个油缸对称布置在输送机构的机架上并对履带外侧施压，四条导轨构成框架对履带定位，四个油缸与液压站通过油管连通；测量及控制系统由多组传感器、编码器、电控阀、PLC、电控柜、远程控制箱组成并且与液压站、动力机组中电机电连接同时测量并控制压紧机构和输送机构的运行状态。本发明优点是夹持管线产生一定的拉力，防止管线由于风、浪、潮作用引起管线震荡、弯曲而导致的管线的损坏。

Description

一种海洋铺管作业用管道张紧装置

技术领域

本发明属于海洋石油工程作业设备制造领域，具体的说是一种安装在海洋铺管船上，在铺设海底油气输送管道作业时使用的管道夹持输送专用设备，它用于管道张紧并将管道输送到水下。

背景技术

当前，用于输送石油和天然气的管道铺设工作有陆地和海洋两种环境。陆地管线铺设均采用挖沟、隧道或穿越的方法，用起重机将单根管道下放到挖好的沟槽，再将管道一根根焊接到一起。海洋油气田的管道铺设较为复杂，必须采用铺管船进行管道的铺设工作，方法是将要铺设的管道放置在船体上，采用在船体上边焊接边下放的方式完成管道由船体到海底的铺设工作。目前还没有专门适用于管线焊接铺设的管道张紧的专门设备。

发明内容

本发明的目的是设计一种海洋铺管作业用管道张紧装置，其作用是夹持管线产生一定的拉力，防止管线由于风、浪、潮作用引起管线震荡、弯曲而导致的管线的损坏，在焊接时固定夹持管道，焊接后将管道以一定的速度平稳下放入海底，该设备与铺管作业绞车、管子处理系统等一起配套联合作业。

具体地说，一种海洋铺管作业用管道张紧装置，主要由输送机构、压紧机构、测量及控制系统组成，输送机构包括履带及驱动履带旋转的动力机组并且一起固定在机架上；压紧机构由一个液压站、四条导轨、四个油缸组成并安装在机架上，压紧机构的四个油缸对称布置在输送机构的机架上并对履带外侧施压，四条导轨构成框架对履带定位，四个油缸与液压站通过油管连通；测量及控制系统由多组传感器、编码器、电控阀、PLC、电控柜、远程控制箱组成并且与液压站、动力机组中电机电连接同时测量并控制压紧机构和输送机构的运行状态。

履带上装有多组摩擦块，摩擦块的形状可以制作成“V”型或“O”型。履带上装有多组弹簧。履带上的弹簧可以由气囊替换。

导轨、油缸、履带相对于管道中心都是对称布置。

压紧机构设有自动锁定功能的紧急锁紧装置并通过液压站和测量及控制系统实现。

履带可以是上下两副布置形式或左右两副布置形式；两副履带为上下布置形式时，上面履带沿导轨上下移动，下面履带为固定式不移动；左右布置形式时，两副履带都沿导轨左右移动。

履带为两副履带或三副履带或四副履带，并相对管道中心履带对称布置并且输送机构的动力机组数量和履带数量匹配为一组或者多组。

输送机构由交流变频电机、联轴器、盘刹、行星齿轮减速箱、链轮轴、链轮和履带构成，交流变频电机和行星齿轮箱之间为联轴器联结，链轮轴与行星齿轮减速箱输出轴相连接，链轮安装在链轮轴(5)上带动履带旋转。

在联轴器上设置盘刹的刹车盘，刹车钳安装在机架上。

本发明优点是夹持管线产生一定的拉力，防止管线由于风、浪、潮作用引起管线震荡、弯曲而导致的管线的损坏，在焊接时固定夹持管道，焊接后将管道以一定的速度平稳下放入海底，有利于提高施工质量和施工进度。

附图说明

图1给出了海洋铺管作业用管道张紧装置示意图。

附图中各序号零部件名称为：1、交流变频电机；2、联轴器；3、盘刹；4、行星齿轮减速箱；5、链轮轴；6、摩擦块；7、履带；8、链轮；9、机架；10、导轨；11、油缸；12、弹簧。

具体实施方式

本发明交流变频电机和液压系统联合驱动的管道夹持输送设备，该设备具有数字化、智能化、自动化的特点，它包括输送机构、压紧机构、测量及控制系统。图1所示，输送机构包括电机1、联轴器2、盘刹3、减速箱4、链轮轴5、摩擦块6、履带7、链轮8、机架9、弹簧12等；压紧机构包括液压站、导轨10、油缸11等；测量及控制系统包括传感器、编码器、控制柜、PLC、远程控制箱、本地控制箱、液压站控制阀组等。一种海洋铺管作业用管道张紧装置，其特征是交流变频电机和液压系统联合驱动，数字技术控制，自动化、智能化操作。主要由输送机构、压紧机构、测量及控制系统组成。该设备的输送机构由履带7及其安装在履带上的多组摩擦块6、履带内的多组弹簧12以及动力机组构成，即交流变频电机1、联轴器2、盘刹3、行星齿轮减速箱4、链轮轴5、链轮8。该设备的压紧机构由一个液压站、四条导轨10、四个油缸11组成。导轨、油缸、履带相对于管道中心都是对称布置。输送机构、油缸、导轨、本地控制箱均安装在机架9上。该设备的测量及控制系统由多组传感器、编码器、电控阀、PLC、电控柜、远程控制箱组成并同时测量并控制压紧机构和输送机构的运行状态。压紧机构设有自动锁定功能的紧急锁紧装置，通过液压站和测量及控制系统实现。履带7可以是如附图所示的上下两副布置形式，也可以是左右两副布置形式。当两副履带7为上下布置形式时，上面履带可以在油缸11作用下沿导轨10上下移动来夹紧或松开管道，下面履带为固定式不移动。当两副履带7为左右布置形式时，两副履带都可以在油缸11作用下沿导轨10左右移动来夹紧或松开管道。履带7可以是两副履带，可以是三副履带或者是四副履带，相对管道中心履带都是对称布置。输送机构的动力机组数量和履带数量匹配，可以是一组或者多组。交流变频电机1和行星齿轮箱4之间为联轴器2联结，联轴器形式可以是弹性联轴器，可以是鼓型齿联轴器，也可以是其他形式的联轴器。盘刹3的刹车盘设置在联轴器上，刹车钳安装在机架9上。每副履带7由两个链轮轴5及链轮轴上的链轮8支撑运转，其中由电机1通过行星齿轮箱4驱动的为主动链轮，另一个链轮轴上链轮为被动导向轮。履带7上装有多组摩擦块6，摩擦块的材料可以是橡胶，也可以是树脂。摩擦块的形状可以制作成“V”型，也可以制作成“O”型，摩擦块可以按照管道直径更换。履带7上装有多组弹簧12，弹簧可以是螺旋弹簧，可以是板式弹簧。履带7上的弹簧12可以由气囊替换。

该实用新型的工作原理为：管道在铺管船上在其他设备的协助下进入张紧装置的两副履带7当中，液压站为压紧机构提供动力，油缸11沿导轨10伸缩控制压紧机构的运动及压紧力的大小。两副履带在压紧机构作用下将管道夹持住，为增加管道与履带之间的摩擦力，在履带的外侧镶有摩擦块6，摩擦块与管道外壁接触，为保证接触全面有效，在履带内测设有弹簧12。输送机构的电机1通过联轴器2与行星齿轮减速箱4连接，减速箱驱动链轮轴5，链轮8旋转带动履带运动，管道在摩擦力作用下向前运动，电机反转可以将管道反向拖动。这样即可完成管道向海底的铺设作业，同时考虑到管道的安全或者管道回收的需要，反转可将海底管道拖回到铺管船上。

输送机构含两副履带，每副履带由两台电机驱动，共四台电机，电机安装在前面的主动链轮轴上，后面的链轮轴为被动轴，起导向作用，两副履带的电机运转方向相反。控制系统可以手动操作完成张紧装置的各项动作，也可以自动操作，系统根据设定的程序及PLC向电机及液压站的电控阀提供指令进行动作，张紧装置运转后测量系统向PLC反馈运转参数，PLC向工控机发出新的指令使液压站和电机按照新的参数运转实现张紧装置的自动化运转，在远程控制箱上设有触摸屏，可以显示和设置设备的运转参数，可以进行所有功能操作。本地控制箱在设备维护和修理时可以就近操作。履带的运动在交流变频电机驱动和数字控制下实现无级调速，管道可以根据工作需要随时悬停、前进、后退。盘刹装置在设备故障及失电情况下投入动作，防止事故发生。压紧机构的四个油缸对称布置在输送机构的机架上，使管道受到的压力平均，导轨可以使两副履带在设定的范围和方向运动。

压紧机构的油缸、导轨、输送机构、本地控制箱都安装在机架上，机架起设备的支撑和吊装作用。

Claims (2)

1.一种海洋铺管作业用管道张紧装置，其特征是主要由输送机构、压紧机构、测量及控制系统组成，输送机构包括履带(7)及驱动履带(7)旋转的动力机组并且一起固定在机架(9)上；压紧机构由一个液压站、四条导轨(10)、四个油缸(11)组成并安装在机架(9)上，压紧机构的四个油缸(11)对称布置在输送机构的机架上并对履带外侧施压，四条导轨(10)构成框架对履带定位，四个油缸(11)与液压站通过油管连通；测量及控制系统由多组传感器、编码器、电控阀、PLC、电控柜、远程控制箱组成并且与液压站、动力机组中电机电连接同时测量并控制压紧机构和输送机构的运行状态；压紧机构设有自动锁定功能的紧急锁紧装置并通过液压站和测量及控制系统实现；所述输送机构由交流变频电机(1)、联轴器(2)、盘刹(3)、行星齿轮减速箱(4)、链轮轴(5)、链轮(8)和履带(7)构成，交流变频电机(1)和行星齿轮箱(4)之间为联轴器(2)联结，链轮轴(5)与行星齿轮减速箱(4)输出轴相连接，链轮(8)安装在链轮轴(5)上带动履带(7)旋转。

2.根据权利要求1所述海洋铺管作业用管道张紧装置，其特征是在联轴器(2)上设置盘刹(3)的刹车盘，刹车钳安装在机架(9)上。

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