[發(fā)明專利]通道式海底懸空管道拋砂治理裝置及施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610221331.7
• 申請(qǐng)日: 2016-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN105626963B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹宇光;賀婭婭;史永晉;張士華;黃小光;李森;李民強(qiáng);鄭震生;宋明;李云鵬;甄瑩;辛露;衣海嬌;李勇;高慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): F16L1/16
• 分類號(hào): F16L1/16;F16L1/20
• 代理公司: 北京思格頌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

1.一種通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，包括：母船、拋砂船；其特征在于：母船為有動(dòng)力駁船，拋砂船為無動(dòng)力小船；拋砂船船體的縱軸垂直于母船的縱軸，船尾連接于母船的側(cè)緣，母船、拋砂船通過絲杠和滑動(dòng)軸承連接，母船提供動(dòng)力、儲(chǔ)存砂子，拋砂船將砂子打包成袋并完成砂袋的拋填工作；

母船船體上設(shè)置矩形砂子存放區(qū)，砂子存放區(qū)分割為多個(gè)平行的槽體；槽體靠近拋砂船的側(cè)壁底部開孔，開孔外連母船方管、內(nèi)連吸砂器；母船船體靠近拋砂船的一側(cè)邊緣設(shè)置矩形固接槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，其特征在于，拋砂船船體的船尾邊緣設(shè)有開口矩形槽，甲板中部設(shè)有水平矩形淺槽，水平矩形淺槽內(nèi)自船尾開始依次有支撐梁、打包機(jī)和輥道傳送帶；水平矩形淺槽靠近船首一側(cè)有砂袋減速腔，砂袋減速腔由一個(gè)上凸的弧面和錐面相貫而成，腔口由上至下漸收，下端口連接可伸縮水下通道；砂袋減速腔上方設(shè)有卷揚(yáng)機(jī)安裝槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，其特征在于，母船和拋砂船通過絲杠和滑動(dòng)軸承連接；母船的固接槽底部正中設(shè)置絲杠孔，絲杠孔兩側(cè)對(duì)稱分布有滑孔；拋砂船的矩形開口槽底部通過四根豎直的高度調(diào)節(jié)絲杠與高度配合臺(tái)連接，高度配合臺(tái)通過高度調(diào)節(jié)絲杠升高或降低，高度配合臺(tái)靠近母船的一側(cè)連接有水平方向的絲杠軸和兩側(cè)對(duì)稱的滑動(dòng)軸；絲杠孔和絲杠軸組成絲杠配合，滑孔和滑動(dòng)軸形成滑動(dòng)軸承配合，拋砂船通過絲杠和滑動(dòng)軸承配連接于母船的側(cè)緣。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，其特征在于，砂子放在砂子存放區(qū)內(nèi)，砂子通過母船方管和拋砂船方管套接而成的可伸縮通道由吸砂器提供運(yùn)輸動(dòng)力從母船被輸送到拋砂船上；母船方管為水平直方管，固連在砂子存放區(qū)的底部孔處，拋砂船方管為兩段互相垂直的方管，固定在支撐梁上，依靠高度可調(diào)的支撐梁可調(diào)節(jié)到與母船方管高度相同；砂子從拋砂船方管豎直段出砂口落入打包機(jī)的漏斗槽內(nèi)，通過打包機(jī)被打包成砂袋，砂子被打包機(jī)打包成袋落于下方的輥道傳送帶上；輥道傳送帶將砂袋輸送至砂袋減速腔。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，其特征在于，砂袋通過由多節(jié)階梯管組成的可伸縮水下通道拋填到海底管道懸空處；可伸縮水下通道連接與砂袋減速腔的底端，砂袋經(jīng)由砂袋減速腔落入可伸縮水下通道中；階梯管截面輪廓為矩形和以其長邊為直徑的半圓構(gòu)成的圖形，上端外側(cè)有上外卡結(jié)構(gòu)，截面為直角梯形，內(nèi)側(cè)有倒角，下端外側(cè)有下外卡結(jié)構(gòu)，截面為直角梯形，內(nèi)側(cè)有下內(nèi)卡結(jié)構(gòu)，截面為等腰梯形；可伸縮水下通道相鄰階梯管套接，尺寸自上而下依次減小，可伸縮水下通道由卷揚(yáng)機(jī)安裝槽內(nèi)的卷揚(yáng)機(jī)牽引實(shí)現(xiàn)整體伸縮，卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩連接與可伸縮水下通道的最后一節(jié)階梯管底端內(nèi)部兩側(cè)的吊耳上；可伸縮水下通道整體有傾斜角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，其特征在于，控制室位于拋砂船的高度配合臺(tái)上，控制室內(nèi)裝有吸砂器、打包機(jī)、輥道傳送帶、卷揚(yáng)機(jī)的控制結(jié)構(gòu)。

7.一種通道式海底懸空管道拋砂治理方法，采用權(quán)利要求1-6之一所述的通道式海底懸空管道拋砂治理裝置進(jìn)行施工，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、在港口將砂子裝入母船的砂子存放區(qū)，將拋砂船拖綁在母船的船尾，通過母船的動(dòng)力將拋砂船托運(yùn)到施工處，即懸空管道附近上方水面；

(2)、通過絲杠和滑動(dòng)軸承將拋砂船連接母船側(cè)緣，并調(diào)節(jié)至二者距離最短，母船方管和拋砂船方管也相應(yīng)配合套接，完成母船和拋砂船的連接，調(diào)整位置，使母船與管道平行，拋砂船與管道垂直；

(3)、由控制室中卷揚(yáng)機(jī)的控制結(jié)構(gòu)放松鋼絲繩，可伸縮水下通道在重力作用下下降，各節(jié)階梯管的結(jié)構(gòu)互相牽引伸長；調(diào)節(jié)卷揚(yáng)機(jī)控制結(jié)構(gòu)，使鋼絲繩長度與可伸縮水下通道總長相同，裝置施工時(shí)，鋼絲繩為可伸縮水下通道提供一定的拉力；

(4)、依次打開控制室處輥道傳送帶、打包機(jī)和吸砂器的開關(guān)，砂子存放區(qū)內(nèi)的砂子在吸砂器的吸力作用下，通過母船方管和拋砂船方管落入打包機(jī)，由打包機(jī)打包成袋，打包好的砂袋由輥道傳送帶運(yùn)至砂袋減速腔，減速滑入可伸縮水下通道，順著可伸縮水下通道滑到海底管道懸空處；

(5)、通過不同施工方式達(dá)到施工區(qū)的全覆蓋：母船向前移動(dòng)，帶動(dòng)拋砂船橫向向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沿管道方向施工；母船保持不動(dòng)，調(diào)節(jié)兩船連接絲杠，使拋砂船做遠(yuǎn)離母船或靠近母船的運(yùn)動(dòng)，沿垂直于管道的方向施工；調(diào)節(jié)母船與拋砂船有一定距離并保持距離不變，母船帶動(dòng)拋砂船一起向前移動(dòng)，在管道另一側(cè)沿管道方向施工；由于可伸縮水下通道有一定的傾斜角度，可伸縮水下通道可以伸至管道正下方進(jìn)行施工；

(6)、施工完畢后，依次關(guān)閉控制室處吸砂器、打包機(jī)和輥道傳送帶的開關(guān)，結(jié)束砂袋輸送；打開卷揚(yáng)機(jī)的開關(guān)，卷收鋼絲繩，可伸縮水下通道在鋼絲繩的牽引下，各節(jié)階梯管的結(jié)構(gòu)互相推動(dòng)收縮至最短；

(7)、通過兩船連接絲杠和滑動(dòng)軸承將拋砂船與母船分離，并托運(yùn)回港口。