CN114251541B - 水下自动收球筒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下自动收球筒，包括骨架、保护罩、挡球板；骨架呈筒状架体结构；保护罩包括在骨架的外圈和顶面设置的保护网，挡球板设置在骨架下端内侧，以和水下法兰相连接，挡球板上开设有通孔，以让异物能进入到骨架内；骨架下端为开口，以拆开挡球板取出保护罩内的异物。水下自动收球筒不需要潜水员下水操作，结构简单、易于建造；为非封闭式，网状结构使得内部可视化，在水下通过摄像机等可直接观察到收球情况；收球过程无需潜水员操作，取球过程无需操作多个阀门、只需要拆除底部的挡球板即可，能满足上述提出的临时清管作业需求，为全新设计。
Description
技术领域
本发明涉及海洋石油工程领域，更具体地说，涉及一种水下自动收球筒。
背景技术
随着海洋石油行业的不断发展，油气田开发已逐渐迈向深水领域。深水海管预调试中的清管作业主要是对已在水下安装的海管内的积液、碎屑、污物进行清理，减少内部腐蚀，降低管道阻力，提高管输效率和管道的清洁度。
在海底管道清管的过程中，通常需要用到清管球和清管球收发装置。清管球上装有钢丝刷、磁力吸附等清理工具，当其通过发球筒进入海底管道，在输送介质的压力推动下，最终到达收球筒的时候，可以将海管内的杂物一起进行排出。清管球收发装置是连接在需要清理的海管段首、尾两端，用于发射和接收清管球的特殊装置。
潜水员在水下对立管进行作业时，可能存在将钢钎、扳手等异物掉入立管内的风险。这时就可能会临时对部分海管段进行清管的需求，及时将掉入海管内的异物进行清除，避免异物对管道的内部结构产生破坏。
临时收球筒是最常见的一种清管球收发装置，但其往往需要根据施工节点提前进行建造，具有较长的建造周期，无法满足于一些临时提出的海管清管需求。
对因为异物掉入海管而临时提出的清管作业，需要能在水下就观察到异物的排出情况以及用于排出异物的清管球的状态。而传统的临时收球筒一般为封闭式，无法在水下直接观察到这些情况。
总之，对于传统收球筒来说存在的主要问题是建造周期长，需要提前建造；操作复杂，收球过程需要潜水员操作，取球过程需操作多个阀门；无法可视化收球，无法适用于一些临时提出的清管需求等。
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，提供一种水下自动收球筒。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水下自动收球筒，包括骨架、保护罩、挡球板；
所述骨架呈筒状架体结构；
所述保护罩包括在所述骨架的外圈和顶面设置的保护网；
所述挡球板设置在所述骨架下端内侧，以和所述水下法兰相连接，所述挡球板上开设有通孔，以让异物能进入到所述骨架内；
所述骨架下端为开口，以拆开所述挡球板取出所述保护罩内的异物。
优选地，所述骨架包括沿周向间隔排布的若干竖向骨，以及沿周向设置将各所述竖向骨连接的至少两根环向骨。
优选地，所述保护罩还包括在所述骨架外圈的保护网周圈设置的两个定位环。
优选地，所述骨架的下端设有法兰座，以和所述水下法兰连接。
优选地，所述骨架的下端设置有保护垫，以在与水下法兰对接时，让所述保护垫与所述水下法兰接触。
优选地，所述骨架的下端设有定位销和紧固件，所述定位销与所述水下法兰插接定位，所述紧固件与所述水下法兰锁合固定。
优选地，所述挡球板与各所述紧固件连接固定。
优选地，所述挡球板位于各所述紧固件的中间。
优选地，所述水下自动收球筒还包括用于与所述紧固件锁合的保护座，以在运输过程中保护所述骨架的底部。
优选地，所述骨架的顶部设有吊耳，所述骨架的上端外边设有用于固定摄像机的支架。
实施本发明的水下自动收球筒，具有以下有益效果：水下自动收球筒不需要潜水员下水操作，结构简单、易于建造；为非封闭式，网状结构使得内部可视化，在水下通过摄像机等可直接观察到收球情况；收球过程无需潜水员操作，取球过程无需操作多个阀门、只需要拆除底部的挡球板即可，能满足上述提出的临时清管作业需求，为全新设计。
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是本发明实施例中的水下自动收球筒的立体结构示意图；
图2是图1中水下自动收球筒另一角度的立体结构示意图；
图3是图1中水下自动收球筒的侧面结构示意图；
图4是图1中水下自动收球筒的剖面结构示意图。
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1所示，本发明一个优选实施例中的水下自动收球筒包括骨架1、保护罩2、挡球板3。
本实施例中，骨架1呈筒状架体结构，不影响水的流动，可以在内部形成收集清管球等异物的空间，便于存储清管球等异物。
保护罩2包括在骨架1的外圈和顶面设置的保护网21，保护网21可以在外圈和顶面形成网状防护，既不影响水的流动，还可避免清管球漏出。网状结构的保护罩2既能防止外部较大的杂物进入装置内，也能收集到从海管中排出的较大异物，对于海管中流出的液体、气体也能进行排泄。
挡球板3设置在骨架1下端内侧，挡球板3上开设有通孔31，以让海管内的清管球等异物能进入到骨架1内。
优选地，骨架1下端为开口，可以作为开关门，以拆开挡球板3取出保护罩2内的异物。
水下自动收球筒不需要潜水员下水操作，结构简单、易于建造；为非封闭式，网状结构使得内部可视化，在水下通过摄像机等可直接观察到收球情况；收球过程无需潜水员操作，取球过程无需操作多个阀门、只需要拆除底部的挡球板3即可，能满足上述提出的临时清管作业需求，为全新设计。
骨架1包括沿周向间隔排布的若干竖向骨11，以及沿周向设置将各竖向骨11连接的至少两根环向骨12。进一步地，骨架1主要包括一个由八个环形对称分布并在顶部弯曲汇集的竖向扁铁组成的竖向骨11和两个焊接在竖向扁铁骨架1外圈的环向骨12，环向骨12与竖向骨11构成的筒状结构能保证清管球等异物从下端接收进。
保护罩2还包括在骨架1外圈的保护网21周圈设置的两个定位环22，定位环22可以将保护网21固定在骨架1上，提升稳定性。
骨架1的下端设有法兰座4，以和水下法兰连接，法兰座4和水下法兰拼装后锁合连接，将收球筒固定。
进一步地，骨架1的下端设置有保护垫5，以在与水下法兰对接时，让保护垫5与水下法兰接触。保护垫5可以设置在法兰座4的端面上，当取消法兰座4时，保护垫5也可设在骨架1上。
优选地，为了方便与水下法兰定位和锁合，在骨架1的下端设有定位销和紧固件6，定位销与水下法兰插接定位，紧固件6通常为螺栓，可以与水下法兰锁合固定。定位销、紧固件6可以设置在法兰座4上，当然，在法兰座4取消的情况下，定位销、紧固件6也可设置在骨架1上。
挡球板3与各紧固件6连接固定，进一步地，本实施例中，挡球板3是一个焊接在该装置的八个紧固件6上且内部中空的圆形铁板，其内部中空的圆形结构使得清管球等异物只能单向进入该装置，不易脱出。
本实施例中，挡球板3位于各紧固件6的中间，当然，当有法兰座4时，挡球板3也可安装在法兰座4中。
水下自动收球筒还包括用于与紧固件6锁合的保护座7，在水下自动收球筒不使用时，将保护座7安装到骨架1底部，以在运输过程中保护骨架1的底部。
为了吊装方便，在骨架1的顶部设有吊耳13，可以吊起放入海中，或从海中吊起。另外，为了方便获取工作时的状态，可以设置摄像机实时的获取图像，优选地，在骨架1的上端外边设有用于固定摄像机的支架14，支架14上的摄像机对向收球筒内，了解收球筒内的收球状态。
本设计的工作过程为：当该无潜水员操作水下自动收球筒要进行运输或存放时，要将底部的保护座7装上，防止保护垫5发生损坏。装置入水前要将保护座7拆除，通过吊机吊钩挂至顶部吊耳13进行下放。
如图3所示，无潜水员操作水下自动收球筒未使用时就处于该状态。底部装有保护座77，用于保护法兰座4防护垫5不受损坏，同时也便于运输。
如图3所示，当要将无潜水员操作水下自动收球筒用吊机下放至水下前，要将吊钩挂至吊耳13，并将底下固定保护座7的8个紧固件6卸下，拆除保护座711，再将8个紧固件6重新装入定位销，才能进行下放。
如图4所示，当吊机将无潜水员操作水下自动收球筒下放至水下接口法兰上方后，潜水员要将无潜水员操作水下自动收球筒底下的定位销上的8个紧固螺栓拆除，再将无潜水员操作水下自动收球筒底部的法兰与水下接口法兰进行组对，并将8个定位销准确装入水下接口法兰对应的地方，然后将8个紧固件6重新拧紧至指定扭矩。螺栓紧固完成，即表示无潜水员操作水下自动收球筒水下安装完成，潜水员可以将吊钩松解，并在附近的安全位置观察清管球进入无潜水员操作水下自动收球筒的情况。
待观察到清管球已全部进入无潜水员操作水下自动收球筒后，潜水员将吊机吊钩重新挂至装置顶部吊耳13，并将连接无潜水员操作水下自动收球筒与水下法兰的紧固螺栓拆除，使无潜水员操作水下自动收球筒与水下法兰的连接解除，由吊机将无潜水员操作水下自动收球筒回收至甲板。回收至甲板后，从底部拆除法兰面防护胶皮和挡球板3，将无潜水员操作水下自动收球筒中接收到的清管球取出。
本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒相比于传统收球装置主要具有以下四个特点：
一是传统临时收球装置为封闭结构，仅留有一个排泄口，在水下一般通过过球指示器、清管球跟踪器等方法判断是否收到球。而本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒可视化，可以由潜水员在水下直接观察到收球情况。
二是传统临时收球装置建造周期长，而本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒结构简单，建造时间短。
三是传统临时收球装置重量较大，安装时间较长，本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒装置重量较轻，只需要拆除和连接法兰上的紧固螺栓即可安装。
四是传统临时收球装置通常需要潜水员操作收球，操作多个阀门进行取球，而本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒装置无潜水员操作收球，无需操作多个阀门、只需要拆除底部的保护垫5和挡球板3即可取球，操作简单。
本次设计的无潜水员操作水下自动收球筒装置在陵水17-2气田开发工程项目中得以应用，并取得了良好成效，为油气田的开发提供了技术保障。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
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 (8)
1.一种水下自动收球筒，其特征在于，包括骨架（1）、保护罩（2）、挡球板（3）；
所述骨架（1）呈筒状架体结构，所述骨架（1）的下端设有定位销和紧固件（6），所述定位销与水下法兰插接定位，所述紧固件（6）与所述水下法兰锁合固定；
所述保护罩（2）包括在所述骨架（1）的外圈和顶面设置的保护网（21）；
所述挡球板（3）设置在所述骨架（1）下端内侧，所述挡球板（3）位于各所述紧固件（6）的中间，以通过所述紧固件（6）和所述水下法兰相连接，所述挡球板（3）上开设有通孔（31），以让异物能进入到所述骨架（1）内；
所述骨架（1）下端为开口，以拆开所述挡球板（3）取出所述保护罩（2）内的异物。
2.根据权利要求1所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述骨架（1）包括沿周向间隔排布的若干竖向骨（11），以及沿周向设置将各所述竖向骨（11）连接的至少两根环向骨（12）。
3.根据权利要求1所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述保护罩（2）还包括在所述骨架（1）外圈的保护网（21）周圈设置的两个定位环（22）。
4.根据权利要求1所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述骨架（1）的下端设有法兰座（4），以和所述水下法兰连接。
5.根据权利要求1所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述骨架（1）的下端设置有保护垫（5），以在与水下法兰对接时，让所述保护垫（5）与所述水下法兰接触。
6.根据权利要求1至5任一项所述的水下自动收球筒，其特征在于， 所述挡球板（3）与各所述紧固件（6）连接固定。
7.根据权利要求1至5任一项所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述水下自动收球筒还包括用于与所述紧固件（6）锁合的保护座（7），以在运输过程中保护所述骨架（1）的底部。
8.根据权利要求1至5任一项所述的水下自动收球筒，其特征在于，所述骨架（1）的顶部设有吊耳（13），所述骨架（1）的上端外边设有用于固定摄像机的支架（14）。
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