专利名称：深水立管及水下设施安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装装置，尤其涉及一种用于铺管船进行立管及水下设施的安装的深水立管及水下设施安装装置，属于海洋石油工程领域。
背景技术：
目前，海洋油气勘探开发已从浅海扩展到深海，并将目光投向水深超过3000米的蕴藏着丰富油气和天然气水合物资源的油气藏。其中深水立管及水下设施安装过程中的吊装牵弓I是深水开发工程中比较复杂、同时也是极其重要的部分。海底管道的铺设需在铺管船上进行，传统的S型铺管船在进行立管安装时，由于船艉托管架的存在，铺管船很难靠近安装平台，且在进行水下设施安装时，大型水下设施也难以通过托管架；由于安装过程中水下操作多，张力转换困难，S型铺管船本身难以独立实现立管安装，需要在水下机器人和多条辅助船只配合下协作完成，安装工艺过程复杂，且安全性和经济性较差。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种深水立管及水下设施安装装置，其简化了 S型铺管船立管和水下设施安装工艺过程，实现了 S型铺管船铺管、立管安装和水下生产系统的安装一体化；本发明结构简单，在对S型铺管船本身结构的影响最小的情况下，实现了对铺管船利用的最大化。本发明的目的是由以下技术方案实现的一种深水立管及水下设施安装装置，其特征在于设有一主体塔架，该主体塔架顶部设有一顶部工作平台，顶部工作平台一侧安装有数个导向滑轮；主体塔架中部设置有一支撑工作平台，支撑工作平台前端安装一立管固定装置，主体塔架的下端一侧的主支撑腿上安装一立管限位装置，另一侧安装一收放绞车缆绳限位装置。所述主体塔架整体为由数个主支撑腿通过撑杆连接构成的框架式钢结构。所述顶部工作平台一侧固定有数对供导向滑轮安装的轴承座。所述支撑工作平台为悬臂式支撑工作平台。所述立管固定装置包括滑轨，滑轨上配合安装有两个相互对应滑板，两滑板的一端相互对应各安装有一液压缸，两滑板的另一端相互对应各安装有半环筒，两滑板之间通过锁紧机构连接为一体。所述锁紧机构由分别安装在两滑板上的卡子及卡子固定块相配而成。所述立管限位装置包括两个限位支撑框架，限位支撑框架内侧安装有数个限位滚轮，限位支撑框架的外侧安装有一液压缸，两个限位支撑框架相互对应安装在滑道上。所述限位支撑框架为半环状，半环状的一侧为楔形块，该楔形块一侧安装有数个滑道轮，滑道轮安装在滑道上的滑槽中。所述收放绞车缆绳限位装置包括固定在卡具上的液压缸，液压缸的液压杆与一滑轮叉架相连；滑轮叉架的叉槽内安装有一支撑滑轮，滑轮叉架的叉臂一端枢接一护线卡， 该护线卡一端与一液压缸的液压缸杆枢接，该液压缸的缸座安装在滑轮叉架另一端。本发明的有益效果本发明简化了 S型铺管船立管和水下设施安装工艺过程，实现了 S型铺管船铺管、立管安装和水下生产系统的安装一体化；本发明结构简单，在对S型铺管船本身结构的影响最小的情况下，实现了对铺管船利用的最大化且可以重复利用。
图1为本发明整体结构立体示意图。图2为本发明侧视结构立体示意图。图3为本发明俯视结构立体示意图。图4为本发明立管固定装置立体放大示意图。图5为本发明立管限位装置立体放大示意图。图6为本发明收放绞车缆绳限位装置立体放大示意图。图中主要标号说明1主体塔架、2立管固定装置、3立管限位装置、4收放绞车缆绳限位装置、5主支撑腿、6支撑工作平台、7顶部工作平台、8顶部导向滑轮、21滑轨、22滑板、23下支撑板、M立板、25上支撑板J6锥形半环筒、27法兰盘、观螺栓螺母对、四液压缸、210卡子、211卡子固定块、212铰支链、213卡子挡块、31限位支撑框架、32限位滚轮、33滑道轮、34滑道、35液压缸、36液压定位孔、41护线卡、42叉臂、43护线卡动力液压缸、44滑轮叉架、45、连接孔、46 卡具、47伺服液压缸、48滑轮。
具体实施例方式如图1-图3所示，本发明包括主支撑架为主体塔架1，整体为由数个主支撑腿5 通过撑杆采用焊接方式连接构成的框架式钢结构，本实施例主体塔架1的主支撑腿5为五个，整体形状为梯形，每个支撑腿5与船上临时支撑腿采用焊接方式安装到船舷的甲板上。 主体塔架1最上端一层采用焊接方式固定一顶部工作平台7，由抗弯性能较好的工字钢焊接而成，主要用于对大型水下设施进行水平限位，并提供操作平台。顶部工作平台7左侧通过螺栓连接两对轴承座安装两个顶部导向滑轮8，用于对收放绞车缆绳进行空间导向。主体塔架1中部采用焊接方式固定有一悬臂式支撑工作平台6，支撑工作平台6前端中间部位安装一立管固定装置2。立管固定装置2包括二滑轨21，滑轨21上安装有两个相互对应滑板22，滑板22 上设有与滑轨21相配合的燕尾形凹槽；两滑板22的一端相互对应各安装有一液压缸四， 两滑板22的另一端相互对应各安装有半环筒沈，两滑板22之间通过锁紧机构连接为一体。 锁紧机构由分别采用螺栓连接方式安装在两滑板22上的钩状卡子210及卡子固定块211 相配而成，卡子210的下端采用螺栓连接方式固定有一铰支链212及卡子挡块213。立管固定装置2通过液压缸四和滑轨21控制滑板22的启闭。本实施例中液压缸四通过法兰盘27及螺栓螺母对28与滑板22连接为一体。锥形半环筒沈的上下两端采用焊接方式安装有一上支撑板25和下支撑板23，半环筒沈的周围采用焊接方式固定有数个加强立板对。
主体塔架1下端右侧主支撑腿5上通过焊接连接立管限位装置3，立管限位装置包括两个限位支撑框架31，限位支撑框架31为钢结构半环状，其中一侧为楔形块，该楔形块一侧采用焊接连接方式安装有数个滑道轮33，限位支撑框架31内侧采用螺栓连接方式安装有数个限位滚轮32，限位支撑框架31的外侧通过螺栓连接方式安装有一液压缸35，两个限位支撑框架31相互对应安装在滑道34上，其中，设在限位支撑框架31 —侧上的滑道轮 33位于在滑道34上的滑槽中。主体塔架1下端左侧主支撑腿5上通过焊接方式连接有一收放绞车缆绳限位装置 4，收放绞车缆绳限位装置4包括通过连接孔45采用螺栓连接方式固定在卡具46上的伺服液压缸47，伺服液压缸47的液压杆与一滑轮叉架44采用螺纹连接方式相连；滑轮叉架 44为U形，滑轮叉架44的叉槽内安装有一支撑滑轮48，滑轮叉架44的叉臂42上设有轴孔， 一 Y形护线卡41采用轴孔配合方式枢接在叉臂42上，护线卡动力液压缸43的液压缸杆采用铰接方式枢接在护线卡41上，护线卡动力液压缸43的缸座采用螺栓连接方式固定安装在滑轮叉架44另一端凸部的的轴孔内。本发明通过主体塔架1与船上临时支撑腿对接，最终安装到船上，主要用于安装立管和部分水下设施。下面以回收立管为例简要说明其应用首先，收放绞车缆绳通过顶部导向滑轮8竖直下放，收放绞车缆绳限位装置4通过护线卡动力液压缸43将其前端护卡 41由打开状态变为闭合状态，与限位滑轮48 —起为收放绞车缆绳限位，防止收放绞车缆绳大范围的晃动，减少安全隐患；收放绞车缆绳继续下放至海底，在水下机器人的辅助下，连接立管牵引头，收放绞车缆绳回收立管至水面；收放绞车缆绳限位装置4通过护线卡动力液压缸43释放收放绞车缆绳，并通过伺服液压缸47缩回；收放绞车缆绳继续提升立管，立管固定装置2通过液压缸四，配合燕尾槽滑轨21，控制工作平台状态由打开状态变为闭合状态，固定立管；并通过液压缸四液压锁紧，同时，把固定卡子210顺时针旋转到卡子固定块211的上方，实现机械锁紧；立管限位装置3，通过液压缸35，配合楔形滑道34 —起完成两个半环状限位支撑框架31、32的闭合，为立管限位；至此立管回收过程完成。滑轮、液压缸为市售产品。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种深水立管及水下设施安装装置，其特征在于设有一主体塔架，该主体塔架顶部设有一顶部工作平台，顶部工作平台一侧安装有数个导向滑轮；主体塔架中部设置有一支撑工作平台，支撑工作平台前端安装一立管固定装置，主体塔架的下端一侧的主支撑腿上安装一立管限位装置，另一侧安装一收放绞车缆绳限位装置。
2.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述主体塔架整体为由数个主支撑腿通过撑杆连接构成的框架式钢结构。
3.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述顶部工作平台一侧固定有数对供导向滑轮安装的轴承座。
4.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述支撑工作平台为悬臂式支撑工作平台。
5.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述立管固定装置包括滑轨，滑轨上配合安装有两个相互对应滑板，两滑板的一端相互对应各安装有一液压缸，两滑板的另一端相互对应各安装有半环筒，两滑板之间通过锁紧机构连接为一体。
6.根据权利要求5所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述锁紧机构由分别安装在两滑板上的卡子及卡子固定块相配而成。
7.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述立管限位装置包括两个限位支撑框架，限位支撑框架内侧安装有数个限位滚轮，限位支撑框架的外侧安装有一液压缸，两个限位支撑框架相互对应安装在滑道上。
8.根据权利要求7所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述限位支撑框架为半环状，半环状的一侧为楔形块，该楔形块一侧安装有数个滑道轮，滑道轮安装在滑道上的滑槽中。
9.根据权利要求1所述的深水立管及水下设施安装装置，其特征在于所述收放绞车缆绳限位装置包括固定在卡具上的液压缸，液压缸的液压杆与一滑轮叉架相连；滑轮叉架的叉槽内安装有一支撑滑轮，滑轮叉架的叉臂一端枢接一护线卡，该护线卡一端与一液压缸的液压缸杆枢接，该液压缸的缸座安装在滑轮叉架另一端。
全文摘要
一种深水立管及水下设施安装装置，设有一主体塔架，该主体塔架顶部设有一顶部工作平台，顶部工作平台一侧安装有数个导向滑轮；主体塔架中部设置有一支撑工作平台，支撑工作平台前端安装一立管固定装置，主体塔架的下端一侧的主支撑腿上安装一立管限位装置，另一侧安装一收放绞车缆绳限位装置。本发明简化了S型铺管船立管和水下设施安装工艺过程，实现了S型铺管船铺管、立管安装和水下生产系统的安装一体化；本发明结构简单，在对S型铺管船本身结构的影响最小的情况下，实现了对铺管船利用的最大化且可以重复利用。
文档编号F16L1/12GK102235548SQ201010172259
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者何宁, 姜锡肇, 李丽娜, 段梦兰, 王懿, 王波, 王辉 申请人:中国海洋石油总公司, 中国石油大学(北京), 海洋石油工程股份有限公司