CN105479045B - 一种大口径管道外对接工作台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大口径管道外对接工作台。它解决管道敷设与修复对接困难的问题。其技术方案是：下底座与上底座之间安装垂直起升液压缸；转动抱环与固定抱环在内环设置有一定倾斜度的“T”型槽，“T”型半环状楔形块沿两抱环的斜向“T”型槽插入，“T”型半环状楔形块具有一系列标准厚度，不同标准厚度的“T”型半环状楔形块组可以构成不同系列的抱管内圆半径；推动环均布有六个推动凸头，推动凸头分别插入到“T”型半环状楔形块大径处的凹槽。本发明通过对待焊接管道抱死定心、液压推动控制焊接间隙解决管道修复时出现对口精度不准、管口错边量大与焊缝间隙无法调整的问题，提高管道修复质量与效率。

Description

一种大口径管道外对接工作台

技术领域

本发明涉及一种油气储运工程中，埋地、架空管道敷设与修复对接用的大口径管道外对接工作台。

背景技术

在油气储运工程中，海洋以及陆地的油气输送需要敷设长距离埋地、架空管道。对于新敷设管道焊接施工时，需要实现两管段的快速对接；对在役油气管道，随着管道使用年限增长，管道可能因腐蚀、疲劳和机械损伤等因素造成破坏和缺陷，或者由于城市建设等原因需要在役管道改线等，均需要将在役油气管道部分切断后，重新焊接新的管道；管道对接施焊时面临的主要问题，一是如何实现新添管段与已经焊好管段的快速准确对接，二是如何实现两段已经焊好管道在碰口焊接时的准确对接与轴向拉伸，以解决管道下料时的长度误差导致焊口宽度过大的难题。

目前，国内外管道修复处理的有效办法是焊接新管道取代原来有缺陷的管道段，而新建管道与管道焊接施工中必不可少的就是管道对接设备。现在国内外较为成熟的是内对口器，但在焊接施工过程中需要将内对口器的一端置入已经焊好管道的内部，通过吊机将待焊管段移运插入内对口器的另一端，实现待焊段与已焊管道的轴向对接，焊接施工结束后，通过钢丝绳及牵引设备将内对口器从管内拉至下一个管口位置，实施下一管段的对口焊接。可见内对口器不适用于弯头或弯管处对口以及两段已焊接管道碰死口等对接定位。

现有的外对口施工方法主要是通过吊车控制待焊管段的移动、调整管道对口精度与管口的错边量，现场施工情况表明现有的外对口施工时间长、管道对中性差，焊接距离不可控导致焊缝过大。另一方面，现有的外对口器无法有效抱死不同尺寸的管道，抱环与管道存在较大间隙使管道松动，较大程度的影响管道焊接质量。

基于上述技术背景，本发明特提供一种大口径管道外对接工作台，可以极大程度上弥补现有内对口器与外对口施工的不足，更为高效的解决管道对接的各种复杂问题。

发明内容

本发明的目的是：为了解决大口径油气管道对接困难的问题，特提供一种大口径管道外对接工作台。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大口径管道外对接工作台，是由下底座、垂直起升液压缸、上底座、支撑肋板、管道支撑座、水平推动液压缸、推动环、传动齿轮副、弹簧轴、弹簧、转动抱环、“T”型半环状楔形块、固定抱环、电机、滑动工作台、液压缸底座固定法兰、按钮开关和滚轮式“T”型半环状楔形块构成；其结构特征是：下底座通过法兰连接四个垂直起升液压缸的下端部，垂直起升液压缸的推动杆与上底座法兰盘连接；管道支撑座通过螺栓与上底座连接；水平推动液压缸的下端部与管道支撑座侧面的液压缸底座的固定法兰盘连接，水平推动液压缸的上端部与推动环通过螺钉连接；传动齿轮副通过键一端与电机轴连接，另一端与转动抱环连接；转动抱环与固定抱环两端均布吊耳，下端吊耳中心安装转动销轴，转动抱环两端的吊耳分别各有两片，固定抱环两端吊耳各有一片，转动抱环两片吊耳之间的距离恰好是固定抱环的一片吊耳的厚度，转动抱环的吊耳上有按钮开关与钢珠滑槽，固定抱环有锁定钢珠，锁定钢珠下有弹簧，转动抱环与固定抱环在内环均开设有一定斜度的“T”型槽，固定抱环焊接在滑动工作台上；“T”型半环状楔形块有两块分别沿转动抱环与固定抱环的斜向“T”型槽插入，“T”型半环状楔形块外圆为3个“T”型盘根，所述盘根沿轴向方向具有一定的倾斜度，由两个“T”型半环状楔形块组成抱管内圆，“T”型半环状楔形块大径处开设有凹槽，“T”型半环状楔形块具有一系列标准厚度，不同标准厚度的“T”型半环状楔形块组可以构成不同系列的抱管内圆半径，可以根据管道外径沿固定抱环与转动抱环的“T”型槽经行拆装更换，“T”型半环状楔形块可以更换为另一种形式即带滚轮式“T”型半环状楔形块，滚轮式“T”型半环状楔形块由滚轮端盖、滚轮轴和滚轮构成；推动环均布有6个凸头，6个推动凸头分别插入到“T”型半环状楔形块大径处的凹槽；电机通过螺栓固定在滑动工作台上，滑动工作台下端设计有滑槽，滑动工作台从上底座侧边插入，滑动工作台对称设置两个，中间插入弹簧轴，弹簧套入弹簧轴两端分别与两个滑动工作台上连接；底座前后棱边处分别设置有与滑动工作台滚轮相配合的滑槽。

本发明的有益效果是：(1)本发明利用转动抱环与固定抱环具有一定斜度的“T”型槽，使“T”型半环状楔形块组形成的内圆半径能够小范围浮动变化，同时推动环在液压力作用推动“T”型半环状楔形块组，使本发明可以根据实际管道外径，保证管道对接对心精度，减小管口错边量与焊缝间隙的自动调节的功能，不同系列“T”型半环状楔形可以快速更换，使本发明能够适应不同大口径外径的管道，增加了本发明的实用性和适应性；滚轮式“T”型半环状楔形块可以实现工厂内批量管道焊接工作，滚轮设置使管道能够轻松的旋转，提高管道焊接效率；(2)本发明利用电机控制抱环的转动，通过按钮开关代替螺栓控制抱环的打开关闭，实现管道快速对接，减少工人劳动强度；(3)本发明依靠液压驱动，能够保证工作台平稳同步的升降，为“T”型半环状楔形块提供平缓且足够大的抱紧力；(4)本发明利用管道弹性实现两段已经焊好管道在碰口焊接时的准确对接与轴向拉伸，以解决管道下料时的长度误差导致焊口宽度过大的难题，提高修复效率。

附图说明

图1是本发明一种大口径管道外对接工作台的主视图；

图2是本发明一种大口径管道外对接工作台的俯视图；

图3是本发明一种大口径管道外对接工作台的左视图；

图4是图1A-A结构示意图；

图5是滚轮式“T”型半环状楔形块示意图；

图6是转动抱环与固定抱环结构示意图；

图7是推动环、“T”型半环状楔形块和抱环结构示意图；

图中：1.下底座、2.垂直起升液压缸、3.上底座、4.支撑肋板、5.管道支撑座、6.水平推动液压缸、7.推动环、8.传动齿轮副、9.弹簧轴、10.弹簧、11.转动抱环、12.“T”型半环状楔形块、13.固定抱环、14.电机、15.滑动工作台、16.液压缸底座固定法兰盘、17.滚轮式“T”型半环状楔形块、18.滚轮端盖、19.滚轮、20.滚轮轴、21.按钮开关。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种大口径管道外对接工作台，是由下底座1、垂直起升液压缸2、上底座3、支撑肋板4、管道支撑座5、水平推动液压缸6、推动环7、传动齿轮副8、弹簧轴9、弹簧10、转动抱环11、“T”型半环状楔形块12、固定抱环13、电机14、滑动工作台15、液压缸底座固定法兰盘16和按钮开关21构成；其结构特征是：下底座1与上底座3之间通过法兰安装四个垂直起升液压缸2；两个滑动工作台15分别沿左右方向插入到上底座3，使滑动工作台15上两排滚珠顺利进入上底座1的滑槽，弹簧10套入弹簧轴11，弹簧轴11两端分别插入两个滑动工作台15上的固定座轴孔内，固定座压缩弹簧；两个水平推动液压缸6分别通过螺栓安装于管道支撑座5的高低两侧，水平推动液压缸6的推动杆与推动环7通过螺钉连接；电机14安装在滑动工作台15的法兰台上，通过螺栓固定，传动齿轮副8通过键一端与电机输出轴连接，另一端与转动抱环吊耳连接；如图6所示，转动抱环11与固定抱环13两端均布吊耳，下端吊耳中心安装转动销轴，转动抱环11两端的吊耳分别设置两片，固定抱环13两端吊耳设置一片，转动抱环11的两片吊耳之间的距离恰好是固定抱环13的一片吊耳的厚度，转动抱环11的吊耳上设置有按钮开关21与钢珠滑槽，固定抱环13设置锁定钢珠，锁定钢珠下有恢复弹簧，固定抱环13通过焊接固定于滑动工作台15上的固定座上，如图4所示，转动抱环11与固定抱环13在内环均设置有一定斜度的“T”型槽；“T”型半环状楔形块12有两块，分别沿转动抱环11与固定抱环13的斜向“T”型槽插入，“T”型半环状楔形块12外圆为三个“T”型盘根，所述盘根沿轴向方向具有一定的倾斜度，两个“T”型半环状楔形块12组成抱管内圆，“T”型半环状楔形块12大径处开设有凹槽，“T”型半环状楔形块12具有一系列标准厚度，不同标准厚度的“T”型半环状楔形块组能构成不同系列的抱管内圆半径，可以根据管道外径对固定抱环11与转动抱环13的“T”型槽经行拆装更换；如图7所示，推动环7均布有六个推动凸头，六个推动凸头分别插入到“T”型半环状楔形块12大径处的凹槽；

如图5所示，“T”型半环状楔形块可以更换为另一实施例为滚轮式“T”型半环状楔形块17，滚轮式“T”型半环状楔形块由滚轮端盖18、滚轮轴19和滚轮20构成；

本发明一种大口径管道外对接工作台具体工作的实施方案：将本发明运送至管道事故现场，针对架空管道可以将别发明直接放置于损坏管道的下方固定，针对埋地管道，由于事先为使损坏管道暴漏，需要施工在管道下方产生预留空间，所述空间便可以放置本发明并固定；根据管道外径，选择安装与之配套的“T”型半环状楔形块12，通过水平液压缸6控制“T”型半环状楔形块12处于抱环“T”型槽的大径端；电机14控制转动抱环11打开，通过调节垂直起升液压缸2调节上底座3的高度，使待焊接新管道一端进入管道支承座5与固定抱环13，电机14控制转动抱环13关闭，锁定钢珠锁死转动抱环11与固定抱环13；水平液压缸6工作带动推动环7推动“T”型半环状楔形块组沿斜向“T”型槽运动，由于“T”型半环状楔形块组的内圆变小，使整个抱环能够抱死管柱实现定心；同时待修复管道也以上述同样方式被另一工作台的抱环抱死、定心，两个工作台均保持高度一致，保证定心后的管道对心精度，通过水平液压缸6推动滑动工作台15调整焊接间隙，定位后实施焊接，焊接完成后，按下按钮开关21，打开转动抱环泄压，由于弹簧10处于拉伸状态，拉力带动工作台返回原点位置。本发明另一实施案列用于管道铺设时管道批量对焊工作，将“T”型半环状楔形块12更换为滚轮式“T”型半环状楔形块17，实施方案与上述步骤一致，实现对焊管道自由转动，提高焊接效率。

Claims (4)

1.一种大口径管道外对接工作台，是由下底座(1)、垂直起升液压缸(2)、上底座(3)、支撑肋板(4)、管道支撑座(5)、水平推动液压缸(6)、推动环(7)、传动齿轮副(8)、弹簧轴(9)、弹簧(10)、转动抱环(11)、“T”型半环状楔形块(12)、固定抱环(13)、电机(14)、滑动工作台(15)、液压缸底座固定法兰盘(16)和按钮开关(21)构成；其特征在于：下底座(1)通过法兰连接四个垂直起升液压缸(2)的下端部，垂直起升液压缸(2)的推动杆与上底座(3)的法兰盘连接；管道支撑座(5)通过螺栓与上底座(3)连接；两个水平推动液压缸(6)通过螺栓安装于管道支撑座(5)侧面，水平推动液压缸(6)的推动杆与推动环(7)连接；传动齿轮副(8)通过键一端与电机轴连接，另一端与转动抱环(11)连接；转动抱环(11)与固定抱环(13)两端均布吊耳，下端吊耳中心安装转动销轴，上端吊耳设置有按钮开关(21)，转动抱环(11)与固定抱环(13)在内环均开设有一定斜度的“T”型槽，固定抱环(13)固定在滑动工作台(15)上；“T”型半环状楔形块(12)有两块分别沿转动抱环(11)与固定抱环(13)的斜向“T”型槽插入，“T”型半环状楔形块大径处开设有凹槽；推动环(7)均布有6个推动凸头，6个推动凸头分别插入到“T”型半环状楔形块(12)大径处凹槽；电机(14)通过螺栓固定在滑动工作台(15)上；滑动工作台(15)下端设计有滑槽，滑动工作台(15)从上底座(3)侧边插入，所述滑动工作台(15)对称设置两个；弹簧(10)与弹簧轴安装在所述两个滑动工作台(15)上；上底座(3)前后棱边处分别设置有与滑动工作台(15)滚轮相配合的滑槽。

2.根据权利要求1所述的一种大口径管道外对接工作台，其特征是：所述“T”型半环状楔形块(12)外圆为3个“T”型盘根，所述盘根轴向方向具有一定的斜度，由两个所述“T”型半环状楔形块组成抱管内圆，所述“T”型半环状楔形块(12)具有一系列标准厚度，可以根据管道外径进行拆装更换。

3.根据权利要求2所述的一种大口径管道外对接工作台，其特征是：所述“T”型半环状楔形块(12)可以更换为另一种形式即带滚轮式“T”型半环状楔形块(17)，所述滚轮式“T”型半环状楔形块(17)由滚轮端盖(18)、滚轮轴(19)和滚轮(20)构成。

4.根据权利要求1所述的一种大口径管道外对接工作台，其特征是：所述转动抱环(11)两端的吊耳分别各有两片，所述固定抱环(13)两端吊耳各有一片，所述转动抱环(11)两片吊耳之间的距离恰好是所述固定抱环(13)的一片吊耳的厚度；所述转动抱环(11)的吊耳上有按钮开关(21)与钢珠滑槽，所述固定抱环(13)有锁定钢珠，锁定钢珠下有弹簧。