CN112696531B - 一种用于管道应急抢修的支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于管道应急抢修的支撑装置，该装置包括抓地钉、半圆周转动轴、固定套环、固定连接板、支撑杆、十字万向节、圆盘支撑台、支撑套筒、提升丝杠槽、提升丝杠、旋升手杆、调位固定螺栓、管道支撑台、管道卡槽、调距紧定螺栓等零件；对管道应急支撑时，打开支撑臂并调整为最佳稳定状态，将抓地钉插入地面并锁定好装置位置，转动旋升手杆利用杠杆原理提升管道卡槽的位置，直至管道支撑台与管道接触，随后利用调距紧定螺栓对管道进行固定；该装置多个部件共同运作可高效稳定地对管道进行应急支撑，操作简便，制作成本低廉，适用领域广泛且支撑效果优异。

Description

一种用于管道应急抢修的支撑装置
技术领域
本发明产品涉及油气管道应急抢修支撑装备领域，是一种在复杂地形条件下可高效地进行应急抢修的管道支撑装置。
背景技术
油气管道支撑保护一直是管道抢修工作的重要环节，自然灾害对管道运行的影响一直是管道抢修工作的主要原因，对油气管道进行破坏的主要自然灾害包括洪水，泥石流，山体滑坡等，由于自然灾害引起的铺设管道的地面结构发生改变，近而造成管道周围土壤下陷或者流失，同时管道内还存在输送介质，悬空段管道无法承受过大的载荷力，会造成管道悬空下垂或者严重变形，较大的下垂高度会造成管道发生变形失效，严重时甚至会拉断管道，而传统应急抢修管道支撑装置的大多数体积笨重、操作复杂、支撑能力差、适用性单一，特别是在山地或河道区域无法适用，且造价高昂，诸多问题严重影响到管道抢险的效率，因此，本文将介绍一种针对多种地形的管道能快速灵活的应急抢险支撑装置，该装置不仅操作简单，灵活轻便，且适用性强，大大提高管道抢修工作效率，拥有良好的应用前景。
发明内容
本发明是为了解决传统油气管道应急抢修支撑装置体积笨重、操作复杂繁琐、支撑能力差、适用性单一、造价高昂等问题；本发明不仅能更好的解决不同地形的油气管道发生下垂变形支撑修复问题，而且还能及时有效的进行管道抢修，为管道应急抢险提高工作效率。
本发明的采用的技术方案如下：该装置自下而上分为支撑模块、提升模块和固定模块三部分，装置的支撑模块为三条支撑臂构成，工作状态时三条支撑臂呈现为三角锥形态，由于三条支撑臂结构相同，本文只介绍一条支撑臂的结构，支撑模块包括垫片、抓地钉、半圆周转动轴、固定套环、固定连接片、支撑杆、十字万向节、圆盘支撑台、支撑台旋转轴、调位固定插孔、调位固定插销、紧定螺栓等零件；抓地钉与垫片通过螺纹相连，抓地钉上方通过半圆周转动轴与支撑杆相连接，所述的半圆周转动轴由双头螺栓和转动轴紧定螺母构成，其最大转动角度为180°，非工作状态时抓地钉可拆卸保存或呈现收束状态，装置处于工作状态时调整转动轴角度使抓地钉与支撑杆连接成一条直线，使装置达到稳定状态；支撑杆下接半圆周转动轴，中间与固定套环相熔接，支撑杆上方均与十字万向节相连；所述的固定套环前后均设有凸起的固定接头，固定连接片两头均设有套孔，工作状态时固定连接片与支撑杆上的连接头相连从而使三条支撑臂达到稳定结构；十字万向节通过紧定螺栓与圆盘支撑台相连；所述的圆盘支撑台下方设有十字万向节的紧定螺栓固定孔，且三个固定孔以三角形顶点位置分布，圆盘支撑台中心设有支撑台旋转轴下固定槽，所述的支撑台旋转轴固定槽内壁具有内螺纹，用于插入支撑台旋转轴，圆盘支撑台面上设有多个调位固定插孔，与调位固定插销配套使用；该装置提升模块包括支撑台旋转轴、紧定螺母、端盖、支撑套筒、固定顶盖、提升丝杠槽、提升丝杠、旋升手杆、紧定螺栓等零件；支撑模块的圆盘支撑台通过主旋转轴与提升模块的支撑套筒相连接；所述的支撑套筒由套筒支撑壁和套筒底座熔接而成，内部中空；所述的支撑套筒底座中心设有主转动轴固定槽，主转动轴固定槽内壁具有内螺纹，主转动轴旋入支撑套筒底座的固定槽并用紧定螺母固定主旋转轴与套筒不发生松动分离；提升丝杠槽通过紧定螺栓与支撑套筒相连构成装置提升模块主体；所述的提升丝杠槽上部嵌入支撑套筒顶部并通过紧定螺栓与支撑套筒连接固定，下部则插入套筒中，其内部具有与提升丝杠相啮合的内螺纹，提升丝杠槽底部由端盖和紧定螺栓构成；提升丝杠插入在提升丝杠卡槽中，其表面具有与丝杆卡槽啮合的外螺纹；提升丝杆顶部接有与管道固定模块中的管道卡槽相连的连接转动轴，连接转动轴中间设有一个横向插孔，插孔内插有旋升手杆，通过旋转手杆利用杠杆管理来调节提升丝杠高度；管道固定模块包括管道支撑台、管道卡槽、管道调距紧定螺栓等零件，所述的管道卡槽下部与连接转动轴相连，卡槽底端设有管道支撑台，管道卡槽侧壁设有钻孔，钻孔通有若干调距紧定螺栓，当管道放入卡槽后，可通过调节紧钉螺母来固定管道。
作为优选的，所述的垫片上设有射钉孔，抓地钉插入地面时垫片接触地面，可在垫片上射钉孔加装射钉；
作为优选的，所述的主转动轴固定槽内壁具有内螺纹，用于插入主转动轴螺栓，圆盘支撑台面上设有多个调位固定插孔；
作为优选的，所述的调位固定插孔以主转动轴心为准，均匀分布在圆盘支撑台面的四周，固定插孔内壁具有内螺纹，与调位固定插销配套使用，调整好装置的旋转角度可用调位固定插销穿过支撑套筒底座插孔和圆盘支撑台上的调位固定插孔，固定住装置避免装置提升模块与固定模块发生偏转；
作为优选的，所述的支撑套筒设计为圆台形状；
作为优选的，所述的连接转动轴内部接有与管道卡槽固定连接的连接杆，连接杆周围具有滚动钢珠，因此在转动旋升手杆时，提升丝杠发生转动只对管道卡槽提供向上的推力而不会使管道卡槽发生转动；
作为优选的，所述的十字万向节可通过转动轴调整三个支撑杆的偏转角度使装置达到稳定状态，能适应复杂多变的地形；
作为优选的，所述的提升丝杠卡槽的内螺纹为螺旋上升形态的双螺纹。
本发明为一种用于管道应急抢修的支撑装置，该装置具备以下有益效果：
(1)市面上的管道应急支撑抢修设备如水泥支撑墩或固定支撑架等，适用性过于单一，由于油气管道跨服辽阔，出现事故管段区域也复杂多样，因此现有的管道支撑设备很难完全满足工况需求，而利用本装置的支撑模块可根据事故发生管段地形特点来调节三个支撑臂的伸展角度或根据地形起伏高度来改变抓地钉长度来达到稳定的支撑效果，还可以根据不同地形将调位固定插销插入调位固定插孔来调整装置的旋转角度，适用能力强。
(2)市面上大多数管道支撑抢修装置体积笨重且操作繁琐，而该装置结构紧凑，体积轻便但支撑能力强，可快速安装或拆卸，容易维修且制作成本低廉；工作状态时可快速调整部署，非工作状态下可卸下固定连接片，收起支撑壁或将装置拆卸保存，体积轻便易于携带，从而可以大大提高抢修效率；
(3)针对事故管段悬空下垂形变情景，可利用该装置的提升模块，手动旋转提升模块的旋转手杆，旋转手杆带动提升丝杠发生转动，由于提升丝杠表面的外螺纹呈现为螺旋上升的样式，从而可以利用杠杆原理提升装置丝杆高度带动管道卡槽向上移动，由此可提拉下垂形变的事故管段，将事故管段恢复原样，避免事故管段继续发生下垂形变；
(4)该装置可对事故管段进行临时性抢修支撑，也可以对管道长期支撑，若需要对管道进行长时间支撑，只需将该装置调整为锁定状态——支撑模块订好抓地钉垫片上的射钉增加装置的抓地能力，调整好旋转角度，拧紧调位固定插销；提升模块调整好装置高度后将旋转手杆抽出，避免支撑过久发生腐蚀；管道固定模块需拧紧管道调距紧定螺栓保护管道，造价成本低廉，用途广泛，性价比高。
附图说明
图1是本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置的结构原理示意图；
图2是本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置非工作状态下装置收束状态的侧视图；
图3是本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置中提升丝杠槽结构原理示意图；
图4是本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置中的圆盘支撑台俯视图；
图5是本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置中垫片的俯视图；
图中：1、垫片；2、抓地钉；3、半圆周转动轴；4、固定套环；5、固定连接片；6、支撑杆；7、十字万向节；8、支撑台；9、支撑台旋转轴；10、紧定螺母；11、端盖；12、支撑套筒；13、提升丝杠槽；14、提升丝杠；15、管道支撑台；16、管道卡槽；17、管道调距紧定螺栓；18、旋升手杆；19、紧定螺栓；20、调位固定插孔；21、调位固定插销；22、连接转动轴。
实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明
如图所示本发明一种用于管道应急抢修的支撑装置，主要由垫片1、抓地钉2、半圆周转动轴3、固定套环4、固定连接片5、支撑杆6、十字万向节7、支撑台8、支撑台旋转轴9、紧定螺母10、端盖11、支撑套筒12、提升丝杠槽13、提升丝杠14、管道支撑台15、管道卡槽16、管道调距紧定螺栓17、旋升手杆18、紧定螺栓19、调位固定插孔20、调位固定插销21、连接转动轴22等零件构成。
利用本发明对油气管道进行应急抢修支撑时包含以下步骤：
(1)将该支撑装置运送到指定位置，将该装置的管道卡槽16与事故管道需要支撑抢修的管段对齐；
(2)打开装置的支撑臂，同时打开半圆周转动轴使抓地钉2与支撑杆6保持为一条水平直线，并根据事故管段地形来调节十字万向节7角度进而调整装置支撑臂的开度
(3)确定好装置支撑臂的开度后，将固定连接片5上的套孔套在支撑臂上固定套环4的连接头上，固定好支撑臂的开度使装置的支撑臂构成结构稳定的三角锥形状；
(4)根据地形调整支撑台8旋转角度，使支撑臂达到最佳稳定状态，确定好旋转角度后将调位固定插销21插入角度对应的调位固定插孔20内，使旋转角度达到稳定状态；
(5)将抓地钉2钉入地面，为了可以增加装置的抓地能力，可在抓地钉2上加装带有射钉孔的固定垫片1，将射钉通过射钉孔定入地面大大增强了装置的稳固能力；
(6)转动旋升手杆18，利用杠杆原理使得提升丝杠14缓缓上升，提升丝杠14推动管道卡槽16上升，直致管道卡槽16内的管道支撑台15与管道接触；针对悬空发生下垂的管道，可继续提升管道支撑台15撑起下垂管段，恢复至管道水平状态，避免管道发生形变破坏；
(7)管道平稳的接触管道支撑台15后调整调距紧定螺栓17使螺栓上垫片与管道接触，从而可以固定管道，避免管道发生侧移；
(8)针对地形起伏变化的地形，比如山地地区，可以更换不同长度的抓地钉，适应起伏落差不同的地区，从而达到最佳稳定状态。
当抢修工作结束时可将装置回收，其回收操作步骤如下：
(1)旋出调距紧定螺栓17；
(2)逆时针旋转旋升手杆18使管道卡槽16缓缓落下脱离管道；
(3)取下固定连接片5，并拔出垫片1上的射钉与抓地钉2；
(4)拔出调位固定插销21；
(5)调整十字万向节7角度，将支撑杆6和抓地钉2调节为收束状态后运移出现场；
该装置可适应多种复杂地形，可快速高效地对管道进行应急支撑，操作简单，灵活轻便，造价低廉，大大提高管道抢修工作效率，具有良好的应用前景。

Claims (2)

1.一种用于管道应急抢修的支撑装置，其特征在于：该装置自下而上分为支撑模块、提升模块和固定模块三部分，装置的支撑模块为三条支撑臂构成，工作状态时三条支撑臂呈现为三角锥形态；支撑模块包括垫片(1)、抓地钉(2)、半圆周转动轴(3)、固定套环(4)、固定连接片(5)、支撑杆(6)、十字万向节(7)、圆盘支撑台(8)、支撑台旋转轴(9)、调位固定插孔(20)、紧定螺栓(19)等零件；抓地钉(2)与垫片(1)通过螺纹相连，抓地钉(2)上方通过半圆周转动轴(3)与支撑杆(6)相连接，支撑杆(6)下接半圆周转动轴(3)，中间与固定套环(4)相熔接，支撑杆(6)上方与十字万向节(7)相连；所述的固定套环(4)前后均设有凸起的固定接头，固定连接片(5)两头设有套孔，工作状态时固定连接片(5)与固定套环(4)上的连接头相连从而使三条支撑臂达到稳定结构；十字万向节(7)通过紧定螺栓(19)与圆盘支撑台(8)相连；圆盘支撑台(8)下方设有十字万向节的紧定螺栓固定孔，且三个固定孔以三角形顶点位置分布；圆盘支撑台(8)中心设有支撑台旋转轴(9)下固定槽，圆盘支撑台面上设有多个调位固定插孔(20)，与调位固定插销(21)配套使用；装置提升模块包括支撑台旋转轴(9)、紧定螺母(10)、端盖(11)、支撑套筒(12)、连接转动轴(22)、提升丝杠槽(13)、提升丝杠(14)、旋升手杆(18)、紧定螺栓(19)等零件；支撑模块的圆盘支撑台(8)通过支撑台旋转轴(9)与提升模块的支撑套筒(12)相连接；所述的支撑套筒(12)由支撑套筒壁和套筒底座熔接而成，内部中空，支撑套筒底座中心设有支撑台旋转轴(9)上固定槽，支撑台旋转轴(9)旋入支撑套筒底座的固定槽并用紧定螺母(10)固定支撑台旋转轴(9)与支撑套筒(12)；提升丝杠槽(13)通过紧定螺栓(19)与支撑套筒(12)相连构成装置提升模块主体；提升丝杠槽(13)上部盖在支撑套筒(12)顶部并通过紧定螺栓(19)与支撑套筒(12)连接固定，下部则插入套筒中；提升丝杠槽底部由端盖(11)和紧定螺栓(19)构成；提升丝杠(14)顶部接有连接转动轴(22)，连接转动轴中间设有一个横向插孔，插孔内插有旋升手杆(18)，通过旋转手杆(18)利用杠杆管理来调节提升丝杠(14)高度；管道模块包括管道支撑台(15)、管道卡槽(16)、管道调距紧定螺栓(17)等零件，所述的管道卡槽(16)下部与连接转动轴(22)相连，卡槽底端设有管道支撑台(15)，管道卡槽(16)侧壁设有钻孔，钻孔通有管道调距紧定螺栓(17)，当管道嵌入管道卡槽(16)后，通过调节管道调距紧定螺栓(17)来固定管道；
所述垫片(1)上设有射钉孔，抓地钉(2)插入地面时垫片(1)接触地面，在垫片(1)上射钉孔加装射钉；
所述的半圆周转动轴(3)最大转动角度为180°，非工作状态时抓地钉拆卸保存或呈现收束状态，装置处于工作状态时调整半圆周转动轴(3)角度使抓地钉与支撑杆(6)连接成一条直线；
所述的调位固定插孔(20)以支撑台转动轴心为准，均匀分布在圆盘支撑台面的四周，调位固定插孔(20)内壁具有内螺纹，与调位固定插销(21)配套使用，调整好装置的旋转角度，利用调位固定插销(21)穿过支撑套筒(12)底座插孔和圆盘支撑台(8)上的调位固定插孔(20)，固定住装置避免装置提升模块与固定模块发生偏转；
所述的连接转动轴(22)内部接有与管道卡槽(16)固定连接的连接杆，连接杆周围具有滚动钢珠，因此在转动旋升手杆(18)时，提升丝杠发生转动只对管道卡槽(16)提供向上的推力而不会使管道卡槽发生转动；
所述的提升丝杠槽(13)的内螺纹为螺旋上升形态的双螺纹结构；
在复杂多变的地形中，利用十字万向节(7)调整三个支撑杆的偏转角度使装置达到稳定状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道应急抢修的支撑装置，所述的支撑套筒(12)设计为圆台形状。
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