导引式气筒平衡海底管道接入装置及方法

摘要

本发明提供了一种导引式气筒平衡海底管道接入装置及方法，应用于海底管道的接入作业。该海底管道接入装置依据气筒两侧对称布置导引器和导引索具的导引作用、卧式气筒的平衡作用以及液压推送器提供的推进动力并结合海管接入器的剖分式厚壁筒体构造，实施海底管道预制和钻孔以及导引式气筒平衡对中、对接和接入的作业流程；气筒采用卧式多筒体串联构造以平衡海浪和内波经吊装绳所传递的振荡载荷，导引器结合导引索具实现导引作用并将接入装置准确导引至海底管道开孔部位，液压推送器实现海管接入器和接入管段吊装位置的精细调整与对中，海管接入器为开孔器提供支点且起三通作用并作为新海底管道的接入点，开孔器则完成海管的开孔作业。

主权项

一种导引式气筒平衡海底管道接入装置及方法，该海底管道接入装置主要由气筒、导引器、导引索具、吊装绳、液压推送器、海管接入器和开孔器组成，并依据气筒两侧对称布置的导引器和导引索具的导引作用、卧式气筒的平衡作用以及液压推送器提供的推进动力并结合海管接入器的剖分式厚壁筒体构造，实施管段预制与测量作业、导引索具定位作业、导引式气筒平衡吊装与对中作业、气筒平衡对接与钻孔作业、气筒平衡回收作业和接入管段连接作业的整套作业流程，最终实现在现有海底管道任意管段上的接入，其特征在于：所述海底管道接入装置整体设计为左右全对称构造，导引器、导引索具、吊装绳和液压推送器均采用分体式结构且垂向布置，而气筒和海管接入器则采用左右对称的筒体结构；一气筒；所述气筒采用卧式多筒体串联构造，气筒体由内而外依次同轴心布置有一级筒体、二级筒体和三级筒体且其内外各级筒体的长度依次减小，各级筒体内存储微正压的气体同时其外环面上均设置有两个圆形的凸台并分别配置排气阀；吊座由上吊座和下吊座组成，支座和吊座对称布置于气筒的两侧，支座由内支座和外支座组成且均分为两组，内支座上钻有等间距成行排列的圆孔，而外支座上钻有类锯齿状的孔眼；一吊装绳；所述吊装绳的两上吊装绳对称布置于下吊装绳的两侧，每根上吊装绳和导引绳分别配置一个绳头、绳筒和绳体，而下吊装绳配置有两个绳头和绳筒以及一个绳体；一导引器；所述导引器采用平行轮卡槽式构造，气筒两侧的导引器随导引索具中导引绳轨迹上的不同弯曲度而不断进行自动调心，且导引器的调偏角度始终保持相同，同时所有导引轮的对称面始终位于同一个平面内；支架的两分支架均采用两圆形、一矩形和一等腰梯形互相结合的厚钢板，其圆形厚钢板的中央加工有规格尺寸相同的轴承孔，该轴承孔外粗内细，且轴承孔的粗孔内嵌与之过盈配合的双排列调心滚子轴承，而轴承孔的细孔内置有挡圈；每个导引器含有两个导引轴，且自动调心时两导引轴的轴线始终保持平行，导引轮依据其对称双卡槽所构成的类椭圆形孔道来卡住导引索具，而使导引器能够沿着导引索具滑移且滑移过程中两导引轮的对称面及其两侧的端面相互间始终保持平齐，导引轮采用沿轴向对称布置的回转体结构，其外环面由内而外依次为下凹的环形卡槽和上凸的圆环；一导引索具；所述导引索具垂向等间距平行布置于气筒两侧并为海底管道接入装置提供滑移轨道，上下卡瓦采用剖分式半圆形筒体结构，下卡瓦的下卡板中部切有拱形槽；锁紧螺旋轴的轴头采用半球体和圆柱体相结合的结构，球形垫片的下端面设有精密研磨的球面，该球面与锁紧螺旋轴轴头的半球体进行配合，外吊耳仅有一组且位于上卡瓦的正上方；一液压推送器；所述液压推送器向下轴向推进实现海管接入器和接入管段吊装位置的精细调整与对中，它采用独立的双液压缸并通过支座和中吊耳实现气筒和海管接入器间的联接；一海管接入器；所述海管接入器采用剖分式厚壁筒体构造，它为开孔器提供支点且起到三通作用并作为新海底管道的接入点，接入本体采用沿轴向对称布置的筒体，前接入本体中部的筒壁上设置三通管并与水下安全阀联接在一起，前后接入本体两端的前侧和后侧均设置等间距排列的圆锥形凸台，且圆锥形凸台与各组销轴套依次交错排列，密封器采用剖分式法兰盘和环体相结合的结构，中吊耳分别布置于密封器法兰盘的正上方，其中部切有矩形凹槽；一开孔器；所述开孔器由开孔机的进给箱对其钻杆实施自动进给，并经钻杆前端与其采用锥体定心和螺纹联接的开孔刀具对海底管道实施钻孔，机座和机筒与开孔机的进给箱共同构成开孔作业中封闭海水的腔室，且机座采用圆锥形筒体而机筒则采用柱形筒体。