CN1786544A - 一种水下管道干式维修作业舱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下管道干式维修作业舱，它包括有：一外框架，呈长方体状，其左右两端各设置有一机械手，左右两端的下部还各设置有一导向架；一内框架，其连接在所述外框架内；一舱体，其连接在所述内框架内，该舱体左右侧面的下部中央各设置有一倒“U”型开口，舱体底部为无底；所述舱体的顶部设置有一供给管连接口，舱体正面设置有一闸室；一对可以密封舱体底部和左右两侧的密封门，其对称设置在所述舱体内，且密封门的左右两侧对应设置有容置待修理管道的半圆形凹槽。本发明提供的水下管道干式维修作业舱，它可以在水下创造出一个完全干式的条件，使潜水员能在水下干式环境实施管道维修作业，提高作业效率和维修质量。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程领域，是一种水下管道干式维修作业舱。
背景技术
在海洋石油和天然气开发工程中，为了向陆地或储油系统输送油气，在海底铺设了大量海底管道，在外力或环境因素作用下，这些管道在使用过程中会出现变形、断裂和泄漏等损坏现象，如不及时维修会造成巨大的经济损失和环境破坏。因此，及时、有效和可靠地维修水下管道是一项重要工程。
与陆地管道不同，水下管道处在水环境中，这给水下管道维修带来特殊的困难。目前水下管道维修工艺大体分为机械法和焊接法，机械法包括用特制的抱箍、卡箍或套管等处理破坏管段，焊接法包括在割掉破坏的管段后再焊接新的短管。如果这些维修工艺在水中湿式环境实施，主要存在如下二方面不足：一是潜水员水下作业时体力和能力受到很大限制，作业效率低；二是水下湿式焊接的焊缝强度低，质量差。因此，如果在水下管道维修现场创造一个干式环境，使得这些维修作业能在干式环境下进行，将有效地克服上述不足。
目前，虽然国际上有少数海上石油工业发达的国家具有干式维修能力，但是，现有的干式舱系统存在明显的缺陷，该系统有两个分列的门式机械手提管架和一个只能形成干式环境的舱体组成，或者就是一个简单的舱体。其舱体没有姿态调整能力，需要ROV在一旁观察其与管道的相对位置，再依靠吊放设备进行有限的位置控制，而且只能在清水环境下使用。舱体也只能简单地上下移动，这对于千变万化的水下管道状态的实际情况显然缺少应对措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在混水情况下也能对管道进行准确就位，并形成一个干式环境进行施工操作的水下管道干式维修作业舱。
为实现上述目的，本发明采取技术方案：
一种水下管道干式维修作业舱，它包括有：一外框架，呈长方体状，其左右两端各设置有一机械手，左右两端的下部还各设置有一导向架；一内框架，其连接在所述外框架内；一舱体，其连接在所述内框架内，该舱体左右侧面的下部中央各设置有一倒“U”型开口，舱体底部为无底；所述舱体的顶部设置有一供给管连接口，舱体正面设置有一闸室；一对可以密封舱体底部和左右两侧的密封门，其对称设置在所述舱体内，且密封门的左右两侧对应设置有容置待修理管道的半圆形凹槽。
在实际操作中，所述内框架的左支撑杆和右支撑杆的两端各设置有一滑动块，所述外框架对应滑动块设置有滑轨，所述滑动块设置在所述滑轨中；外框架的内侧还设置有至少一左右位移驱动油缸，该左右位移驱动油缸的一端连接在外框架的内侧，另一端连接在所述左支撑杆或右支撑杆上。所述内框架的左支撑杆和右支撑杆上各设置有一滑轨，该滑轨上设置有一滑块，该滑块与舱体连接，在连接处，滑块上设置有一拨叉，舱体上设置有一垂向的滑轴，该滑轴位于拨叉的叉口中；所述内框架的左支撑杆和右支撑杆上还各设置有一前后位移驱动油缸，该前后位移驱动油缸的输出端连接在所述滑块上；所述内框架的前支撑杆与舱体之间设置有至少一上下位移驱动油缸，该上下位移驱动油缸的上端枢接在前支撑杆上，该上下位移驱动油缸的下端枢接在舱体下部；所述内框架的后支撑杆与舱体之间设置有至少一上下位移驱动油缸，该上下位移驱动油缸的上端枢接在后支撑杆上，该上下位移驱动油缸的下端枢接在舱体下部。
具体来讲，所述内框架的前支撑杆与舱体之间设置有两个上下位移驱动油缸，其分别设置在舱体的左右两侧；所述内框架的后支撑杆与舱体之间设置有一个上下位移驱动油缸，其设置在舱体中部。而所述外框架的内侧设置有两个左右位移驱动油缸，该左右位移驱动油缸的一端连接在外框架的内侧，另一端连接在右支撑杆上。
上述的水下管道干式维修作业舱中，所述闸室与舱体内部之间设置有一内平衡阀以及一内密封门；所述闸室与外部之间设置有一外平衡阀以及一外密封门。另外，所述外框架的下部设置有四根防滑桩；所述外框架的下部四角各设置有一撑脚。
本发明由于采取以上设计，其具有以下优点：1、本发明提供了一种水下管道干式维修作业舱，它可以在水下创造出一个完全干式的条件，使潜水员能在水下干式环境实施管道维修作业，提高作业效率和维修质量。2、本发明中，舱体、内框架、外框架结构和连接技术实现了舱体多自由度运动，便于舱体与管道的对中、固定和密封。3、本发明中舱体上的闸室设置，使潜水员能够在压力条件下方便地进出舱体内外的干湿环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视示意图
图3为图1的左视示意图
图4为本发明中舱体的主视示意图
图5为图4的俯视示意图
图6为图4的左视示意图
图7为本发明使用时的示意图
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种水下管道干式维修作业舱，它包括有：
一外框架1，呈长方体状，其左右两端各设置有一机械手11，左右两端的下部还各设置有一导向架12；
一内框架2，其连接在外框架1内；
一舱体3，其连接在内框架2内，该舱体3底部为无底，左右侧面的下部中央各设置有一倒“U”型开口31(搭配图6所示)，舱体3的顶部设置有一供给管连接口32，舱体正面设置有一闸室33；
一对可以密封舱体底部和左右两侧的密封门4，其对称设置在舱体3内，且密封门4的左右两侧对应设置有容置待修理管道的半圆形凹槽41(搭配图6所示)。
在本发明中，内框架2的左支撑杆21和右支撑杆22的两端各设置有一滑动块23，外框架1对应滑动块23设置有滑轨13，滑动块23设置在滑轨13中；外框架1的内侧还设置有至少一左右位移驱动油缸5，该左右位移驱动油缸5的一端连接在外框架1的内侧，另一端可以连接在左支撑杆21或右支撑杆22上，具体在本实施例中，外框架1的内侧设置有两个左右位移驱动油缸5，左右位移驱动油缸5的一端连接在外框架1的内侧，另一端连接在右支撑杆22上(如图2所示)。
另外，本发明的内框架2的左支撑杆21和右支撑杆22上各设置有一滑轨24，该滑轨24上设置有一滑块25，该滑块25与舱体3连接，在连接处，滑块25上设置有一拨叉251，舱体3上设置有一垂向的滑轴34，该滑轴34位于拨叉251的叉口中；内框架2的左支撑杆21和右支撑杆22上还各设置有一前后位移驱动油缸6，该前后位移驱动油缸6的输出端连接在滑块25上；内框架2的前支撑杆26与舱体3之间设置有至少一上下位移驱动油缸7，该上下位移驱动油缸7的上端枢接在前支撑杆26上，该上下位移驱动油缸7的下端枢接在舱体3下部；内框架2的后支撑杆27与舱体3之间也设置有至少一上下位移驱动油缸7，该上下位移驱动油缸7的上端枢接在后支撑杆27上，该上下位移驱动油缸7的下端枢接在舱体3下部。具体在本实施例中，内框架2的前支撑杆26与舱体3之间设置有两个上下位移驱动油缸7，其分别设置在舱体3的左右两侧；内框架2的后支撑杆27与舱体3之间设置有一个上下位移驱动油缸7，其设置在舱体3中部。
在本实施例中，闸室33与舱体3内部之间设置有一内平衡阀35以及一内密封门36；闸室33与外部之间设置有一外平衡阀37以及一外密封门38(搭配图4、图5所示)。
上述实施例中，外框架1的下部还设置有四根防滑桩14，分别设置在外框架下部的四角处(如图1所示)。此外，外框架1的下部四角还各设置有一撑脚15，在海底不平时可调节撑脚长短，以达到四脚完全着地。
本发明在使用时候的具体操作搭配图1～图7所示：
水下管道维修前，预先要经过基础开挖处理，将需要维修的管段暴露在海底或距海底有一定距离，水面工作母船在维修管段正上方，由于舱体3的顶部设置有供给管连接口32，通过供给管连接口32可以连接一供给脐带8，而供给脐带8的另一端则与水面工作母船连接。
通过声纳或水下电视引导将本发明吊放到维修管段上，并使管道嵌入外框架1二端的导向架12内。通过液压系统控制外框架底部的四个撑脚15或用机械手11提升管道9，使管道在导向架12内初步定位，然后由机械手11握住管道9使其与外框架1相对固定。再然后驱动防滑桩14插入海底，使外框架1相对海底固定，并控制左右位移驱动油缸5、前后位移驱动油缸6和上下位移驱动油缸7来调整舱体3，使管道9处在舱体3倒“U”型开口31内合适的位置。管道9处在舱体3倒“U”型开口31内合适的位置后，便可以控制关闭密封门4，密封门4的半圆形凹槽41将管道9容置于其中，并将其密封，而密封门4也密封了倒“U”型开口31及舱体3底部。
水面工作母船通过供给脐带8向舱体内输送压缩气体，使舱体内的水通过舱体下开口排出舱外，在舱体内形成干式环境。潜水员潜到已就位的水下干式舱结构的位置，打开闸室的外平衡阀，使闸室内的压力与外界海水压力平衡，打开闸室的外密封门，进入闸室，关闭闸室的外密封门和闸室的外平衡阀，打开闸室的内平衡阀，使闸室内的压力与舱体内的压力平衡，打开闸室的内密封门，潜水员进入舱体。潜水员进入舱体后，实施水下管道干式维修作业。作业结束后，潜水员可通过相反的程序出舱。
本发明具有实质性特点和显著进步，它提供了一种水下管道干式维修作业舱，使潜水员能在水下干式环境实施管道维修作业，提高作业效率和维修质量。其舱体、内框架、外框架结构和连接技术实现了舱体多自由度运动，便于舱体与管道的对中、固定和密封。舱体上的闸室，使潜水员能够在压力条件下方便地进出舱体内外的干湿环境。
Claims (10)
1、一种水下管道干式维修作业舱，其特征在于，它包括有：
一外框架，呈长方体状，其左右两端各设置有一机械手，左右两端的下部还各设置有一导向架；
一内框架，其连接在所述外框架内；
一舱体，其连接在所述内框架内，该舱体左右侧面的下部中央各设置有一倒“U”型开口，舱体底部为无底；所述舱体的顶部设置有一供给管连接口，舱体正面设置有一闸室；
一对可以密封舱体底部和左右两侧的密封门，其对称设置在所述舱体内，且密封门的左右两侧对应设置有容置待修理管道的半圆形凹槽。
2、根据权利要求1所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述内框架的左支撑杆和右支撑杆的两端各设置有一滑动块，所述外框架对应滑动块设置有滑轨，所述滑动块设置在所述滑轨中；外框架的内侧还设置有至少一左右位移驱动油缸，该左右位移驱动油缸的一端连接在外框架的内侧，另一端连接在所述左支撑杆或右支撑杆上。
3、根据权利要求2所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述内框架的左支撑杆和右支撑杆上各设置有一滑轨，该滑轨上设置有一滑块，该滑块与舱体连接，在连接处，滑块上设置有一拨叉，舱体上设置有一垂向的滑轴，该滑轴位于拨叉的叉口中；所述内框架的左支撑杆和右支撑杆上还各设置有一前后位移驱动油缸，该前后位移驱动油缸的输出端连接在所述滑块上；所述内框架的前支撑杆与舱体之间设置有至少一上下位移驱动油缸，该上下位移驱动油缸的上端枢接在前支撑杆上，该上下位移驱动油缸的下端枢接在舱体下部；所述内框架的后支撑杆与舱体之间设置有至少一上下位移驱动油缸，该上下位移驱动油缸的上端枢接在后支撑杆上，该上下位移驱动油缸的下端枢接在舱体下部。
4、根据权利要求3所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述内框架的前支撑杆与舱体之间设置有两个上下位移驱动油缸，其分别设置在舱体的左右两侧；所述内框架的后支撑杆与舱体之间设置有一个上下位移驱动油缸，其设置在舱体中部。
5、根据权利要求2所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述外框架的内侧设置有两个左右位移驱动油缸，该左右位移驱动油缸的一端连接在外框架的内侧，另一端连接在右支撑杆上。
6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述闸室与舱体内部之间设置有一内平衡阀以及一内密封门；所述闸室与外部之间设置有一外平衡阀以及一外密封门。
7、根据权利要求1或2或3或4或5所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述外框架的下部设置有四根防滑桩。
8、根据权利要求6所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述外框架的下部设置有四个防滑桩。
9、根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述外框架的下部四角各设置有一撑脚。
10、根据权利要求6所述的水下管道干式维修作业舱，其特征在于：所述外框架的下部四角各设置有一撑脚。
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Granted publication date: 20080123 |