專利名稱：新型深海鋪管船用張緊器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及海洋石油管道鋪設裝備。
背景技術：
張緊器是應用于鋪管工程船上進行海上石油管道鋪設作業的重大裝備，張緊器的管道張緊能力的大小直接決定了海底石油管道的鋪設水深。張緊器通過上下兩側的履帶式夾緊板與管道緊密接觸，通過上下兩側的壓載機構提供足夠大的正壓力并分別施加于上下兩側的履帶式夾緊板上，從而使夾緊板和管道之間產生足夠大的摩擦力，即管道拉力，以達到拉緊管道的目的。 現有的鋪管張緊器大都采用空氣彈簧來提供管道壓力，將若干個空氣彈簧安裝于張緊器的壓載器內部以此產生正壓力，由于單個空氣彈簧的承載能力非常低，使得張緊器的管道張緊能力主要集中于30噸至70噸的較小拉力范圍內。受到張緊器的管道張緊能力的限制，現有的鋪管工程船只能鋪設水深在300米以內的淺海石油管道，對于300米以上水深的深海海底石油管道則無法利用現有的鋪管工程船進行鋪設，大大限制了我國深海石油的鉆采集運，成為制約我國向深海要石油的一項瓶頸技術。 另外，目前的張緊器的拉力檢測單元通常都安裝于張緊器的底座上，造成底座結構復雜，加之設備尺寸龐大，常會導致活動底座不牢固或設備標高太高。而且，由于管道拉力是直接作用于壓載器上，然后再通過外框架傳遞到底座上，管道張緊拉力的直接作用點與傳感器的安裝位置之間距離較遠，會造成拉力檢測單元的檢測誤差偏大。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種新型深海鋪管船用張緊器，其可以提供200噸以上的管道拉力，滿足深海鋪管作業的要求。 本實用新型所采用的技術方案是一種新型深海鋪管船用張緊器，包括外框架、上
壓載器、下壓載器、用于驅動上壓載器升降的上壓載器升降機構、用于驅動下壓載器升降的
下壓載器升降機構、履帶驅動機構、拉力檢測部件、PLC控制器和液壓電氣控制組件；上壓
載器和下壓載器均設置在外框架的內側，上壓載器設置在下壓載器的正上方，在上壓載器
和下壓載器外均環繞設有履帶式夾緊板，履帶式夾緊板由履帶驅動機構驅動旋轉；上壓載
器和下壓載器內均設有多個壓載液壓缸，該多個壓載液壓缸產生管道壓載力，作用在履帶
式夾緊板上壓緊待鋪設的管道；拉力檢測部件用于檢測管道的張緊力，并將檢測信號傳送
給PLC控制器；PLC控制器與液壓電氣控制組件相連，通過該液壓電氣控制組件控制多個壓
載液壓缸、上壓載器升降機構、下壓載器升降機構以及履帶驅動機構動作。 上述的新型深海鋪管船用張緊器，其中，外框架包括四根立柱，各立柱在與上壓載
器和下壓載器相對的第一側面上設有第一導向滑板，在與第一側面相鄰的第二側面上還設
有第二導向滑板；上壓載器和下壓載器分別設有四個上支座擋板和四個下支座擋板，四個
上支座擋板和四個下支座擋板均分別與四根立柱的第二導向滑板相對設置；拉力檢測部件包括八個壓力傳感器，該八個壓力傳感器分別設置在四個上支座擋板和四個下支座擋板
上；各壓力傳感器上設有一滑塊，滑塊與第二導向滑板相對且間隙配合。 本實用新型具有以下優點 1.本實用新型在鋪管作業時，由上、下壓載器外圍環繞的V形履帶式夾緊板將管道夾住，由多個壓載油缸提供管道壓載力，將管道壓緊，借助履帶式夾緊板與管道之間的摩擦力，提供管道拉力，最大拉力可達200噸以上，可以滿足深海鋪管作業的要求。[0010] 2.區別于以往壓載機構統一動作的方案，本實用新型的各壓載油缸可獨立工作，彼此不牽連，能夠方便地適應管道外徑的變化。 3.上、下壓載器均可以升降，以保證張緊器能夠夾緊鋪設不同直徑的管道，同時下壓載器的升降又可以調整設備標高的變化。 4.拉力檢測傳感器安裝于上、下壓載器與外框架之間，檢測受力點分布均勻，檢測受力更直接、更準確，同時也減化了底座結構的設計，使得底座可以完全固定在基礎上，增加了底座的穩定性。張緊器內部安裝有壓力傳感器，以便能夠實時監測管道張緊力的變化，以控制履帶驅動單元，實現衡張力控制。
圖1是本實用新型的新型深海鋪管船用張緊器的主視示意圖； 圖2是本實用新型的側視示意圖； 圖3是本實用新型的俯視示意圖； 圖4是本實用新型的控制原理框圖； 圖5是本實用新型的壓力傳感器的裝配示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做出進一步說明。 結合圖1至圖5所示，本實用新型的新型深海鋪管船用張緊器包括外框架1、上壓載器2、下壓載器3、用于驅動上壓載器升降的上壓載器升降機構4、用于驅動下壓載器升降的下壓載器升降機構5、履帶驅動機構6、底座7、拉力檢測部件8、PLC控制器9和液壓電氣控制組件IO。 外框架1固定于底座7上，作為整個張緊器的框架支撐，分為上、中、下三部分結構，各部分結構之間用螺栓聯接。外框架1包括四根立柱12，各立柱12在與上壓載器2和下壓載器3相對的第一側面上焊接有第一導向滑板121，在與第一側面相鄰的第二側面上還設有第二導向滑板122，使得上壓載器2和下壓載器3可沿第一導向滑板121和第二導向滑板122上下移動。 上壓載器2和下壓載器3均設置在外框架1的內側，上壓載器2設置在下壓載器3的正上方，在上壓載器2和下壓載器3外均環繞設有履帶式夾緊板21，所鋪設的管道100就固定于上、下壓載器的履帶式夾緊板21之間，該履帶式夾緊板21最好是V形履帶板，并由履帶驅動機構6驅動旋轉，從而帶動管道100移動。履帶驅動機構6設置在上、下壓載器的兩端，主要由數個驅動電機組成。上壓載器2和下壓載器3內均設有多個壓載液壓缸22，多個壓載液壓缸產生管道壓載力，作用在履帶式夾緊板21上壓緊待鋪設的管道100。在一種實施方式中，上、下壓載器內的壓載液壓缸共有40個，均可獨立動作。[0022] 上壓載器升降機構4主要由四個液壓缸組成，這些液壓缸的底座對稱地固定在下壓載器3的外側面上，液壓缸上部的活塞桿支座固定在上壓載器2的側面上，并將上壓載器2頂起。下壓載器升降機構5主要由四個液壓缸組成，這些液壓缸和外框架1一同固定在底座7上，并對稱地分布在底座的四個角上，四個液壓缸共同將下壓載器3頂起。上壓載器升降機構4和下壓載器升降機構5的液壓缸主要是用以確定上、下壓載器的垂直高度位置，以適應不同直徑的管道100，當管道100和上、下壓載器的相對位置確定后，利用壓載液壓缸22的推力使履帶式夾緊板21夾緊管道。 拉力檢測部件8用于檢測管道100的張緊力，并將檢測信號傳送給所述PLC控制9，PLC控制器9與液壓電氣控制組件10相連，液壓電氣控制組件10包括多個電磁換向閥、比例閥、繼電器及接觸器。PLC控制器9通過該液壓電氣控制組件10控制多個壓載液壓缸22、上壓載器升降機構4、下壓載器升降機構5以及履帶驅動機構6動作。[0024] 請參閱圖5，上壓載器2和下壓載器3分別設有四個上支座擋板23和四個下支座擋板(圖中未示出)，四個上支座擋板23和四個下支座擋板均分別與四根立柱12的第二導向滑板122相對設置。拉力檢測部件包括八個壓力傳感器81，該八個壓力傳感器81分別設置在四個上支座擋板23和四個下支座擋板上，各壓力傳感器81上設有一滑塊811，滑塊811與第二導向滑板122相對且間隙配合。在升降機構的作用下，上壓載器與壓力傳感器81、下壓載器與壓力傳感器81 —起可與外框架1的四個立柱間12相對滑動。上壓載器2和下壓載器3均能夠依靠突出的支座擋板和滑塊卡在外框架1的內側。[0025] 張緊器工作時，首先根據鋪設管道100的外徑，利用上壓載器升降機構4將上壓載器2頂升到足夠高，然后，將所鋪設的管道100安放至下壓載器3的履帶式夾緊板上，再利用上壓載器升降機構4將上壓載器2放下，直至上壓載器2的履帶式夾緊板與管道100接觸。PLC控制器9根據所需要的管道夾緊力設定壓載油缸的推力，推力作用在履帶式夾緊板上，從而夾緊管道，提供管道衡張力，使所鋪設管線與船體保持相對靜止狀態，從而完成對管道的焊接等作業，當需要移動管道時，PLC控制器9會控制履帶驅動機構6運轉，帶動管道移動。PLC控制器9通過拉力檢測部件8可實時監測管道張緊力的變化，控制履帶驅動單元，實現衡張力控制。
權利要求一種新型深海鋪管船用張緊器，其特征在于，包括外框架、上壓載器、下壓載器、用于驅動所述上壓載器升降的上壓載器升降機構、用于驅動所述下壓載器升降的下壓載器升降機構、履帶驅動機構、拉力檢測部件、PLC控制器和液壓電氣控制組件；所述上壓載器和下壓載器均設置在所述外框架的內側，上壓載器設置在下壓載器的正上方，在上壓載器和下壓載器外均環繞設有履帶式夾緊板，所述履帶式夾緊板由所述履帶驅動機構驅動旋轉；上壓載器和下壓載器內均設有多個壓載液壓缸，所述多個壓載液壓缸產生管道壓載力，作用在所述履帶式夾緊板上壓緊待鋪設的管道；所述拉力檢測部件用于檢測所述管道的張緊力，并將檢測信號傳送給所述PLC控制器；所述PLC控制器與所述液壓電氣控制組件相連，通過該液壓電氣控制組件控制所述多個壓載液壓缸、上壓載器升降機構、下壓載器升降機構以及履帶驅動機構動作。
2. 如權利要求1所述的新型深海鋪管船用張緊器，其特征在于，所述外框架包括四根立柱，各所述立柱在與所述上壓載器和下壓載器相對的第一側面上設有第一導向滑板。
3. 如權利要求2所述的新型深海鋪管船用張緊器，其特征在于，各所述立柱與第一側面相鄰的第二側面上還設有第二導向滑板；所述上壓載器和下壓載器分別設有四個上支座擋板和四個下支座擋板，所述四個上支座擋板和四個下支座擋板均分別與四根立柱的第二導向滑板相對設置；拉力檢測部件包括八個壓力傳感器，該八個壓力傳感器分別設置在四個上支座擋板和四個下支座擋板上；各壓力傳感器上設有一滑塊，所述滑塊與第二導向滑板相對且間隙配合。
4. 如權利要求1所述的新型深海鋪管船用張緊器，其特征在于，所述上壓載器升降機構包括四個液壓缸。
5. 如權利要求1所述的新型深海鋪管船用張緊器，其特征在于，所述下壓載器升降機構包括四個液壓缸。
專利摘要一種新型深海鋪管船用張緊器，包括外框架、上壓載器、下壓載器、上壓載器升降機構、下壓載器升降機構、履帶驅動機構、拉力檢測部件、PLC控制器和液壓電氣控制組件。在上壓載器和下壓載器外均環繞設有履帶式夾緊板，履帶式夾緊板由履帶驅動機構驅動旋轉。上壓載器和下壓載器內均設有多個產生管道壓載力的壓載液壓缸，作用在履帶式夾緊板上壓緊待鋪設的管道。拉力檢測部件用于檢測管道的張緊力，并將檢測信號傳送給PLC控制器；PLC控制器與液壓電氣控制組件相連，通過該液壓電氣控制組件控制多個壓載液壓缸、上壓載器升降機構、下壓載器升降機構以及履帶驅動機構動作。本實用新型可提供200噸以上的管道拉力，滿足深海鋪管作業的要求。
文檔編號B63B35/03GK201484630SQ20092020917
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者何冠軍, 吳躍新, 周曉春, 陳賦秋 申請人:上海振華重工(集團)股份有限公司