一种海管回收工具的制作方法

本发明涉及海管维修技术，更具体地说，涉及一种海管回收工具。

背景技术：

近年来，深水海管数量不断增加，由于海管设计建造年限已久、管道腐蚀、拖网渔船拖拽等原因导致海管损坏的事故越来越频繁。一旦海管发生损坏，将对海洋环境、油气田生产带来巨大威胁。当海底海管发生损坏时，常用的维修方式是将海管回收至水面进行维修，然后下放至海底。海管回收过程需要专用工具完成回收作业。

目前国内已有实验型的海管回收工具(prt)，但是该工具是插入钢管内部完成海管回收作业，不能用于海管和电缆等回收作业；同时由于受尺寸限制，一种规格的prt只能回收对应管径尺寸的钢管，无法应对多个不同管径的海管回收情况。尚未发现用于海底海管和电缆回收的专用工具，尤其是用于300米以上深水海管的回收工具。

目前国内已投产的荔湾3-1气田管道水深达1500米，正在开发的陵水17-2项目水深达1700米。深水油气田一旦管道发生泄漏，将会造成严重的海洋环境污染及巨额的经济损失，研究深水海管应急维修设备刻不容缓。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的海管回收工具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种海管回收工具，包括机架、驱动机构、安装于所述机架上且与所述驱动机构连接由所述驱动机构带动夹持或者松开海管的夹持机构、以及安装于所述机架上和/或所述夹持机构上以与外置吊装设备连接的吊接机构；

所述驱动机构包括驱动组件以及与所述驱动组件和所述夹持机构连接的传动组件；

所述夹持机构包括与所述传动组件连接的至少一组夹持组件；所述夹持组件包括与所述传动组件连接的第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂和所述第二夹臂在所述驱动组件驱动下由所述传动组件带动做开合动作进而夹持或者松开所述海管。

优选地，所述驱动组件包括与外置液压油路连接的液压缸、以及可反复运动设置于所述液压缸中的柱塞；

所述传动组件包括第一推杆，与所述第一推杆开合设置的第二推杆，以及将所述第一推杆、第二推杆以及柱塞铰接的铰接轴；

所述第一推杆和所述第二推杆的一端均可转动连接于所述铰接轴上，所述第一推杆和所述第二推杆的另一端分别与所述第一夹臂和所述第二夹臂连接，并在所述柱塞往复运动时通过开合动作带动所述第一夹臂和所述第二夹臂夹紧所述海管或者松开所述海管。

优选地，所述第一夹臂包括夹持所述海管的第一夹持部、以及与所述第一夹持部连接且与所述第一推杆可转动连接的第一连接部；

所述第二夹臂包括夹持所述海管的第二夹持部、以及与所述第二夹持部连接且与所述第二推杆可转动连接的第二连接部；

所述第一夹持部与所述第二夹持部相对设置形成开合结构；

所述第一连接部和所述第二连接部相对设置；所述第一连接部和所述第一推杆通过设置第一连接轴可转动连接；所述第二连接部和所述第二推杆通过设置第二连接轴可转动连接。

优选地，所述夹持组件为两组，

两组所述夹持组件的所述第一夹臂相对设置，并通过设置第一连接件连接；

两组所述夹持组件的所述第二夹臂相对设置，并通过设置第二连接件连接；

所述传动组件为两组，两组所述传动组件与两组所述夹持组件对应连接。

优选地，所述机架包括顶盖、以及设置于所述顶盖上且向下延伸设置以连接所述液压缸的连接架；

所述吊接结构包括设置在所述顶盖上的第一吊耳，和/或可转动设置在所述第一夹臂上的第二吊耳，和/或可转动设置在所述第二夹臂上的第三吊耳。

优选地，所述连接架上设有与外置设备连接或者操作人员握持的把手。

优选地，还包括设置在所述第一夹臂和所述第二夹臂之间以对所述海管进行限位的限位机构。

优选地，还包括与所述液压缸连通以接入所述外置液压油路的液压接口。

优选地，还包括与所述外置液压油路连接以切换液压油输送方向的换向阀。

优选地，还包括设置于所述机架上的刻度盘，以及指向所述刻度盘以指示所述夹持机构夹紧系数的指针。

实施本发明的海管回收工具，具有以下有益效果：该海管回收工具可通过驱动机构的驱动组件带动传动组件传动，进而带动该夹持机构的第一夹臂和第二夹臂做开合运动夹持海管，并通过吊装机构与外置吊装设备连接将海管回收。该海管回收工具可适用于不同管径的海管，并可适用于深水作业，其具有结构简单、操作简便、操作效率高的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一些实施例中海管回收工具的结构示意图；

图2是图1所示海管回收工具的剖视图；

图3是图1所示海管回收工具的侧视图；

图4是图1所示海管回收工具底面朝上的结构示意图；

图5是图1所示海管回收工具的机架的结构示意图；

图6是图1所示海管回收工具的第一使用状态的结构示意图；

图7是图1所示海管回收工具的第二使用状态的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1示出了本发明海管的一些优选实施例。该海管可用于将海管200回收至水面，并可完成维修后海管200下放至海底的作业过程，该海管可用于300米以上的深水海管200回收，并可通过外置设备辅助实现自动化海管200回收作业，在一些实施例中，该外置设备可以为rov水下机器人。该海管可实现快速、稳定、安全回收海管200，以便于后续水上维修作业，其具有结构简单、操作简便、回收高效、精确稳定的优点。

如图1及图2所示，在一些实施例中，该海管可包括机架10、驱动机构20、夹持机构30以及吊接机构。该机架10可用于供该驱动机构20、夹持机构30以及吊接机构安装。该驱动机构20可安装于该机架10上，该驱动机构20可与该夹持机构30连接，该夹持机构30可安装于该机架10上且可与该驱动机构20连接，可在该驱动机构20的驱动下夹持或者松开海管200。该吊接机构可安装于该机架10上以及夹持机构30上，其可与该外置吊装设备连接，可由该吊装设备吊装。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该吊装机构可只设置于该机架10上或者只安装于该夹持机构30上。

如图1、图2及图5所示，进一步地，在一些实施例中，该机架10可包括顶盖11、连接架12以及把手13。该顶盖11可以为两个，该两个顶盖11可并排设置，每个顶盖11可呈伞状。该连接架12可设置于该顶盖11上，位于两个顶盖11的中间，与两个顶盖11分别连接，且从该顶盖11向下延伸设置。该连接架12可以为两个，该两个连接架12可沿该顶盖11的宽度方向并排且间隔设置，且该两个连接架12可相对设置。该把手13可设置于该连接架12上，位于该连接架12的外侧壁，可与该连接架12一体成型。该把手13可以为两个，该两个把手13可与该两个连接架12一一对应设置。该把手13可用于与该外置设备连接，该外置设备可以为rov水下机器人。在一些实施例中，该把手13可不限于与外置设备连接，其可用于供操作人员握持，或者作为存放架的支撑把手。

进一步地，在一些实施例中，该驱动机构20可包括驱动组件21以及传动组件22。该驱动组件21为动力机构，其可输出动力带动该传动组件22传动。在一些实施例中，该传动组件22可与该驱动组件21和该夹持机构30连接，其可在该驱动组件21的带动下传动，进而带动该夹持机构30夹持或者松开海管200200。在一些实施例中，该传动组件22可以为两组，该两组传动组件22并排且相对设置，并分别用于该驱动组件21连接，可由该驱动组件21驱动同步传动。当然，可以理解地，在一些实施例中，该传动组件22可以为一组，该传动组件22可不限于两组。

如图1至图3所示，进一步地，在一些实施例中，该驱动组件21可包括液压缸211以及柱塞212。该液压杆211可连接于两个连接架12之间，且可与该两个连接架12一体成型。该液压缸211的内侧可形成液压腔2111。该液压缸211可与外置液压油路连接，具体地，该液压缸211的液压腔2111可通过连接管路与外置液压油路连接。该柱塞212可往复运动设置于该液压缸211中。具体地，在一些实施例中，该柱塞212穿入该液压腔2111设置，并可与该传动组件22连接，当该液压腔2111与该液压油路接通并且该液压油路向该液压腔2111注液时，该柱塞212可被液压油推动朝远离该液压腔2111方向做进给运动，可带动该传动组件22传动，进而带动该夹持机构30夹持海管200；当该液压腔2111向该液压油路输出液压油时，该柱塞212可朝靠近该液压腔2111方向运动，可带动该传动组件22传动，进而带动该夹持机构30松开海管200。

进一步地，在一些实施例中，该传动组件22可包括第一推杆221、第二推杆222以及铰接轴223。该第一推杆221可与该第二推杆222开合设置，且该第一推杆221和该第二推杆222的一端均可转动连接于铰接轴223上。该第一推杆221和该第二推杆222以及柱塞212可通过铰接轴223铰接。在一些实施例中，该第一推杆221和第二推杆222的另一端可分别与该夹持机构30连接。该驱动机构23的驱动原理可类似于曲柄滑块机构的反式机构原理。当该柱塞212做往复运动时，该第一推杆221和该第二推杆222可通过做开合动作带动该夹持机构30夹紧海管200或者松开海管200。具体地，该柱塞212朝远离该液压腔2111方向运动，该第一推杆221和该第二推杆222张开，该夹持机构30夹紧海管200；反之，该第一推杆221和该第二推杆222合并，该夹持机构30松开海管200。在一些实施例中，两组传动组件22的第一推杆221远离该铰接轴223的一端通过设置第一连接轴231对应连接，两组传动组件22的第二推杆222远离该铰接轴223的一端通过设置第二连接轴232对应连接。

进一步地，在一些实施例中，该夹持机构30可包括两组夹持组件，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该夹持组件可不限于两组，该夹持组件可以为一组或者多组。该两组夹持组件可与该两组传动组件22对应连接。该两组夹持组件可间隔且并排设置，该驱动机构20可位于该两组夹持组件之间，并可驱动该夹持组件同步夹紧海管200或者松开海管200。

进一步地，在一些实施例中，每组夹持组件可包括第一夹臂31和第二夹臂32。该第一夹臂31和该第二夹臂32可并排且相对设置，该第一夹臂31和该第二夹臂32可形成开合结构，并可在驱动组件21驱动下由该传动组件22带动做开合动作进而夹持或者松开海管200。在一些实施例中，该第一推杆221的一端可与该第一夹臂31可转动连接，该第二推杆222的一端可与该第二夹臂可转动连接，该柱塞212往复运动时，该第一推杆221和该第二推杆222可做开合动作，进而可带动该第一夹臂31和该第二夹臂32夹紧海管200或者松开海管200。

进一步地，在一些实施例中，该第一夹臂31可包括第一夹持部311以及第一连接部312。该第一夹持部31可位于下部，其与该第二夹臂32相对设置的一侧可形成与海管200相适配的夹槽，该第一连接部312可与该第一夹持部311连接，该第一连接部312可位于该第一夹持部311的上部，且可与该第一夹持部311一体成型。该第一连接部312可与该第一推杆221可转动连接。具体地，在一些实施例中，该第一连接部312可与该第一推杆221通过设置第一连接轴231可转动连接。

进一步地，在一些实施例中，该第二夹臂32可包括第二夹持部321以及第二连接部322。该第二夹持部32可位于下部，其与该第二夹臂32相对设置的一侧可形成与海管200相适配的夹槽，该第二连接部322可与该第二夹持部321连接，该第二连接部322可位于该第二夹持部321的上部，且可与该第二夹持部321一体成型。该第二连接部322可与该第二推杆221可转动连接。具体地，在一些实施例中，该第二连接部322可与该第二推杆221通过设置第二连接轴232可转动连接。在一些实施例中，该第一夹持部311可与该第二夹持部321相对设置并可形成开合结构，该第一连接部312可与该第二连接部322相对设置。

进一步地，在一些实施例中，该两组夹持组件的第一夹臂31可相对设置，并可通过设置该第一连接件35连接。具体地，该第一连接件35可设置在该第一夹臂31的一侧，其可呈条状，该第一连接件35的两端可与两组夹持组件的第一夹臂31通过焊接固定，进而将两组夹持组件的第一夹臂31连接固定。

进一步地，在一些实施例中，该两组夹持组件的第二夹臂32可相对设置，并可通过设置该第二连接件36连接。具体地，该第二连接件36可设置在该第二夹臂32的一侧，其可呈条状，该第二连接件36的两端可与两组夹持组件的第二夹臂32通过焊接固定，进而将两组夹持组件的第二夹臂32连接固定。

如图1、图6、及图7所示，进一步地，在一些实施例中，该吊接结构可包括第一吊耳41、第二吊耳42以及第三吊耳43。该第一吊耳41、第二吊耳42、以及第三吊耳43均可与该外置吊装设备连接，在一些实施例中，该第一吊耳41可设置于该顶盖11上，并位于两个顶盖11之间，可以理解地，在其他一些实施例中，该第一吊耳41可以省去。该第二吊耳42可设置于该第一夹臂31上，且可朝该第一夹臂31的外侧壁凸出设置，两组夹持组件的第一夹臂31上均可设有该第二吊耳42，该第二吊耳42均可与该第一夹臂31可转动连接，具体地，在一些实施例中，两组夹持组件的第一夹臂31之间穿设有第一转轴33，该第一转轴33的两端分别与两组夹持组件的第一夹臂31上的第二吊耳42连接，从而便于该第二吊耳42转动，满足吊接需要。可以理解地，在其他一些实施例中，该第二吊耳42可以省去。在一些实施例中，该第三吊耳43可设置于该第二夹臂32上，且可朝该第二夹臂32的外侧壁凸出设置，两组夹持组件的第二夹臂32上均可设置第三吊耳43，该第三吊耳43均可与该第二夹臂32可转动连接，具体地，在一些实施例中，两组夹持组件的第二夹臂32之间穿设有第二转轴34，该第二转轴34的两端分别与两组夹持组件的第二夹臂32上的第三吊耳43连接，从而便于该第三吊耳43转动，满足吊接需要。可以理解地，在其他一些实施例中，该第三吊耳43可以省去。在第一使用状态时，外置吊装设备可通过索具与第一吊耳41、第二吊耳42以及第三吊耳43连接，将横向设置的海管20吊装至水面或者下放至海底。在第二实用状态时，该外置吊装设备可通过索具连接第二吊耳42以及第三吊耳43，将纵向设置的海管20吊装至水面或者下放至海底。

如图1及图4所示，在一些实施例中，该海管回收工具还可包括限位机构50，该限位机构50可设置于该液压缸211上，并可位于第一夹臂31和第二夹臂32之间。该限位机构50可以为两个，该两个限位机构50可与两组夹持组件对应设置。该限位机构50可用于对海管200进行限位。在一些实施例中，该限位机构50可包括限位爪51、以及连接该限位爪51与该液压缸211的螺栓52，该限位爪51的底面可以为弧面或者梯形面，其可贴设于海管200上。该螺栓52可从该液压缸211的穿出与该限位爪51连接。

进一步地，在一些实施例中，该海管回收工具还可包括液压接口60，该液压接口60可设置在该第二夹臂32上，该液压接口60可用于通过连接管路与外置液压油路连接，并可通过连接管路与该液压缸211连接，从而可便于外置液压油路向该液压缸211注入液压油，或者液压缸211向外置液压油路输出液压油。

进一步地，在一些实施例中，该海管回收工具还可包括换向阀70，该换向阀70可设置于该第一夹臂31上，且可与该外置的液压油路连接，其可用于切换液压有输送方向。操作时，可打开回收工具换向阀70，将其切换至工进档位，液压油通过互锁回路，达到预调压力后，给液压缸211通油，带动该柱塞212进给，从而带动该夹持机构30夹持海管200，通过观测夹紧系数刻度盘80的测试标定值，将换向阀70切回中位机能(o型)，此过程中，为防止油压过大使海管200产生过大形变，液压系统油压上限值由干路溢流阀决定，且溢流阀的溢流压力可根据不同海管200调定。夹紧海管200后由o型中位机能与互锁回路共同为系统保压。

进一步地，在一些实施例中，该海管回收工具还可包括刻度盘80。该刻度盘80可设置于顶盖11上，该第二夹臂32的第二连接部322上可设置指向该刻度盘80的指针。该指针90可转动设置，当该第二夹臂32转动，可带动该指针90转动，从而在刻度盘80上指示出夹持机构30的夹紧系数。

该海管回收工具的工作原理，先通过吊机将夹持机构20张开的海管回收工具下放至海管200上方，此过程通过rov水下机器人辅助定位，当海管回收工具限位爪51触碰到海管200后，吊机停止工作，rov水下机器人的机械手a抓紧海管回收工具的把手13，机械手b控制hotstab与海管回收工具的hotstab液压接口(hotstab)60对接，液压油路接通，此时机械手b松开，然后握住并打开海管回收工具换向阀70的工进档位，液压油通过互锁回路，达到预调压力后，给液压缸211通油，液压缸211中的柱塞212开始进给，液压缸211中的柱塞212的工进通过铰接轴223推动第一推杆221和第二推杆222张开，带动内外两侧第一夹臂31和第二夹臂32绕第一转轴33、第二转轴34转动，夹紧海管200，并通过rov视觉系统观测夹紧系数盘的测试标定值操控rov将换向阀70切回中位机能(o型)，此过程中，为防止油压过大使海管200产生过大形变，液压系统油压上限值由干路溢流阀决定，且溢流阀的溢流压力可根据不同海管200调定。夹紧海管200后由o型中位机能与互锁回路共同为系统保压。rov拔出hotstab并远离回收工具，并发出信号，通知水上吊机进行回收作业，完成回收工作。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。