CN104653943B - 一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍，包括卡箍套筒部分、填料密封部分、锁紧部分等，通过吊缆将卡箍整体移动到要修复的导管架处，液压缸控制鞍板张开，调整吊缆位置使鞍板包住导管架，液压缸回程控制鞍板闭合；然后，锁紧液压缸伸出，带动锁紧杆件将两瓣卡箍锁紧。最后将用于填料密封的内端盖、外端盖放置在卡箍两端，填料液压缸伸出，将端盖闭合，用螺栓固定在卡箍上实现第二层密封。本发明采用双重密封及液压伸缩结构，适用于水下由于海洋生物及意外碰撞、海水的日益腐蚀、平台自身磨损、材料自身疲劳等一系列原因受损导管架的修复与加固，加固效率比现有技术明显提升，密封能力也相应提高。

Description

一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍

技术领域

本发明涉及的是一种海洋水下导管架的修复装置。

背景技术

进入21世纪，人们对油气资源的需求量日渐提高，而陆地油气资源却逐渐减少甚至枯竭，因此，我国将海洋油气资源开发列为重点项目。海洋油气资源开发离不开海洋平台的辅助作用，但是由于海洋生物及意外碰撞、海水的日益腐蚀、平台自身磨损、材料自身疲劳等一系列原因，搭建海洋平台的水下钢管杆件和管道的接触节点的局部应力会超出应用标准。某些局部的重要结构的刚度和强度会超出应用的规范要求。这下局部的破损会降低整个海洋平台结构的可靠度，降低了平台的安全性，从而影响到海洋油气资源的正常开发。

灌浆卡箍是用套筒从外面套住管节点，套筒可以是两瓣，也可以是多瓣的，用螺栓紧固住套筒的各瓣，然后向套筒和管节点之间的环形空间灌浆。当管节点承受静载或疲劳载荷作用受损时，可以用来修理或加固一根或多根连接管件，并在灌浆前把螺栓拧紧。这种方式费时又费力，并且使用普通的密封方式对多瓣卡箍效果不是很好，因此，一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍尤为重要。

现有修复导管架平台灌浆卡箍技术采用单层密封，并且安装过程需要更多的人力，自动化程度比较低，费时又费力。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于水下导管架的修复与加固的一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍，其特征是：包括卡箍套筒部分、填料密封部分、锁紧部分；卡箍套筒部分包括卡箍套筒，卡箍套筒包括上下布置的两瓣半圆柱体，一瓣半圆柱体上设置灌浆孔嘴，两瓣半圆柱体的两侧均固定有卡箍套筒侧板，一侧的卡箍套筒侧板上固定两个卡箍套筒筋板，两个卡箍套筒筋板之间安装卡箍套筒连接轴，卡箍套筒上固定卡箍套筒鞍板控制结构，卡箍套筒鞍板控制结构包括第一卡箍套筒液压缸、第一卡箍套筒鞍板、第二卡箍套筒鞍板，第一卡箍套筒鞍板、第二卡箍套筒鞍板分别固定在一瓣半圆柱体上，第一卡箍套筒液压缸安装在第一卡箍套筒鞍板和第二卡箍套筒鞍板之间；填料密封部分包括填料密封外端盖、填料密封内端盖，填料密封外端盖包括左右布置的两瓣外端盖，填料密封内端盖包括左右布置的两瓣内端盖，填料密封外端盖上固定填料密封控制结构，填料密封控制结构包括第一填料密封外端鞍板、第二填料密封外端鞍板、填料密封外端盖液压缸、填料密封筋板结构，第一填料密封外端鞍板、第二填料密封外端鞍板分别固定在一瓣外端盖上，填料密封外端盖液压缸安装在第一填料密封外端鞍板和第二填料密封外端鞍板之间，填料密封筋板结构包括第一填料密封筋板、第二填料密封筋板、第三填料密封筋板、第四填料密封筋板，第一填料密封筋板和第二填料密封筋板组成第一层填料密封筋板，第三填料密封筋板和第四填料密封筋板组成第二层填料密封筋板，第一层填料密封筋板和第二层填料密封筋板之间通过填料密封筋板销轴相连，第一层填料密封筋板与填料密封外端盖相固定，两瓣内端盖的上端部分别连接第一填料密封内端盖侧板和第二填料密封内端盖侧板，第三填料密封筋板、第四填料密封筋板之间留有放置第一填料密封内端盖侧板和第二填料密封内端盖侧板的空间，填料密封外端盖和填料密封内端盖之间通过螺栓连接在一起，填料密封外端盖和卡箍套筒相固连；锁紧部分包括锁紧杆件、锁紧支架、锁紧液压缸，锁紧液压缸通过液压缸耳环安装在卡箍套筒上，锁紧液压缸的输出端通过锁紧液压缸销轴连接锁紧杆件的第一端，在位于固定有卡箍套筒筋板一侧的卡箍套筒侧板对向的卡箍套筒侧板下方固定锁紧支架，锁紧杆件的第二端与该卡箍套筒侧板上端相配合，锁紧杆件的中部通过锁紧杆件销轴连接锁紧支架。

本发明还可以包括：

1、两瓣外端盖之间的间隙与两瓣半圆柱体之间的间隙成十字形状，相交成90度。

2、所述的卡箍套筒鞍板控制结构有两组，分别位于卡箍套筒连接轴的两侧，所述的填料密封控制结构有两组，分别位于两组卡箍套筒鞍板控制的外侧。

本发明的优势在于：本发明采用双重密封及液压伸缩结构，适用于水下由于海洋生物及意外碰撞、海水的日益腐蚀、平台自身磨损、材料自身疲劳等一系列原因受损导管架的修复与加固，加固效率比现有技术明显提升，密封能力也相应提高。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的轴测图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～2，本发明一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍由卡箍套筒液压缸1、卡箍套筒液压缸销轴2、卡箍套筒鞍板3、填料密封外端盖鞍板4、填料密封外端盖液压缸5、填料密封筋板销轴6、填料密封筋板7、填料密封外端盖液压缸销轴8、填料密封外端盖9、填料密封内端盖10、锁紧杆件11、锁紧支架12、锁紧杆件销轴13、锁紧液压缸销轴14、锁紧液压缸15、液压缸耳环16、卡箍套筒筋板17、卡箍套筒连接轴18、卡箍套筒19、卡箍套筒侧板20、填料密封外端盖侧板21、灌浆孔嘴22、填料密封内端盖侧板23、导管架24和各销轴挡圈及螺栓、螺母组成。

首先通过吊缆将卡箍整体移动到要修复的导管架处，液压缸控制鞍板张开，调整吊缆位置使鞍板包住导管架，液压缸回程控制鞍板闭合；然后，锁紧液压缸伸出，带动锁紧杆件将两瓣卡箍锁紧。最后将用于填料密封的内端盖、外端盖放置在卡箍两端，填料液压缸伸出，将端盖闭合，用螺栓固定在卡箍上实现第二层密封。

卡箍套筒鞍板3、锁紧支架12、锁紧液压缸耳环16、卡箍套筒筋板17、卡箍套筒侧板20、灌浆孔嘴22焊接在卡箍套筒19上。填料密封外端盖鞍板4、填料密封筋板7、填料密封外端盖侧板21焊接在填料密封外端盖9上。填料密封筋板7、填料密封内端盖侧板23、焊接在填料密封内端盖10上。液压缸与鞍板均由销轴连接，锁紧杆件11和锁紧支架12，锁紧液压缸15和锁紧液压缸耳环16均由销轴连接。填料密封外端盖9和填料密封内端盖10通过螺栓连接在一起，填料密封外端盖9和卡箍套筒19通过螺栓连接在一起。填料密封端盖两瓣之间的间隙与卡箍套筒19两瓣之间的间隙成十字形状，相交成90度。卡箍套筒19一侧以销轴连接，另一侧锁紧液压缸15伸出带动锁紧杆件11将两瓣卡箍卡紧在一起，然后在卡箍套筒19两侧的侧板20上用螺栓将两瓣卡箍组装好，防止密封效果达不到要求。灌浆孔嘴22在灌浆之后进行封堵。

工作原理：一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍的操作过程分为卡箍的定位、闭合、锁紧及填料密封端盖的定位、闭合、锁紧几个步骤，具体为：

1)卡箍的安装

(1)定位卡箍首先，启动液压系统控制阀使卡箍处于初始状态，具体是：将闭合液压缸1活塞杆处于收缩状态，带动两瓣鞍板主体张开，使其能包住导管架；利用缆绳及ROV等辅助设备，将卡箍移动到损坏的导管架处，将导管架包住。

(2)闭合卡箍首先，启动液压系统控制阀使液压缸1伸出，推动卡箍套筒鞍板3绕卡箍套筒连接轴18转动，使卡箍套筒最终包住导管架。

(3)锁紧卡箍首先，启动液压控制系统使锁紧液压缸15伸出，从而带动锁紧杆件11绕锁紧支架12上的转动轴转动，将两瓣卡箍进行锁紧，首先起到固定作用，然后再用螺栓将其拧紧到密封要求所要达到的状态。

2)填料密封端盖的安装

(1)定位填料密封端盖首先，启动液压控制系统使填料密封外端盖9处于初始状态，具体是：闭合填料密封端盖液压缸5处于收缩状态，带动两瓣鞍板张开，使其包住导管架；利用绳缆及ROV等辅助设备将填料密封外端盖9移动到损坏的导管架处。

(2)闭合填料密封端盖首先，启动液压系统控制阀使液压缸5伸出，推动填料密封端盖鞍板4绕连接轴6旋转，使外端盖9包住导管架。

(3)锁紧填料密封端盖将填料放进填料密封外端盖9里面，在里面围绕一圈，然后将填料密封内端盖10定位，安装在外端盖里面，最后用螺栓把外端盖固定到卡箍套筒19上，把内端盖10固定到外端盖9上，完成全部安装。

卡箍的设计参数为：规格(长×宽×高)：1500×1430×1050mm；重量1.5t；液压缸1行程250mm；销轴2直径Φ20mm；卡箍套筒鞍板直径Φ760mm；填料密封端盖鞍板直径Φ760mm，厚度20mm；填料密封端盖液压缸行程210mm；销轴6直径Φ20mm；填料密封端盖筋板7直径Φ690mm，厚度20mm；填料密封端盖液压缸销轴直径Φ20mm；锁紧杆件11厚度20mm；销轴13、14直径Φ20mm；锁紧液压缸行程150mm；锁紧液压缸耳环厚度20mm；卡箍套筒筋板17厚度30mm；卡箍套筒连接轴18直径Φ30mm；卡箍套筒侧板厚度40mm；端盖侧板21厚度40mm灌浆孔嘴直径Φ50mm；导管架直径Φ610mm。

Claims (3)

1.一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍，其特征是：包括卡箍套筒部分、填料密封部分、锁紧部分；卡箍套筒部分包括卡箍套筒，卡箍套筒包括上下布置的两瓣半圆柱体，一瓣半圆柱体上设置灌浆孔嘴，两瓣半圆柱体的两侧均固定有卡箍套筒侧板，一侧的卡箍套筒侧板上固定两个卡箍套筒筋板，两个卡箍套筒筋板之间安装卡箍套筒连接轴，卡箍套筒上固定卡箍套筒鞍板控制结构，卡箍套筒鞍板控制结构包括第一卡箍套筒液压缸、第一卡箍套筒鞍板、第二卡箍套筒鞍板，第一卡箍套筒鞍板、第二卡箍套筒鞍板分别固定在一瓣半圆柱体上，第一卡箍套筒液压缸安装在第一卡箍套筒鞍板和第二卡箍套筒鞍板之间；填料密封部分包括填料密封外端盖、填料密封内端盖，填料密封外端盖包括左右布置的两瓣外端盖，填料密封内端盖包括左右布置的两瓣内端盖，填料密封外端盖上固定填料密封控制结构，填料密封控制结构包括第一填料密封外端鞍板、第二填料密封外端鞍板、填料密封外端盖液压缸、填料密封筋板结构，第一填料密封外端鞍板、第二填料密封外端鞍板分别固定在一瓣外端盖上，填料密封外端盖液压缸安装在第一填料密封外端鞍板和第二填料密封外端鞍板之间，填料密封筋板结构包括第一填料密封筋板、第二填料密封筋板、第三填料密封筋板、第四填料密封筋板，第一填料密封筋板和第二填料密封筋板组成第一层填料密封筋板，第三填料密封筋板和第四填料密封筋板组成第二层填料密封筋板，第一层填料密封筋板和第二层填料密封筋板之间通过填料密封筋板销轴相连，第一层填料密封筋板与填料密封外端盖相固定，两瓣内端盖的上端部分别连接第一填料密封内端盖侧板和第二填料密封内端盖侧板，第三填料密封筋板、第四填料密封筋板之间留有放置第一填料密封内端盖侧板和第二填料密封内端盖侧板的空间，填料密封外端盖和填料密封内端盖之间通过螺栓连接在一起，填料密封外端盖和卡箍套筒相固连；锁紧部分包括锁紧杆件、锁紧支架、锁紧液压缸，锁紧液压缸通过液压缸耳环安装在卡箍套筒上，锁紧液压缸的输出端通过锁紧液压缸销轴连接锁紧杆件的第一端，在位于固定有卡箍套筒筋板一侧的卡箍套筒侧板对向的卡箍套筒侧板下方固定锁紧支架，锁紧杆件的第二端与该卡箍套筒侧板上端相配合，锁紧杆件的中部通过锁紧杆件销轴连接锁紧支架。

2.根据权利要求1所述的一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍，其特征是：两瓣外端盖之间的间隙与两瓣半圆柱体之间的间隙成十字形状，相交成90度。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下导管架双重密封液压伸缩式灌浆卡箍，其特征是：所述的卡箍套筒鞍板控制结构有两组，分别位于卡箍套筒连接轴的两侧，所述的填料密封控制结构有两组，分别位于两组卡箍套筒鞍板控制结构的外侧。