CN102198577B - 海底管道铺设舷边焊接作业棚 - Google Patents

Abstract

本发明是一种海底管道铺设舷边焊接作业棚，属于海底管道施工焊接管子专用的作业设备。棚体由棚骨架、棚布和转轴组成，构成一个密闭的作业房间。棚体搭挂在船体舷边甲板上。棚布与棚骨架采用软粘接方式连接。支架由水平和垂直两部分组成。地板铺在水平支架上。夹具为两个圆环形状，由上卡环、下卡环、铰轴、垫块和卡头总成组成。夹具安装在垂直支架上成为一体，夹具夹紧管子端部。支架、夹具和管子端部被罩在作业棚内。主要优点是，棚内作业不受风吹、日晒、雨淋，温度、湿度稳定可调。能确保质量，提高工效，降低施工成本，消除安全隐患，减轻劳动强度。为滩浅海底管道施工提供了前所未有的创新设备。具有显著的经济效益和可期的推广应用前景。

Description

海底管道铺设舷边焊接作业棚

技术领域

本发明涉及到海底管道铺设施工，是在船体舷边上焊接管子专用的装置。具体而言是一种海底管道铺设舷边焊接作业棚。 

背景技术

我国滩浅海领域石油开发方兴未艾，胜利油田近二十年来已形成独有的滩浅海底管道施工优势，已将数千公里长的石油管道成功铺设在我国2-20米滩浅海底下。其中，水深10-20米以上的海区，就在铺管船上把单根钢管一边焊接一边铺放在海床面上；水深不足10米的海区，因不够铺管船的吃水深度，就先在海边将单根钢管焊接预制成800-1000米长的若干管段，再用拖轮、浮箱等将这些管段漂送到位落于海床上。已在海床就位的管段无法在海底进行对口焊接，需要用船、浮吊或其它有舷边的设备，将海底管段相邻两端头提出水面，在舷边的简易操作台上进行对口、焊接、探伤、防腐等作业。在管道施工中，此类“死口焊接”作业难度及要求都高于“活口焊接”。所述简易操作台的主要缺点，一是露天无任何遮掩，由于海上气候条件差，尤其是风速、温度、湿度多变，而露天操作台达不到管道安装及焊接工艺要求的工况条件。二是操作台上的管端固定夹具采用螺栓连接结构，与操作台的主体支架装、拆一次需要4个小时，辅助时间太长，不但工效低，工程进度慢，而且施工成本高(租用海工设备8小时40多万元，辅助时间浪费20多万元)。三是操作台全部重量由作业架承担，稳定性较差。四是操作台底板整体铺装很不方便，费时费力。五是安全性较差，作业人员或设备工具容易坠落海中。原有简易操作台的诸多缺点及不足之处，严重制约了海底管道施工技术的发展。经检索专利文献，已有几篇弱相关对比文件，其中的“海洋管道漂浮对口焊接装置”(201020003922.5)，用于管道漂浮状态对口焊接，主要是活口焊接。其技术特征与本发明不同。 

发明内容

鉴于已有技术存在上述缺点和不足之处，本发明目的在于自主创新研制、提供一种海底管道铺设舷边焊接作业棚。使管道对口、焊接、探伤、防腐等作业达到工艺要求的工况条件，确保施工质量，提高工作效率，降低施工成本， 消除安全隐患。全面提升我国海底管道施工技术水平。 

上述目的是由下述技术方案实现的： 

海底管道铺设舷边焊接作业棚，包括棚体、支架、地板和夹具四部分。其特征是，棚体为立方体形状，由棚骨架、棚布和转轴组成，构成一个密闭的作业房间。支架为“L”形，由水平支架和垂直支架组成。地板为正方形或长方形，由多块长条板和合页组成。夹具为两个，圆环形状，由上卡环、下卡环、铰轴、垫块和卡头总成组成。棚体上顶后部的转轴用磁铁固定搭挂在船体舷边甲板的边缘上。棚布与棚骨架采用软粘接方式连接。两侧面棚布的中部各有一个与管道直径相配的圆孔。棚体内靠近舷边挂一个梯子，梯子上方有个进出口，进出口旁边有个观察窗。棚体上顶面安装一台排气扇。棚体内设置照明灯、电暖器、温度计和湿度计。夹具安装在垂直支架上成为一体。用夹具夹紧管子端部，地板铺在水平支架上。地板四周与底面棚布也采用软粘接方式连接。地板和水平支架构成一个棚内作业平台。支架、夹具和管上述作业棚内的支架由内外两根水平支架和内外四根垂直支架组成。垂直支架的下端焊接在水平支架的右端部。 

子端部被罩在作业棚内。 

上述作业棚的棚骨架由底骨架、竖骨架、横骨架、顶骨架、斜骨架和可拆骨架组成。可拆骨架有两横和两竖共四根。除了可拆骨架外，其它骨架之间都是固定连接。可拆骨架端部与其它骨架之间用螺栓连接。 

上述作业棚内的支架由两根水平支架和四根垂直支架组成。垂直支架的下端焊接在水平支架的右端部。 

上述作业棚内夹具的卡头总成由下钩、上钩、手柄、固定块、转动轴和固定销组成。下钩焊接在下卡环内端部。上钩和手柄为一体，手柄用转动轴固定在内侧的垂直支架上。固定块焊接在上卡环内端部，固定块上有个固定销插孔，此孔与手柄上的固定销插孔位置对应。 

上述作业棚内的上卡环和下卡环的外端部用铰轴固定在外侧的垂直支架上。上卡环和下卡环的内侧各安装几个橡胶垫块。 

上述作业棚的棚布软粘接连接方式，采用子母扣粘接带或拉链连接均可。 

按照上述技术方案制造组装成的海底管道铺设舷边焊接作业棚，为海上管道焊接等作业提供了符合要求的工况条件。棚内作业不受风吹、日晒、雨淋，温度、湿度稳定可调，施工质量更有保证；管端夹具可快速启闭，辅助操作时间由四个小时缩短为十几分钟，大大提高工效和降低施工成本；棚体重量由船甲板承担， 稳定性好；地板可快速铺装，省时省力；消除了安全隐患，减轻了劳动强度。为海底管道施工提供了前所未有的专用装置，具有显著的经济效益、创新的技术价值和预期较好的推广应用前景。 

附图说明

图1是本发明的整体结构组成的立体示意图(去掉棚布)。 

图2是其支架结构组成及管端夹具的安装示意图。 

图3是其管端夹具10的结构组成示意图。 

具体实施方式

结合附图说明一个实施例： 

附图中，1是底骨架，2是竖骨架，3是横骨架，4是顶骨架，5是斜骨架，6是可拆骨架、7是骨架连接螺栓，8.₁是垂直支架，8.₂是水平支架，9是地板，10是夹具，11是排风扇，12是梯子，13是进出口，14是观察窗，15是棚体转轴，16是磁铁，17是上卡环，18是下卡环，19是铰轴，20是垫块，21是固定块，22是下钩，23是转动轴，24是手柄，25是上钩，26是固定销。G₁是右管子，G₂是左管子，X是舷边，J是甲板。 

由图1所示，海底管道铺设舷边焊接作业棚，包括棚体、支架8.₁、8.₂、地板9和夹具10四部分。其特征是，棚体为立方体形状，由棚骨架、棚布和棚体转轴15组成，构成一个密闭的作业房间。支架为“L”形状，由水平支架8.₂和垂直支架8.₁组成。地板9为正方形或长方形，由多块长条板和合页组成。夹具10为两个，圆环形状，由上卡环17、下卡环18、铰轴19、垫块20和卡头总成组成。棚体上顶后部的转轴15用磁铁16固定搭挂在船体舷边甲板J的边缘上。棚布与棚骨架采用软粘接方式连接。两侧面棚布的中部各有一个与管道直径相配的圆孔。棚体内靠近舷边X挂一个梯子12，梯子12的上方有个进出口13，进出口13旁边有个观察窗14。棚体上顶面安装一台排气扇11。棚体内设置照明灯、电暖器、温度计和湿度计。夹具10安装在垂直支架8.₁上成为一体。用具10夹紧管子G₁端部。地板9铺在水平支架8.₂上。地板9四周与底面棚布也采用软粘连接方式连接。地板9和水平支架8.₂构成一个棚内作业平台。支架8.₁、8.₂、夹具10和管子G₁、G₂的端部被罩在作业棚内。 

由图1所示，作业棚的棚骨架由底骨架1、竖骨架2、横骨架3、顶骨架4、 斜骨架5和可拆骨架6组成。可拆骨架6有两横和两竖共四根。除了可拆骨架6以外，其它骨架之间都是固定连接。可拆骨架6端部与其它骨架用螺栓7连接。 

由图2所示，作业棚内的支架由内外两根水平支架8.₂和内外四根垂直支架8.₁组成。垂直支架8.₁的下端焊接在水平支架8.₂的右端部。 

由图3所示，作业棚内夹具10的卡头总成由下钩22、上钩25、手柄24、固定块21、转动轴23和固定销26组成。下钩22焊接在下卡环18内端部，上钩25和手柄24为一体，手柄24用转动轴23固定在内侧的垂直支架8.₁上。固定块21焊接在上卡环17内端部，固定块21上有个固定销插孔，此孔与手柄24上的固定销插孔位置对应。 

由图3所示，作业棚内的上卡环17和下卡环18的外端部用铰轴19固定在外侧的垂直支架8.₁上。上卡环17和下卡环18的内侧各安装几个橡胶垫块20。 

由图1所示，作业棚的棚布软粘接连接方式，采用子母扣粘接带或拉链均可。 

该作业棚的使用说明： 

将该作业棚搭挂在出海作业船体舷边的甲板J上，到达作业点时，将棚体向上翻转起来。第一步，先将相邻两管段G₁和G₂的两端头从海床上吊出海水面，并靠近舷边X。第二步，从甲板J上取下已安装成一体的支架和夹具10，并将夹具10紧卡在管段G₁的端部(只需几分钟时间)，管段G₂进量靠近管段G₁的端口。第三步，将地板9铺在水平支架8.₂上。第四步，将翻起的棚体再放下来，再将四根可拆骨架6与其它骨架用螺栓7连接，然后将底面的棚布与地板9四周软连接，棚体就构成如图1所示的密闭作业房间。此时两管段G₁和G₂的端口、夹具10、支架8.₁和8.₂都罩在作业棚内。地板9既当作棚底，又当作作业平台。可依次进行对口、焊接、探伤、焊口防腐等有关作业。作业过程中，可随时调控棚内温度、湿度等。梯子12和进出口13用于作业人员进出作业棚。观察窗14用于观察棚内情况。排气扇11用于排放棚内焊接产生的烟雾。电暖器用于升温或取暖。照明灯用于棚内照明，因棚内较暗，白天也需要照明。 

每道焊口作业完毕，并检验合格后，就要转移到下一道焊口去作业。有两种退场方式：其一是，先将两侧和底面棚布的软连接处拆开，再卸下四根可拆骨架6的连接螺栓7，再将棚体向上翻起，再将地板9和夹具10卸下，最后将焊接成一体的管段G₁和G₂吊放回海床上。其二是，先将两侧和底面棚布的软连接处拆 开，再卸下左右两根可拆骨架6的连接螺栓7，再将地板9和夹具10卸下，最后将焊接成一体的管段G₁和G₂吊放回海床上。 

夹具10从管子G₁上卸下，有三种方式：其一是，只打开上卡环17，只需要拔出固定销26，反时针转动上卡环17即可。其二是，只打开下卡环18，只需要向左压动手柄24，上钩25就会脱离开下钩22，顺时针转动下卡环18即可。其三是，上卡环17和下卡环18都打开时，既拔下固定销26，又压动手柄24，再扳动上卡环17和下卡环18即可。用夹具10去夹紧管子G₁时，操作顺序相反。由此可见，操作非常简便，省时又省力。上卡环17和下卡环18内侧的垫块20，可防止夹紧时损伤管子G₁外面的防腐层。 

Claims (6)

1.一种海底管道铺设舷边焊接作业棚，包括棚体、支架(8.₁，8.₂)、地板(9)和夹具(10)四部分，其特征是，棚体为立方体形状，由棚骨架、棚布和转轴(15)组成，构成一个密闭的作业房间，支架为“L”形状，由水平支架(8.₂)和垂直支架(8.₁)组成，地板(9)为正方形或长方形，由多块长条板和合页组成，夹具(10)为两个圆环形状，由上卡环(17)、下卡环(18)、铰轴(19)、垫块(20)和卡头总成组成，棚体上顶后部的转轴(15)用磁铁(16)固定搭挂在船体舷边甲板(J)的边缘上，棚布与棚骨架采用软粘接方式连接，两侧面棚布的中部各有一个与管道直径相配的圆孔，棚体内靠近舷边(X)挂一个梯子(12)，梯子(12)的上方有个进出口(13)，进出口(13)旁边有个观察窗(14)，棚体上顶面安装一台排风扇(11)，棚体内适当之处设置照明灯、电暖器、温度计和湿度计，夹具(10)安装在垂直支架(8.₁)上成为一体，用夹具(10)夹紧管子(G₁)端部，地板(9)铺在水平支架(8.₂)上，地板(9)四周与底面棚布也采用软粘接方式连接，地板(9)和水平支架(8.₂)构成一个棚内作业平台，支架(8.₁、8.₂)、夹具(10)和管子(G₁、G₂)的端部被罩在作业棚内。 

2.根据权利要求1所述的海底管道铺设舷边焊接作业棚，其特征是棚骨架由底骨架(1)、竖骨架(2)、横骨架(3)、顶骨架(4)、斜骨架(5)和可拆骨架(6)组成，可拆骨架(6)有两横和两竖共四根，除了可拆骨架(6)以外，其它骨架都是固定连接，可拆骨架(6)端部与其它骨架用螺栓(7)连接。 

3.根据权利要求1所述的海底管道铺设舷边焊接作业棚，其特征是作业棚内的支架由内外两根水平支架(8.₂)和内外四根垂直支架(8.₁)组成，垂直支架(8.₁)的下端焊接在水平支架(8.₂)的右端部。 

4.根据权利要求1所述的海底管道铺设舷边焊接作业棚，其特征是作业棚内夹具(10)的卡头总成由下钩(22)、上钩(25)、手柄(24)、固定块(21)、转动轴(23)和固定销(26)组成，下钩(22)焊接在下卡环(18)内端部，上钩(25)和手柄(24)为一体，手柄(24)用转动轴(23)固定在内侧的垂直支架(8.₁)上，固定块(21)焊接在上卡环(17)内端部，固定块(21)上有个固定销插孔，此孔与手柄(24)上的固定销插孔对应。 

5.根据权利要求1所述的海底管道铺设舷边焊接作业棚，其特征是作业棚内夹具(10)的上卡环(17)和下卡环(18)的内端部用铰轴(19)固定在外 侧的垂直支架(8.₁)上，上卡环(17)和下卡环(18)的内侧各安装几个橡胶垫块(20)。

6.根据权利要求1所述的海底管道铺设舷边焊接作业棚，其特征是作业棚的棚布软连接方式，采用子母扣粘接带或拉链均可。 

Images