CN103921043B - 一种接管法兰组对装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接管法兰组对装置，属于油气田接管安装技术领域，主要解决橇装装置接管与法兰人工组对效率低、组对质量难以保证的问题，该组对装置包括L形操作平台、固定支撑件、轨道、法兰固定件、法兰、转动轴、锁紧螺母、平面推力球轴承、深沟球轴承等部件。本发明通过控制接管与法兰组对时的同轴度，实现接管与法兰高精度组对，提高了同批次的组对间隙及错边量的一致性要求；此外，本发明通过一次调整装置，可实现批量接管、法兰的快速组对，有效地节省了人力，提高了组对效率。

Description

一种接管法兰组对装置

技术领域

本发明属于油气田接管安装技术领域，涉及一种接管法兰组对装置，特别涉及一种橇装装置中接管与法兰的半自动组对装置。

背景技术

橇装装置在油气田已广泛应用，橇装装置的安装主要包括压力容器和压力接管的安装。橇装装置的接管安装特点是接管直径比较小，同管径管线较多，且每段接管较短，接管之间的连接阀以法兰阀为主。

在橇装装置的安装过程中通常会有小批量、小管径的同种管径的接管法兰组对。相关规范及标准对接管与法兰密封面垂直度，接管与法兰的组对间隙一致性、接管与法兰的组对错边量均有严格的要求。目前，接管与法兰的组对主要以人工组对为主，人工组对方式，效率很低，人为因素影响大，接管与法兰的组对间隙一致性、接管与法兰的组对错边量均难以保证，远远满足不了当前橇装装置的安装技术规范要求。尤其是批量小管径的接管与法兰组对，工作量大，接管与法兰焊接点固难以精确控制，对人力及施工者的技能要求度高。

有鉴于此，需要开发一种节省人力物力，提高组对效率和确保组对质量的接管法兰组对装置。

发明内容

为解决现有人工进行接管和法兰的组对方式的缺陷，降低人为因素的影响，提高接管法兰组对的质量和效率，实现组对施工的半自动化，满足安装橇装装置的技术规范要求，本发明提供了一种接管法兰组对装置。

本发明采取的技术方案是：

一种接管法兰组对装置，包括L形操作平台、固定支撑件、轨道、法兰固定件、法兰、转动轴、锁紧螺母、平面推力球轴承、深沟球轴承。

所述L形操作平台包括垂直面板、与垂直面板相垂直的水平面板，垂直面板的中心处开设一圆孔，圆孔內安装有深沟球轴承；水平面板上固定设置两条相互平行的轨道，轨道与L形操作平台的垂直面板相垂直，且轨道之间的水平中心线与圆孔的水平中心线在水平面板上的投影相重合。

所述法兰固定件靠近L形操作平台垂直面板的一侧的中心处固定一转动轴，转动轴穿过设置在所述圆孔內的深沟球轴承分别与平面推力球轴承、锁紧螺母套接。

所述法兰固定在法兰固定件远离L形操作平台垂直面板的一侧，法兰的水平中心线与法兰固定件的水平中心线、转动轴的水平中心线相重合。

所述固定支撑件设置在轨道上，并沿轨道滑动。

所述法兰固定件为法兰盘或三爪卡盘。

所述法兰盘固定有法兰的一侧设置有十字槽，所述十字槽在法兰盘表面呈45°角和135°角分布，十字槽的水平中心线与法兰的水平中心线、法兰固定件的水平中心线、转动轴的水平中心线相重合。

所述法兰盘固定有法兰的一侧设置有销轴连杆机构，销轴连杆机构包含四个带锥度的销轴和两个固定销轴；其中，销轴限定在十字槽內，固定销轴沿法兰盘的直径对称分布在法兰的圆周外侧；所述销轴和固定销轴通过连杆依次连接。

所述固定支撑件包括支撑架，设置在支撑架两侧的滚轮及固定在支撑架顶部的固定块；所述滚轮的个数为4个，滚轮沿轨道方向运动；所述固定块为2个，且2个固定块相对于L形操作平台水平面板的垂直高度相同。

所述轨道采用角钢制成。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的接管法兰组对装置具有L形操作平台，L形操作平台的垂直平面和水平面板的安装位置关系要求相互垂直，为接管、法兰的组对提供了基准，保证了法兰平面在水平面上的垂直度要求。

2、整个固定支撑件的两个固定块相对于L形操作平台水平面板的垂直高度相同，保证了接管放置在固定支撑件与L形操作平台水平面板的平行度，即保证了法兰面与接管的垂直度要求。

3、放置在固定支撑件上的接管水平轴向中心线与十字槽盘或三爪卡盘的水平中心线相重合，保证了接管法兰组对的间隙或错边量一致。

4、通过上述三点实现了法兰和接管组对的精度要求；采用本发明的组对装置可批量焊接同种规格的接管法兰的组对；此外，根据组对的法兰的大小选择利用法兰盘还是三爪卡盘进行接管法兰组对固定施工。

以下将结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是接管法兰组对装置侧视结构示意图。

图2是设置有十字槽的法兰盘结构示意图。

图3是三爪卡盘的结构示意图。

图4是固定支撑件的结构示意图。

附图标记说明：1、锁紧螺母；2、平面推力球轴承；3、深沟球轴承；4、法兰固定件；5、法兰；6、销轴连杆机构；7、接管；8、固定块；9、轨道；10、L形操作平台；11、固定支撑件；12、滚轮；13、转动轴；14、支撑架。

具体实施方式

实施例1：

在橇装装置的安装过程中通常会有小批量、小管径的同种管径的接管法兰组对。当前，接管与法兰的组对常以人工组对为主，人工组对效率低，受人为因素影响大，接管与法兰的组对间隙一致性、接管与法兰的同轴度、接管与法兰的组对错边量均难以保证。为解决人工组对方式的缺陷，降低人为因素的影响，提高接管法兰组对的质量和效率，实现组对施工的半自动化，满足施工要求，本实施例提供了一种接管法兰组对装置。该接管法兰组对装置主要由L形操作平台10、固定支撑件11、轨道9、法兰固定件4、法兰5、转动轴13、锁紧螺母1、平面推力球轴承2、深沟球轴承3等部件构成。

如图1所示，本实施例所述的组对装置具有L形操作平台10。L形操作平台10由垂直面板及与垂直面板相垂直的水平面板构成，其中，垂直面板和水平面板均采用钢板焊接制成。在焊接过程中，需要确保垂直面板和水平面板的垂直位置要求，保证垂直面板和水平面板的垂直度要求。需要说明的是，在满足垂直面板和水平面板对垂直度要求的前提下，还可以采用除焊接之外的其他任何连接固定方式。L形操作平台10的特殊结构为接管、法兰的组对提供了基准。

在L形操作平台10的垂直面板的中心处开设一个圆孔，圆孔內装配有一个深沟球轴承3。在L形操作平台10的水平面板上焊接两道相互平行的轨道9，需要强调的是，轨道9与L形操作平台10的垂直面板相垂直，且两道轨道9之间的水平中心线与圆孔的水平中心线在L形操作平台10的水平面板上的投影相重合。整个L形操作平台10用作接管、法兰组对的基准平台。

所述法兰固定件4通过一个转动轴13与L形操作平台10的垂直面板相连接。转动轴13可以为一个空心钢管。转动轴13的一端与法兰固定件4的中心处垂直焊接；转动轴13的另一端穿过圆孔內的深沟球轴承3，伸出L形操作平台10的垂直面板。为使转动轴13相对圆孔內的深沟球轴承3的位置固定，依次用平面推力球轴承2、锁紧螺母1将转动轴13固定在L形操作平台10的垂直面板上。在固定安装法兰固定件4时，法兰固定件4的水平中心线与转动轴13的水平中心线在一条直线上，并保证法兰固定件4以转动轴13为轴只能进行圆周运动。特别地，本实施例所述的法兰固定件4为法兰盘。

如图2所示，法兰固定件4（法兰盘）在远离L形操作平台10垂直面板的一侧上固定有法兰5，法兰5的水平中心线与法兰固定件4（法兰盘）的水平中心线、转动轴13的水平中心线相重合。在法兰固定件4（法兰盘）上还开设有十字槽，所述十字槽在法兰固定件4（法兰盘）表面呈45°角和135°角分布，且十字槽的水平中心线与法兰5的水平中心线、法兰固定件4（法兰盘）的水平中心线、转动轴13的水平中心线在一条直线上。需要说明的是，带十字槽的法兰固定件4（法兰盘）用于法兰5外径较大时利用螺栓孔固定法兰5。

在法兰固定件4（法兰盘）上还设置有销轴连杆机构6，如图2所示，销轴连杆机构6包含四个带锥度的销轴和两个固定销轴。其中，销轴限定在十字槽內运动，将销轴插入法兰5螺栓孔快速固定法兰5；固定销轴沿在法兰固定件4（法兰盘）的直径对称分布在法兰5的圆周外侧；所述销轴和固定销轴通过连杆依次连接。特别地，销轴连杆机构6与带十字槽的法兰固定件4（法兰盘）相配合使用，用于外径较大的法兰5的固定。带十字槽的法兰固定件4（法兰盘）在圆周方向转动时，将带动组对工件法兰5做圆周运动。按照法兰跨心组对的要求，并根据四孔、八孔、十二孔法兰的特点，销轴连杆机构6在45°和135°均有销轴与法兰5的螺栓孔相对应；利用四孔定心原理，将组对工件法兰5插入锥形销轴进行固定。

在L形操作平台10的水平面板上焊接轨道9，轨道9可以采用角钢制成，在轨道9上安装有固定支撑件11。如图4所示，所述固定支撑件11由支撑架14，设置在支撑架14两侧的滚轮12及固定在支撑架14顶部的固定块8构成。每个固定支撑件11安装有4个滚轮12，滚轮12带动支撑架14和固定块8沿轨道9方向运动，每个固定支撑件11上的固定块为2个，且2个固定块相对于L形操作平台水平面板的垂直高度相同。

其中，固定块8呈V形，固定块8与支撑架14焊接成一体。组对工件接管7放置在固定块8的V形凹槽內。在轨道9上可以安放有两个或多个相同的固定支撑件11。为了平稳固定接管7，两个固定支撑件11之间的距离可以根据所组对工件接管7的长度进行调节。根据不同的接管7的外径，制作不同的呈V形的固定块8并安装在固定支撑件11上；或可将固定支撑件11制作成高度可调的支撑构件。

在进行接管7和法兰5组对施工时，需使两个固定支撑件11的高度相一致，保证组对工件接管7与L形操作平台10的水平面板平行，并使法兰5的水平中心线与接管7的水平轴向中心线在一条直线上，即实现接管7的中心标高与L形操作平台10的中心标高相一致，保证组对的工件法兰5和组对工件接管7在水平方向上同轴度，实现组对工件法兰5的快速定位，使其法兰5与组对工件接管7的组对间隙及错边量满足施工要求。

在实现组对工件法兰5和接管7的快速定位后，对法兰5和接管7进行焊接点固，转动带十字槽的法兰盘（法兰固定件4），沿圆周方向对组对工件法兰5和接管7进行点固。

实施例2：

本实施例所述法兰固定件4为三爪卡盘，如图4所示，在三爪卡盘上没有销轴连杆机构6和十字槽结构。通过三爪卡盘实现组对工件法兰5和接管7的快速定位。其中三爪卡盘上的三爪通过法兰5的外径固定法兰5，主要用于外径较小的法兰5和接管7的组对。本实施的接管法兰组对装置及使用方法参照实施例1。

实施例3：

为进一步说明本发明所述的接管法兰组对装置的有益效果，本实施例给出了人工组对方式及利用本发明所述的接管法兰组对装置耗时对比实验。

本实施例分别对组对10个DN40管座的耗时进行了统计。其中，人工组对方式在组对施工时需铆工、焊工两人配合操作；采用本发明所述的接管法兰组对装置组对施工时，只需焊工一人操作。人工组对方式的耗时统计结果见表1，采用本发明所述的接管法兰组对装置组对耗时统计结果见表2。从表1看出，人工组对方式的总耗时35min。从表2看出，采用本发明所述的接管法兰组对装置组对总耗时11min。综合本实验看出，采用本发明所述的接管法兰组对装置组对时，操作人员由原来的铆工和焊工各一名减少为只需要一名焊工即可，并且大大缩短了组对时间，提高了工作效率。

表1人工组对耗时统计表

表2利用接管法兰组对装置耗时统计表

上面结合附图对本发明的实施方式作了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种接管法兰组对装置，包括L形操作平台（10）、固定支撑件（11）、轨道（9）、法兰固定件（4）、法兰（5）、转动轴（13）、锁紧螺母（1）、平面推力球轴承（2）、深沟球轴承（3）；所述L形操作平台（10）包括垂直面板、与垂直面板相垂直的水平面板，垂直面板的中心处开设一圆孔，圆孔內安装有深沟球轴承（3）；水平面板上固定设置两条相互平行的轨道（9），轨道（9）与L形操作平台（10）的垂直面板相垂直，且轨道（9）之间的水平中心线与圆孔的水平中心线在水平面板上的投影相重合；

所述法兰固定件（4）靠近L形操作平台（10）垂直面板的一侧的中心处固定一转动轴（13），转动轴（13）穿过设置在所述圆孔內的深沟球轴承（3）分别与平面推力球轴承（2）、锁紧螺母（1）套接；

所述法兰（5）固定在法兰固定件（4）远离L形操作平台（10）垂直面板的一侧，法兰（5）的水平中心线与法兰固定件（4）的水平中心线、转动轴（13）的水平中心线相重合；所述固定支撑件（11）设置在轨道（9）上，并沿轨道（9）滑动；

所述法兰固定件（4）为法兰盘；

所述法兰盘固定有法兰（5）的一侧设置有十字槽，所述十字槽在法兰盘表面呈45°角和135°角分布，十字槽的水平中心线与法兰（5）的水平中心线、法兰固定件（4）的水平中心线、转动轴（13）的水平中心线相重合；

所述法兰盘固定有法兰（5）的一侧设置有销轴连杆机构（6），销轴连杆机构（6）包含四个带锥度的销轴和两个固定销轴；其中，带锥度的销轴限定在十字槽內，固定销轴沿法兰盘的直径对称分布在法兰（5）的圆周外侧；所述带锥度的销轴和固定销轴通过连杆依次连接；

所述固定支撑件（11）包括支撑架（14），设置在支撑架（14）两侧的滚轮（12）及固定在支撑架（14）顶部的固定块（8）；所述滚轮（12）的个数为4个，滚轮（12）沿轨道方向运动；所述固定块为2个，且2个固定块相对于L形操作平台水平面板的垂直高度相同；所述轨道（9）采用角钢制成。