一種新型四節點j型-卷筒集成鋪設系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型四節點J型?卷筒集成鋪設系統，主要包括鋪設塔、卷筒、鋪設塔角度調節系統、矯直系統、管道鋪設傳送系統和管道鋪設的關鍵設備。鋪設塔角度調節系統包括A字架、角度調節器、液壓缸、角度調節器連接軸；矯直系統包括校準輪、矯直器和矯直滾輪；管道鋪設管道傳送系統包括水平傳送系統、裝載臂、提升機；管道鋪設關鍵設備包括張緊器、移動平臺。本實用新型可以完成各種水深下多種尺寸、多種材質、多種直徑管道鋪設工作，不僅能夠減少設備使用總量，而且可根據實際鋪設需要適時切換鋪設方式，在減小管道所受應力情況下，提高管道鋪設質量與效率，提高經濟性，具有很強的綜合作業能力。
【專利說明】
一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鋪設系統，尤其涉及一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著海上油氣開發活動的不斷增加，深海管道鋪設技術在一次次挑戰中不斷創新，飛速發展。根據現有實際鋪管工程經驗，管道鋪設方法主要有以下四種:S型鋪設、J型鋪設、卷筒鋪設和拖拽式鋪設。
[0003]S型鋪設實際應用案例較多，但是S型鋪設受水深影響非常大，隨著水深增加，需要更長的托管架和更高的張力，會導致穩定性喪失，增加作業風險;J型鋪設能夠保證管道在鋪設過程中所受應力較小，但是目前工程中鋪管船上鋪設塔高度一般在80-135m，穩定性是一個難題，而且鋪設速度較慢:典型鋪設速度是I?1.5千米/天;卷筒鋪設具有較高的鋪設效率，可以有效的減少海上工作時間，降低海上的運行成本，但是卷筒鋪設對管道材料的性能要求較高，而且目前卷筒鋪設矯直系統的矯直方向均與重力方向有夾角，易產生周向應變;拖拽式鋪設對各方面的要求較低，操作較方便，但其鋪設能力、可安裝管道長度有限，影響其應用范圍。
[0004]綜合考慮目前鋪設過程中遇到的難題以及各種鋪設方式的優缺點，本文設計一種兼具J型鋪設和卷筒鋪設的低高度集成管道鋪設系統，可以完成各種水深下多種尺寸、多種材質、多種直徑管道鋪設工作，不僅能夠減少設備使用總量，而且可根據實際鋪設需要適時切換鋪設方式，在減小管道所受應力情況下，提高管道鋪設質量與效率，提高經濟性。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了綜合考慮各種鋪設方式的適用性和鋪設效率，而提供一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:包括鋪設塔、鋪設塔角度調節系統、管段傳送系統和鋪設相關設備，所述鋪設塔鉸接安裝在船體甲板上，鋪設塔中間位置的兩側分別設置有角度調節器連接軸，所述鋪設塔角度調節系統有兩套且每套都包括安裝在船體甲板上的A字架、與A字架上端鉸接的液壓缸主體結構、對稱安裝在液壓缸主體結構兩端的兩個液壓調節機構、同時與兩個液壓調節機構輸出端連接的中間板、均勻設置在中間板上的兩個液壓卡夾以及鉸接安裝在對應的角度調節器連接軸上的角度調節器，所述角度調節器的端部設置有一列與液壓卡夾配合的卡孔，管段傳送系統包括水平傳送系統、裝載臂和提升機，所述水平傳送系統設置在船體甲板上，裝載臂鉸接安裝在船體甲板上，裝載臂上部均勻設置有至少三個夾具，每個夾具通過鏈接轉軸與裝載臂連接，裝載臂上還設置有吊耳，鋪設相關設備包括張緊器、對中器、焊接站和移動平臺，所述提升機包括安裝在鋪設塔內側的兩根滑軌中的兩個滑塊、與外部絞車連接的兩個提升機吊耳、提升機液壓缸和提升機定型夾持爪，兩個提升機吊耳分別與對應的兩個滑塊固連，提升機定型夾持爪設置在兩個滑塊之間，提升機定型夾持爪的端部設置有與待鋪管路管領配合的管領夾具，提升機定型夾持爪上設置有控制管領夾具開合的提升機液壓缸，其特征在于:還包括設置在鋪設塔右側的卷筒系統和左側的矯直系統，所述卷筒系統包括纏繞有管道的卷筒，卷筒的中心軸上鉸接有上支撐桿和下支撐桿，上支撐桿的端部鉸接在鋪設塔上，下支撐桿的端部鉸接有下支撐桿旋轉板，下支撐桿旋轉板的端部鉸接在鋪設塔上，在下支撐桿旋轉板于上支撐桿之間的鋪設塔上還鉸接安裝有卷筒液壓缸，卷筒液壓缸的輸出端與卷筒的中心軸連接;所述矯直系統包括校準輪、矯直器和矯直滾輪，所述校準輪的中心軸與三角支撐板的一端鉸接，三角支撐板的第二端與鋪設塔鉸接，鋪設塔上還設置有校準輪液壓缸，校準輪液壓缸的輸出端與三角支撐板的第三端鉸接，矯直滾輪包括第一履帶結構、第一調整液壓缸和第二調整液壓缸，第一調整液壓缸和第二調整液壓缸的缸筒分別鉸接安裝在鋪設塔上，第一調整液壓缸和第二調整液壓缸的輸出端分別和第一履帶結構連接，矯直器包括第二履帶結構，第二履帶結構上鉸接有上液壓缸，上液壓缸的輸出端與鋪設塔連接，第二履帶結構上還鉸接有下液壓缸，下液壓缸的輸出端與第一履帶結構連接，且所述校準輪位于鋪設塔的外側，所述矯直器和矯直滾輪上下設置并位于校準輪的對面，管道經卷筒系統伸入至校準輪、矯直器和矯直滾輪之間。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型是一種可以實現J型和卷筒兩種鋪設的集成管道鋪設系統，通過對相關鋪設設備進行整合，可以完成各種水深下多種尺寸、多種材質、多種直徑管道鋪設工作，不僅能夠減少設備使用總量，而且可根據實際鋪設需要適時切換鋪設方式，在減小管道所受應力情況下，提高管道鋪設質量與效率，提高經濟性，具有很強的綜合作業能力。
[0008]通常根據開采油氣實際情況，需要鋪設多種類型、多種用途、多種直徑管道，將J型與卷筒兩種管道鋪設方式合理集成，不僅可保留各自鋪設方式優點，同時彌補單一類型缺點，提高兼容性與經濟性。
[0009]突破單一鋪設方式限制:(a)可以完成多種類型、用途管道鋪設工作，不受管道材質限制，既能鋪設硬管又能鋪設軟管及臍帶纜等。將兩種鋪設方式結合，在不增加鋪管船數量和設備種類使用情況下，可根據需要適時切換鋪設方式，保證鋪設效率同時，提高經濟性，節約安裝成本；(b)可以完成不同尺寸管道鋪設工作，不受直徑限制，同時根據需要適時切換鋪設方式，提高經濟性。鋪設直徑范圍為2英寸到18英寸管道，采用卷管鋪設方式節約成本;鋪設直徑范圍18英寸到32英寸管道，采用J型鋪設方式保證安裝質量；(c)既適用于淺水作業，也適用于深水和超深水作業，突破了單一鋪設方式受水深和經濟性的限制。將兩種鋪設方式結合，當鋪設的管道所處水深隨鋪設長度變化時，可需要適時切換鋪設方式(J型鋪設從經濟性角度考慮，主要適應于深水和超深水作業，卷筒鋪設從經濟性角度考慮，主要適用于淺水)，提高作業效率，節約安裝成本。
[0010]優化單一鋪設方式作業性能:(a)提高卷筒鋪設管道安裝質量與效率。管道從卷筒上退卷時，管道與鋪設塔下放路徑始終保持相切狀態，而矯直方向為垂直方向，與重力處于同一作用線上，提高了矯直效率，同時避免管道截面在傳統傾斜方向上矯直產生周向變形，減少彎曲對極限強度和疲勞性能的影響；(b)進行設備整合，減少設備使用總量(如船尾托管架等)，節約設備單獨布置所占空間；(C)卷筒豎直布置，機動性強，鋪設速度快；(d)張力更加容易控制。無論采用J型鋪設還是卷筒鋪設，管道脫離鋪管船時均垂直入水，貼近“自然”狀態，在線性彈性范圍內，減少了管道的自由跨度，比水下S形態應力小(e)絕大部分焊接工作可在陸地車間可控環境中完成，保證焊接質量。
[0011 ]提高管道鋪設速度。(a) J型鋪設時，管道焊接前對中及預熱約需2分鐘，管道焊接時間約需12分鐘，無損檢測約需5分鐘，涂裝約需3分鐘，提升機下放速度約為12.2m/min。故所設計的四節點集成鋪設系統采用J型鋪設時，理論鋪設速度為:
[0012]24X60+{(2+12+5+3) + (12.2X4 + 12.2)} X 12.2X4 = 2702.8m/d
[0013]相比典型J型鋪設速度1.5km/d效率提升了80.2%
[0014](b)采用卷筒鋪設，管道可連續鋪設，海上鋪設時間短，保證了管道鋪設的快速性，鋪設成本相對較低。典型卷筒鋪設速度可高達I千米小時，平均約600米小時，相比典型J型鋪設速度1.5km/d效率提升了 860 %
[0015]鋪設塔設計高度52m，塔高相對較小，在保證鋪設效率前提下，提高穩定性，降低作業風險。目前工程中鋪管船上鋪設塔高度一般在80-135m，相比減小35%以上。
[0016]裝載臂直接將管線提升至安裝塔頂層，免去管線電梯設備，減少了上管過程中不必要的工序，使管段的傳送簡單易行。節約成本，減輕重量，提高工作效率。可實現鋪設塔角度在70°到110°之間平穩的調節，可以滿足不同水深和管徑的鋪設要求，減小管段頂端的受力。焊接裝置與無損檢測裝置布置在同一工作位，若焊接檢測質量不合格，可及時處理，減少不必要工序，避免影響鋪設效率。管道焊接、檢測和涂層過程，位置不移動，確保安裝質量符合指標。在鋪設塔底端增加懸掛平臺，實現PLET、PLEM等關鍵設備的安裝，保證鋪設作業安全性的同時也提高了鋪設效率。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的主視方向的結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的側視方向的結構示意圖(右視方向);
[0019]圖3是本實用新型的矯直系統原理圖；
[0020]圖4是本實用新型的卷筒系統的結構示意圖；
[0021 ]圖5是本實用新型的支撐桿旋轉板部分的放大示意圖；
[0022]圖6是本實用新型的鋪設塔上端的內部結構示意圖(左視方向)；
[0023]圖7是本實用新型的矯直系統的結構示意圖(左視方向)；
[0024]圖8是本實用新型的提升機的結構示意圖；
[0025]圖9是本實用新型的A字架的結構示意圖；
[0026]圖10是本實用新型的角度調節器的正視方向示意圖；
[0027]圖11是本實用新型的角度調節器的俯視方向示意圖。
[0028]圖中:鋪設塔1、A字架2、角度調節器3、液壓缸4、角度調節器連接軸5、水平傳送系統6、裝載臂7、矯直器8、提升機9、矯直滾輪10、卷筒11、矯直系統12、張緊器13、移動平臺14、校準輪15、卷筒外圓16、卷筒支撐桿17、卷筒中心軸18、卷筒上支撐桿19、卷筒下支撐桿20、卷筒下支撐桿旋轉板21、卷筒液壓缸22、校準輪支撐板23、校準輪液壓缸24、矯直器上液壓缸25、矯直器下液壓缸26、矯直滾輪調整液壓缸一 27、矯直滾輪調整液壓缸二 28、提升機吊耳29、定型夾持爪30、提升機液壓缸31、管領32、滑塊33。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0030]結合圖1至圖11，本實用新型的一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統主要包括鋪設塔1、卷筒U、鋪設塔角度調節系統、矯直系統12、管道鋪設傳送系統和管道鋪設的關鍵設備。鋪設塔角度調節系統包括A字架2、角度調節器3、液壓缸4、角度調節器連接軸5;矯直系統12包括校準輪15、矯直器8和矯直滾輪10;管道鋪設管道傳送系統包括水平傳送系統6、裝載臂7、提升機9;管道鋪設關鍵設備包括張緊器13、移動平臺14。
[0031]所述的鋪設塔I高52米，可以滿足4節點管段的鋪設作業，頂部為2m高的箱體結構，內壁設有足夠的加強材，加強材根據位置的不同分別選用不同型號的T型材和角鋼，箱體結構內用來安裝絞車。所述的鋪設塔整體設計為穩定的桁架結構，左右兩側分別設有四根尺寸較大的主支撐管，主支撐管之間分別設有斜撐，既可以滿足強度要求，又能減輕結構的重量，主要作用是支撐和固定J型鋪設的其他相關設備。在桁架結構的基礎上，下部結構四周使用鋼板焊接成封閉的箱體結構，既可以降低鋪設塔的重心，又增加穩定性，同時還可以作為設備間，用于存放電力設備、液壓設備以及升降電梯等。鋪設塔下端船體上開設有月池。鋪設塔中部兩端設有角度調節器連接軸5，底端和鋪管船甲板采用鉸接的連接方式，便于鋪設塔的旋轉實現鋪管過程中鋪設塔角度的調節。
[0032]所述的A字架2固定于船體的甲板上，用來支撐固定角度調節器3和液壓缸4，綜合考慮重量和強度的要求，主體設計為鋼板結構，內部合理布置足夠的加強材，具體的說是主體由鋼板焊接而成，內壁面布置足夠的加強材，加強材根據位置的不同分別選用不同型號的T型材和角鋼，既能滿足強度要求又能減輕結構質量，上端設有一個圓形通孔，用來實現與液壓缸的連接。
[0033]所述的角度調節器3上部設計為桁架結構，頂端與鋪設塔上的角度調節器連接軸5連接，可以繞其旋轉;下部設計為箱體結構，兩側留有多個等間距、等尺寸的長方形卡孔，用來與液壓缸上的卡夾連接。通過與液壓缸協調作用，實現鋪設塔角度的調節。
[0034]所述的液壓缸4是角度調節器3與A字架2之間的連接構件，用來控制角度調節器與A字架之間的相對位置和角度。所述的液壓缸主要包括液壓卡夾、液壓調節機構和主體結構，通過液壓卡夾與角度調節器上卡孔的連接，實現角度調節器的下部固定;液壓調節機構用來調節卡夾的高度，液壓缸主體通過所述A字架上的圓形通孔與其鉸接在一起。通過連接卡孔位置的改變和液壓缸相對于A字架的旋轉，來調節鋪設塔的角度。
[0035]所述的水平傳送系統6由多個滾輪組成，作用是J型鋪設過程中待鋪設管段在船體上的水平傳送，將管段傳送至處在水平位置的裝載臂7的夾具內。
[0036]所述的裝載臂7鉸接在船體的甲板上，作用是J型鋪設時將管段從水平位置旋轉至豎直位置，綜合考慮重量和強度的要求，主體結構由鋼板焊接而成，內部布置加強材，加強材根據位置的不同分別選用不同型號的T型材和角鋼，既能滿足強度要求又能減輕結構重量。其上布置有可以繞軸旋轉的液壓夾具，用于夾持管段并將管段運送至預鋪設路徑上。兩側設有吊耳，分別與絞車的鋼索連接，一側絞車起驅動作用，通過絞車鋼索的收放實現裝載臂的旋轉，另一側的絞車起控制作用，保證旋轉的穩定，通過兩側絞車鋼索的收放實現裝載臂平穩的旋轉。裝載臂下端通過鉸接的方式連接在靠近鋪設塔處的甲板上，裝載臂的作用是將水平滾輪傳送過來的管段夾緊，旋轉至豎直位置，之后在液壓馬達的驅動下，夾具繞連接轉軸實現旋轉，將待鋪設管段運送至預鋪設路徑上，為管道鋪設下一步作業做準備。
[0037]所述的提升機9包括安裝在鋪設塔內側的兩根滑軌中的兩個滑塊33、與外部絞車連接的兩個提升機吊耳29、提升機液壓缸31和提升機定型夾持爪30，兩個提升機吊耳分別與對應的兩個滑塊固連，提升機定型夾持爪設置在兩個滑塊之間，提升機定型夾持爪的端部設置有與待鋪管路管領配合的管領夾具，提升機定型夾持爪上設置有控制管領夾具開合的提升機液壓缸。提升機9主要作用是為管道提供頂部張力。
[0038]所述的卷筒系統主要由卷筒、輪輻鋼結構、支撐系統和樓梯組成，主要作用是為纏繞在卷筒上的管道提供重力支撐與輪廓支撐，并在合理間距下，通過旋轉卷筒實現管道退卷順利下放。輪輻鋼結構由卷筒外圓16與分散對稱布置支撐桿17組成，卷筒外圓主要為纏繞在上面的管道提供輪廓支撐;所有支撐桿均與布置在外圓圓心的中心軸18相連，與支撐系統共同為外圓與纏繞在外圓上的管道提供支撐。支撐系統包括上支撐桿19、下支撐桿20、下支撐桿旋轉板21和液壓缸22，上支撐桿19、下支撐桿20和液壓缸22—端鉸接交匯在中心軸18，上支撐桿19和液壓缸22另一端與鋪設塔主體不同高度處鉸接，下支撐桿20另一端與下支撐桿旋轉板21鉸接，下支撐桿旋轉板21另一端與鋪設塔主體鉸接。樓梯主要功能為方便檢修設備與保養。卷筒系統位于鋪設塔頂部右端，其位置由支撐系統固定，通過調整液壓缸22活塞長度，下支撐桿旋轉板21轉動，中心軸18與鋪設塔主體水平與豎直方向位移發生改變，實現卷筒位置微調。
[0039]所述的矯直系統由校準輪15、矯直器8和矯直滾輪10組成，整個系統利用三彎矩原理將退卷的具有曲率的管道矯直，為管道下放做準備。
[0040]所述的校準輪15主要由輪輻鋼結構、支撐系統和樓梯組成，主要作用是同矯直器8和矯直滾輪10配合矯直管道。輪輻鋼結構由外圓與分散對稱布置支撐桿組成，外圓主要為矯直彎曲管道提供支點；所有支撐桿均與布置在外圓圓心的中心軸相連，與支撐系統共同為外圓提供支撐。支撐系統包括支撐板23、和液壓缸24，支撐板一側與中心軸鉸接，一側與鋪設塔主體鉸接，一側與液壓缸24鉸接，通過調整液壓缸24活塞長度，支撐板23帶動中心軸轉動，實現校準輪15位置調整。樓梯主要功能為方便檢修設備與保養。
[0041]所述的矯直器8由履帶結構和調整結構組成，主要作用是同校準輪15和矯直滾輪10配合矯直管道。履帶結構隨管道下放而旋轉，降低摩擦同時增大與管道接觸面積，保證管道受力。調整結構包括上液壓缸25和下液壓缸26，上液壓缸25兩端分別與矯直器8和鋪設塔鉸接，下液壓缸26—端和矯直器8鉸接，一端和矯直滾輪10鉸接，通過改變活塞長度，實現矯直器8位置調整。
[0042]所述的矯直滾輪10由履帶結構和調整結構組成，主要作用是同校準輪15和矯直器8配合矯直管道。履帶結構隨管道下放而旋轉，降低摩擦同時增大與管道接觸面積，保證管道受力。調整結構包括下液壓缸26、調整液壓缸一 27和調整液壓缸二 28，調整液壓缸一 27和調整液壓缸二 28兩端分別與矯直滾輪10和鋪設塔鉸接，通過改變活塞長度，實現矯直滾輪1位置調整。
[0043]所述的張緊器13，為管道提供一定的牽引力，保證管道退卷的穩定性，同時對管道起夾緊作用，使管道在鋪管過程中平穩勻速的下放。
[0044]所述的移動平臺14位于塔架底端的月池處，在J型鋪設過程中，可以夾持已入水的管段。通過平臺的移動還可以實現已鋪設管道與上部管段的對中，同時可以輔助完成一些關鍵設備如管道終端PLET、PLEM的入水和焊接。起始端管道終端PLET、PLEM安裝時，移開平臺，管道終端可以通過月池直接下方入水，隨后移回平臺，夾持與管道終端連接的管段，之后進入管道的正常鋪設階段;待鋪設結束后，移動平臺夾持住已鋪設的管道，在焊接站處完成管道與管道終端的連接，移開移動平臺，下放管道終端，完成終止端管道終端的安裝。
[0045]本實用新型的工作過程如下:
[0046]在管道開始鋪設之前，可以根據不同的海況，通過調節鋪設塔的角度滿足鋪設管道曲率的要求，進而減小鋪設管道頂端的受力，保證鋪管作業的順利進行。角度調節時，在A字架2的支撐下，改變液壓卡夾夾持的卡孔，實現角度調節器3的前后移動，角度調節器移動的同時，頂端與鋪設塔角度調節器連接軸5的連接處以及液壓缸4與A字架2連接處發生相對轉動，進而改變鋪設塔的相對角度。
[0047]采用J型鋪設時，J型鋪設所需要的管段首先在陸地上加工好，然后通過運輸船運送到鋪管船附近，由鋪管船上的起重機將加工好的管段吊至管段儲存區。管段鋪設過程中，通過鋪管船上的吊機將待鋪設管段吊運至水平傳送系統6，此時裝載臂7處于水平狀態，且其上的液壓夾具與水平傳送系統的水平滾輪處于同一水平線上，由水平滾輪將待鋪設的管段送至裝載臂7的夾具內。夾具夾緊，通過裝載臂7上連接絞車鋼索的收放，完成裝載臂7由水平至豎直的旋轉。
[0048]當裝載臂7處于豎直狀態后，裝載臂7上的夾具在液壓馬達驅動下，繞著連接轉軸旋轉，將管段運送至鋪設塔I的預鋪設路徑上，與鋪設塔頂端提升機9的夾具對準，打開提升機9的夾具，借助絞車慢慢下放提升機9至管段頂端的第一層管領處，固定提升機9，加緊夾具。松開裝載臂7的夾具并將裝載臂7旋轉至鋪設塔I外側。
[0049]本實用新型在開始鋪設之前，預先將PLET與一段管道連接，整體下放入水，利用移動平臺14夾持住與PLET相接的管段上方，等待與正式鋪設第一段管道末端對中焊接。當第一段鋪設的管段被提升機9夾持后，下放鋪設塔頂端的內部對中器，上端管段在提升機9的夾持下固定不動，通過調節移動平臺14的位置，完成上端管段與入水管段的對中，對中完成后，通過焊接站進行焊接，并做無損檢測和涂層處理，完成后，通過提升機9將管段下放入水，之后由移動平臺10和相關的張緊裝置共同固定管道，并將提升機9升回鋪設塔I頂部，此時第二根管段已經經過裝載臂7運送至鋪設塔I頂部，繼續由裝載臂7將管段旋轉至預鋪設路徑上，進行下一段管道的連接。
[0050]待管段鋪設完成后，通過鋪設塔I底端的移動平臺14和相關的張緊裝置將管段夾住，隨后通過焊接站將終止管道終端與管段的末端焊接，并通過絞車將其下放到海底，完成整個管道的鋪設。
[0051]在采用卷筒鋪設時，待鋪設管道已經在岸上預制完成，并進過計算和合理的操作將管道纏繞在卷筒上。纏繞好管道的卷筒通過陸地運輸至鋪管船，然后安裝到鋪管船上。正常鋪設時，管道從卷筒11上退卷，依次經過矯直系統12中的矯直器8、校準輪15、矯直滾輪10，在反向彎矩的作用下重新變直，最后經過張緊器13下放到海中，完成整個管道的鋪設。
[0052]本實用新型涉及一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統，兼具J型鋪設和卷筒鋪設功能，通過對相關鋪設設備進行整合，可以完成各種水深下多種尺寸、多種材質、多種直徑管道鋪設工作，不僅能夠減少設備使用總量，而且可根據實際鋪設需要適時切換鋪設方式，在減小管道所受應力情況下，提高管道鋪設質量與效率，提高經濟性，具有很強的綜合作業能力。
[0053]本實用新型主要包括鋪設塔、卷筒、鋪設塔角度調節系統、矯直系統、管道鋪設傳送系統和管道鋪設的關鍵設備。所述的鋪設塔是進行管道鋪設的基礎設備，用來支撐、固定和連接管道鋪設的其他結構和設備;所述的卷筒系統的主體為輪輻結構，可為纏繞的管道提供重力支持與輪廓支撐;所述的鋪設塔角度調節系統包括A字架、角度調節器、液壓缸連接在船體和鋪設塔之間，可以實現鋪設塔在一定角度范圍內的自由調節;所述的矯直系統包括校準輪、矯直器和矯直滾輪，用來控制和矯直管道;所述的管道鋪設管道傳送系統包括水平傳送系統、裝載臂、提升機，用于管段在鋪管船和鋪設塔上的傳送;所述的管道鋪設關鍵設備包括張緊器、移動平臺，在鋪設過程中起到管段的傳送作用。
【主權項】
1.一種新型四節點J型-卷筒集成鋪設系統，包括鋪設塔、鋪設塔角度調節系統、管段傳送系統和鋪設相關設備，所述鋪設塔鉸接安裝在船體甲板上，鋪設塔中間位置的兩側分別設置有角度調節器連接軸，所述鋪設塔角度調節系統有兩套且每套都包括安裝在船體甲板上的A字架、與A字架上端鉸接的液壓缸主體結構、對稱安裝在液壓缸主體結構兩端的兩個液壓調節機構、同時與兩個液壓調節機構輸出端連接的中間板、均勻設置在中間板上的兩個液壓卡夾以及鉸接安裝在對應的角度調節器連接軸上的角度調節器，所述角度調節器的端部設置有一列與液壓卡夾配合的卡孔，管段傳送系統包括水平傳送系統、裝載臂和提升機，所述水平傳送系統設置在船體甲板上，裝載臂鉸接安裝在船體甲板上，裝載臂上部均勻設置有至少三個夾具，每個夾具通過鏈接轉軸與裝載臂連接，裝載臂上還設置有吊耳，鋪設相關設備包括張緊器、對中器、焊接站和移動平臺，所述提升機包括安裝在鋪設塔內側的兩根滑軌中的兩個滑塊、與外部絞車連接的兩個提升機吊耳、提升機液壓缸和提升機定型夾持爪，兩個提升機吊耳分別與對應的兩個滑塊固連，提升機定型夾持爪設置在兩個滑塊之間，提升機定型夾持爪的端部設置有與待鋪管路管領配合的管領夾具，提升機定型夾持爪上設置有控制管領夾具開合的提升機液壓缸，其特征在于:還包括設置在鋪設塔右側的卷筒系統和左側的矯直系統，所述卷筒系統包括纏繞有管道的卷筒，卷筒的中心軸上鉸接有上支撐桿和下支撐桿，上支撐桿的端部鉸接在鋪設塔上，下支撐桿的端部鉸接有下支撐桿旋轉板，下支撐桿旋轉板的端部鉸接在鋪設塔上，在下支撐桿旋轉板于上支撐桿之間的鋪設塔上還鉸接安裝有卷筒液壓缸，卷筒液壓缸的輸出端與卷筒的中心軸連接;所述矯直系統包括校準輪、矯直器和矯直滾輪，所述校準輪的中心軸與三角支撐板的一端鉸接，三角支撐板的第二端與鋪設塔鉸接，鋪設塔上還設置有校準輪液壓缸，校準輪液壓缸的輸出端與三角支撐板的第三端鉸接，矯直滾輪包括第一履帶結構、第一調整液壓缸和第二調整液壓缸，第一調整液壓缸和第二調整液壓缸的缸筒分別鉸接安裝在鋪設塔上，第一調整液壓缸和第二調整液壓缸的輸出端分別和第一履帶結構連接，矯直器包括第二履帶結構，第二履帶結構上鉸接有上液壓缸，上液壓缸的輸出端與鋪設塔連接，第二履帶結構上還鉸接有下液壓缸，下液壓缸的輸出端與第一履帶結構連接，且所述校準輪位于鋪設塔的外側，所述矯直器和矯直滾輪上下設置并位于校準輪的對面，管道經卷筒系統伸入至校準輪、矯直器和矯直滾輪之間。
【文檔編號】F16L1/19GK205716012SQ201620411336
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】康莊, 張殿航, 孫麗萍, 翟云賀
【申請人】哈爾濱工程大學