[發明專利]通道式海底懸空管道拋砂治理裝置及施工方法

有效

• 申請號: 201610221331.7
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105626963B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 曹宇光;賀婭婭;史永晉;張士華;黃小光;李森;李民強;鄭震生;宋明;李云鵬;甄瑩;辛露;衣海嬌;李勇;高慧
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F16L1/16
• 分類號: F16L1/16;F16L1/20
• 代理公司: 北京思格頌知識產權代理有限公司11635
• 代理人: 潘珺

技術領域

本發明屬于海洋工程領域，具體地，涉及一種通道式海底懸空管道拋砂治理裝置及施工方法，用于治理海底懸空管道。

背景技術

海底管道由于受到復雜的水下環境的影響，很容易產生懸空現象。在海浪、海流作用下，懸空管段會產生渦激振動，引起疲勞損傷，縮短使用壽命，進而帶來附加的經濟損失。現階段，工程實踐中多采用砂袋法、灰漿氣囊、鋼結構支撐法、短樁錨固等方法治理懸空管道。其中，工程中普遍采用的砂袋法有操作簡單，經濟有效等優點，但是，砂袋法的施工方法卻非常落后，一般做法是先在陸地上人工將砂子打包成袋，然后通過吊車裝于施工船上，當施工船到達懸空管道上方海面時，再由施工人員將砂袋推下船，丟進海里。上述施工依靠大量人力來完成，費時費力。此外，砂袋法還無法控制砂袋在不撞擊管道的情況下精確落到懸空處。因此，發明一種既精確高效又能解放人力的砂袋法施工裝置是非常必要的。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明提供一種通道式海底懸空管道拋砂治理裝置及施工方法，該裝置通過一艘裝砂子的母船和一艘小型的施工拋砂船連接，實現砂子打包成袋、砂袋拋填等過程的機械化，通過不同的運動方式，實現懸空治理區的全覆蓋，通過可伸縮的水下砂袋通道控制砂袋的水下著地點，實現精確有效施工，解決了現階段砂袋法治理懸空管道的施工技術問題。

為實現上述目的，本發明所采用技術方案如下：

通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，包括：母船、拋砂船；其中：母船為有動力駁船，拋砂船為無動力小船；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緣，母船、拋砂船通過絲杠和滑動軸承連接，母船提供動力、儲存砂子，拋砂船將砂子打包成袋并完成砂袋的拋填工作。

相對于現有技術，本發明具有如下有益效果：

1、實現了海底懸空管道砂袋法治理施工過程的機械化，相比傳統施工方法，打包砂子和拋填砂袋全部自動化，不再需要人工操作實現，提高了施工效率，帶來可觀經濟效益。

2、可以實現科學有效地施工，相比傳統的方法，實現了砂袋著地位置的可控，避免砂袋未丟入施工區或者撞擊管道情況。

3、可伸縮水下通道有一定傾斜角度，可以實現管道正下方砂袋的拋填，加上裝置兩個方向的運動自由度，實現了懸空管道治理區的全覆蓋。

4、可伸縮水下通道不施工時可以收回至拋砂船船體的底部，減小了托運阻力。

5、兩船的連接結構可以解決拋砂船和母船由于載重變化引起吃水不同的高度配合問題。

6、拋砂船體積較小，無動力，造價低，可與母船剝離，與不同的母船連接使用，適用范圍廣。

附圖說明

圖1是通道式海底懸空管道拋砂治理裝置母船示意圖；

圖2是通道式海底懸空管道拋砂治理裝置拋砂船俯視示意圖；

圖3是圖2拋砂船A-A剖面示意圖；

圖4是圖3中G局部示意圖；

圖5是通道式海底懸空管道拋砂治理裝置兩船連接示意圖；

圖6是通道式海底懸空管道拋砂治理裝置實現砂子打包功能的示意圖；

圖7是階梯管俯視示意圖；

圖8是圖7階梯管B-B剖面示意視圖；

圖9是可伸縮水下通道伸長時相鄰兩節階梯管的連接結構；

圖10是可伸縮水下通道收縮時相鄰兩節階梯管的連接結構；

圖中：1、母船，2、拋砂船，101、母船船體，102、固接槽，111、滑孔，112、絲杠孔，121、砂子存放區，122、吸砂器，123、母船方管，201、拋砂船船體，202、開口矩形槽，203、矩形淺槽，204、砂袋減速腔，205、卷揚機安裝槽，211、高度配合臺，212、高度調節絲杠，213、滑動軸，214、絲杠軸，221、拋砂船方管，222、支撐梁，223、打包機，224、輥道傳送帶，231、卷揚機，232、鋼絲繩，233、階梯管，234、倒角，235、上外卡結構，236、下外卡結構，237、下內卡結構，238、吊耳，239、可伸縮水下通道，241、控制室。

具體施工方式

圖1至圖10所示，通道式海底懸空管道拋砂治理裝置，包括：母船1、拋砂船2；母船1為有動力駁船，拋砂船2為無動力小船；拋砂船2船體的縱軸垂直于母船1的縱軸，船尾連接于母船1的側緣，母船1、拋砂船2通過絲杠和滑動軸承連接，母船1提供動力、儲存砂子，拋砂船2將砂子打包成袋并完成砂袋的拋填工作。