CN110159268A - 一种深海采矿输送硬管夹持摇摆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，用于深海采矿工程中的硬管布放与回收。由月池工作平台、活动门总成、动力卡瓦、万向节、液压泵站及其电气控制系统组成。活动门的通孔直径大小按照海洋采矿工程所使用的硬管的大小进行设计，无需补芯或换芯；活动门开启和关闭采用垂直翻转对开形式，在月池工作平台下方安装液压油缸控制活动门的角度和速度，不占用工作平台周围的空间；动力卡瓦和万向节既能卡紧管道便于对接，又能补偿管道水平方向上一定角度的倾斜或偏移，避免管道在水下洋流作用下被挤压而折弯或者产生裂缝。本发明可实现输送硬管的布放与回收，使工作过程准确、可靠和连贯。
Description
技术领域
本发明涉及一种在深海采矿工程中的输送硬管布放回收的夹持摇摆装置。
背景技术
深海采矿工程中，深海采矿工程水面支持系统需要布放和回收的设备很多，包括硬管、软管、中继站和提升泵等，需要在月池工作平台上拧紧螺纹组装好再进行布放，回收时也需要在月池工作平台上进行拆卸。输送硬管的布放与回收是重中之重，硬管布放回收过程也占据了整个水面支持系统工作时间的相当大的比例，因此，该过程应满足准确、可靠、连贯和快速等要求。硬管布放与回收涉及的技术问题很多，如硬管在工作平台上如何快速可靠的卡紧和松开；对接好的较长硬管一端被固定，另一端受到水下洋流作用容易发生偏移或折弯；输送硬管的直径较小，目前没有专门为其设计工作平台，等等。
现有技术存在几个问题尚未解决：一、现有的液压活动门均为海洋石油钻井工程设计，活动门中心通孔直径较大，采用补芯的方式来满足隔水管和钻杆的双重使用需求，但这种方法并不适用于深海采矿工程，实际工作中更换补芯既麻烦且浪费时间；二、目前的活动门开启和关闭采用水平对开形式，开启时向月池两边平移，占用工作平台较大空间，其他设备在平台周围难以布置；三、现有的活动门配套转盘，主要用于石油钻井，可使钻杆绕中心轴360°旋转时有转动补偿，但这种转盘并不适用于深海采矿工程。深海采矿工程实际需要使硬管能补偿水下洋流作用产生一定角度的倾斜或偏移，而目前没有这样的补偿装置。因此，非常需要一种全新的用于深海采矿输送硬管布放回收的夹持摇摆装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，解决深海采矿工程中的输送硬管布放和回收的问题。
为解决上述技术问题，本发明解决问题所采用的技术方案是：包括月池工作平台、活动门、动力卡瓦和万向节。所述月池工作平台包括平台顶面和支撑架，所述平台顶面为中空框，距离月池一定高度直通月池，所述支撑架支撑在所述平台顶面下，支撑架的基脚安装在月池周围；中空框处设有所述活动门，所述活动门包括两扇对开的门体，所述两扇门体分别通过链接在月池工作平台顶面上，所述两扇门体分别向下翻转对开，闭合的两扇门体中心处设有通孔，所述通孔处设有夹持装置，用于夹持硬管。
优选的，所述夹持装置为对开式的万向节和动力卡瓦，所述动力卡瓦安装在万向节上。
进一步的，所述通孔左侧至中空框的左框上设有第一移动导轨，所述第一移动导轨上安装有半圆形的第一万向节，所述第一万向节上安装有的半圆形的第一动力卡瓦，所述通孔右侧至中空框的右框上设有第二移动导轨，所述第二移动导轨上安装有半圆形的第二万向节，所述第二万向节上安装有的半圆形的第二动力卡瓦，所述第一动力卡瓦和第二动力卡瓦组合成圆形的位于所述通孔内的动力卡瓦。
优选的是，所述两扇门体分别使用液压油缸实现开启和关闭，所述液压油缸底座安装在所述平台顶面下方支撑架上，所述液压油缸头铰接在所述门体远离门轴处的下端，所述液压油缸由液压泵站驱动，液压泵站受电气控制系统控制。
有益效果：活动门的通孔直径大小按照海洋采矿工程所使用的硬管的大小进行设计，无需补芯或换芯；活动门开启和关闭采用垂直翻转对开形式，在月池工作平台下方安装液压油缸控制活动门的角度和速度，不占用工作平台周围的空间；动力卡瓦和万向节既能卡紧管道便于对接，又能补偿管道水平方向上一定角度的倾斜或偏移，避免管道在水下洋流作用下被挤压而折弯或者产生裂缝。本发明可实现输送硬管的布放与回收，使工作过程准确、可靠和连贯。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1是本发明的活动门关闭时的主视图。
图2是本发明的活动门关闭时的俯视图。
图3是本发明的活动门打开时的主视图。
图4是本发明的活动门打开时的俯视图。
图5是本发明的两个半圆形万向节拼接时的主视图。
图6是本发明的两个半圆形万向节拼接时的左视图。
图7是本发明的两个半圆形动力卡瓦拼接时的主视图。
图8是本发明的两个半圆形动力卡瓦拼接时的左视图。
具体实施方式
结合图1至图8所示，一种深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，月池工作平台包括平台顶面1和支撑架7，平台顶面1为中空框，在一定高度上直通下方的月池，支撑架7支撑在平台顶面4下，支撑架的基脚安装在月池周围。中空框处设有活动门，活动门包括两扇对开的门体1，两扇门体分别通过铰链6链接在月池工作平台顶面上，两扇门体分别向下翻转对开，闭合的两扇门体中心处设有通孔，通孔处设有夹持装置，用于夹持硬管夹持。活动门的通孔直径大小按照海洋采矿工程所使用的硬管的大小进行设计，无需补芯或换芯。夹持装置为对开形式，门式液压操作，主要作用是支撑管道，辅助实现快速连接和拆卸管道。
优选的，夹持装置为对开式的万向节3和动力卡瓦2，动力卡瓦2安装在万向节3上。对开式的万向节为门式液压操作，能够支持动力卡瓦与整个管道的重量，以补充由于海流产生的管道偏移，便于管道连接。
通孔左侧至中空框的左框上设有第一移动导轨，第一移动导轨上安装有半圆形的第一万向节，第一万向节上安装有的半圆形的第一动力卡瓦。通孔右侧至中空框的右框上设有第二移动导轨5，第二移动导轨5上安装有半圆形的第二万向节3，第二万向节3上安装有的半圆形的第二动力卡瓦2，第一动力卡瓦和第二动力卡瓦组合成圆形的位于通孔内的动力卡瓦。采用对称的滑动卡板与滑动导轨，第一万向节、第二万向节分别在驱动装置的作用下沿导轨相对运动，实现万向节的闭合/打开动作；动力卡瓦和万向节的合拢和打开由液压泵站提供动力，电气控制系统进行机旁操作和中央集控室操作。
两扇门体分别使用液压油缸实现开启和关闭，液压油缸8的底座安装在平台顶面4下方支撑架7上，液压油缸头铰接在门体远离门轴处的下端。活动门使用液压油缸实现开启和关闭，所述液压油缸由液压泵站驱动，液压泵站受电气控制系统控制。
通常情况下活动门处于关闭状态，这样能够利用安装在活动门上的卡盘装置、万向节，悬持包括硬管、软管、中继站、提升泵在内的设备。为管道连接、电缆捆扎等提供工作平台。
在活动门关闭状态，能够利用安装在活动门上的卡盘装置、万向节，悬持包括硬管、软管、中继站、提升泵在内的设备。为管道连接、电缆捆扎等提供工作平台。
输送硬管布放时，在驱动系统的作用下，动力卡瓦和万向节以对开的形式沿导轨相对运动，使动力卡瓦和万向节打开，提升装置抓紧硬管一端通过活动门通孔向下运动，待布放一定深度后，动力卡瓦和万向节沿导轨运动，使动力卡瓦和万向节合拢关闭并卡紧管道，此时可进行管道对接，万向节上有挠性滚轮使管道可在一定角度内偏移或倾斜。对接完成后，提升装置抓紧管道一端，打开动力卡瓦和万向节，向下布放管道，直至管道布放过程结束。如过程中需布放的其他装置直径大于输送硬管，如中继站、提升泵等设备，则驱动液压油缸使活动门向下打开，让出平台面积，保证大直径装置通过平台并下放。
输送硬管回收时，提升装置抓紧硬管一端，动力卡瓦和万向节打开，硬管通过活动门通孔向上运动，待提升一定高度后，动力卡瓦和万向节关闭并卡紧管道，此时可进行管道拆卸。拆卸完成后，提升装置和转运装置将拆下来的管道放回储存架内，再次抓紧硬管一端，打开动力卡瓦和万向节，向上提升管道，直至管道回收过程结束。如过程中需回收的其他装置直径大于输送硬管，如中继站、提升泵等设备时，则驱动液压油缸使活动门向下打开，让出平台面积，保证大直径装置通过平台并提升。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，其特征在于，包括月池工作平台、活动门、夹持装置；
所述月池工作平台包括平台顶面和支撑架，所述平台顶面为中空框，所述中空框在月池上方直通月池，所述支撑架支撑在所述平台顶面下，支撑架的基脚安装在月池周围；
所述中空框处设有所述活动门，所述活动门包括两扇对开的门体，所述两扇门体分别通过链接在月池工作平台顶面上，所述两扇门体分别向下翻转对开，闭合的两扇门体中心处设有通孔，所述通孔处设有夹持装置，用于夹持硬管。
2.根据权利要求1所述的深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，其特征在于，所述夹持装置为对开式的万向节和动力卡瓦，所述动力卡瓦安装在万向节上。
3.根据权利要求2所述的深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，其特征在于，所述通孔左侧至中空框的左框上设有第一移动导轨，所述第一移动导轨上安装有半圆形的第一万向节，所述第一万向节上安装有的半圆形的第一动力卡瓦，所述通孔右侧至中空框的右框上设有第二移动导轨，所述第二移动导轨上安装有半圆形的第二万向节，所述第二万向节上安装有的半圆形的第二动力卡瓦，所述第一动力卡瓦和第二动力卡瓦组合成圆形的位于所述通孔内的动力卡瓦。
4.根据权利要求1所述的深海采矿输送硬管夹持摇摆装置，其特征在于，所述两扇门体分别使用液压油缸实现开启和关闭，所述液压油缸底座安装在所述平台顶面下方支撑架上，所述液压油缸头铰接在所述门体远离门轴处的下端，所述液压油缸由液压泵站驱动，液压泵站受电气控制系统控制。
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