CN117146057A - 一种用于海底管道水下回拖的导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海底管道水下回拖的导向装置，属于海底管道回拖领域，一种用于海底管道水下回拖的导向装置，包括连接座，连接座的顶部固定连接有两组竖板，两组竖板之间转动安装有卷绕筒，一组竖板的一侧固定安装有电机，电机的输出轴与卷绕筒固定连接，卷绕筒上固定连接有绳索，连接座上开设有与绳索相适配的通口，绳索的底部固定连接有底板，还包括：缓冲机构，缓冲机构包括滑动安装在底板上的两组T形杆；可以实现避免绳索在对海底管道回拖过程中，由于水流的动力导致绳索产生晃动的情况，并可避免晃动导致连接件松动与管道损坏的情况，可有效的提高回拖的稳定性，进而提高安全性。

Description

一种用于海底管道水下回拖的导向装置

技术领域

本发明涉及海底管道回拖领域，更具体地说，涉及一种用于海底管道水下回拖的导向装置。

背景技术

水下回拖是指使用船只或其他牵引装置将海底管道拖移或回收的过程， 海底管道是在水下铺设的管道，通常用于输送油气或其他液体，由于海底管道会受到海洋环境、自然灾害以及人为因素的影响，可能需要对其进行修复、维护或更换，而水下回拖则是一种常见的管道维修和回收方法。

很多油田平台间采用栈桥连接，铺管船锚缆无法穿越多个栈桥，且平台结构不允许系泊工程船，无法在RTP平台侧起始tie-in点位置就位，根据详设海管路由及平台位置，海管起始铺设的方式无法使用常规的大抓力锚，且使用重力锚作为DMA的安装风险性较大，经济投入较高。

公开号：CN113803526A的中国专利具体公开了一种用于海底管道水下回拖的导向装置，通过受力点连接于导管架桩腿，将回拖钢缆绕设于导向轮，铺管船回收回拖钢缆，使海管朝向导管架移动，能够解决锚系铺管船在平台结构复杂的油田区域进行海底管道起始铺设，由于锚位限制铺管船无法在起始点处就位的问题，和使用重力锚、吸力桩进行水下回拖相比，项目资源、费用投入少，施工效率高，作业风险降低。

针对上述问题，现有专利给出了解决方案，海底管道的安装会经过深水区与浅水区，而对浅水区域内的海底管道回拖时，该装置在对海底管道连接后，通过回拖钢缆将海底管道拉出过程中，由于在水下环境中，水流的力量会对绳索产生作用，使得绳索受到不稳定的水流动力影响，这会导致绳索产生一定的晃动，而晃动会使得对管道造成额外的应力和冲击，从而导致连接件的松动与管道的损坏，并且绳索晃动会使拖动过程变得不稳定，增加控制难度，进而导致安全性降低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于海底管道水下回拖的导向装置，可以实现避免绳索在对海底管道回拖过程中，由于水流的动力导致绳索产生晃动的情况，并可避免晃动导致连接件松动与管道损坏的情况，可有效的提高回拖的稳定性，进而提高安全性。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于海底管道水下回拖的导向装置，包括连接座，所述连接座的顶部固定连接有两组竖板，两组所述竖板之间转动安装有卷绕筒，一组所述竖板的一侧固定安装有电机，所述电机的输出轴与所述卷绕筒固定连接，所述卷绕筒上固定连接有绳索，所述连接座上开设有与所述绳索相适配的通口，所述绳索的底部固定连接有底板，

还包括：

缓冲机构，所述缓冲机构包括滑动安装在所述底板上的两组T形杆，两组所述T形杆与所述底板之间均固定安装有弹性弹簧，两组所述T形杆的相对侧均固定连接有支撑块，两组所述T形杆的底部固定连接有底座，所述底座的下方设置有管道本体，所述管道本体与所述底座之间固定连接有吊索，所述连接座的底部固定连接有两组固定管，两组所述固定管内均滑动安装有密封杆，两组所述密封杆均与所述底板固定连接。

进一步地，所述通口内均匀开设有滚珠槽，各组所述滚珠槽内均转动安装有滚珠，各组所述滚珠均与所述绳索相接触，各组所述滚珠的外侧均相接触有圆形刮板，各组所述圆形刮板均与所述通口的内壁固定连接，各组所述滚珠槽的内腔靠近相邻所述圆形刮板的一侧均固定安装有密封圈，各组所述密封圈均与相邻所述滚珠相接触。

进一步地，两组所述固定管的内腔顶端均开设有进气孔，两组所述进气孔均与外界相连通，所述连接座的顶部固定连接有圆形块，所述圆形块设置于所述绳索的外侧，两组所述固定管的内腔顶端均固定连接有排气管，两组所述排气管的另一端均贯穿所述固定管和所述连接座与所述圆形块固定连接，所述连接座内开设有两组空腔，两组所述空腔均与相邻所述排气管相连通，两组所述空腔的相背侧均设置有斜板，两组所述斜板均固定安装在相邻所述排气管的内腔壁上，所述连接座内开设有两组通槽，两组通槽的两端均与相邻所述空腔和所述密封圈的内腔相连通。

进一步地，两组所述空腔的内腔均固定连接有两组连接管，各组所述连接管的另一端均贯穿所述连接座和相邻所述圆形刮板，各组所述圆形刮板的底端均开设有漏孔。

进一步地，所述圆形块内开设有固定腔，两组所述排气管均与所述固定腔相连通，所述圆形块的内腔弧形壁上均匀开设有与所述固定腔相连通的排气槽。

进一步地，所述底板的下方设置有V形活动板，所述V形活动板上开设有与两组所述T形杆相适配的开槽。

进一步地，所述V形活动板的内壁上均匀固定连接有固定杆，所述底座的顶部开设有与所述固定杆相适配的活动槽。

进一步地，各组所述固定杆的外侧均设置有复位弹簧，各组所述复位弹簧的两端均固定安装在所述V形活动板和所述底座之间。

进一步地，两组所述进气孔和所述排气管的内腔均安装有单向阀。

进一步地，两组所述进气孔的顶端处均设置有与所述连接座固定连接的连接块。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本方案通过弹性弹簧可实现在拉拔过程中事先起到一个缓冲的作用，避免拉拔时产生的冲击力使得连接件之间产生损坏的情况，通过支撑块的设置，可实现在底板向上运动使得弹性弹簧被压缩最大程度前，底板会先与支撑块相接触，可防止在管道本体的重力下导致弹性弹簧被压缩损坏，可有效的提高弹性弹簧的使用寿命。

（2）本方案通过密封杆与固定管的支撑滑动配合，可实现在对管道本体回拖起到导向的作用，使得底板与绳索进行直线向上运动，可避免水流的动力使得绳索出现晃动的情况，并避免绳索晃动导致连接件的松动与管道的损坏的情况，从而可有效的提高回拖过程中的稳定性，进而提高安全性。

（3）本方案通过圆形刮板与密封圈的依次配合，可有效的防止海水进入滚珠槽内，可避免海水进入滚珠槽内长时间形成水垢，导致增大滚珠转动摩擦力的情况，可有效的提高滚珠的转动效果，从而提高对绳索的传动效率。

（4）本方案通过对密封圈的内腔进行供气，并在密封圈弹性作用力的配合下提高其自身弹性支撑力，使得密封圈持续保持与滚珠相接触状态，并提高密封性，可有效的防止海水进入滚珠槽内，从而可有效的提高密封圈对滚珠表面海水的刮除效果。

（5）本方案通过对圆形刮板内吹气将海水通过漏孔吹出，可提高圆形刮板内的疏通性，并避免出现海水积存的情况，同时圆形刮板内的气体也会通过圆形刮板与滚珠相接触的位置排出，可实现对滚珠的表面吹风，从而可有效的减小海水进入圆形刮板内的情况。

（6）本方案通过排气槽对绳索的表面吹气，可有效的提高绳索表面海水的清除效果，并避免海水残留在绳索的外壁上从而导致绳索卷绕在卷绕筒上时，长时间海水的残留对绳索造成腐蚀的情况，可有效的提高绳索的使用效果，进而可有效的提高绳索的使用寿命。

（7）本方案通过V形活动板倒V形的设置，可减小在水中向上运动的阻力，可实现减少拉动管道所需的能量，从而可降低能源消耗，进而可提高拉动的效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的图1中A部结构放大图；

图3为本发明的整体侧视图；

图4为本发明的整体剖视图；

图5为本发明的图4中B部结构放大图；

图6为本发明的图5中C部结构放大图；

图7为本发明的底座侧剖图。

图中标号说明：

1、连接座；2、竖板；3、卷绕筒；4、电机；5、绳索；6、底板；7、弹性弹簧；8、T形杆；9、底座；10、管道本体；11、吊索；12、固定管；13、密封杆；14、支撑块；15、进气孔；16、排气管；17、活动槽；18、通口；19、滚珠槽；20、滚珠；21、圆形刮板；22、密封圈；23、漏孔；24、空腔；25、斜板；26、连接管；27、通槽；28、圆形块；29、固定腔；30、排气槽；31、连接块；32、V形活动板；33、开槽；34、复位弹簧；35、固定杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，一种用于海底管道水下回拖的导向装置，包括连接座1，首先将连接座1固定安装在船只或者海上平台上，连接座1的顶部固定连接有两组竖板2，且两组竖板2之间转动安装有卷绕筒3，卷绕筒3上卷绕有绳索5，绳索5的底端固定有底板6，底座9通过两组T形杆8在底板6上滑动连接，T形杆8上的弹簧用于在对管道本体10回拖时进行缓冲，工作人员通过吊索11穿插底座9与管道本体10上的螺栓孔，将管道本体10与底座9连接，连接完成后，开启电机4，电机4的输出轴带动卷绕筒3转动，卷绕筒3转动对绳索5进行卷绕并通过绳索5拉动底板6向上运动，最开始由于管道本体10的重力下，绳索5会先拉动底板6向上运动并挤压弹性弹簧7，可实现在拉拔过程中事先起到一个缓冲的作用，避免拉拔时产生的冲击力使得连接件之间产生损坏的情况，通过两组T形杆8上固定连接支撑块14的设置，可实现在底板6向上运动使得弹性弹簧7被压缩最大程度前，底板6会先与支撑块14相接触，起到对弹性弹簧7进行保护的作用，可防止在管道本体10的重力下导致弹性弹簧7被压缩损坏，可有效的提高弹性弹簧7的使用寿命，当底板6接触到支撑块14时会通过T形杆8拉动底座9向上运动，此时可实现底座9通过吊索11拉动管道本体10向上运动回拖，通过固定管12和密封杆13的设置，在绳索5通过底板6拉动管道本体10向上运动过程中，底板6向上运动会带动密封杆13在固定管12的内腔向上滑动，可实现在对管道本体10的回拖过程中起到导向的作用，并且通过密封杆13与固定管12的支撑滑动配合，使得底板6与绳索5进行直线向上运动，可避免水流的动力使得绳索5出现晃动的情况，并避免绳索5晃动导致连接件的松动与管道的损坏的情况，从而可有效的提高回拖过程中的稳定性，进而提高安全性。

如图5和图6所示，连接座1内开设有与绳索5相适配的通口18，且通口18内开设有多组滚珠槽19，滚珠槽19内转动安装有与绳索5相接触的滚珠20，通过滚珠20的设置便于对绳索5运动过程中传动，可减小绳索5运动的摩擦力，并防止绳索5的表面受损，可有效的提高绳索5的使用寿命，绳索5从海中向上运动时，其表面会存在海水，绳索5表面的海水经过滚珠20时，海水会接触传递到滚珠20上，通过滚珠20外侧接触圆形刮板21的设置，圆形刮板21固定安装在通口18的内壁上，圆形刮板21会将滚珠20表面上的大水珠刮落，滚珠20的表面还会存在些许海水，滚珠20转动时会带动其表面海水转动并接触到密封圈22，密封圈22固定安装在滚珠槽19的外侧并与滚珠20相接触，密封圈22会将滚珠20表面残留的海水刮落至圆形刮板21内，通过圆形刮板21与密封圈22的依次配合，可有效的防止海水进入滚珠槽19内，可避免海水进入滚珠槽19内长时间形成水垢，导致增大滚珠20转动摩擦力的情况，可有效的提高滚珠20的转动效果，从而提高对绳索5的传动效率。

如图2、图5和图6所示，固定管12的内腔顶部开设有与外界相连通的进气孔15，固定管12的顶部固定连接有排气管16，进气孔15与排气管16内均安装有单向阀，通过单向阀的设置，进气孔15只能用于对固定管12进行吸气，进气孔15的顶端设置有与所述连接座1固定连接的连接块31，通过连接块31的设置，用于避免进气孔15的顶端与连接座1的顶部持平，防止连接座1顶部残留的水分进入进气孔15内，排气管16只能用于对固定管12进行排气，通过固定管12与密封杆13的配合，固定管12内腔处于密封状态，连接座1内开设有与排气管16相连通的空腔24，各组密封圈22均通过通槽27与空腔24内相连通，通过排气管16内斜板25的设置，斜板25与排气管16的连接处位于空腔24水平面的上方，且斜板25的斜面正对着空腔24的一端，在绳索5拉动底板6向上运动时，底板6带动密封杆13向上运动，会使得密封杆13挤压固定管12内腔的气体通过排气管16排出，气体在排气管16内经过斜板25时，会对气体进行导向，使得气体进入空腔24内并通过通槽27排入至密封圈22内，可实现对密封圈22的内腔进行持续供气，并在密封圈22弹性作用力的配合下提高其自身弹性支撑力，可防止密封圈22发生形变或出现变瘪的情况，使得密封圈22持续保持与滚珠20相接触状态，并提高密封性，可有效的防止海水进入滚珠槽19内，从而可有效的提高密封圈22对滚珠20表面海水的刮除效果；

圆形刮板21内通过连接管26与空腔24内腔相连通，密封圈22将滚珠20表面的海水刮除后会流落到圆形刮板21内，圆形刮板21的底部设置有漏孔23，漏孔23的作用是用于对圆形刮板21内的海水排出，排气管16内气体排入空腔24内时，并通过连接管26排入到圆形刮板21内，可便于将圆形刮板21内的海水通过漏孔23吹出，可提高圆形刮板21内的疏通性，并避免出现海水积存的情况，同时圆形刮板21内的气体也会通过圆形刮板21与滚珠20相接触的位置排出，可实现对滚珠20的表面吹风，从而可有效的减小海水进入圆形刮板21内的情况；

连接座1的顶部固定连接有圆形块28，圆形块28设置于绳索5的外侧，圆形块28内开设有固定腔29，固定腔29与排气管16的顶端相连通，圆形块28的弧形内壁上开设有与固定腔29相连通的排气槽30，在排气管16内的气体经过斜板25吹至空腔24内时，多余的气体会通过排气管16排入到固定腔29内，固定腔29内的气体会通过排气槽30排出，通过排气槽30为斜形设置，气体通过排气槽30排出时会直接吹至绳索5的表面，并将绳索5表面的海水向下吹动，并顺着绳索5的外壁向下流动，可有效的提高绳索5表面海水的清除效果，并避免海水残留在绳索5的外壁上从而导致绳索5卷绕在卷绕筒3上时，长时间海水的残留对绳索5造成腐蚀的情况，可有效的提高绳索5的使用效果，进而可有效的提高绳索5的使用寿命。

如图1、图3、图4和图7所示，V形活动板32设置在底板6的下方并置于管道本体10的外侧上处，V形活动板32上开设有与T形杆8相适配的开槽33，开槽33的设置是在V形活动板32的两侧壁运动时不会阻碍到T形杆8,V形活动板32的内壁上固定连接有固定杆35，底座9的顶部开设有与固定杆35相适配的活动槽17，固定杆35活动安装在活动槽17的内腔，V形活动板32与底座9之间固定安装有复位弹簧34，复位弹簧34用于对V形活动板32的弹性支撑，在T形杆8拉动底座9向上运动时，底座9通过固定杆35与复位弹簧34的配合带动V形活动板32向上运动，在V形活动板32向上运动过程中，水流的阻力会压动V形活动板32偏转，V形活动板32偏转会挤压复位弹簧34并使得固定杆35在活动槽17的内腔运动，通过复位弹簧34的设置可实现对V形活动板32进行缓冲，避免水流的阻力直接作用到V形活动板32上，可有效的提高V形活动板32的使用寿命，通过V形活动板32倒V形的设置，可减小在水中向上运动的阻力，可实现减少拉动管道所需的能量，从而可降低能源消耗，进而可提高拉动的效率。

使用方法：首先将连接座1固定安装在船只或者海上平台上，工作人员通过吊索11穿插底座9与管道本体10上的螺栓孔，将管道本体10与底座9连接，连接完成后，开启电机4，电机4的输出轴带动卷绕筒3转动，卷绕筒3转动对绳索5进行卷绕并通过绳索5拉动底板6向上运动，通过弹性弹簧7的设置实现回拖过程中的缓冲，通过V形活动板32可减小向上运动的阻力，密封杆13与固定管12的配合可实现对回拖进行导向并避免绳索5晃动，通过圆形刮板21与密封圈22的配合下可将滚珠20表面残留的海水刮除，并防止海水进入滚珠槽19内，提高滚珠20对绳索5的输送效果，底板6带动密封杆13向上运动会挤压固定管12内的气体通过排气管16排出，排气管16排气过程中会对密封圈22内供气提高密封性，并对圆形刮板21内排气将其内海水排出，同时通过排气槽30对绳索5的外壁进行吹气将残留的海水吹除。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于海底管道水下回拖的导向装置，包括连接座（1），所述连接座（1）的顶部固定连接有两组竖板（2），两组所述竖板（2）之间转动安装有卷绕筒（3），一组所述竖板（2）的一侧固定安装有电机（4），所述电机（4）的输出轴与所述卷绕筒（3）固定连接，所述卷绕筒（3）上固定连接有绳索（5），所述连接座（1）上开设有与所述绳索（5）相适配的通口（18），所述绳索（5）的底部固定连接有底板（6），

其特征在于：还包括：

缓冲机构，所述缓冲机构包括滑动安装在所述底板（6）上的两组T形杆（8），两组所述T形杆（8）与所述底板（6）之间均固定安装有弹性弹簧（7），两组所述T形杆（8）的相对侧均固定连接有支撑块（14），两组所述T形杆（8）的底部固定连接有底座（9），所述底座（9）的下方设置有管道本体（10），所述管道本体（10）与所述底座（9）之间固定连接有吊索（11），所述连接座（1）的底部固定连接有两组固定管（12），两组所述固定管（12）内均滑动安装有密封杆（13），两组所述密封杆（13）均与所述底板（6）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：所述通口（18）内均匀开设有滚珠槽（19），各组所述滚珠槽（19）内均转动安装有滚珠（20），各组所述滚珠（20）均与所述绳索（5）相接触，各组所述滚珠（20）的外侧均相接触有圆形刮板（21），各组所述圆形刮板（21）均与所述通口（18）的内壁固定连接，各组所述滚珠槽（19）的内腔靠近相邻所述圆形刮板（21）的一侧均固定安装有密封圈（22），各组所述密封圈（22）均与相邻所述滚珠（20）相接触。

3.根据权利要求2所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：两组所述固定管（12）的内腔顶端均开设有进气孔（15），两组所述进气孔（15）均与外界相连通，所述连接座（1）的顶部固定连接有圆形块（28），所述圆形块（28）设置于所述绳索（5）的外侧，两组所述固定管（12）的内腔顶端均固定连接有排气管（16），两组所述排气管（16）的另一端均贯穿所述固定管（12）和所述连接座（1）与所述圆形块（28）固定连接，所述连接座（1）内开设有两组空腔（24），两组所述空腔（24）均与相邻所述排气管（16）相连通，两组所述空腔（24）的相背侧均设置有斜板（25），两组所述斜板（25）均固定安装在相邻所述排气管（16）的内腔壁上，所述连接座（1）内开设有两组通槽（27），两组通槽（27）的两端均与相邻所述空腔（24）和所述密封圈（22）的内腔相连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：两组所述空腔（24）的内腔均固定连接有两组连接管（26），各组所述连接管（26）的另一端均贯穿所述连接座（1）和相邻所述圆形刮板（21），各组所述圆形刮板（21）的底端均开设有漏孔（23）。

5.根据权利要求3所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：所述圆形块（28）内开设有固定腔（29），两组所述排气管（16）均与所述固定腔（29）相连通，所述圆形块（28）的内腔弧形壁上均匀开设有与所述固定腔（29）相连通的排气槽（30）。

6.根据权利要求1所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：所述底板（6）的下方设置有V形活动板（32），所述V形活动板（32）上开设有与两组所述T形杆（8）相适配的开槽（33）。

7.根据权利要求6所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：所述V形活动板（32）的内壁上均匀固定连接有固定杆（35），所述底座（9）的顶部开设有与所述固定杆（35）相适配的活动槽（17）。

8.根据权利要求7所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：各组所述固定杆（35）的外侧均设置有复位弹簧（34），各组所述复位弹簧（34）的两端均固定安装在所述V形活动板（32）和所述底座（9）之间。

9.根据权利要求3所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：两组所述进气孔（15）和所述排气管（16）的内腔均安装有单向阀。

10.根据权利要求3所述的一种用于海底管道水下回拖的导向装置，其特征在于：两组所述进气孔（15）的顶端处均设置有与所述连接座（1）固定连接的连接块（31）。