CN106365036A - 海底管道压块释放组合式吊架 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海底管道压块释放组合式吊架，主要包括长吊架、短吊架、外源脱钩型吊钩、液压系统、声呐成像系统组成。根据不同任务环境，可通过螺栓铆接拼装长、短吊架，达到变结构进行吊装压块工作的目的。吊架上的吊钩具有装载和自动释放压块的功能，压块是用来保护海底管道的。吊架上的压块脱钩采用液压驱动方式，吊架的输运是在声呐系统对海底油管位置成像观测定位下完成的。本发明的吊架能装载和释放压块，压块是用来保护海底管道的。吊架上的压块脱钩采用液压驱动方式，安全可靠。

Description

海底管道压块释放组合式吊架

技术领域

本发明涉及一种海底管道压块释放组合式吊架，尤其涉及一种海底管道压块释放组合式吊架。

背景技术

传统的压块释放吊架是通过潜水员下潜到海底，完成对海底管道定位；在潜水员的指示下将压块运输到释放位置后，由潜水员剪断每条绳索完成压块的释放。工作效率低下而且有一定的危险性。在超过200米水深海域，由于受潜水员能力限制，只能通过水下机器人将挂钩一个一个摘除来释放水泥压块，成本太高。此外传统吊架对长直管道和转弯管道没有适应工况来提高效率的途径。为了解决这些问题，本发明提出一种海底管道压块释放组合式吊架。通过拼接长、短吊架和液压系统，完成对不同工况的适合以及自动脱钩；通过声纳系统完成对海底管道的定位。本发明与所查阅的专利存在较大的不同。专利号为CN103274289A的组合式多功能吊具，其承受弯矩和横向支撑力是通过平衡梁来完成的，与本发明运用的连接板和内固定块连接的特点不同。专利号为CN202156871U的一种可自动脱钩的吊具，其自动脱钩方式是通过吊钩的重心的改变而使绳索脱落的，与本发明明显不同。专利号为CN203411235U的一种自动脱钩器，其自动脱钩方式是吊钩通过起重吊机附勾缆绳的牵引下上下旋转以达到使承运物件缆绳自动脱钩的目的，与本发明通过绳索拉动销钉完成脱钩的特点明显不同。专利号为CN102249143A的水下快速脱钩型水泥压块释放吊架，其自动脱钩是通过潜水员或水下机器人控制拉杆打开固定绳索的安全锁来完成脱钩的，并且无拼接适应工况的功能，与本发明结构形式、自动化程度有明显的不同。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺点而提供一种海底管道压块释放组合式吊架，其结构简单，适合多种工况，不受水深的限制，在不需要潜水员进行水下作业目的下，实现吊架运输目的地的定位和压块的自动释放；降低了海上施工成本，提高了工作效率。

本发明的目的是这样实现的：包括结构相同、长短不同的长吊架和短吊架，长吊架和短吊架通过连接装置顺序或垂直连接，长吊架和短吊架的吊架基体是由工字钢焊接而成的框架，在吊架基体的上端面设置对称设置有吊环、下端面对称设置有吊钩、且在上端面的中间位置安装有翻盖式密封箱，翻盖式密封箱内设置有液压站，吊钩通过压块绳索与海底管道压块连接，每个吊环上挂有吊绳，所有吊绳汇聚在组合式吊架的重心的上方，所述吊架基座的下端面的中心位置还安装有液压缸、下端面的两侧设置有至少两对的推杆滑动支架，每对推杆滑动之间设置有连接轴，液压缸的活塞杆固连有推杆，推杆通过直线轴承安装在连接轴上，推杆上连接着与吊钩数量对应的、实现吊钩自动解锁的解绳索，在吊架基体上还设置有声呐扫描仪器。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述吊钩为外源脱钩型吊钩，包括：安装在吊架机体上的吊钩底座和弹簧座，吊钩底座上铰接有吊钩臂，吊钩臂的下端与钩体铰接，所述吊钩臂上还铰接有凹板，钩体的端部与凹板配合，凹板与弹簧座之间设置有凹板弹簧，在吊钩臂上还设置有限制凹板运动的销钉，销钉与对应的解绳索的端部连接。

2.所述连接装置包括设置在长吊架与短吊架连接处的中间的内部固定块、用于连接长吊架和短吊架的上连接板和下连接板，且连接方式为螺纹连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明专利属于功能创新，设计新颖，结构简单，适合在近平台的海底管道膨胀弯处保护海底管道压块的快速吊装和自动释放。

本发明采用声呐成像系统和液压驱动脱钩系统，省去了海底管道压块释放时需要潜水员潜入海底进行观测和解索这一项效率低下又负有危险的工作，通过声纳系统定位，液压系统同时解索，整个吊运过程简单流畅。通过吊架拼接，组成“长直”型吊架或“转弯”型吊架两种构型，来提高吊架上装载的压块在长直管道、转弯管道两种不同工作环境下释放的效率。该装置给海底管道压块释放工作带来了极大地方便。

附图说明

图1是本发明以短吊架为例的吊架结构图；

图2是本发明的拼接成“长直”型吊架结构图；

图3是本发明的拼接成“转弯”型吊架结构图；

图4是本发明的液压缸部分结构图；

图5是本发明的外源脱钩型吊钩结构图；

图6是本发明的用于两吊架拼接的连接装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

由于短吊架与长吊架所包含的部件相同，以短吊架为例进行结构叙述，海底管道压块释放组合式吊架的短吊架如附图1所示，其中各部件如下：吊钩1，解索绳2，吊环3，声呐扫描仪器4，密封箱5，液压缸部分6，推杆滑动支架7，推杆8。密封箱5内装有密封着的液压站，通过相应的管道，驱动液压缸部分6；液压缸的活塞18与推杆8通过螺纹连接，使推杆8可以通过数个推杆滑动支架7作直线往复运动；推杆8上有对应吊钩数量的解索绳2，推杆8拉动解索绳2，可使吊钩1完成自动解索。

吊架的拼接组合方式如图2和图3所示，长吊架10与短吊架13通过连接装置12连接，长吊架10底边与短吊架13相连组成“长直”型吊架(图2所示)；长吊架10侧边底部两侧与短吊架13相连组成“转弯”型吊架(图3所示)。每个组合完成的吊架可以通过吊钩1起吊3条海底管道压块9。吊架上的吊环3用来挂住吊绳11，吊绳11汇聚到组合吊架的重心上方，保证在起吊时，组合吊架不会发生倾覆。

本发明的液压缸部分如图4所示。液压缸20由螺栓固定在焊接工字钢下部的液压缸支撑座上，液压缸的活塞18与推杆8通过螺纹连接，活塞18驱动推杆8运动。推杆8通过直线轴承16安装在数个推杆滑动支架7上，使推杆8作直线往复运动；推杆8上连着对应吊钩数量的解索绳21，推杆8拉动解索绳21，可使吊钩22完成自动解索。

外源脱钩型吊钩主要由吊钩底座27、吊钩臂28、钩体23、凹板24、凹板弹簧25、弹簧座26、销钉29、解索绳21组成。吊钩底座27与弹簧座26都固定在吊架底部，将压块上的绳索套入钩体23，旋转钩体23和凹板24，用凹板24卡住钩体23，往销钉孔中插入销钉29，阻止凹板24回旋，完成装载。外源脱钩型吊钩绳索脱钩的原理为：由液压系统作为外部能源驱动，推动推杆拉动解索绳30将销钉29从凹板24中拔出，凹板24在弹簧25拉力的作用下旋转，不在受阻挡的钩体23回旋，压块绳索自动从吊钩中脱落或者在吊架上提的过程中脱钩。

由于吊架边框均采用的是工字钢结构，两个吊架拼接的连接装置如图6所示，其形式就是长吊架工字钢32与短吊架工字钢35对接，在所要拼接的两个工字钢上下方分别布置上连接板33和下连接板31，连接板通过螺栓34与工字钢相连；在工字钢拼接形成的空隙中装入带有螺纹孔的内部固定块36，通过螺栓与连接板、工字钢进行连接。通过此方法完成对两个吊架的组合拼装。

本发明主要有长吊架、短吊架、外源脱钩型吊钩、液压系统、声呐成像系统组成。根据不同任务环境，可通过螺栓铆接拼装长、短吊架，组成“长直”型吊架或“转弯”型吊架两种构型，达到变结构进行吊装压块工作的目的。吊架上的吊钩具有装载和自动释放压块的功能，压块是用来保护海底管道的。吊架上的压块脱钩采用液压驱动方式，吊架的输运是在声呐系统对海底油管位置成像观测定位下完成的。

对于长、短吊架：吊架基体由三种不同型号的工字钢焊接而成，较大型的工字钢组成吊架的框架，中、小型工字钢均匀的焊接在框架之中，作为吊架的加强材，使吊架在起吊水泥压块时也能保证较高的安全系数。吊环、吊钩通过焊接底部基座(吊环基座19)分别安装在工字钢框架相应位置的上、下两侧。液压缸由螺栓固定在焊接工字钢下部的液压缸支撑座上，并且为了受力均匀，将液压缸分别安装在长、短吊架两侧的正中位置。密封箱箱体焊接在长、短吊架的中间位置的上方，液压站安装在密封箱内部。声呐成像系统安装在长、短吊架的尾部位置。通过螺栓用连接板和内固定块将长吊架与短吊架进行底部对接或侧边拼接，组成“长直”型吊架或“转弯”型吊架两种构型。吊架连接部位的工字钢上有一定数量的光孔，用以穿过螺栓。连接板有相应数量的孔，安装在吊架结合处的上下两侧。

对于外源脱钩型吊钩：外源脱钩型吊钩主要由吊钩底座、吊钩臂、吊钩、凹板、凹板弹簧、销钉组成。外源脱钩型吊钩装载绳索原理为：将压块上的绳索套入吊钩，旋转吊钩和凹板，用凹板卡住吊钩，往销钉孔中插入销钉，阻止凹板回旋，完成装载。外源脱钩型吊钩绳索脱钩的原理为：由液压系统作为外部能源驱动，推动推杆拉动绳索将销钉从凹板中拔出，凹板在弹簧拉力的作用下旋转，不在受阻挡的吊钩回旋，绳索自动从吊钩中脱落或者在吊架上提的过程中脱钩。

对于液压系统：液压系统由密封箱部分和液压缸部分组成。密封箱为翻盖式，密封箱箱盖通过铰链固定在箱体上，箱盖和箱体的接口处装有密封垫。箱体上有若干液压油管和电路线路。密封箱中装有由油箱、电机、液压泵、电磁阀等机构组成的液压站，作为液压系统的能源输出。液压缸部分包括液压缸以及安装在液压缸活塞上的推杆，推杆支架安装在吊架底部，推杆与推杆支架由直线轴承连接，推杆由液压缸活塞带动作直线运动，一次拉动整列的绳索拔出销钉，达到同时脱钩的目的。

对于声呐成像系统：声呐成像检测器分别在长、短吊架的两头各装一个，通过对海底管道的扫描，将扫描得到的图像信息反馈到控制计算机，通过海底管道的图像信息完成定位后，操作人员控制拼接好的吊架的行进和压块的释放。

本发明主要有长吊架、短吊架、外源脱钩型吊钩、液压系统、声呐成像系统组成。根据不同任务环境，可通过螺栓铆接拼装长、短吊架，达到变结构进行吊装压块工作的目的。吊架上的吊钩具有装载和自动释放压块的功能，压块是用来保护海底管道的。吊架上的压块脱钩采用液压驱动方式，吊架的输运是在声呐系统对海底油管位置成像观测定位下完成的。

吊架基体由三种不同型号的工字钢焊接而成，较大型的工字钢组成吊架的框架，中、小型工字钢均匀的焊接在框架之中，作为吊架的加强材，使吊架在起吊水泥压块时也能保证较高的安全系数。吊环、吊钩通过焊接底部基座分别安装在工字钢框架相应位置的上、下两侧。液压缸由螺栓固定在焊接工字钢下部的液压缸支撑座上，并且为了受力均匀，将液压缸分别安装在长、短吊架两侧的正中位置。密封箱箱体焊接在长、短吊架的中间位置的上方，液压站安装在密封箱内部。长、短吊架的拼接是用连接板和内固定块通过螺栓连接，组成“长直”型吊架或“转弯”型吊架两种构型，来提高吊架上装载的压块在长直管道、转弯管道两种不同工作环境下释放的效率。

外源脱钩型吊钩主要由吊钩底座、吊钩臂、吊钩、凹板、凹板弹簧、销钉组成。外源脱钩型吊钩只需要将压块上的绳索套入吊钩，然后用凹板卡住吊钩，插入销钉即可完成一个压块绳索的吊装。当压块吊运到海底管道上后，由液压系统作为外部能源驱动，推动推杆拉动绳索将销钉从凹板中拔出即可完成压块绳索的释放。

本发明所提及的液压系统能够长期在水下工作。液压系统由密封箱部分和液压缸部分组成。密封箱中装有由油箱、电机、液压泵、电磁阀等机构组成的液压站。液压缸部分包括液压缸以及安装在液压缸活塞上的推杆，由液压缸带动推杆运动

本发明具体来说是一种可以通过声呐成像系统实现对海底油管位置的定位和观测，并且针对不同任务环境，可通过螺栓铆接拼装两个长度不同的吊架，达到变结构进行吊装压块工作的目的。吊架用来吊装和释放压块，压块要求压在海底管道上，用来保护海底管道。吊架上的压块脱钩采用液压驱动方式，安全可靠。

本发明提出了海底管道压块释放组合式吊架的一种新型设计方案。本发明主要有长吊架、短吊架、外源脱钩型吊钩、液压系统、声呐成像系统组成。

Claims (3)

1.海底管道压块释放组合式吊架，其特征在于：包括结构相同、长短不同的长吊架和短吊架，长吊架和短吊架通过连接装置顺序或垂直连接，长吊架和短吊架的吊架基体是由工字钢焊接而成的框架，在吊架基体的上端面设置对称设置有吊环、下端面对称设置有吊钩、且在上端面的中间位置安装有翻盖式密封箱，翻盖式密封箱内设置有液压站，吊钩通过压块绳索与海底管道压块连接，每个吊环上挂有吊绳，所有吊绳汇聚在组合式吊架的重心的上方，所述吊架基座的下端面的中心位置还安装有液压缸、下端面的两侧设置有至少两对的推杆滑动支架，每对推杆滑动之间设置有连接轴，液压缸的活塞杆固连有推杆，推杆通过直线轴承安装在连接轴上，推杆上连接着与吊钩数量对应的、实现吊钩自动解锁的解绳索，在吊架基体上还设置有声呐扫描仪器。

2.根据权利要求1所述的海底管道压块释放组合式吊架，其特征在于：所述吊钩为外源脱钩型吊钩，包括：安装在吊架机体上的吊钩底座和弹簧座，吊钩底座上铰接有吊钩臂，吊钩臂的下端与钩体铰接，所述吊钩臂上还铰接有凹板，钩体的端部与凹板配合，凹板与弹簧座之间设置有凹板弹簧，在吊钩臂上还设置有限制凹板运动的销钉，销钉与对应的解绳索的端部连接。

3.根据权利要求1或2所述的海底管道压块释放组合式吊架，其特征在于：所述连接装置包括设置在长吊架与短吊架连接处的中间的内部固定块、用于连接长吊架和短吊架的上连接板和下连接板，且连接方式为螺纹连接。