CN216272381U - 将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备和系统，解决现有技术存在的效率低、穿线难度大等问题，采用的技术方案为穿线设备包括基座，可拆卸设置在基座上的成对设置的电动机，每一台电动机上均设置一线缆夹持输动轮，两所述线缆夹持输动轮相对设置，电动机上设置无线开关，所述无线开关用于接收控制信号。多个穿线设备与多对滑轮、导引头等组成系统。其效果：每个穿线设备可以在电缆线移动的条件下，能够从管道上拆下来，用专用的背负组件人工携行，然后再在前方安装到管道上等待电缆线的到来，形成多个穿线设备沿着管道多点布置并用接力的方式穿线的方式，达到高效、可行的穿线目的。

Description

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备和系统

技术领域

本实用新型属于一种电缆线穿入细管的领域，特别地涉及一种将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备和系统。

背景技术

内陆地区的油田远离港口或者是炼油厂，采用管道输送的方法，将油田的原油输送到港口或者炼油厂。由于距离远，原油在流动过程中，温度会降低，原油粘稠度升高，导致原油流动性降低，需要提高原油的温度。通常是采用电加热输油管道。在输油管道的外圆弧面布置发热电缆线，通电加热，同时需要给管道、发热电缆线和附着在管道上的细管保温。发热电缆线穿进细管里，细管紧贴输油管道，最外层是保温层包裹。

上述的这种带有厚的保温层的管道铺设方法之一是，在工厂分段加工输油管道；每一段输油管道上附着用于穿入发热电缆线的细管，然后在工厂内通过发泡工艺生成保温层。再将每一段带有细管和保温层的管道运输到现场进行焊接安装成长距离的连续的输油管道。每一段管道两端留出200-300毫米的裸露输油管道，给现场焊接管道和电缆线穿入细管留出操作空间。输油管焊接完成后，输油管道是连续的，但是保温层和穿发热电缆线的细管是间断的。间断的长度通常是上述200-300毫米裸露长度的2倍，即裸露的长度为400-600毫米。

发热电缆线通常是单根线穿入到附着在输油管道上的细管中。在三相交流供电系统中，发热电缆线通常是三根线，而且附着在输油管道上的三根细管是分开布置在输油管道外圆弧表面的。

传统穿发热电缆线进入细管的方法是人工完成。施工方法是：每间隔一段距离，将人员配置在400-600毫米的保温层和细管的间断处。通过口令指挥沿着管线配备的所有人员同时用力推或拉电缆线。或者是先将钢丝绳牵引线通过人工方法穿进细管中，再将钢丝绳与电缆线连接在一起，用类似于卷扬机的穿线机将牵引线拉回，完成电缆线的施工。随着发热电缆线的连续无接头长度的加长，如1千米以上，人工穿电缆线变得困难(人员需要的多，线路长不便于指挥，施工成本高，效率低)。采用卷扬机牵引的方法，当无接头连续的发热电缆线很长，管道的弯曲处多的情况下甚至不可能牵引成功。因为1千米以上的电缆线与细管内壁的摩擦力之大，使得电缆线上的单位面积的受力已经远远超过GB 50168-2018规定的牵引线对电缆线单位面积所受拉力的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备和系统，本实用新型涉及的穿线设备和系统与常见的用于穿设电力电缆线、光纤和通信线路的设备、施工方法及技术不相同，本实用新型涉及的设备和系统能够将连续不间断的加热电缆线方便的穿入细管，较人工穿设方式大大提高了效率，又能够避免与细管产生巨大的摩擦力，能够方便的穿入细管。

本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于所述设备为穿线设备，所述穿线设备至少为一组，每组所述穿线设备包括基座，可拆卸设置在基座上的成对设置的电动机，每一台所述电动机上均设置一线缆夹持输动轮，两所述线缆夹持输动轮相对设置，用于夹持线缆并输送线缆，所述电动机上设置无线开关，所述无线开关用于接收控制信号，用于控制电动机启动或停止。

本实用新型解决问题的思路是：用机器(穿线设备)代替人，利用管线上400-600毫米的操作空间，每间隔一段，放置一台穿线设备，再利用开关量的无线传输控制器将信号发送给无线开关，用于控制电动机启动或停止，使得被电加热管道沿线的多台穿线设备能够同时启动同时停止。将传统穿线机施工中电缆线的端头的一点受力分散到多个点，从而保证电缆线在施工过程中不受损坏，并且可以同时穿多根电缆线(每跟电缆线配合多台穿线设备，能够同时工作，大为提高工作效率)。由于在细管中能够推动电缆线的长度远小于能够拉动电缆线的长度，所以还需要采用多个穿线设备的交替移动接力的方式完成穿线。

本实用新型所述的穿线系统是由多台穿线设备组成，每一细管配合多台穿线设备，在现场快速组合安装而成。在电缆线未到达当前的穿线设备之前，将穿线设备安装在被电加热的管道上。当电缆线被一对线缆夹持输动轮夹持住后，在开关量无线接收器的控制下启动电动机，在细管的出口端对电缆线形成拉力，将电缆线从细管中拉出；在细管的入口段形成推力，将电缆线从细管的入口处推入。当电缆线向前推进一段距离后，由前方的已经安装好处于等待状态的穿线设备接力。当前的穿线设备则可以在电缆线移动的条件下，从管道上拆下，单人携行换位到前方接力。因为在细管中推动电缆线的阻力远大于拉动电缆线的阻力，所以要尽量使穿线设备对电缆线处在拉的状态。推动电缆线的距离短，但又必须有推动电缆线在细管里移动的过程。而推动电缆线在细管中移动的距离取决于电缆线自身的张力和细管内壁的平滑度。

为了方便夹持电缆线，所述线缆夹持输动轮的轮面设置凹槽环，所述凹槽环沿着轮面圆周方向设置，所述凹槽环的内凹的直径与待输送的电缆线的外径适配。

为了避免电缆线打滑，所述凹槽环的内凹表面上有螺纹状齿或螺纹状齿槽，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽与待输送的电缆线的轴线垂直，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽用于增加摩擦力，使两相对的所述线缆夹持输动轮能够夹持并输送电缆线。

两所述电动机通过一铰链形成连接，所述电动机的电源为移动电源，每组所述穿线设备上设置背负组件，所述背负组件用于背负移动所述穿线设备。铰链方式连接，方便两电动机调整角度，使两线缆夹持输动轮之间的间距可调，方便夹持不同直径的电缆线。

每台所述电动机上均设置支撑机构，所述支撑机构用于支撑并可拆卸的固定在所述基座的上表面，所述基座为圆弧形基座，所述基座的下表面扣在被加热管道的外圆弧表面上。

作为优选，所述基座上装有与倒置“L形”挡块，所述支撑机构为L形钩块所述倒置“L形”挡块与所述L形钩块钩扣配合，使所述电动机可拆卸式固定与所述基座上。

所述基座上配合一捆绑绳(通常为钢丝绳)，所述捆绑绳上设置长度调节机构，所述捆绑绳用于将所述基座捆绑在被电加热的管道上，所述调节机构用于调节所述基座的曲率半径，用于调节相对所述线缆夹持输动轮之间的间隙，即，当所述基座的曲率半径小，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙大，对电缆线的夹持力小；当所述基座的曲率半径大，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙小，对电缆线的夹持力大。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，包括上述将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，还包括可拆卸式设置的滑轮对，所述滑轮对用于设置在细管的入口处，用于使电缆线能够平滑通过细管的入口。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，还包括锥形的导引头，所述导引头用于固定在每根电缆线的头部，使电缆线向细管中推入时能够顺利避开相邻但错位的细管管口的台阶。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，还包括无线开关量，若干对所述设备分别沿着被加热管道的对应位置固定在被加热的管道上，所述多个位置上的电动机能够被无线开关量控制，使多个位置上的线缆夹持输动轮同时拉动或者推动电缆线朝前进或后退方向移动。

本实用新型具有的有益效果：模拟人工穿线的方式穿设电缆线，大为提高穿线效率，又避免长距离拉电缆线与管道之间产生的巨大摩擦力的产生，能够方便、高效的穿设电缆线。

附图说明

图1是本实用新型涉及的一组穿线设备的结构示意图。

图2是本实用新型涉及的一组穿线设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1和2所示，将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，所述设备为穿线设备，所述穿线设备至少为一组，每组所述穿线设备包括基座7，可拆卸设置在基座上的成对设置的电动机(通常为低转速大力矩电动机1)，每一台所述电动机上均设置一线缆夹持输动轮2，两所述线缆夹持输动轮相对设置，用于夹持线缆并输送线缆，所述电动机上设置无线开关，所述无线开关用于接收控制信号，用于控制电动机启动或停止。

本实用新型解决问题的思路是：用机器(穿线设备)代替人，利用管线上400-600毫米的操作空间，每间隔一段，放置一台穿线设备，再利用开关量的无线传输控制器将信号发送给无线开关，用于控制电动机启动或停止，使得被电加热管道沿线的多台穿线设备能够同时启动同时停止。将传统穿线机施工中电缆线的端头的一点受力分散到多个点，从而保证电缆线在施工过程中不受损坏，并且可以同时穿多根电缆线(每跟电缆线配合多台穿线设备，能够同时工作，大为提高工作效率)。由于在细管中能够推动电缆线的长度远小于能够拉动电缆线的长度，所以还需要采用多个穿线设备的交替移动接力的方式完成穿线。

本实用新型所述的穿线系统是由多台穿线设备组成，每一细管配合多台穿线设备，在现场快速组合安装而成。在电缆线未到达当前的穿线设备之前，将穿线设备安装在被电加热的管道上。当电缆线被一对线缆夹持输动轮夹持住后，在开关量无线接收器的控制下启动电动机，在细管的出口端对电缆线形成拉力，将电缆线从细管中拉出；在细管的入口段形成推力，将电缆线从细管的入口处推入。当电缆线向前推进一段距离后，由前方的已经安装好处于等待状态的穿线设备接力。当前的穿线设备则可以在电缆线移动的条件下，从管道上拆下，单人携行换位到前方接力。因为在细管中推动电缆线的阻力远大于拉动电缆线的阻力，所以要尽量使穿线设备对电缆线处在拉的状态。推动电缆线的距离短，但又必须有推动电缆线在细管里移动的过程。而推动电缆线在细管中移动的距离取决于电缆线自身的张力和细管内壁的平滑度。

为了方便夹持电缆线，所述线缆夹持输动轮的轮面设置凹槽环21，所述凹槽环沿着轮面圆周方向设置，所述凹槽环的内凹的直径与待输送的电缆线的外径适配。

为了避免电缆线打滑，所述凹槽环的内凹表面上有螺纹状齿或螺纹状齿槽，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽与待输送的电缆线的轴线垂直，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽用于增加摩擦力，使两相对的所述线缆夹持输动轮能够夹持并输送电缆线。

两所述电动机通过一铰链3形成连接，所述电动机的电源为移动电源，电动机上通常设置供电插座8，供电插座8用于与移动电源形成连接，每组所述穿线设备上设置背负组件，所述背负组件用于背负移动所述穿线设备。铰链方式连接，方便两电动机调整角度，使两线缆夹持输动轮之间的间距可调，方便夹持不同直径的电缆线。

每台所述电动机上均设置支撑机构4，所述支撑机构用于支撑并可拆卸的固定在所述基座的上表面，所述基座为圆弧形基座，所述基座的下表面扣在被加热管道的外圆弧表面上。

作为优选，所述基座7上装有与倒置“L形”挡块5，所述支撑机构为L形钩块所述倒置“L形”挡块与所述L形钩块钩扣配合，使所述电动机可拆卸式固定与所述基座上。倒置“L形”挡块5，可以沿着底座7的弧面成对布置，每一对倒置“L形”挡块5上站立着一对电动机及其线缆夹持输动轮。他们在圆弧表面的是分开布置的，并保证相邻的一对电动机及其线缆夹持输动轮互不干涉，移动的电缆线与相邻的一对电动机及其线缆夹持输动轮和支撑脚也互不干涉。

所述基座上配合一捆绑绳6(通常为钢丝绳)，所述捆绑绳上设置长度调节机构(钢丝绳上通常设置螺杆用于调节钢丝绳的长度)，所述捆绑绳用于将所述基座捆绑在被电加热的管道上，所述调节机构用于调节所述基座的曲率半径，用于调节相对所述线缆夹持输动轮之间的间隙，即，当所述基座的曲率半径小，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙大，对电缆线的夹持力小；当所述基座的曲率半径大，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙小，对电缆线的夹持力大。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，包括上述将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，还包括可拆卸式设置的滑轮对，所述滑轮对用于设置在细管的入口处，用于使电缆线能够平滑通过细管的入口。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，还包括锥形的导引头，所述导引头用于固定在每根电缆线的头部，使电缆线向细管中推入时能够顺利避开相邻但错位的细管管口的台阶。

将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，还包括无线开关量，若干对所述设备分别沿着被加热管道的对应位置固定在被加热的管道上，所述多个位置上的电动机能够被无线开关量控制，使多个位置上的线缆夹持输动轮同时拉动或者推动电缆线朝前进或后退方向移动。

对上述方案做进一步详细说明，本实用新型所述的穿线设备是用钢丝绳捆绑在粗的需要电加热的管道上，电缆线是要穿进附着在需要电加热的管道上的细管中。

在电缆线移动的过程中，穿线设备可以从粗的被加热的管道上拆下；通过控制器发射控制信号，无线开关用于接收控制信号，用于控制电动机启动或停止，使多对电动机和及其线缆夹持输动轮是可以无线遥控的，方便各穿线设备能够根据指令同时工作。每一个细管的入口处均配有滑轮装置；每一根电缆线的端头都装有导引头。

本实用新型所述的设备和系统，既可以向细管中推入发热电缆线，也可以将电缆线从细管中拉出。

本实用新型所述的电缆线穿管系统模仿人工穿线，采用多个穿线设备在管道上逐段接力的方式完成发热电缆线穿管施工。

倒置“L形”挡块5，可以沿着底座7的弧面成对布置，每一对L形挡块上站立着一对电动机及其线缆夹持输动轮。倒置“L形”挡块5在圆弧表面的是分开布置的，并保证相邻的一对电动机及其线缆夹持输动轮互不干涉，移动的电缆线与相邻的一对电动机及其线缆夹持输动轮和支撑脚也互不干涉。

当当前的穿线设备将电缆线推到下一个接力的穿线设备，并被接力的线缆夹持输动轮2夹持住并一边拉动电缆线，另一边将电缆线端头推入到细管中，当前的穿线设备就可以在电缆线移动的状态下移除，携行到下一个接力点，并将其安装到管道上等待电缆线的到达。

根据所穿电缆线的长度和重量，可以配置如附图1中的穿线设备两个或者多个。

两个接力点的间距就是穿线设备能够将电缆线推入细管的长度。根据电缆线的重量，电缆线与细管内壁在推入的状态下的阻力决定了两个接力点之间的间距。

由于被附着在被电加热的管道上的带有保温层的细管是间断的，每一段细管的两端分别为拉出电缆线的出口端和推入电缆线的入口端。因为电缆线是盘绕在线鼓上运输的，电缆线自身的张力形成了小的曲率半径，而被电加热的管道是概略直线的，所以，在细管的入口端需要装上使电缆线居中的滑轮，防止电缆线端头抵在保温层上或者卡在入口处，并避免细管的薄壁对电缆线外层的切削。

由于附着在被电加热的管道上的细管是分段拼接的，接口处因错位会产生台阶，且台阶掩藏在保温层里面，当电缆线的端部抵触在台阶上时，容易导致电缆线不能被推动。所以，需要在电缆线的头端连接锥形导引头，使电缆线头在推动时能够顺利的越过细管的接口，避免受到台阶的阻挡。

如图1所述，一对穿线设备是横卧放置，当然在实际应用中也可以是立式放置。根据被加热的管道的直径和多根发热电缆线之间的间距确定电动机卧式放置或立式放置。

对上述技术方案举例说明：

某地一个长距离石油输送管道(简称管道)项目，长度大于1000千米，输油管道直径600毫米，附着在石油管道上的是方形的铝管尺寸35毫米x30毫米。保温层厚度90毫米，三根方形铝管在管道的圆周弧线方向的间隔距离为150毫米，每根铝管中穿入一根发热电缆线。电缆线每千米重640公斤。试验表明在细管是直线的条件下，200米长的电缆线在方形铝管中的静摩擦力为509牛。若要求连续电缆线(无中间接头)的长度不小于1200米。一根长1200米的电缆线在直线的铝管中的静摩擦力为3054牛。采用人工穿线，每50米站一个人，需要24人，每人单手臂伸直(细管安装在管道的顶部，人站立在输油管道边)后左右方向需要用力160牛。根据以前的施工经验测算，每两小时才能穿一根电缆线。采用先人工穿入钢丝绳牵引线，然后用牵引线连接电缆线，用类似卷扬机的穿线机牵引的钢丝绳的方案则失效，无法使用，因为电缆线端头的受力远远超过GB 50168-2018规定的牵引线对电缆线单位面积所受拉力的限制。若是采用人工穿线，穿线施工的人力成本很高，而且因为电缆线太长，难以做到通视，难以统一号令。采用本实用新型涉及的设备及系统，用六套穿线设备进行交替接力穿线，其中的五套穿线设备，始终在输油管道上每间隔54米处布置一套穿线设备实施穿线运行，总有一套穿线设备处在从石油管道上拆下、人工携带行走和安装到石油管道上的过程中。采用无线传输开关控制量控制电动机，能够做到六套穿线设备同时启动正传和反转以及停车。电缆线在方形铝管中的推动的距离被限制在54米。电动机采用锂电池组供电，电缆线的移动速度13米/分。8人两小时能完成三根1200米的穿线工程，是人工穿线效率的9倍。

如图2所示，示出了能够同时穿3根电缆线的穿线设备，能够同时穿三根电缆线9，穿线设备的工作宽度(管道轴线方向)是260毫米。每一对线缆夹持输动轮的最大拉力或者推力是510牛，当电缆线的阻力超过540牛时，电缆线开始在线缆夹持输动轮上打滑，但不会对电缆线的外表面产生损坏。一旦发现打滑的情况，可能是电缆线在某个位置被卡住了，需要停止穿线检查，排除卡点。

在被加热管道的90度转弯处，还需要有固定在转弯处的成对的滑轮。这种成对的滑轮，必须在电缆线到达之前已经完成安装，还要求一旦完成穿线，这些成对的滑轮，可以方便的与电缆线分离并从管道上拆下来。

在实际施工中，由于弯管地点多，需要将一套穿线设备固定在90度弯管处，不参与多个穿线设备的相互交替接力穿线。同样要求，这些固定在弯管处的穿线设备，既具备对电缆线的拉力和推力，还要求当穿线施工完成后，夹持电缆线的线缆夹持输动轮能够与电缆线分离，并能够将穿线设备从管道上拆下来。有三对线缆夹持输动轮组成的能够同时穿三根电缆线的穿线设备，用24v锂电池供电，锂电池和控制器以及开关量的无线开关有一个专用的背具，方便单人能够将电池、控制器、无线开关、三对电动机及其线缆夹持输动轮和一个带有三根钢丝绳的底座携行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于所述设备为穿线设备，所述穿线设备至少为一组，每组所述穿线设备包括基座，可拆卸设置在基座上的成对设置的电动机，每一台所述电动机上均设置一线缆夹持输动轮，两所述线缆夹持输动轮相对设置，用于夹持线缆并输送线缆，所述电动机上设置无线开关，所述无线开关用于接收控制信号，用于控制电动机启动或停止。

2.根据权利要求1所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于：所述线缆夹持输动轮的轮面设置凹槽环，所述凹槽环沿着轮面圆周方向设置，所述凹槽环的内凹的直径与待输送的电缆线的外径适配。

3.根据权利要求2所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于所述凹槽环的内凹表面上有螺纹状齿或螺纹状齿槽，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽与待输送的电缆线的轴线垂直，所述螺纹状齿或螺纹状齿槽用于增加摩擦力，使两相对的所述线缆夹持输动轮能够夹持并输送电缆线。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于两所述电动机通过一铰链形成连接，所述电动机的电源为移动电源，每组所述穿线设备上设置背负组件，所述背负组件用于背负移动所述穿线设备。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于每台所述电动机上均设置支撑机构，所述支撑机构用于支撑并可拆卸的固定在所述基座的上表面，所述基座为圆弧形基座，所述基座的下表面扣在被加热管道的外圆弧表面上。

6.根据权利要求5所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于所述基座上装有与倒置“L形”挡块，所述支撑机构为L形钩块所述倒置“L形”挡块与所述L形钩块钩扣配合，使所述电动机可拆卸式固定与所述基座上。

7.根据权利要求5所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，其特征在于所述基座上配合一捆绑绳，所述捆绑绳上设置长度调节机构，所述捆绑绳用于将所述基座捆绑在被电加热的管道上，所述调节机构用于调节所述基座的曲率半径，用于调节相对所述线缆夹持输动轮之间的间隙，即，当所述基座的曲率半径小，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙大，对电缆线的夹持力小；当所述基座的曲率半径大，则相对的两所述电动机上的线缆夹持输动轮之间的间隙小，对电缆线的夹持力大。

8.将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，其特征在于包括权利要求1-7中任一项权利要求所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的设备，还包括可拆卸式设置的滑轮对，所述滑轮对用于设置在细管的入口处，用于使电缆线能够平滑通过细管的入口。

9.根据权利要求8所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，其特征在于还包括锥形的导引头，所述导引头用于固定在每根电缆线的头部，使电缆线向细管中推入时能够顺利避开相邻但错位的细管管口的台阶。

10.根据权利要求9所述的将电缆线穿入附着在被电加热管道上的细管的系统，其特征在于还包括无线开关量，若干对所述设备分别沿着被加热管道的对应位置设置在被加热的管道上，多个位置上的所述电动机能够被无线开关量控制，使多个位置上的线缆夹持输动轮同时拉动或者推动电缆线朝前进或后退方向移动。

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