CN201844115U

CN201844115U - 深水s型托管架的托辊

Info

Publication number: CN201844115U
Application number: CN2010205908388U
Authority: CN
Inventors: 李志刚; 侯英昱; 李欣; 周雷; 张向峰; 何宁; 岳前进; 颜昌德; 宋学舟; 王凤云; 孙贞; 唐琰林; 李记忠
Original assignee: Dalian University of Technology; China National Offshore Oil Corp CNOOC; Offshore Oil Engineering Co Ltd
Current assignee: Dalian University of Technology; China National Offshore Oil Corp CNOOC; Offshore Oil Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-10-29

Abstract

一种深水S型托管架的托辊，包括：一支撑管套及一托辊箱连接轴，支撑管套套装在托辊箱连接轴的外部；该托辊箱连接轴底部安装有缓冲弹簧，缓冲弹簧下部依次与缓冲介质及压力测量装置串联；该支撑管套上设有数个开槽及可调节的槽孔，数个高度固定螺栓通过数个可调节的槽孔，与托辊箱连接轴连接。本实用新型各个部件之间可以相互活动，可以对载荷作用力的大小自动进行调节；同时，其压力测量装置可以记录下其中数据的变化，达到托辊荷载的即时测量；使托辊荷载达到基本一致，从而减少铺管作业的应力集中状况。

Description

深水S型托管架的托辊

技术领域

本实用新型涉及托辊，尤其涉及一种深水S型托管架的托辊，属于海洋石油工程领域。

背景技术

托管架是管道S型铺设方式的重要装备，在管道铺设过程中起到提供足够大曲率、支撑管道及光滑过渡管道等作用，是保证管道安全铺设的直接因素。而托辊作为托管架和管道的接触部分则显的非常重要。

如图1所示，现有的托辊包括：支撑管套1、托辊高度固定螺栓2、托辊箱连接轴3，支撑管套1采用轴套连接方式套装在托辊箱连接轴3的外部。安装时，托辊箱连接轴3与托管架架体进行固接，而支撑管套1与托辊箱连接，同时，支撑管套1通过托辊高度固定螺栓2实现托管架桁架结构与托辊箱的连接。

当托管架承受载荷的时候，管道的作用力作用在托辊箱上，然后，由托辊箱直接传递到支撑管套上，由于两者固接，支撑管套通过托辊高度固定螺栓将托辊上的力直接传递到托辊箱连接轴上，从而达到向托管架桁架的力的传播。

现有的托辊存在以下问题：

(1)托辊载荷难以控制，在船体运动的情况下常常引起托辊荷载的强烈变化。当船体运动引起局部托辊过高时就会在托辊处对管道产生较大局部应力，而当船体运动引起部分位置管道脱离托辊时，将引起管道的撞击和其他托辊处应力的增大。

(2)托辊载荷难以测量，由于托辊固定在托管架上，托辊结构又很复杂，因此，在不同铺设工况下的托辊荷载一直很难监测。也就无法给出实际铺设工况下托辊荷载的变化规律。

(3)托辊高度调节困难，托辊高度是在铺设之前确定完成的，由多个高度固定螺栓固定，一旦确定了高度再调节就需要花费很多的时间，而且，在实际铺设过程中托辊高度是不变的，也就是无法进行瞬调。

(4)由于托辊箱与托管架是刚性连接，当发生船体运动时托管架与托辊箱接触位置就会产生较大的冲击载荷，而长期的冲击载荷可能对结构产生破坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水S型托管架的托辊，其各个部件之间可以相互活动，可以对载荷作用力的大小自动进行调节；同时，其压力测量装置可以记录下其中数据的变化，达到托辊荷载的即时测量和控制；使托辊荷载达到基本一致，从而减少铺管作业的应力集中状况。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种深水S型托管架的托辊，包括：一支撑管套及一托辊箱连接轴，支撑管套套装在托辊箱连接轴的外部；其特征在于：该托辊箱连接轴底部依次安装有缓冲弹簧、缓冲介质及压力测量装置；该支撑管套上设有数个开槽及可调节的槽孔，数个高度固定螺栓通过数个可调节的槽孔与托辊箱连接轴连接。

所述压力测量装置为压力传感器，该压力传感器经载荷信号记录器与显示器相连。

所述缓冲介质为弹性橡胶材料。

所述托辊箱连接轴上连接有数个与支撑管套上数个开槽相对应的连接板。

本实用新型的有益效果：

1)当托辊高度过高的时候，也正是将要产生较大的集中应力的时候，托辊的高度会自动的降低，同时，托辊荷载也相应的降低。

2)当管道脱离托辊的时候，托辊高度会相应的上升，使得托辊可以分担其他托辊的部分受力。

3)通过串联在托辊箱支撑结构的传感器，达到托辊荷载的即时测量。

4)实现托辊高度调节的“自动化”、“智能化”和测量的“有效化”使托辊荷载达到基本一致，而减少铺管作业的应力集中状况。

附图说明：

图1为现有托辊结构示意图。

图2为本实用新型结构正视示意图。

图3为本实用新型结构左视示意图。

图4为本实用新型结构上视示意图。

图5为本实用新型与托管架桁架结构及托辊箱连接侧视示意图。

图6为本实用新型与托管架桁架结构及托辊箱连接上视示意图。

图中主要标号说明：

1支撑管套、2螺栓、3托辊箱连接轴、4槽孔、5缓冲弹簧、6缓冲介质、7压力测量装置、8托辊箱、9托管架桁架结构。

具体实施方式

如图2、图3、图4所示，本实用新型包括：支撑管套1、高度固定螺栓2、托辊箱连接轴3、槽孔4、缓冲弹簧5、缓冲介质6及压力测量装置7，支撑管套1套装在托辊箱连接轴3的外部，托辊支撑管套1上设有两个开槽；托辊箱连接轴3上连接有两个与支撑管套1上两个开槽相对应的连接板；托辊箱连接轴3的底部紧密连接有缓冲弹簧5、缓冲介质6及压力测量装置7；支撑管套1上设有数个可调节的长形槽孔4，数个高度固定螺栓2通过数个可调节的长形槽孔4与托辊箱连接轴3连接。

压力测量装置7为压力传感器，该压力传感器经载荷信号记录器与显示器相连。

缓冲介质为弹性橡胶材料，或者其他类型的弹性固体材料，这种固体比较容易发生变形，在载荷撤销后，材料能恢复原型。

如图5，图6所示，安装时，托辊安装位置位于托管架桁架结构上，8个到15个不等，托辊支撑管套1与托管架架体进行固接，而设在内部的托辊箱连接轴3通过两个开槽与托辊箱连接，同时，托辊箱连接轴3通过托辊高度固定螺栓2实现托管架桁架结构与托辊箱非固定式接触连接。

载荷施加的时候，管道作用力作用在托辊箱上，托辊箱得受力直接传递到托辊箱连接轴3上，由于两者为固接，托辊箱连接轴3通过接触的方式将力传递到缓冲弹簧5、缓冲介质6上，然后，再通过缓冲弹簧5、缓冲介质6与压力测量装置7的串联将受力传递到压力测量装置7上，而压力测量装置7是一个压力传感器，压力也就测量出来了结果，从而达到向托管架架体的力的传播。

具体的控制方式为：

当托辊高度过高的时候，也正是将要产生较大的集中应力的时候，由于下面的缓冲介质6、缓冲弹簧5是可以压缩且产生变形的装置，因此，当其受到作用力的时候会产生变形。当缓冲介质6、缓冲弹簧5受到管道的压力时，将作用力传递给托辊箱，托辊箱传递给托辊箱连接轴3，托辊箱连接轴3再传递给缓冲介质6及缓冲弹簧5，缓冲介质6、缓冲弹簧5就会产生相应的变形，这种变形所产生的位移直接作用到托辊箱连接轴3上，引起托辊箱连接轴3向下的位移，由于托辊箱连接轴3与托辊箱进行固接，这样，就引起托辊箱的位移，而这种位移产生的结果就是托辊箱位置的下降。

同样道理，当管道脱离托辊的时候，管道就不会给托辊箱任何作用力，托辊箱也就不会给托辊箱连接轴3任何作用力，托辊箱连接轴3也就不会给缓冲介质6、缓冲弹簧5任何作用力，缓冲介质6、缓冲弹簧5就会恢复到由于没有压力作用将回复到原始长度。在恢复过程中引起缓冲介质6、缓冲弹簧5长度的变长，而缓冲介质6、缓冲弹簧5与托辊箱连接轴3为串联连接，也就引起托辊箱连接轴3向上的位移，而托辊箱连接轴3又与托辊箱固接，也就引起托辊箱向上的位移，托辊箱位置向上就会与管道发生接触，从而实现力的传递。

压力传感器、载荷信号记录器、显示器为市售产品。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种深水S型托管架的托辊，包括：一支撑管套及一托辊箱连接轴，支撑管套套装在托辊箱连接轴的外部；其特征在于：该托辊箱连接轴底部依次安装有缓冲弹簧、缓冲介质及压力测量装置；该支撑管套上设有数个开槽及可调节的槽孔，数个高度固定螺栓通过数个可调节的槽孔与托辊箱连接轴连接。

2.根据权利要求1所述的深水S型托管架的托辊，其特征在于：所述压力测量装置为压力传感器，该压力传感器经载荷信号记录器与显示器相连。

3.根据权利要求1所述的深水S型托管架的托辊，其特征在于：所述缓冲介质为弹性橡胶材料。

4.根据权利要求1所述的深水S型托管架的托辊，其特征在于：所述托辊箱连接轴上连接有数个与支撑管套上数个开槽相对应的连接板。