CN111022765B - 海管维修设备安装框架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海管维修设备安装框架，包括由数根支撑梁连接形成的支撑框体、数个连接在支撑框体下方的支撑支腿、设置在支撑框体的左右相对两侧的用于套设到海管维修作业支持平台的导向柱上的导向机构、设置在支撑框体上的用于与海管维修作业支持平台上滑车配合的定位机构；支撑框体的前侧设有门洞，位于门洞相对两侧的支撑梁上分别设有用于与海管机械连接器和/或海管坡口机上销孔配合的固定销；海管机械连接器和/或海管坡口机通过销孔与固定销配合安装在所述支撑框体的门洞中。本发明的海管维修设备安装框架，用于海管维修设备安装其上，适用于水下机器人操作，实现海管维修设备与海管对中，以便开展对海管进行维修，提高工作效率及安全性。

Description

海管维修设备安装框架
技术领域
本发明涉及海管维修技术领域，尤其涉及一种海管维修设备安装框架。
背景技术
在进行海管维修安装机械连接器时，浅水区海管维修通常由潜水员利用A架或浮袋将海管机械连接器吊起，之后利用配重块将其拉入至海管段上进行安装。深水区的海管维修通常由吊机起吊海管机械连接器，待水下海管机械连接器与海管对中后，由水下机器人进行后续推进、插入和安装工作。
上述现有的海管机械连接器的安装方式存在如下缺点：1.海管和海管机械连接器对中工作量大、效率低；2.在海管机械连接器插入至海管过程中，由于海管端面为钝口无法形成一过渡锥面，在海管机械连接器插入时无过渡面，均为直角面接触，导致插入受力过大且受力不均匀，容易造成海管机械连接器内的密封垫片损伤，进而导致安装失败；3.海管机械连接器插入海管过程失败后，很难将海管机械连接器从海管中取出。
基于上述缺点，设计一种高效、安全的海管机械连接器安装辅助设施对海管维修有着至关重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于水下机器人操作的海管维修设备安装框架，解决海管维修设备与海管对中及安装存在的困难。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海管维修设备安装框架，海管维修设备包括海管机械连接器和/或海管坡口机，其特征在于，所述海管维修设备安装框架包括由数根支撑梁连接形成的支撑框体、数个连接在所述支撑框体下方的支撑支腿、设置在所述支撑框体的左右相对两侧的用于套设到海管维修作业支持平台的导向柱上的导向机构、设置在所述支撑框体上的用于与海管维修作业支持平台上滑车配合的定位机构；
所述支撑框体的前侧设有门洞，位于所述门洞相对两侧的支撑梁上分别设有用于与海管机械连接器和/或海管坡口机上销孔配合的固定销；所述海管机械连接器和/或海管坡口机通过销孔与固定销配合安装在所述支撑框体的门洞中。
优选地，所述数根支撑梁包括相平行间隔设置的两根第一支撑梁、连接在两根所述第一支撑梁的第一端之间的第二支撑梁、分别连接在两根所述第一支撑梁的第二端上的第三支撑梁；
两个所述第三支撑梁间隔相对，且两者之间的间隔形成所述门洞；每一所述第三支撑梁上均设有所述固定销；
所述导向机构设置在所述第一支撑梁与另一第一支撑梁相背的一侧；所述定位机构设置在所述第一支撑梁的第一端上。
优选地，所述导向机构包括环形的导向框以及至少一个限位插销；
所述导向框的相对两框壁设有至少一组相对连通且与所述限位插销相适配的限位插孔；
所述限位插销配合在所述限位插孔中时，相对所述导向框横向穿插在所述导向框的相对两框壁之间，将海管维修作业支持平台的导向柱限定在所述导向框内一端。
优选地，所述导向框上还设有向外延伸的插板，所述插板上设有至少一个用于所述限位插销存放其中的存放插孔。
优选地，所述导向机构还包括连接在所述导向框和支撑框体之间的连接梁。
优选地，所述定位机构包括水平连接在所述支撑框体一所述支撑梁端部的支撑板、垂直连接在所述支撑板上的用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡板槽配合的卡板、垂直设置在所述支撑板上的用于与海管维修作业支持平台上滑车的锁孔配合的锁销、垂直设置在所述支撑板下方的用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡槽配合的卡柱。
优选地，所述定位机构还包括设置在所述支撑板下方并可沿海管维修作业支持平台的滑车轨道滑动的滑板。
优选地，所述海管维修设备安装框架还包括用于支撑海管机械连接器的支撑机构；
所述支撑机构包括横向连接在所述支撑框体的相对两个支撑梁之间的支撑横梁、相对所述支撑横梁垂直且以上端连接在所述支撑横梁上的支撑竖梁；
所述支撑竖梁与所述支撑框体的门洞正相对，且所述支撑竖梁朝向所述门洞的一面上设有用于配合到海管机械连接器的法兰内圈以支撑法兰的支架。
优选地，所述海管维修设备安装框架还包括用于将螺母旋进海管机械连接器的螺栓上的螺母驱动卡具；所述螺母驱动卡具连接在所述支撑框体的相对两个支撑梁之间，位于所述支撑机构和门洞之间；
所述螺母驱动卡具包括可开合套设到海管机械连接器外周上的卡盘、数组沿所述卡盘周向间隔设置其上的螺母驱动卡套。
优选地，所述海管维修设备安装框架还包括安装在所述支撑框体上的控制面板。
本发明的海管维修设备安装框架，用于海管维修设备安装其上，适用于水下机器人操作，实现海管维修设备与海管对中，以便开展对海管进行维修，提高工作效率及安全性。
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是本发明一实施例的海管维修设备安装框架的立体结构示意图；
图2是图1中导向机构的结构示意图；
图3是图1中定位机构的结构示意图；
图4是图1中支撑机构的结构示意图；
图5是图1中螺母驱动卡具的结构示意图；
图6是本发明一实施例的海管维修设备安装框架安装上海管坡口机的俯视图；
图7是本发明一实施例的海管维修设备安装框架安装上海管机械连接器的俯视图。
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。
本发明的海管维修设备安装框架，用于海管维修设备安装其上，辅助海管维修设备与待修海管的对中；海管维修设备包括海管机械连接器和/或海管坡口机。
如图1所示，本发明一实施例的海管维修设备安装框架，包括支撑框体10、数个连接在支撑框体10下方的支撑支腿20、设置在支撑框体10的相对两侧的用于套设到海管维修作业支持平台的导向柱上的导向机构30、设置在支撑框体10上的用于与海管维修作业支持平台上滑车配合的定位机构40。
支撑框体10为由数根支撑梁连接形成的框体结构，其可具有相对的前后两侧以及相对的左右两侧。支撑框体10的前侧设有门洞100，位于门洞100相对两侧的支撑梁上分别设有固定销50，用于与海管机械连接器和/或海管坡口机上的销孔配合；海管机械连接器和/或海管坡口机通过销孔与固定销50配合安装在支撑框体10的门洞100中。
其中，支撑框体10上还设有用于吊接索具连接的起吊结构101；起吊结构可以是吊环或者吊接销等。
形成支撑框体10的数根支撑梁可包括相平行间隔设置的两根第一支撑梁11、连接在两根第一支撑梁11的第一端之间的第二支撑梁12、分别连接在两根第一支撑梁11的第二端上的第三支撑梁13。各支撑梁分别可由型钢等制成。
两个第三支撑梁13间隔相对，两者之间的间隔形成门洞100；每一第三支撑梁13上均设有固定销50，固定销50在第三支撑梁13上的朝向与门洞100朝向一致。两个第三支撑梁13上的固定销50优选位于同一水平面上。
数个支撑支腿20可以分别支撑在第一支撑梁11、第二支撑梁12和第三支撑梁13下方。或者，如图1中所示，本实施例中，两个支撑支腿20支撑连接在第一支撑梁11下方，两个支撑支腿20分别支撑连接在两个第三支撑梁13下方。
如图1、2所示，每一第一支撑梁11上均设有导向机构30，且导向机构30设置在支撑框体10的第一支撑梁11与另一第一支撑梁11相背的一侧。
导向机构30可包括环形的导向框31以及至少一个限位插销32。导向机构30通过导向框31套设到海管维修作业支持平台的导向柱上，通过支撑框体10两侧上的导向机构30的导向框31分别套设到海管维修作业支持平台的间隔相对的两个导向柱上，实现海管维修设备安装框架在海管维修作业支持平台上的定位。
导向框31内部的槽大于导向柱外径设置，如可以是图2中所示的腰形框。为了限制导向柱在导向框31内沿着导向框31的长度方向移动，将限位插销32横向穿插在导向框31上，可以将导向柱定位在其所在导向框31内的一端处。
具体地，导向框31的相对两框壁设有至少一组与限位插销32相适配的限位插孔33。每一组限位插孔33包括两个插孔，分别设置在导向框31的相对两侧的框壁上且相对连通。当导向框31上设有多组限位插孔33时，多组限位插孔33沿导向框31的长度方向间隔分布，通过限位插孔33配合在其中任一组限位插孔33中，调节导向框31内导向柱所在槽的大小。
当限位插销32配合在限位插孔33中时，限位插销32相对导向框31横向穿插在导向框31的相对两框壁之间，将海管维修作业支持平台的导向柱限定在导向框31内一端。
此外，导向框31上还可设有向外延伸的插板34，插板34具体设置在导向框31的框壁外壁面上。插板34上设有至少一个存放插孔35，用于限位插销32存放其中。在不需要使用限位插销32或者有多余的限位插销32不需要穿插在限位插孔33中时，可将限位插销32穿插在存放插孔35中作为临时存放。
进一步地，导向机构30还包括连接在导向框31和支撑框体10之间的连接梁36。连接梁36的长度可根据支撑框体10和导向框31在海管维修作业支持平台上与导向柱的距离进行设置。
如图1、3所示，定位机构40设置在支撑框体10的第一支撑梁11的第一端上。每一第一支撑梁11上均设有定位机构40，且定位机构40设置在第一支撑梁11第一端的端部上。
定位机构40可包括水平连接在第一支撑梁11上的支撑板41、垂直连接在支撑板41上的卡板42、垂直设置在支撑板41上的锁销43以及垂直设置在支撑板41下方的卡柱44。卡板42用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡板槽配合，卡板42的高度从插接端端到相对另一端逐渐增加；锁销43用于与海管维修作业支持平台上滑车的锁孔配合；卡柱44用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡槽配合。
锁销43为弹簧式锁销，锁销43通过其锁座固定在支撑板41上，支撑板41上对应锁座的位置设有通孔(未图示)；在与滑车的锁孔配合时，通过锁销43的锁杆顶部的环部转动锁杆，使横穿在锁杆上的限位杆与锁座上槽部对准，在弹簧作用下限位杆进入锁座的槽部中，带动锁杆的下端向锁座下方凸出，穿过支撑板41的通孔配合到滑车的锁孔中。
当海管维修设备安装框架置于海管维修作业支持平台上时，第一支撑梁11配合在滑车轨道上。当锁销43插入海管维修作业支持平台上滑车的锁孔后，支撑框体10和海管维修作业支持平台上滑车可实现联动，可随海管维修作业支持平台上滑车沿海管轴向移动。
进一步地，定位机构40还包括设置在支撑板41下方的滑板45，支撑板41通过滑板45可沿海管维修作业支持平台的滑车轨道滑动。滑板45采用耐压和耐磨高分子材料制成，优选采用PET、PVC等材料制成。
进一步地，本发明的海管维修设备安装框架还包括用于支撑海管机械连接器的支撑机构60。
如图1、4所示，支撑机构60整体可横向连接在支撑框体10的相对两个支撑梁之间。具体地，支撑机构60可包括支撑横梁61和支撑竖梁62，支撑横梁61横向连接在两个第一支撑梁11之间，支撑竖梁62相对支撑横梁61垂直且以上端连接在支撑横梁61上。支撑竖梁62与支撑框体10的门洞100正相对，且支撑竖梁62朝向门洞100的一面上设有支架63，用于配合到海管机械连接器的法兰内圈以支撑法兰。
如图4中所示，本实施例中，支架63凸出在支撑竖梁63朝向门洞100的一面上，可包括间隔相对的两个支杆，两个支杆的端部可以弧形设置，用于与法兰的内周弧面配合。两个支杆可伸进法兰内圈与法兰的内周面抵接对法兰进行支撑。
如图1、5所示，本发明的海管维修设备安装框架还包括用于将螺母旋进海管机械连接器的螺栓上的螺母驱动卡具70。螺母驱动卡具70连接在支撑框体10的相对两个支撑梁(具体在两个第一支撑梁11)之间，位于支撑机构60和门洞100之间。
螺母驱动卡具70可包括可开合套设到海管机械连接器外周上的卡盘71、数组沿卡盘71周向间隔设置其上的螺母驱动卡套72。
其中，卡盘71可包括具有开口的环形的卡盘主体711、位于开口相对两侧并分别连接在卡盘主体711上的两个抱臂712。两个抱臂712相对卡盘主体711可转动，将卡盘主体711的开口闭合或打开，便于卡盘71在海管机械连接器上的取放。
卡盘主体711的内圈可呈U形，两个抱臂712分别活动连接在卡盘主体711下端的两侧上；卡盘主体711上端的相对两侧可延伸有连接臂713，通过连接臂713连接在两个第一支撑梁11之间。两个抱臂712相对卡盘主体711转动时，两个抱臂712相向的一端转动相靠近或相远离，将卡盘主体711的开口封闭或打开。在封闭开口时，两个抱臂712相靠近的一端相抵接或者留有间隔。
卡盘71还包括连接在卡盘主体711和抱臂712之间的液压缸714，用于驱动抱臂712转动。优选地，每一抱臂712和卡盘主体711之间设有一液压缸714，液压缸714位于卡盘主体11的外周侧面上，一端连接卡盘主体711，另一端连接抱臂712。
卡盘71整体可为双层结构，从而具有一定的厚度，利于螺母驱动卡套72轴向配合其中。
数组螺母驱动卡套72的布置与海管机械连接器的螺栓布置对应。为了螺母驱动卡套72安装其上，卡盘71上对应螺母驱动卡套72设有数个容置孔(未图示)。
螺母驱动卡套72相对卡盘71可转动。对应地，螺母驱动卡具70还包括连接并驱动螺母驱动卡套72转动的马达。每一螺母驱动卡套72的外周设有间隔分布的数个定位槽，螺母上设有数个向外延伸的定位针，螺母通过其上的定位针分别配合在螺母驱动卡套72的定位槽中，与螺母驱动卡套72相对固定。当马达驱动螺母驱动卡套72转动时，螺母驱动卡套72带动螺母同步转动，从而可将螺母旋进螺栓。
本发明的海管维修设备安装框架还包括安装在支撑框体10上的控制面板80。控制面板80上设有控制阀，通过开合控制阀可控制相应连接的液压回路。
参考图1、6，进行海管开坡口操作时，在甲板上将海管坡口机1安装在支撑框体10的门洞100处。对海管维修设备安装框架的各机构进行初始状态设置，然后将海管维修设备安装框架连同其上的海管坡口机1下放至海管维修作业支持平台上，水下机器人指引海管维修设备安装框架在海管维修作业支持平台上就位。启动海管维修作业支持平台上的滑车系统，将海管维修设备安装框架拉近直至海管坡口机1在海管端面上就位完毕；水下机器人将液压接头插入至海管坡口机1上的液压接口，开始进行开坡口作业。开坡口作业完毕后，水下机器人将液压接头从海管坡口机1液压接口上拔下，将海管维修设备安装框架连同其上的海管坡口机1回收至甲板上。
参考图1、7，在进行海管机械连接器2前，在甲板上将海管机械连接器2安装在支撑框体10的门洞100处，海管机械连接器2的后端通过支撑机构60支撑，从而整体悬空在支撑框体10内。对海管维修设备安装框架的各机构进行初始状态设置，然后将海管维修设备安装框架连同其上的海管机械连接器2下放至海管维修作业支持平台上，水下机器人指引海管维修设备安装框架在海管维修作业支持平台上就位。启动海管维修作业支持平台上的滑车系统，将海管维修设备安装框架拉近直至海管机械连接器2在海管端面上就位完毕；水下机器人将液压接头插入至海管机械连接器2上的插孔中，启动海管机械连接器2自带的液压拉伸螺栓，开始进行螺栓拉伸；启动螺母驱动卡具70的螺母驱动卡套72，通过螺母驱动卡套72将海管机械连接器2的螺母旋进螺栓。待完成海管机械连接器2插入安装及螺栓拉伸后，水下机器人将液压接头从海管机械连接器2上拔出，并将海管机械连接器2和海管维修设备安装框架分离，将海管维修设备安装框架回收至甲板上。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种海管维修设备安装框架，海管维修设备包括海管机械连接器和/或海管坡口机，其特征在于，所述海管维修设备安装框架包括由数根支撑梁连接形成的支撑框体、数个连接在所述支撑框体下方的支撑支腿、设置在所述支撑框体的左右相对两侧的用于套设到海管维修作业支持平台的导向柱上的用于实现所述海管维修设备安装框架在所述海管维修作业支持平台上的定位的导向机构、设置在所述支撑框体上的用于与海管维修作业支持平台上滑车配合的定位机构；
所述导向机构包括环形的导向框以及至少一个限位插销；
所述导向框的相对两框壁设有至少一组相对连通且与所述限位插销相适配的限位插孔；
所述限位插销配合在所述限位插孔中时，相对所述导向框横向穿插在所述导向框的相对两框壁之间，将海管维修作业支持平台的导向柱限定在所述导向框内一端；
所述支撑框体的前侧设有门洞，位于所述门洞相对两侧的支撑梁上分别设有用于与海管机械连接器和/或海管坡口机上销孔配合的固定销；所述海管机械连接器和/或海管坡口机通过销孔与固定销配合安装在所述支撑框体的门洞中。
2.根据权利要求1所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述数根支撑梁包括相平行间隔设置的两根第一支撑梁、连接在两根所述第一支撑梁的第一端之间的第二支撑梁、分别连接在两根所述第一支撑梁的第二端上的第三支撑梁；
两个所述第三支撑梁间隔相对，且两者之间的间隔形成所述门洞；每一所述第三支撑梁上均设有所述固定销；
所述导向机构设置在所述第一支撑梁与另一第一支撑梁相背的一侧；所述定位机构设置在所述第一支撑梁的第一端上。
3.根据权利要求2所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述导向框上还设有向外延伸的插板，所述插板上设有至少一个用于所述限位插销存放其中的存放插孔。
4.根据权利要求2所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述导向机构还包括连接在所述导向框和支撑框体之间的连接梁。
5.根据权利要求1所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述定位机构包括水平连接在所述支撑框体一所述支撑梁端部的支撑板、垂直连接在所述支撑板上的用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡板槽配合的卡板、垂直设置在所述支撑板上的用于与海管维修作业支持平台上滑车的锁孔配合的锁销、垂直设置在所述支撑板下方的用于与海管维修作业支持平台上滑车的卡槽配合的卡柱。
6.根据权利要求5所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述定位机构还包括设置在所述支撑板下方并可沿海管维修作业支持平台的滑车轨道滑动的滑板。
7.根据权利要求1所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述海管维修设备安装框架还包括用于支撑海管机械连接器的支撑机构；
所述支撑机构包括横向连接在所述支撑框体的相对两个支撑梁之间的支撑横梁、相对所述支撑横梁垂直且以上端连接在所述支撑横梁上的支撑竖梁；
所述支撑竖梁与所述支撑框体的门洞正相对，且所述支撑竖梁朝向所述门洞的一面上设有用于配合到海管机械连接器的法兰内圈以支撑法兰的支架。
8.根据权利要求7所述的海管维修设备安装框架，其特征在于，所述海管维修设备安装框架还包括用于将螺母旋进海管机械连接器的螺栓上的螺母驱动卡具；所述螺母驱动卡具连接在所述支撑框体的相对两个支撑梁之间，位于所述支撑机构和门洞之间；
所述螺母驱动卡具包括可开合套设到海管机械连接器外周上的卡盘、数组沿所述卡盘周向间隔设置其上的螺母驱动卡套。
9.根据权利要求1-8任一项所述的海管维修设备安装框架，所述海管维修设备安装框架还包括安装在所述支撑框体上的控制面板。
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