CN211312605U - 一种超大管径超长hdpe管道海上拖运的牵引装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，包括牵引环、头部牵引基座、连接梁系和管道抱箍，头部牵引基座设于HDPE管道管口前端，牵引环固定在头部牵引基座上，连接梁系包括两根上横梁和两根下横梁，管道抱箍包括上半圆弧分体和下半圆弧分体，上半圆弧分体和下半圆弧分体抱紧在HDPE管道上，并通过抱箍螺栓锁紧，两根上横梁并排间隔设置，且上横梁一端与头部牵引基座固定连接，另一端与上半圆弧分体固定连接，两根下横梁并排间隔设置，且下横梁一端与头部牵引基座固定连接，另一端与下半圆弧分体固定连接。本实用新型具有整体受力好、不会造成管道端口处的法兰接口断裂损坏的问题的优点。

Description

一种超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置

技术领域

本实用新型涉及属于海上HDPE管道运输和下沉的保护装置技术领域，尤其涉及一种超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置。

背景技术

海上某火电项目循环水系统需铺设3根DN2500mm的超大、超长HDPE管道，该管道单根设计长度1110米。工厂制造完成后分成6根运输，单根长度555米，经过半年的海洋运输，总航程27000多公里。抵达项目所在地的港口。这6根大口径、超长HPDE管道运到港口后，先存放在港口附近的河道内，在完成管道配重安装后，每两根管道对接成一根1110米长的管道，再运往项目施工现场，进行海底沉放埋管施工。

HDPE管从生产场地挪威运送至施工现场，采用的是传统的拖曳工具及方法，即在管道两端处的法兰口上安装封堵板，使管道密封浮于水面，此时单根555米长度的HDPE管道重量为390吨，并在封闷板上设置临时牵引环，使用拖轮作为拖曳动力运输管道。当管道对接成后长度达到1110米，加上辅助下沉固定管道的混凝土配重块，单根长度1110米的管道重量增至3856吨。管道存放地点距离管道沉放的施工现场有47公里的水面距离，中间还要横穿各种大河的入海口，转场风险暴增。因管道重量和长度的急剧变化，已经超出原设计使用适用范围。若使用原工具，则可能出现管道端口处的法兰接口断裂损坏，甚至出现海水从断裂处涌入管道内，给项目造成不可估量的损失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种整体受力好、不会造成管道端口处的法兰接口断裂损坏的问题的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，包括牵引环、头部牵引基座、连接梁系和管道抱箍，所述头部牵引基座设于HDPE管道管口前端，所述牵引环固定在头部牵引基座上，所述连接梁系包括两根上横梁和两根下横梁，所述第一管道抱箍包括上半圆弧分体和下半圆弧分体，所述上半圆弧分体和下半圆弧分体抱紧在HDPE管道上，并通过抱箍螺栓锁紧，所述两根上横梁并排间隔设置，且上横梁一端与头部牵引基座固定连接，另一端与上半圆弧分体固定连接，所述两根下横梁并排间隔设置，且下横梁一端与头部牵引基座固定连接，另一端与下半圆弧分体固定连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述牵引装置还包括第二管道抱箍，所述第二管道抱箍与第一管道抱箍相邻，且第一管道抱箍设于第二管道抱箍与头部牵引基座之间，所述第二管道抱箍包括上半圆弧分体和下半圆弧分体，所述上横梁延伸至与第二管道抱箍的上半圆弧分体固定连接，所述下横梁延伸至与第二管道抱箍的下半圆弧分体固定连接。

所述上横梁分成前段、中段和后段，所述后段与第二管道抱箍的上半圆弧分体固定连接，所述中段与第一管道抱箍的上半圆弧分体固定连接，所述前段与头部牵引基座固定连接；所述下横梁分成前段、中段和后段，所述后段与第二管道抱箍的下半圆弧分体固定连接，所述中段与第一管道抱箍的下半圆弧分体固定连接，所述前段与头部牵引基座固定连接。

所述上横梁的前段、中段和后段两两之间分别通过连接螺杆固定连接，所述下横梁的前段、中段和后段两两之间通过连接螺杆连接。

所述上横梁的前段、下横梁的前段与头部牵引基座之间通过连接螺杆连接。

所述连接螺杆为高强度螺杆。

所述上横梁的中段、后段与各上半圆弧分体之间设有加强筋板；所述下横梁的中段、后段与各下半圆弧分体之间设有加强筋板。

所述头部牵引基座包括两根立梁和固定于两根立梁中部的中梁，所述牵引环固定在所述中梁上。

所述上横梁和下横梁均为结构型钢。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，头部牵引基座与牵引环作为一个整体承受HDPE管道5浮运时所产生的牵引力，管道抱箍管道紧紧抱住，增加牵引装置与管道的接触受力面积，牵引环和头部牵引基座受力，转化为管道抱箍的夹持力带动HDPE管道前进，该牵引装置整体受力好，管道夹持力足，不会造成管道端口处的法兰接口断裂损坏的问题，具有结构简单、紧凑，使用方便，并能在管道拖运沉放过程中有效保护管道且保证沉管质量等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中的A向视图。

图3是图1中B-B视图。

图4是本实用新型中上圆弧分体的结构示意图。

图5是本实用新型中加强筋板与上横梁的之间连接结构示意图。

图6是本实用新型加强筋板的结构示意图。

图中各标号表示：

1、牵引环；2、头部牵引基座；21、两根立梁；22、中梁；3、连接梁系；31、上横梁；32、下横梁；401、上半圆弧分体；402、下半圆弧分体；41、第一管道抱箍；42、第二管道抱箍；43、抱箍螺栓；5、HDPE管道；6、连接螺杆；7、加强筋板；8、封堵板。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图6所示，本实施例的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，包括牵引环1、头部牵引基座2、连接梁系3和管道抱箍41、42，头部牵引基座2设于HDPE管道5管口前端，牵引环1固定在头部牵引基座2上，连接梁系3包括两根上横梁31和两根下横梁32，管道抱箍41、42包括上半圆弧分体401和下半圆弧分体402，上半圆弧分体401和下半圆弧分体402抱紧在HDPE管道5上，并通过抱箍螺栓43锁紧，两根上横梁31并排间隔设置，且上横梁31一端与头部牵引基座2固定连接，另一端与上半圆弧分体401固定连接，两根下横梁32并排间隔设置，且下横梁32一端与头部牵引基座2固定连接，另一端与下半圆弧分体402固定连接。

HDPE管道5拖运端的端口通过封堵板8密封，两根上横梁31水平设置，两根下横梁32水平设置，各上横梁31和各下横梁32与头部牵引基座2连接形成方形框架结构，第一管道抱箍41抱紧在HDPE管道5上，位于封堵板8的后侧，第一管道抱箍41的上半圆弧分体401与两个上横梁31固定成一体，第一管道抱箍41的下半圆弧分体402与两个下横梁32固定成一体。拖轮通过牵引绳索所产生的拉力作用在牵引环1上，通过牵引装置拉动整根HDPE管道5的前行。

头部牵引基座2与牵引环1作为一个整体承受HDPE管道5浮运时所产生的牵引力，第一管道抱箍41管道紧紧抱住，增加牵引装置与管道的接触受力面积，牵引环1和头部牵引基座2受力，转化为第一管道抱箍41的夹持力带动HDPE管道5前进，该牵引装置整体受力好，管道夹持力足，不会造成管道端口处的法兰接口断裂损坏的问题，具有结构简单、紧凑，使用方便，并能在管道拖运沉放过程中有效保护管道且保证沉管质量等优点。

本实施例中，牵引装置还包括第二管道抱箍42，第二管道抱箍42与第一管道抱箍41相邻，且第一管道抱箍41设于第二管道抱箍42与头部牵引基座2之间，第二管道抱箍42包括上半圆弧分体401和下半圆弧分体402，上横梁31延伸至与第二管道抱箍42的上半圆弧分体401固定连接，下横梁32延伸至与第二管道抱箍42的下半圆弧分体402固定连接。第二管道抱箍42的设置相当于对整个牵引装置的管道抱箍段进行了加强与加长，两组管道抱箍将HDPE管道5紧紧抱住，增加牵引装置与管道的接触受力面积，在防止管道端部受力变形的同时，增加了拖运装置对管道的握裹力。

本实施例中，上横梁31分成前段、中段和后段，为了便于描述，将前段、中段和后段分别命名为31a、31b和31c，31a、31b和31c是相互独立的，后段31c与第二管道抱箍42的上半圆弧分体401固定连接，中段31b与第一管道抱箍41的上半圆弧分体401固定连接，前段31a与头部牵引基座2固定连接。同理，下横梁32分成前段、中段和后段，为了便于描述，将前段、中段和后段分别命名为32a、32b和32c，32a、32b和32c是相互独立的，后段32c与第二管道抱箍42的下半圆弧分体402固定连接，中段32b与第一管道抱箍41的下半圆弧分体402固定连接，前段32a与头部牵引基座2固定连接。

其中，上横梁31的前段31a、中段31b和后段31c两两之间分别通过连接螺杆6固定连接，下横梁32的前段32a、中段32b和后段32c两两之间通过连接螺杆6连接。将上横梁31和下横梁32进行分段，便于拆装，同时也是为了便于与各抱箍的连接以及方便抱箍的安装。

本实施例中，上横梁31的前段、下横梁32的前段与头部牵引基座2之间通过连接螺杆6连接。所有连接螺杆6均采用高强度螺杆，方便了装置的转运、现场安装及拆除，既能有效地缓解牵引装置的受力问题，也方便于后期潜水员的水下拆除，方便二次回收利用。

本实施例中，上横梁31的中段31b、后段31c与各上半圆弧分体401之间设有加强筋板7；下横梁32的中段32b、后段32c与各下半圆弧分体402之间设有加强筋板7。加强筋板7不仅将上横梁31、下横梁32与各管道抱箍连接在一起，还能起到对管道抱箍定型的作用，有效地防止了因外力过大而导致牵引装置变形的现象发生。加强筋板7是连接上横梁31与管道抱箍的重要结构，尺寸精准性要求很高，加密焊接处理。

本实施例中，上横梁31和下横梁32均为结构型钢。上横梁31和下横梁32作为后端各管道抱箍的主体结构，必须保证其水平方向的垂直度，以确保管道抱箍的尺寸与平整度。头部牵引基座2包括两根立梁21和固定于两根立梁21中部的中梁22，牵引环1固定在中梁22上。头部牵引基座2是连接牵引环1与管道的最重要的部分，所以材料相比较与结构型钢的规格尺寸要更大，并加强焊接密度。

工作原理：

该牵引装置安装时可分为四个组成部分，便于操作，该新型牵引装置除去工厂加工时的焊接外，现场组装全部使用连接螺杆6连接。

(1)安装前，第一管道抱箍41、第二管道抱箍42、上横梁31和下横梁32已经在工厂内通过加强筋板7焊接成半圆形的整体，只需用小型起吊设备(临时设置的小扒杆)将第一管道抱箍41、第二管道抱箍42吊至指定位置，人工拧紧连接管道抱箍上圆弧分体401和下圆弧分体402的抱箍螺栓43；

(2)安装时，先将第二管道抱箍42吊至指定位置，抱在HDPE管道5上，人工拧紧连接管道抱箍上圆弧分体401和下圆弧分体402的抱箍螺栓43。尾部的第二管道抱箍42安装完成之后，即可安前端的第一管道抱箍41，安装方法与步骤一相同，但第一管道抱箍41安装时不需要将两边的抱箍螺栓43拧紧，待将该组抱箍定位于HDPE管道5上后，安装紧固前后两组管道抱箍之间的连接螺杆6(连接上横梁31的后段31c和中段31b，以及下横梁32的后段32c和中段32b)，连接螺杆6紧固完成之后，再人工拧紧管道抱箍两侧的抱箍螺栓43；

(3)将上横梁31的前段31a用连接螺杆6与中段31b连接在一起并紧固，同理，将下横梁32的前段32a用连接螺杆6与中段32b连接在一起并紧固，此步骤中的前段31a、前段32a为四根独立的型钢，所以安装更加简洁方便；

(4)使用长条的连接螺杆6将头部牵引基座2与已经连成整体的后半部分装置(前段31a和前段32a)紧密结合在一起，接着使用气动工具将整个装置上的所有连接螺栓再次拧紧加固，并由检查人员最终检查确保无误后，装置方可投入使用；

(5)牵引环1上安装相当吨位的卸扣，拖轮尾部的牵引绳扣在卸扣上，启动拖轮作为动力，拖轮行驶，开始HDPE管道5拖运。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：包括牵引环(1)、头部牵引基座(2)、连接梁系(3)和第一管道抱箍(41)，所述头部牵引基座(2)设于HDPE管道(5)管口前端，所述牵引环(1)固定在头部牵引基座(2)上，所述连接梁系(3)包括两根上横梁(31)和两根下横梁(32)，所述第一管道抱箍(41)包括上半圆弧分体(401)和下半圆弧分体(402)，所述上半圆弧分体(401)和下半圆弧分体(402)抱紧在HDPE管道(5)上，并通过抱箍螺栓(43)锁紧，所述两根上横梁(31)并排间隔设置，且上横梁(31)一端与头部牵引基座(2)固定连接，另一端与上半圆弧分体(401)固定连接，所述两根下横梁(32)并排间隔设置，且下横梁(32)一端与头部牵引基座(2)固定连接，另一端与下半圆弧分体(402)固定连接。

2.根据权利要求1所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述牵引装置还包括第二管道抱箍(42)，所述第二管道抱箍(42)与第一管道抱箍(41)相邻，且第一管道抱箍(41)设于第二管道抱箍(42)与头部牵引基座(2)之间，所述第二管道抱箍(42)包括上半圆弧分体(401)和下半圆弧分体(402)，所述上横梁(31)延伸至与第二管道抱箍(42)的上半圆弧分体(401)固定连接，所述下横梁(32)延伸至与第二管道抱箍(42)的下半圆弧分体(402)固定连接。

3.根据权利要求2所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述上横梁(31)分成前段、中段和后段，所述后段与第二管道抱箍(42)的上半圆弧分体(401)固定连接，所述中段与第一管道抱箍(41)的上半圆弧分体(401)固定连接，所述前段与头部牵引基座(2)固定连接；所述下横梁(32)分成前段、中段和后段，所述后段与第二管道抱箍(42)的下半圆弧分体(402)固定连接，所述中段与第一管道抱箍(41)的下半圆弧分体(402)固定连接，所述前段与头部牵引基座(2)固定连接。

4.根据权利要求3所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述上横梁(31)的前段、中段和后段两两之间分别通过连接螺杆(6)固定连接，所述下横梁(32)的前段、中段和后段两两之间通过连接螺杆(6)连接。

5.根据权利要求4所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述上横梁(31)的前段、下横梁(32)的前段与头部牵引基座(2)之间通过连接螺杆(6)连接。

6.根据权利要求5所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述连接螺杆(6)为高强度螺杆。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述上横梁(31)的中段、后段与各上半圆弧分体(401)之间设有加强筋板(7)；所述下横梁(32)的中段、后段与各下半圆弧分体(402)之间设有加强筋板(7)。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述头部牵引基座(2)包括两根立梁(21)和固定于两根立梁(21)中部的中梁(22)，所述牵引环(1)固定在所述中梁(22)上。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的超大管径超长HDPE管道海上拖运的牵引装置，其特征在于：所述上横梁(31)和下横梁(32)均为结构型钢。

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