[發明專利]深海法蘭連接螺栓庫擰緊裝置

有效

• 申請號: 200910072466.1
• 申請日: 2009-07-07
• 公開（公告）號: CN101649929A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 王立權;王文明;張嵐;李偉;劉明珠;林秋紅;王才東;常江;石東兵;張志航
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F16L1/26
• 分類號: F16L1/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明涉及一種深海法蘭連接工具上的自動化作業機構，具體地說是一種可以實現螺栓存儲運載、法蘭孔螺栓插入和螺栓拉伸預緊功能的機構。

(二)背景技術

法蘭自動連接系統主要有三種連接方法，即螺栓連接、卡爪連接和卡鉗連接。這三種方法都適用于無潛水員協助的水下管道連接。其中法蘭螺栓連接具有無可替代的優越性和廣泛應用，例如在海洋深水高壓特殊環境中對管道連接的密封性和耐久性的要求很高，海底管道法蘭機械式連接常采用螺栓連接方式。管道連接簡單說來，在海床上由遙控潛水器ROV(Remotely?Operated?Vehicle)控制專用軸向對準工具等一系列對接設備將需要對接的兩管道支撐固定并實現管道軸向的對齊之后，再由ROV攜帶法蘭自動連接工具到達管道法蘭接合處，并控制法蘭自動連接工具進行法蘭微調孔對齊，并完成螺母與螺栓的連接，最終實現兩個管道的對接。

目前，法蘭自動連接工具主要是水下管道回接方面的科研產品。國外以美國和挪威為首的水下回接技術已經相當成熟，有一整套的水下作業系統工具，并有了實際的應用。美國Sonsub公司的BRUTUS系統、Acergy公司的MATIS系統都已有了成熟的產品，瑞士Allseas公司的自動法蘭對接系統也已申請了專利。國內深水回接技術處于起步階段，沒有現成的管道連接工具，主要通過租借美國或挪威等國家的水下作業工具進行回接。

本螺栓庫擰緊裝置搭載在法蘭連接工具的框架上，具有螺栓的運載、法蘭孔的螺栓插入和螺栓拉伸預緊的功能。(1)Method?and?apparatus?for?connectingunderwater?conduits，sonsub?international?Ltd.1998；(2)Method?and?apparatus?forunderwater?connection?of?pipe?pieces?and?bolt?therefore.Allseas?Group?S.A.1998；(3)Remote?bolted?flange?connection?apparatus?and?methods?of?operation?therof.StoltOffshore?Ltd.2001等文獻中有過螺栓庫的相關報道，但是上述文獻(1)中的螺栓庫開合器為三瓣結構，與螺母庫需要二次聯接，具有二次誤差，結構的精度誤差增大；文獻(2)中螺栓庫與文獻(1)中螺栓庫有相似之處，如都為三瓣結構，都有螺栓預緊功能。但文獻(2)中螺栓庫沒有給出螺栓擰緊后與拉伸器分離的方法；文獻(3)中螺栓庫與螺母庫也是連為一體的，其上安裝有機械手，用于輔助插入螺栓，但其結構復雜。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種具有螺栓存儲運載、法蘭孔螺栓插入和螺栓拉伸預緊功能，能夠滿足深水海底環境要求的管道法蘭自動連接螺栓庫擰緊裝置。

本發明的目的是這樣實現的：

它包括拉伸器1、左瓣螺栓倉2、銷栓3、開合液壓缸4、軸銷5、退帽機構6、銷栓7、軸瓦8、上瓣螺栓倉9、退帽板10、軸銷11、軸銷12、開合液壓缸13、銷栓14、右瓣螺栓倉15、退帽液壓缸16。左瓣螺栓倉2通過軸銷5與上瓣螺栓倉9連接，其上安裝有開合液壓缸4，一側軸銷3連接，另一側由銷栓7與上瓣螺栓倉9連接；右瓣螺栓倉15結構與左瓣螺栓倉2一樣，通過軸銷12與上瓣螺栓倉9連接，其上也安裝有開合液壓缸13，一側軸銷11連接，另一側由銷栓14與上瓣螺栓倉9連接；軸瓦8安裝在法蘭連接工具的導軌上；拉伸器1沿周向均布在左瓣螺栓倉2、右瓣螺栓倉15和上瓣螺栓倉9上，安裝在墊板18、夾板19和墊板20上；退帽機構6用來頂開拉伸帽脫離板10，安裝在墊板18上；液壓馬達22安裝在墊板18，結構便于拆卸。

1、退帽機構主要由退帽液壓缸16和緊定構件組成。退帽機構通過固定螺釘25定位在退帽板10上面，其上安裝有退帽液壓缸16，液壓缸一側連接在銷軸27上，另一側定位在安裝板43上。

2、拉伸機構的拉伸器1主要由剖分螺母及拉伸液壓缸36通過螺栓構成，剖分螺母為兩半式結構，分為A和B，拉伸液壓缸36一側是管道法蘭端面，另一側是剖分螺母，剖分螺母導軌30與剖分螺母B由固定螺釘40連接，緊定螺釘31固定安裝板43與拉伸液壓缸36；滑動螺栓35連接在安裝板上，導軌螺栓銷螺母38緊定導軌螺栓銷29。