CN106002075B - J型铺管六自由度外对中装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种J型铺管六自由度外对中装置，其包括：Y轴平台，用于调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向上的位移；X轴平台，所述X轴平台安装在所述Y轴平台上，用于实现X轴方向的调整；管节弯曲平台，所述管节弯曲平台安装在所述X轴平台上，使所述管节弯曲平台绕所述Y轴平台旋转；主体夹座，所述主体夹座与所述管节弯曲平台连接，以实现绕X轴的转动，其实现沿Z轴的移动；管夹，所述管夹固定在所述主体夹座上，能够绕Z轴转动。本发明适用于管节所有的对中要求，如X轴、Y轴、Z轴、周向旋转和管节的弯曲。
Description
技术领域
本发明涉及深水J型海底管线铺设系统，特别涉及一种J型铺管六自由度外对中装置。
背景技术
近年来海洋开采的范围在日益扩大，深海石油开发已成为石油工业的重要前沿阵地。因此，深水海底管线的铺设技术日趋重要。J型海底管道铺设系统是当前最适合深水和超深水管线铺设的方法。
然而，J型海底管道铺设系统中所铺设的海洋管道在焊接前需要进行调整对中，使待焊接部分达到最好的焊接位置。因此，这就要求本领域技术人员研制一种能够对海洋管道进行调整对中的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中J型海底管道铺设系统对海洋管道无法进行调整对中的缺陷，提供一种J型铺管六自由度外对中装置。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种J型铺管六自由度外对中装置，其特点在于，所述J型铺管六自由度外对中装置包括：
Y轴平台，用于调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向上的位移；
X轴平台，所述X轴平台安装在所述Y轴平台上，用于实现X轴方向的调整；
管节弯曲平台，所述管节弯曲平台安装在所述X轴平台上，使所述管节弯曲平台绕所述Y轴平台旋转；
主体夹座，所述主体夹座与所述管节弯曲平台连接，以实现绕X轴的转动，其实现沿Z轴的移动；
管夹，所述管夹固定在所述主体夹座上，能够绕Z轴转动。
较佳地，所述Y轴平台安装有滚轮。
较佳地，所述Y轴平台通过齿轮齿条结构驱动，用以调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向的位移。
较佳地，所述X轴平台的四个顶角处分别设有套筒，所述套筒沿X向布置，其所述套筒固定在所述Y轴平台的光滑圆管。
较佳地，所述X轴平台一侧的中间部位设有多个油缸，通过所述油缸的伸缩来控制所述X轴平台在X轴方向上的移动。
较佳地，所述管节弯曲平台的中部通过平行于Y轴的短轴将所述管节弯曲平台与所述X轴平台铰接，使所述管节弯曲平台绕Y轴旋转。
较佳地，所述管节弯曲平台的侧面设有油缸，通过所述油缸的伸缩来调节所述X轴平台绕Y轴的倾斜角度。
较佳地，所述主体夹座的下部靠近所述夹管侧通过平行于X轴的短轴与所述管节弯曲平台铰接，所述主体夹座的上部通过油缸与所述管节弯曲平台相通，由所述油缸的伸缩实现调节所述主体夹座绕X轴的角度。
较佳地，所述管夹固定在所述主体夹座的一侧平台上，所述平台上设有滑道，所述管夹在所述滑道上沿Z轴滑动；
所述平台通过油缸与所述主体夹座相连，通过所述油缸的伸缩带动所述管夹在沿Z轴方向的所述滑道内移动。
较佳地，所述管夹包括上下两组管夹，每一组所述管夹包括四只管夹，且各个所述管夹在圆周方向上均匀分布。
本发明的积极进步效果在于：
本发明J型铺管六自由度外对中装置通过设置X向和Y向可移动平台用于实现X向和Y向的调整，通过将主体夹座设置成倾斜状，可以实现绕X轴的转动，还可以沿Z轴移动，从而实现对海洋管道在焊接前进行调整对中，使待焊接部分达到最好的焊接位置。本发明适用于管节所有的对中要求，如X轴、Y轴、Z轴、周向旋转和管节的弯曲。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为本发明J型铺管六自由度外对中装置的俯视图。
图2为本发明J型铺管六自由度外对中装置的侧视图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
图1为本发明J型铺管六自由度外对中装置的俯视图。图2为本发明J型铺管六自由度外对中装置的侧视图。
如图1和图2所示，本发明公开了一种J型铺管六自由度外对中装置，其包括Y轴平台10、X轴平台20、管节弯曲平台30、主体夹座60和管夹50。其中，Y轴平台10主要用于调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向上的位移。X轴平台20安装在Y轴平台10上，用于实现X轴方向的调整。管节弯曲平台30安装在X轴平台20上，使管节弯曲平台30绕所述Y轴平台旋转。主体夹座60与所述管节弯曲平台连接，以实现绕X轴的转动，其实现沿Z轴的移动。50管夹固定在主体夹座60上，能够绕Z轴转动。
所述J型铺管六自由度外对中装置固定在工作站顶部的一个平台上，Y轴平台10位于其底部。优选地，Y轴平台10上安装有滚轮，放置在工作站顶部的轨道上。在Y轴方向上的调整，所述Y轴平台10通过齿轮齿条结构驱动，用以调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向的位移，并能够使所述J型铺管六自由度外对中装置在管线下降时完全从作业线上离开。
在Y轴平台10(即一层平台)上有一个类似于Y轴对齐装置的系统，用以实现X轴方向的调整。在移动部分的底部是X轴平台20(二层平台)。优选地，X轴平台20的四个顶角处分别设有套筒，所述套筒沿X向布置，其所述套筒固定在Y轴平台10的光滑圆管。
进一步地，在X轴平台20一侧的中间部位设有多个油缸，例如两个油缸，通过所述油缸的伸缩来控制X轴平台20在X轴方向上的移动。此处的油缸行程很小，只用于微调。
在X轴平台20上另有一个管节弯曲平台30(三层平台)，管节弯曲平台30的中部(YZ平面内)通过平行于Y轴的短轴将管节弯曲平台30与X轴平台20铰接，使管节弯曲平台30绕Y轴旋转。
进一步地，在管节弯曲平台30的侧面还设有油缸，通过所述油缸的伸缩来调节X轴平台20绕Y轴的倾斜角度，以使得焊接操作在允许的公差范围内进行。
由于无论J-Lay塔处于何种角度，所述J型铺管六自由度外对中装置都要与管节的中心线对齐。因此，优选地，将主体夹座60的下部靠近夹管50侧通过平行于X轴的短轴与管节弯曲平台30铰接，主体夹座60的上部通过油缸40与管节弯曲平台30相通，由油缸40的伸缩实现调节主体夹座60绕X轴的角度。
管夹50固定在主体夹座60的一侧平台上，在所述平台上设有滑道，所述管夹在所述滑道上沿Z轴滑动，所述滑道固定在主体夹座60上。所述平台通过油缸与主体夹座60相连，通过所述油缸的伸缩带动管夹50在沿Z轴方向的所述滑道内移动。作业时装载臂将管节直接放入工作站中并使其下端与下方管线间留有很小的空隙，减少了Z轴方向对齐所用油缸的行程。
进一步具体地，管夹50包括上下两组管夹，每一组所述管夹包括四只管夹，且各个管夹50在圆周方向上均匀分布，安装在同一个管夹座上。管夹50由油缸驱动，夹紧管道时能够对管道产生足够的正压力。管夹座在远离主体夹座60一侧是可开合的门结构，每一扇门上装有一支管夹50，门关闭时由油缸插入关闭销进行锁紧。所述J型铺管六自由度外对中装置在退出作业位置时，则打开门结构。管夹座上下各装有一只非闭合的齿轮环，在对应的所述平台上装有带电机驱动管道小齿轮，与齿轮环啮合。通过两台小功率电机带动齿轮旋转即可实现管夹绕Z轴方向在±90°范围的旋转。
综上所述，本发明J型铺管六自由度外对中装置通过设置X向和Y向可移动平台用于实现X向和Y向的调整，通过将主体夹座60设置成倾斜状，可以实现绕X轴的转动，还可以沿Z轴移动，从而实现对海洋管道在焊接前进行调整对中，使待焊接部分达到最好的焊接位置。本发明适用于管节所有的对中要求，如X轴、Y轴、Z轴、周向旋转和管节的弯曲。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述J型铺管六自由度外对中装置包括：
Y轴平台，用于调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向上的位移；所述Y轴平台安装有滚轮；所述Y轴平台通过齿轮齿条结构驱动，用以调节所述J型铺管六自由度外对中装置在Y轴方向的位移；
X轴平台，所述X轴平台安装在所述Y轴平台上，用于实现X轴方向的调整；
管节弯曲平台，所述管节弯曲平台安装在所述X轴平台上，使所述管节弯曲平台绕所述Y轴平台旋转；
主体夹座，所述主体夹座与所述管节弯曲平台连接，以实现绕X轴的转动；
管夹，所述管夹固定在所述主体夹座上，能够绕Z轴转动；
所述主体夹座设置成倾斜状，所述管夹固定在所述主体夹座的一侧平台上，所述平台上设有滑道，所述管夹在所述滑道上沿Z轴滑动；
所述平台通过油缸与所述主体夹座相连，通过所述油缸的伸缩带动所述管夹在沿Z轴方向的所述滑道内移动。
2.如权利要求1所述的J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述X轴平台的四个顶角处分别设有套筒，所述套筒沿X向布置，其所述套筒固定在所述Y轴平台的光滑圆管。
3.如权利要求2所述的J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述X轴平台一侧的中间部位设有多个油缸，通过所述油缸的伸缩来控制所述X轴平台在X轴方向上的移动。
4.如权利要求1所述的J型铺管六自由度外对中装置，其装置在于，所述管节弯曲平台的中部通过平行于Y轴的短轴将所述管节弯曲平台与所述X轴平台铰接，使所述管节弯曲平台绕Y轴旋转。
5.如权利要求4所述的J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述管节弯曲平台的侧面设有油缸，通过所述油缸的伸缩来调节所述管节弯曲平台绕Y轴的倾斜角度。
6.如权利要求1所述的J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述主体夹座的下部靠近所述管夹侧通过平行于X轴的短轴与所述管节弯曲平台铰接，所述主体夹座的上部通过油缸与所述管节弯曲平台相通，由所述油缸的伸缩实现调节所述主体夹座绕X轴的角度。
7.如权利要求6所述的J型铺管六自由度外对中装置，其特征在于，所述管夹包括上下两组管夹，每一组所述管夹包括四只管夹，且各个所述管夹在圆周方向上均匀分布。
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