一種用于處理海底管道懸跨的落石管拋石裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種海底管道的懸跨處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海底管道懸跨是指出現(xiàn)在海底管道上且與海床表面不直接接觸的懸空段，管道懸跨的出現(xiàn)可能會誘發(fā)管道渦激振動，從而造成管道的疲勞損傷，嚴(yán)重時將導(dǎo)致管道斷裂、油氣外溢等，不僅給油公司帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也會在社會上產(chǎn)生極壞的影響，同時對海洋環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
[0003]目前，對于在建/擬建或已建成的海底管道，國內(nèi)外規(guī)避或防治懸跨的方法很多，有時僅采用一種方法，有時是幾種方法聯(lián)合使用。對于擬建的海底管道，根據(jù)海底管道路由勘察結(jié)果，規(guī)避懸跨的主要做法是盡量使管道路由的布置繞開易于發(fā)生管道懸跨的區(qū)域，這樣做雖說可能增加了管道的長度，但因海上作業(yè)風(fēng)險高、成本大，從管道服役期間長期安全性考慮，與海床處理或懸跨干涉措施等相比，還是最為經(jīng)濟(jì)有效的方法。如果管道路由無法避免懸跨，鋪設(shè)后或營運(yùn)中的海底管道若有自由懸跨產(chǎn)生，且其長度超過允許值，就會發(fā)生渦激振動而導(dǎo)致破壞。為保證管道安全，應(yīng)采取適當(dāng)方法對懸跨進(jìn)行修正。
[0004]對于在建或已建的海底管道自由懸跨處理的主要方法有:拋石法、灌漿袋法、后挖溝埋設(shè)法、結(jié)構(gòu)支撐法、水泥壓塊法、加重法、降流促淤法和仿生水草覆蓋法等等。其中，落石管拋石裝置通過配備的推進(jìn)器克服水流，引導(dǎo)落石管精確地沿著海底管線預(yù)設(shè)定路由前移。落石管拋石裝置還配備有先進(jìn)的定位和調(diào)查設(shè)備，如導(dǎo)航儀、測深儀、測高儀、旁掃聲納、掃描傳感器、聲納傳感器、攝像頭、水下燈等，用來實(shí)時監(jiān)控水下拋石狀況(如石頭拋在海床的形狀)，從而實(shí)現(xiàn)精確拋石。目前這種拋石裝置并且攜帶專業(yè)的機(jī)械手來輔助定位和引導(dǎo)方向還沒有具體公開的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供適用于處理不同的海床土壤狀態(tài)上管道懸跨的一種用于處理海底管道懸跨的落石管拋石裝置。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明一種用于處理海底管道懸跨的落石管拋石裝置，其特征是:包括圓柱形焊接架、推進(jìn)系統(tǒng)、輔助機(jī)械手；圓柱形焊接架上方固定頂蓋，圓柱形焊接架內(nèi)部安裝中間通道，頂蓋中部設(shè)置漏斗口，漏斗口與中間通道相連通，中間通道下端連接落石出口，導(dǎo)向板通過轉(zhuǎn)動軸安裝在落石出口下方，落石出口上安裝導(dǎo)向板液壓缸，導(dǎo)向板液壓缸連接可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的導(dǎo)向板；所述的推進(jìn)系統(tǒng)包括液壓油源、水平推進(jìn)單元和潛浮推進(jìn)單元，液壓油源安裝在中間通道和圓柱形焊接架之間，水平推薦單元包括水平液壓馬達(dá)推進(jìn)器、水平導(dǎo)管螺旋槳，水平液壓馬達(dá)推進(jìn)器、水平導(dǎo)管螺旋槳安裝在液壓油源上方，水平液壓馬達(dá)推進(jìn)器分別與液壓油源相連和水平導(dǎo)管螺旋槳，潛浮推進(jìn)單元包括潛浮液壓馬達(dá)推進(jìn)器、潛浮導(dǎo)管螺旋槳，潛浮液壓馬達(dá)推進(jìn)器、潛浮導(dǎo)管螺旋槳安裝在頂蓋上，潛浮液壓馬達(dá)推進(jìn)器分別連接潛浮導(dǎo)管螺旋槳和液壓油源；輔助機(jī)械手包括爪子、支架、驅(qū)動板液壓缸、絲杠螺母結(jié)構(gòu)、伸縮電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、擺動電機(jī)、伸縮臂、槽、連桿，圓柱形焊接架下方設(shè)置第一側(cè)欄，伸縮電機(jī)安裝在第一側(cè)欄下方，伸縮電機(jī)連接絲杠螺母結(jié)構(gòu)的絲杠，伸縮臂的下端安裝在槽里，伸縮臂上端一側(cè)與第一側(cè)欄下方鉸接，伸縮臂上端另一側(cè)與螺母鉸接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在槽的下端面，旋轉(zhuǎn)電機(jī)依次通過傳動軸、連接件連接支架，擺動電機(jī)安裝在連接件上，擺動電機(jī)連接支架，支架上安裝驅(qū)動板液壓缸，驅(qū)動板液壓缸連接驅(qū)動板，驅(qū)動板下方安裝定位桿，實(shí)現(xiàn)合攏或張開的爪子鉸接在支架上，連桿一端與驅(qū)動板鉸接，另一端與爪子鉸接。
[0008]本發(fā)明還可以包括:
[0009]1、爪子上與管道接觸的一側(cè)安裝輪子。
[0010]2、頂蓋上安裝浮力材料和吊環(huán)，所述的水平推進(jìn)單元包括四組，沿頂蓋的圓周方向均勻布置，所述的潛浮推進(jìn)單元包括兩組，沿頂蓋的圓周方向均勻布置。
[0011]3、圓柱形焊接架下方設(shè)置第二側(cè)欄，第二側(cè)欄下方安裝照明燈和攝像頭。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明具有輔助機(jī)械手的定位和導(dǎo)向，通過推進(jìn)系統(tǒng)的控制來實(shí)現(xiàn)拋石裝置沿預(yù)設(shè)定路由進(jìn)行拋石，適應(yīng)于深水管道懸跨處理，特別適用于處理不同的海床土壤狀態(tài)上管道的懸跨。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的軸測圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的主視圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0017]結(jié)合圖1?3，本發(fā)明由圓柱形焊接架1、浮力材料2、漏斗口 3、吊環(huán)4、頂蓋5、側(cè)欄6、爬梯7、中間通道8、連桿9、爪子10、輪子11、定位桿12、與活塞桿固連的驅(qū)動板13、支架14、液壓缸15、電機(jī)16、槽17、液壓油源18、導(dǎo)管螺旋槳19、液壓馬達(dá)20、導(dǎo)管螺旋槳21、液壓馬達(dá)22、照明燈23、攝像頭24、電機(jī)25、螺母26、限位塊27、伸縮臂28、安裝座29、絲杠30、電機(jī)31、導(dǎo)向板32、液壓缸33、傳動軸34、落石出口 35、連接件36組成。總體上由圓柱形載體框架、載體頂部組件、推進(jìn)系統(tǒng)、落石導(dǎo)向口、觀通設(shè)備和輔助機(jī)械手六部分組成。首先落石管是標(biāo)準(zhǔn)的8m或12m管長、100mm管徑的柔性落石管，柔性落石管間連接方式類似于鉆井管道的連接，提高安裝與拆卸速度，其末端與拋石裝置的中間落石管通道對接，連接完后落石管拋石裝置通過臍帶電纜起吊，從拋石船上的月池下放到海底，并且位于海床上方3— 5米；然后是落石管拋石裝置通過觀通設(shè)備以及輔助機(jī)械手上的定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確定位，輔助機(jī)械手具有四個自由度，有一定的可調(diào)節(jié)性，輔助機(jī)械手通過夾緊海底管道，使拋石裝置定位在海底管道上方；接著通過拋石裝置上配備的推進(jìn)器克服水流可引導(dǎo)落石管精確地沿著海底管線預(yù)設(shè)定路由前移；碎石從拋石船上倒入到落石管中，順著落石管進(jìn)入拋石裝置中，可通過拋石裝置底端的導(dǎo)向板調(diào)節(jié)碎石的拋出角度，使碎石在海底管道兩側(cè)完整掩埋。
[0018]圓柱形載體框架包括圓柱形焊接架1、漏斗口 3、側(cè)欄6、爬梯7、中間通道8，圓柱形焊接架I直徑3m高4m，由Φ80ι?πι、δ = 18mm的圓柱桿搭建焊接而成，中間通道8為Φ IlOOm的管道且下端焊接有對接法蘭，通過一些Φ80πιπι的支撐桿焊接在圓柱形焊接架I的中心位置，漏斗口 3下端與中間通道8上端焊接在一起，側(cè)欄6由Φ 50mm的圓柱桿搭建焊接而成，對稱焊接在圓柱形焊接架I的兩側(cè)，爬梯7由Φ60πιπι的圓柱桿和60x60的桿搭建焊接而成，通過安裝座和轉(zhuǎn)動軸對稱安裝在圓柱形焊接架I的兩側(cè)，并可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動；載體頂部組件包括浮力材料2、吊環(huán)4、頂蓋5，頂蓋5用來封住載體框架的頂部，焊接在圓柱形焊接架I的頂部，吊環(huán)4為三個均勻的安裝在頂蓋5上，浮力材料2為三塊均勻的安裝在頂蓋5上；推進(jìn)系統(tǒng)包括液壓油源18、導(dǎo)管螺旋槳19、液壓馬達(dá)20、導(dǎo)管螺旋槳21、液壓馬達(dá)22，導(dǎo)管螺旋槳19為兩個，對稱的安裝在頂蓋5上，液壓馬達(dá)20通過安裝座安裝在頂蓋5上并通過軸傳遞動力給導(dǎo)管螺旋槳19，導(dǎo)管螺旋槳21為4個，均勻分布安裝在圓柱形焊接架I與中間通道8組成的環(huán)形道內(nèi)，液壓馬達(dá)22通過安裝座安裝在圓柱形焊接架I上，并通過軸傳遞動力給導(dǎo)管螺旋槳21，液壓油源18為兩個通過特制的外圍框架安裝在圓柱形焊接架I與中間通道8組成的環(huán)形道內(nèi)；落石導(dǎo)向口包括導(dǎo)向板32、液壓缸