CN110253450A - 一种安装在海上平台上使用中的立管环空内表面清理装置 - Google Patents

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张雷
樊荣兴
陈振栋
高凌霄
韩雪艳
李文晓
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    • F16L2101/10—Treating the inside of pipes
    • F16L2101/12—Cleaning

Abstract

本发明公开了立管环空内表面清理装置，在作业钢丝绳的牵引下，沿内管上下自由移动。同时，装置上配备的喷砂装置可以在环空内周向动作，向四周喷射磨料进行立管外表面和护管内表面处理。甲板控制人员可通过摄像头观察处理情况，控制装置上下幅度。可以实现立管环空内表面的处理，为进一步的维修工作提供保证。

Description

一种安装在海上平台上使用中的立管环空内表面清理装置
技术领域
本发明涉及环空内表面清理装置，具体地说涉及一种立管环空内表面清理装置。
背景技术
海底管道立管具有同特殊结构，立管的外腐蚀区域从大气区开始，经过飞溅区、潮差区、全浸区、海泥区，腐蚀情况复杂多变，尤其是飞溅区，是海洋环境外腐蚀发生的重灾区。海底管道立管泄漏事件多由腐蚀造成。
由于立管经由底层甲板(潮间带)连接海底管道，其平台上部呈现完全封闭的状态，常规的技术手段无法清理修复其内部空间，大多数情况下发现立管泄漏后，被动大修更换。这种被动式的维修做法不仅会失去维修的宝贵时机，造成环境破坏，还存在维修周期长，整体成本较大的问题。
在开展立管填充维修服务时，必须先清理环空内部的表面附着物，使表面处理至Sa2.5左右，然后开展立管环空填充服务。由于立管环空尺寸约为40mm～60mm，在不破坏整体结构，开展局部切割(300mm×300mm)进行立管外壁和护管内壁清理情条件下，目前尚未有对使用中的立管环空内表面清理用的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种可以在立管环空的狭小空间内，在不拆除立管的情况下的前提下，实施原位在线清理作业的立管环空内表面清理装置。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明的立管环空内表面清理装置，包括环形底盘和安装在环形底盘上的环形外齿轮，在所述的环形外齿轮的内壁上安装有多个弹簧式万向滚珠，在所述的环形外齿轮的底壁上沿圆周方向开有T形卡槽，在所述的T形卡槽内转动安装有与T形卡槽形状相吻合的T形滑块，在环形外齿轮顶壁上沿竖直方向对称固定有两个支架，在每个支架上固定有一个钢丝绳吊耳，所述的T形滑块通过螺栓固定在环形底盘顶壁的内圈边缘处，所述的环形底盘的内环直径与环形外齿轮的内环直径相同且两者同轴线设置；
双向叶片式气动马达通过支架固定在位于环形外齿轮外侧的所述的环形底盘顶壁上，在所述的气动马达沿竖直方向设置的转轴上安装有主动齿轮，所述的主动齿轮与环形外齿轮啮合配合；
一根喷砂管沿竖直贯穿环形底盘设置，在所述的喷砂管的底部出口处安装有喷砂嘴，所述的喷砂管的进口用于连接外部喷砂供应装置，微型摄像头通过支架安装在环形底盘的顶壁上，所述的微型摄像头在环形底盘带动下能够转动对准立管内管外壁和套管的护管内壁设置，所述的环形底盘和环形外齿轮均为由多瓣相同的分瓣结构对接固定构成的环形结构。
本发明的有益效果是：一种可以在立管环空的狭小空间内，在不拆除立管的前提下，实施原位在线清理作业。采用本方法施工成本低、作业时间短，重要的是不需要停产更换立管，易于操作大大减轻施工人员工作强度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的立管环空内表面清理装置的结构示意图；
图2为图1所示的装置中环形外齿轮的等分结构；
图3为图1所示的装置中环形底盘的等分结构结合示意图；
图4为图3所示的结构的连接示意图；
图5为图1所示的装置中环形外齿轮和环形底盘连接处的剖视图；
图6为图1所示的装置的安装使用示意图；
图7为图1所示的装置的俯视图；
图8为图7所示的装置的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。
如附图所示的本发明的立管环空内表面清理装置，包括环形底盘4和安装在环形底盘4上的环形外齿轮1，在所述的环形外齿轮1的内壁上安装有多个弹簧式万向滚珠3，优选的在所述的环形外齿轮1的内壁的同一圆周方向均匀安装有六个弹簧式万向滚珠3。在使用时所述的环形外齿轮1用于装在套管的内管13外壁上。通过弹簧式万向滚珠3可以确保立管环空内表面清理装置沿内管13上下自由移动到达待处理的环空位置。在所述的环形外齿轮1的底壁上沿圆周方向开有T形卡槽，在所述的T形卡槽内转动安装有与T形卡槽形状相吻合的T形滑块15。在环形外齿轮1顶壁上沿竖直方向对称固定有两个支架，在每个支架上固定有一个钢丝绳吊耳2，确保钢丝绳搭挂便捷并且牵引力均匀。
所述的T形滑块15通过螺栓10固定在环形底盘4顶壁的内圈边缘处，所述的环形底盘4的内环直径与环形外齿轮1的内环直径相同且两者同轴线设置。
双向叶片式气动马达7通过支架固定在位于环形外齿轮1外侧的所述的环形底盘4顶壁上，在所述的气动马达7沿竖直方向设置的转轴上安装有主动齿轮，所述的主动齿轮与环形外齿轮1啮合配合。双向叶片式气动马达7可以通过气源控制其正反转，这个部件是决定环空作业平台旋转的关键。本发明中，气动马达7的控制方法是正转一圈反转一圈往复旋转的固定模式进行工作，其转速可调。
一根喷砂管5沿竖直贯穿环形底盘4设置，在所述的喷砂管5的底部出口处安装有喷砂嘴8，优选的喷砂嘴8采用直管散砂头结构，既可以克服常规喷砂头无法容纳在狭小空间的问题，同时还可以保证磨料可以向四周均匀喷射。所述的喷砂管的进口用于连接外部喷砂供应装置。微型摄像头6通过支架安装在环形底盘4的顶壁上。所述的微型摄像头6在环形底盘4带动下能够转动对准立管内管13外壁和套管的护管14内壁设置。一方面有效减轻喷砂对微型摄像头6的磨损，另一方面也便于对喷砂过后的立管内管外壁和护管内壁表面观察。由于空间狭小，选择采用双向短焦距的广角摄像头，可以同时检查立管内管和护管之间形成的环形空间的内外表面，并最大程度获得视频画面。
所述的环形底盘4和环形外齿轮1均为由多瓣(优选的可以为六瓣)相同的分瓣结构对接固定构成的环形结构。作为本发明的一种实施方式，每一瓣分瓣结构的一端向下凹进形成凹台并且另一端下部向内凹进形成上部凸肩，在所述的凹台和上部凸肩上分别沿竖直方向开有定位槽11，相邻的两瓣分瓣结构中一瓣分瓣结构的凸肩支撑在另一瓣分瓣结构的凹台上并且通过穿过两者的定位槽11的卡销12固定相连。
采用本装置的安装使用方法如下：
本装置在使用时，将环形底盘4的六瓣分瓣结构逐个送入环空，通过定位槽11和卡销12快速组装在一起。将环形外齿轮1的T型槽中装入T型滑块15，等分部分逐个送入环空中，并通过定位槽11和卡销12快速组装在一起。通过螺栓10将T型滑块15固定在环形底盘4上，使环形外齿轮1和环形底盘4实现一体连接，并可以同步转动。
使用状态下，用钢丝绳吊住钢丝绳吊耳2，将外接供砂设备与喷砂管5的进口相连，微型摄像头6以及气动马达7通过信号线与平台上的计算机相连，将气管连接气动马达7。
在套管的护管14的上部沿护管14径向对称切割两个窗口(300mm×300mm)条件下，在需要清理的海管立管环空内安装本装置，释放钢丝绳，本装置在重力作用下下滑，装置通过弹簧式万向滚珠3在立管内管13上移动到达待处理的环空位置，开始供砂使喷砂嘴8喷出砂粒清理表面内管13外壁和护管14外壁，计算机输出信号驱动气动马达7进行转动，带动环形外齿轮1和环形盘板4共同转动，带动喷砂嘴8随环形底盘4转动同步转动可以对管道进行旋转喷砂处理。转动的过程中微型摄像头6可同步视频观察内管13外壁和护管14外壁的清理状态。甲板控制人员可通过与摄像头相连的计算机观察处理情况，通过控制钢丝绳以及重力作用控制装置上下幅度。可以实现立管环空内表面的处理，为进一步的维修工作提供保证。

Claims (4)

1.立管环空内表面清理装置，其特征在于：包括环形底盘和安装在环形底盘上的环形外齿轮，在所述的环形外齿轮的内壁上安装有多个弹簧式万向滚珠，在所述的环形外齿轮的底壁上沿圆周方向开有T形卡槽，在所述的T形卡槽内转动安装有与T形卡槽形状相吻合的T形滑块，在环形外齿轮顶壁上沿竖直方向对称固定有两个支架，在每个支架上固定有一个钢丝绳吊耳，所述的T形滑块通过螺栓固定在环形底盘顶壁的内圈边缘处，所述的环形底盘的内环直径与环形外齿轮的内环直径相同且两者同轴线设置；
双向叶片式气动马达通过支架固定在位于环形外齿轮外侧的所述的环形底盘顶壁上，在所述的气动马达沿竖直方向设置的转轴上安装有主动齿轮，所述的主动齿轮与环形外齿轮啮合配合；
一根喷砂管沿竖直贯穿环形底盘设置，在所述的喷砂管的底部出口处安装有喷砂嘴，所述的喷砂管的进口用于连接外部喷砂供应装置，微型摄像头通过支架安装在环形底盘的顶壁上，所述的微型摄像头在环形底盘带动下能够转动对准立管内管外壁和套管的护管内壁设置，所述的环形底盘和环形外齿轮均为由多瓣相同的分瓣结构对接固定构成的环形结构。
2.根据权利要求1所述的立管环空内表面清理装置，其特征在于：每一瓣分瓣结构的一端向下凹进形成凹台并且另一端下部向内凹进形成上部凸肩，在所述的凹台和上部凸肩上分别沿竖直方向开有定位槽，相邻的两瓣分瓣结构中一瓣分瓣结构的凸肩支撑在另一瓣分瓣结构的凹台上并且通过穿过两者的定位槽的卡销固定相连。
3.根据权利要求1或者2所述的立管环空内表面清理装置，其特征在于：在所述的环形外齿轮的内壁的同一圆周方向均匀安装有六个弹簧式万向滚珠。
4.根据权利要求3所述的立管环空内表面清理装置，其特征在于：所述的喷砂嘴采用直管散砂头结构。
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