[發明專利]一種氣缸氣管平衡海管連接作業施工裝置

有效

• 申請號: 201810261774.8
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108397597B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 劉春花;劉新福;周超;段瑞凱;張守森;吳建軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F16L1/26
• 分類號: F16L1/26;F16L1/20;F16L1/235
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種氣缸氣管平衡海管連接作業施工裝置，應用于海管的水下快速連接。該海管連接作業施工裝置依據氣缸氣管吊裝器的動態平衡、海管連接器的液缸微調對接、捕捉座和捕捉器的水下快速捕捉以及海管對中器的水下對中定位，實施海管水下卡緊和對中以及海管連接器的氣缸氣管平衡水下對中和對接作業流程；連接座將氣缸氣管吊裝器、液缸軸推器和海管連接器連成一體，捕捉座實現捕捉器中捕捉筒的基準定位，捕捉器依據捕捉基體和對中基體的基準定位作用并結合捕捉筒和自卡緊機構與定位管的相互配合而實現水下吊裝作業中海管連接器與海管間的快速捕捉和對中，海管防腐器保護海管連接器免于被海泥腐蝕。

技術領域

本發明涉及一種海洋工程領域海管連接時用的施工裝置，特別是涉及一種采用氣缸氣管平衡的海管連接作業施工裝置及其連接作業方法。

背景技術

海管在其他外力作用下或者由于腐蝕而發生損傷，不僅會污染海洋環境并造成油氣資源浪費和海上油氣生產中斷，而且還將對海上平臺以及終端用戶的正常生產造成不利影響，為此需要研發快速而可靠的海管連接裝備，完成海管的水下高效修復。

針對具體的海管損傷形式，目前海管修復技術主要有：水下焊接修復技術、水下卡具修復技術和水下連接器修復技術，水下焊接修復技術是水下切割海管破損管段，然后實施機械處理，并將連接用的短節和切割后的海管對口焊接在一起，該修復技術難度高，通常需要潛水員輔助作業，同時也具有一定的危險性，而且水深也受到限制。水下卡具修復技術是通過液壓機構將堵漏用的卡具打開，并經由潛水員將卡具扣在海管泄漏處，而后用液壓扳手擰緊螺柱而完成卡具與海管間的連接，該修復技術適用于泄漏較少和油氣輸送介質壓力較小的海管修復。水下連接器修復技術是切割海管破損管段，并將法蘭連接器安裝于海管兩端，利用螺栓拉伸器擰緊螺柱而使得法蘭連接器與海管間的接觸部位產生塑性變形并形成密封，該修復技術適用于大面積長距離的海管更換，且可調整安裝的角度和方位，而其缺點是需要在海管兩端安裝法蘭連接器并焊接，具有一定的危險性，而且水深也受到限制，同時需要安裝工具與法蘭連接器之間具有較高精度的對中性，并且海管修復作業的施工過程中需要配套專門的作業機具，安裝工時較長，此外國內的水下連接器修復技術尚處于研發階段，還不具備獨自完成深海作業的能力。

發明內容

為了有效解決海管的水下快速修復問題并克服現有海管連接作業施工裝置及其連接作業方案存在的缺陷和不足，本發明的目的是提供一種適用于水下快速連接管段的氣缸氣管平衡海管連接作業施工裝置。該海管連接作業施工裝置依據氣缸氣管吊裝器的動態平衡、海管連接器的液缸微調對接、捕捉座和捕捉器的水下快速捕捉以及海管對中器的水下對中定位，實施海管水下卡緊和對中以及海管連接器的氣缸氣管平衡水下對中和對接作業流程，完成海管兩管段間的水下快速連接。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種氣缸氣管平衡海管連接作業施工裝置，氣缸氣管平衡海管連接作業施工裝置主要由氣缸氣管吊裝器、連接座、海管防腐器、捕捉座、捕捉器、海管連接器和海管對中器組成。該海管連接作業施工裝置整體設計為左右全對稱構造，其連接座、捕捉座和捕捉器的主體部件材質均選用超級雙向不銹鋼，連接座、海管防腐器和捕捉器采用分體式結構，而捕捉座則采用單體式結構，且海管連接器通過連接座接于氣缸氣管吊裝器的下端部并經由捕捉座與捕捉器相連，海管防腐器沿周向均布于海管連接器上，同時海管對中器卡緊于海管的兩側管段上并沿軸向對稱布置于海管連接器的兩端。

氣缸氣管吊裝器實現吊裝作業載荷的動態平衡，它包括一個氣管調偏器以及兩個氣缸體和兩個柱塞體，氣缸體和柱塞體傾斜放置且兩套氣缸體和柱塞體對稱布置于氣管調偏器的兩側，柱塞體置于氣缸體內且柱塞體的雙柱塞將氣缸體封隔成上筒腔和下筒腔，柱塞體由雙柱塞、柱塞本體和柱塞端蓋組成。氣缸氣管吊裝器依據氣管調偏器氣管內的微正壓氣體輔助角度調偏并平衡振蕩載荷，依據氣缸體的上筒腔和下筒腔內帶壓氣體受壓和膨脹以及柱塞體中柱塞本體和柱塞端蓋帶動雙柱塞往復滑移而自動調整偏離位移。