CN106523787A - 一种开孔安装系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开孔安装系统，包括安装机构，安装机构包括悬跨在海底管道上方的支撑保护架、设置在支撑保护架顶部的基座、以及可在基座上移动的安装部；支撑保护架顶部设有供基座坐落于支撑保护架顶部的导向柱，基座上设有与导向柱进行匹配、使基座坐落于支撑保护架顶部的导引孔。本发明通过在基座上设置可移动的安装部使开孔安装系统可更方便地与海底管道需开孔的位置进行对位，同时本发明还具有多工况操作性，水下施工效率高、施工难度低、施工过程安全，且预制成本低。
Description
技术领域
本发明涉及海底管道的施工技术领域，更具体地说，涉及一种开孔安装系统。
背景技术
海底天然气管道在投产过程中，因油气田规划以及总体设计的变动，会需要进行旁通支线管道至其他气田或陆地终端。为减少损失以及保证不间断供气，则会需要对海底天然气管道进行不停产的带压开孔作业。由于支线管道的方向性，需要确保开孔机在水平方向安装在海底管道上，同时为了确保安装过程安全、稳定，且控制开孔机密封面完好地固定在海管上，需要设计一套专用的安装系统来辅助完成施工。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种开孔安装系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开孔安装系统，包括悬跨在海底管道上方的支撑保护架及坐于所述支撑保护架顶部的安装机构，安装机构包括设置在所述支撑保护架顶部的基座、以及可在所述基座上移动的安装部；
所述支撑保护架顶部设有供所述基座坐落于所述支撑保护架顶部的导向柱；
所述基座上设有与所述导向柱进行匹配、使所述基座坐落于所述支撑保护架顶部的导引孔。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述导向柱的底部位于所述支撑保护架的顶部，且所述导向柱的底部设有安装件，所述安装件用于使所述导向柱安装在所述支撑保护架顶部。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述导向柱的底部还设有用于提高所述导向柱端部弯矩抗力的加强件。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述加强件为三角形。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述基座为长方形，且所述基座外侧两边分别设有使所述安装部在所述基座上水平移动的挡块，所述挡块竖直连接在所述基座的外侧边缘。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述基座与所述安装部的接触面上设置一层用于减少所述安装部与所述基座的摩擦力的缓冲件。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述开孔安装系统还包括将所述安装部可拆卸地连接在所述基座上的固定件，所述固定件上设有固定孔，用于供螺栓穿入以使所述安装部固定在所述基座上。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述开孔安装系统还包括分别设置在所述基座端部的水平调节吊耳。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述开孔安装系统还包括设置在所述安装部的顶部外侧的吊装吊耳、以及设置在所述安装部的顶部内侧的数个间隔分布的悬挂吊耳；
所述安装部的底部设有可在所述基座上移动的移动件，所述移动件的两端分别设有移动吊耳。
在本发明所述的开孔安装系统中，优选地，所述移动件沿着所述基座的长度方向移动。
实施本发明的开孔安装系统，具有以下有益效果：本发明的开孔安装系统，包括安装机构，安装机构包括悬跨在海底管道上方并定位在海床上的支撑保护架、设置在支撑保护架顶部的基座、以及可在基座上移动的安装部；支撑保护架顶部设有供基座坐落于支撑保护架顶部的导向柱，基座上设有与导向柱进行匹配、使基座坐落于支撑保护架顶部的导引孔。本发明通过在基座上设置可移动的安装部使开孔安装系统可更方便地与海底管道需开孔的位置进行对位，同时本发明还具有多工况操作性，水下施工效率高、施工难度低、施工过程安全，且预制成本低。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明开孔安装系统中的开孔机的结构示意图；
图2是本发明开孔安装系统中的安装部与基座配合示意图；
图3是本发明开孔安装系统吊放时的结构示意图；
图4是本发明开孔安装系统的侧面结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图2至图4所示，本发明一实施例的开孔安装系统包括悬跨在海底管道3上方的支撑保护架18以及坐于所述支撑保护架18顶部的安装机构100，安装机构100包括设置在支撑保护架顶部的基座、以及可在基座12上移动的安装部17。支撑保护架18顶部设有供基座12坐落于其顶部的导向柱16；基座12上设有与导向柱16进行匹配、使基座12坐落于支撑保护架18顶部的导引孔6，根据导引孔6与导向柱16的匹配以引导基座12可以准确地下放到安装所需的位置，使基座12正确地坐落在支撑保护架18上。
如图4中所示，在本实施例中，支撑保护架18的顶部所选用的是H型钢，用于对基座12提供支撑，同时支撑保护架18悬跨在海底管道3上方，初步确定开孔安装系统与海底管道3的安装位置，提高了对位效率，同时还增强了支撑保护架18的支撑力，提高了开孔安装系统的可靠性。
其中导向柱16的底部位于支撑保护架18的顶部，且导向柱16的底部设有安装件，该安装件用于使导向柱16安装在支撑保护架18顶部。优选地，安装件为螺栓。可以理解地，在支撑保护架18顶部设有与设置在导向柱16底部的螺栓进行组对安装的螺纹孔结构。安装导向柱16时，将导向柱16底部的螺栓对准支撑保护架18顶部的螺纹孔结构进行安装，从而使导向柱16安装在支撑保护架18顶部。
进一步地，导向柱16的数量可以为2枚、3枚、4枚或5枚等，导向柱16的具体选用数量可根据实际需求进行确定。为节约成本且同时可兼顾使基座12能稳定地坐落在支撑保护架18的顶部，优选地，导向柱16可设置4枚，并分别设置在支撑保护架18顶部的四角。
在本实施例中，优选地，导向柱16的底部可设置加强件(未图示)，优选地，该加强件为三角形。通过在导向柱16的底部设置三角形的加强件可进一步提高导向柱16端部弯矩抗力，且在提高导向柱16端部弯矩抗力的同时也对基座12的导引孔6起到了精确就位的引导作用。可以理解地，加强件可以设置至少1块，优选3块，3块加强件优选一致设置，且呈对称，即对称设置在导向柱16底部四周。
如图2和图3所示，基座12为长方形，且基座12的大小与支撑保护架18的大小相同。在基座12上的导引孔6优选设置在基座12的四角，且可与导向柱16匹配，即导引孔6的数量优选四个，且导引孔6的数量与导向柱配对，以使基座12可准确地下放到安装所需的位置。
为避免安装部17在基座12上移动时通过两者的硬性接触造成磨损，增加安装部17在基座12上移动时的阻碍等情况，该开孔安装系统还包括设置在基座12与安装部17的接触面上的缓冲件(未图示)。该缓冲件可具有一定的润滑性，例如可采用聚四氟乙烯，易获得、成本低，几乎不溶于所有的溶剂，尤其适用于海底等酸碱环境中，且其具有耐高温的特点，还具有不粘的特性，不会影响安装部17在基座12上的移动，在降低安装部17在基座12上移动时所产生的摩擦力的同时，可使安装部17能够很好地在基座12上移动，减轻水下施工难度，提高了可操作性。
具体地，在基座12外侧两边分别设有使安装部17在基座12上水平移动的挡块5。优选地，挡块5竖直连接在基座12的外侧边缘，且可通过螺栓等紧固件可拆卸地连接在基座12上。可以理解地，挡块5可包括至少一块，为进一步提高安装部17在基座12上移动时的方向性，挡块5优选两块。
在本实施例中，该开孔安装系统还包括将安装部17可拆卸地连接在基座12上的固定件11，优选地，固定件12可为钢片。该固定件11分别对应设置在安装部17与基座12上，且在固定件11安装部17以及基座12上分别设有相对的固定孔(未图示)。可通过在固定孔中穿入螺栓等紧固件使安装部17固定在基座12上，保证了在吊装时的稳定性。螺栓等紧固件优选采用具有防腐类型的。
优选地，在本实施例中，开孔安装系统还包括分别设置在基座12端部的水平调节吊耳10。
优选地，该开孔安装系统还包括设置在安装部17顶部外侧的吊装吊耳7、以及设置在安装部17的顶部内侧的数个间隔分布的悬挂吊耳13。
吊装吊耳7供起吊设备依次配合吊带20和主吊索22连接安装部17，起吊设备将整个开孔安装系统吊起或下放。起吊设备包括作业船上的吊机。
优选地，安装部17的底部设有可在基座12上移动的移动件8，移动件8的两端分别设有移动吊耳9，移动吊耳9与设置在基座12端部上的水平调节吊耳10对应设置。例如，基座12其中一端部上的一水平调节吊耳10与与该端部对应的移动件8上的移动吊耳9组对，在每对吊耳之间通过手拉葫芦21驱动安装部17在基座12上移动。在本实施例中，移动件8可优选滑块。进一步地，在安装部17底部增加滑块设计，可以有效避免对基座12表面的防腐涂层的破坏。
在本实施例中，优选地，移动件8沿着基座12的长度方向移动。可以理解地，移动件8随着调节的变化在基座12的长度方向上水平左右移动。
在安装过程中，如图1为本发明的安装系统所需作用的对象，即本发明的安装系统需将图1所示的开孔系统安装到所需的安装位。如图1示，该开孔系统包括悬挂在安装部17下方的开孔机200，开孔机200包括开孔机本体1、以及与开孔机本体1连接的机械三通4。
如图3和图4所示，开孔机200通过手拉葫芦21悬挂在安装部17内，通过手拉葫芦21可使开孔机200在安装部17内进行垂直方向上的运动，同时通过基座12上的水平调节吊耳10与滑块8上的滑块吊耳9上的手拉葫芦21使开孔机200可在水平方向上运动，进而实现对开孔机200的位置的调整。优选地，当起吊设备将开孔系统下放至海底管道3上方时，开孔机200的机械三通4对应于待开孔的海底管道3采用错位下放的方式，从而避免了在下放开孔系统时因操作不当使机械三通4碰撞海底管道3的风险。
现对本发明的开孔安装系统的实际操作进一步的详细说明：
如图3和图4所示，开孔机200通过手拉葫芦21悬挂在安装部17下方，起吊设备通过手拉葫芦21连接在安装部17的吊装吊耳7上，而安装部17螺栓等紧固件可拆卸地固定在与基座12上。由基座12上的导引孔6与支撑保护架18上的导向柱16的顶部对接并引导基座12坐落于支撑保护架18的顶部，支撑保护架18顶部的H型钢对基座12提供支撑。
通过作业船带动整套开孔安装系统及开孔系统移至安装位置，即通过水下ROV将开孔安装系统及开孔系统吊起并下放至海底管道3的上方，且开孔机200的机械三通4对于海底管道3采用错位下放的方式。
优选地，在本实施例中，上述操作可由ROV执行。
在ROV操作完成后，开孔安装系统及开孔系统即实现初步就位，此时，工作人员可于水下拆除起吊设备与吊装吊耳7的连接，同时拆除固定件11上的螺栓连接，并打开机械三通4，通过调整悬挂在悬挂吊耳13上的手拉葫芦21进而调整开孔机200在垂直方向上下放至安装深度。再通过调整水平方向的手拉葫芦21(即连接在基座12端部与滑块8端部的手拉葫芦21)，带动安装部17在基座12上移动，而设置在基座12外侧两边的挡块5保证了安装部17在基座12上移动的方向性，使安装部17可在基座12上水平移动。通过调整安装部17在水平方向上的位置变化带动开孔机200在水平位置的变化，直到开孔机200的机械三通4与待开孔的海底管道3贴合，完成开孔系统的安装对位，通过开孔安装系统使开孔系统安装到所需的位置。
可以理解地，在对位过程中通过调节垂直方向及水平方向上的手拉葫芦21可保证开孔机200对位的精度。通过采用手拉葫芦21进行对位调整，安全可靠、维护简便、机械效率高且手链拉力小，进一步地提高了对位效率。
该开孔安装系统通过安装部17在基座12上的相对运动，带动开孔机200使开孔机200实现在水平方向上的运动，同时通过悬挂在安装部17顶部内侧的悬挂吊耳13的手拉葫芦将开孔机200悬挂在安装部17的下方，并通过手拉葫芦21使开孔机200在垂直方向上进行相应的运动，调整开孔机200在垂直方向上的位置。通过这两个自由度的相对运动使开孔机200的机械三通4与海底管道3的开孔位置完成了精确对位安装。简化了水下工作人员的操作步骤，实现了安全、高效的水下施工。
另外，该开孔安装系统不仅可使开孔机200准确地安装在海底管道3上，而且具备多工况操作性，水下施工效率高、施工难度低、施工过程安全，预制成本低，完全可以满足海底管道的水平带压开孔施工需求。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种开孔安装系统，包括悬跨在海底管道(3)上方的支撑保护架(18)，其特征在于，还包括坐于所述支撑保护架(18)顶部的安装机构(100)，所述安装机构(100)包括设置在所述支撑保护架(18)顶部的基座(12)、以及可在所述基座(12)上移动的安装部(17)；
所述支撑保护架(18)顶部设有供所述基座(12)坐落于所述支撑保护架(18)顶部的导向柱(16)；
所述基座(12)上设有与所述导向柱(16)进行匹配、使所述基座(12)坐落于所述支撑保护架(18)顶部的导引孔(6)。
2.根据权利要求1所述的开孔安装系统，其特征在于，所述导向柱(16)的底部位于所述支撑保护架(18)的顶部，且所述导向柱(16)的底部设有安装件，所述安装件用于使所述导向柱(16)安装在所述支撑保护架(18)顶部。
3.根据权利要求2所述的开孔安装系统，其特征在于，所述导向柱(16)的底部还设有用于提高所述导向柱(16)端部弯矩抗力的加强件。
4.根据权利要求3所述的开孔安装系统，其特征在于，所述加强件为三角形。
5.根据权利要求1所述的开孔安装系统，其特征在于，所述基座(12)为长方形，且所述基座(12)外侧两边分别设有使所述安装部(17)在所述基座(12)上水平移动的挡块(5)，所述挡块(5)竖直连接在所述基座(12)的外侧边缘。
6.根据权利要求1所述的开孔安装系统，其特征在于，所述基座(12)与所述安装部(17)的接触面上设置一层用于减少所述安装部(17)与所述基座(12)的摩擦力的缓冲件。
7.根据权利要求1所述的开孔安装系统，其特征在于，所述开孔安装系统还包括将所述安装部(17)可拆卸地连接在所述基座(12)上的固定件(11)，所述固定件(11)上设有固定孔，用于供螺栓穿入以使所述安装部(17)固定在所述基座(12)上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的开孔安装系统，其特征在于，所述开孔安装系统还包括分别设置在所述基座(12)端部的水平调节吊耳(10)。
9.根据权利要求8所述的开孔安装系统，其特征在于，所述开孔安装系统还包括设置在所述安装部(17)的顶部外侧的吊装吊耳(7)、以及设置在所述安装部(17)的顶部内侧的数个间隔分布的悬挂吊耳(13)；
所述安装部(17)的底部设有可在所述基座(12)上移动的移动件(8)，所述移动件(8)的两端分别设有移动吊耳(9)。
10.根据权利要求9所述的开孔安装系统，其特征在于，所述移动件(8)沿着所述基座(12)的长度方向移动。
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