一种托管架角度调节系统的制作方法

本实用新型属于海底管线铺设的技术领域，涉及一种托管架角度调节系统。

背景技术：

水下油气开发过程中，需大量海底管道管线，S-LAY铺管方式为主流海底管线铺设方式，在采用S型铺设的时候托管架是关键设备之一，通过托管架来实现对管道的支撑和引导管道按照所需要的角度入水和弯曲半径，以实现铺设时管道变形合理从而保证管道的安全。

在海底管道铺设过程中，托管架系统一般包括二至三节托管架，改变每两节托管架之间的相对角度，从而可以改变托管架系统的弯曲半径。常规方法中采用更换托管架之间的固定连杆，通过固定连杆的长度来调整托管架之间的相对角度，这通常需要大型浮吊来完成固定连杆的拆卸和安装，同时还需要人工协同操作配合，危险系数高且环境要求多。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种托管架角度调节系统，能方便调节托管架之间的相对角度，减少人工操作，降低环境要求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种托管架角度调节系统，包括：

主推油缸，其两侧铰接所述第一、第二托管架；

连杆箱体，包括外箱体和套设在所述外箱体内的内箱体，所述外箱体和内箱体的一侧分别铰接所述第一、第二托管架，所述连杆箱体还包括一锁定装置，所述锁定装置能够在解锁和锁定状态中切换，在解锁状态下，所述主推油缸能调整所述第一、第二托管架之间的角度，以使所述外箱体和内箱体能相对轴向滑动；在锁定状态下，所述外箱体和内箱体被相互固定。

根据本实用新型的一个实施例，所述主推油缸和所述锁定装置联动互锁。

根据本实用新型的一个实施例，所述主推油缸上设有位移传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述外箱体和内箱体上设有多个插销孔，所述锁定装置包括插销和控制所述插销工作的插销油缸，在锁定状态下，所述插销穿过所述外箱体和内箱体的插销孔，使所述外箱体和内箱体被相互固定；在解锁状态下，所述插销离开所述内箱体的插销孔，以使所述外箱体和内箱体能相对轴向滑动。

根据本实用新型的一个实施例，所述插销油缸为双出杆型油缸。

根据本实用新型的一个实施例，所述锁定装置还包括传感器，所述传感器探测所述插销的位置。

根据本实用新型的一个实施例，所述外箱体上设有多个抗磨块，所述抗磨块的一侧贴靠在所述内箱体的外壁上，以保证所述内、外箱体间的同轴滑动。

根据本实用新型的一个实施例，所述外箱体上固定有限位轴，以限制内箱体相对外箱体滑动的距离。

根据本实用新型的一个实施例，所述外箱体的插销孔的孔径小于所述内箱体的插销孔的孔径。

根据本实用新型的一个实施例，所述外箱体的插销孔的孔径比所述内箱体的插销孔的孔径小3～10mm。

本实用新型提供的一种托管架角度调节系统，通过主推油缸和连杆箱体调节托管架之间的相对角度，能实现远程操作，安全高效。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1示出了本实用新型的一个实施例的结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

图3A是图2中的连杆箱体的结构示意图。

图3B是图3A的俯视图。

图4A是图3A的AA方向剖视图。

图4B是图3A的BB方向剖视图。

图4C是图3A的CC方向剖视图。

图5是锁定装置的结构示意图。

图6A是锁定装置在解锁状态下的结构示意图。

图6B是锁定装置在锁定状态下的结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

图1示出了本实用新型的一个实施例的结构示意图。图2是图1的局部放大图。图3A是图2中的连杆箱体的结构示意图。图3B是图3A的俯视图。如图所示，一种托管架角度调节系统100包括第一托管架S1和第二托管架S2。管线P1穿过第一、第二托管架S1、S2并经第一、第二托管架S1、S2放置到海底。其中，第一托管架S1和第二托管架S2在连接点C1处铰接。

角度调节系统100还包括主推油缸1和连杆箱体2。主推油缸1的两侧铰接第一、第二托管架S1、S2的连接点C2、C2’。

连杆箱体2包括外箱体21和套设在外箱体21内的内箱体22，外箱体21和内箱体22的一侧分别铰接第一、第二托管架S1、S2的连接点C3、C3’。连杆箱体2还包括一锁定装置3，锁定装置3能够在解锁和锁定状态中切换。

当锁定装置3在解锁状态下，主推油缸1能调整第一、第二托管架S1、S2之间的角度，以使外箱体和内箱体能相对轴向滑动。具体来说，主推油缸1能调整第一、第二托管架S1、S2之间的距离，即连接点C2、C2’之间的距离。由于第一托管架S1和第二托管架S2在连接点C1处铰接，当连接点C2、C2’之间的距离发生变化时，第一托管架S1相对第二托管架S2在连接点C1能够旋转一定角度，即∠C2C1C2’的角度能够被调整。由此改变第一、第二托管架S1、S2的相对角度，进而改变整个托管架的弯曲半径，方便铺设管线P1。容易理解的，连接点C2、C2’之间的距离调整将带动连接点C3、C3’的间距同步进行调整。连接点C3、C3’使得外箱体21和内箱体22做相对轴向滑动。

当锁定装置3在锁定状态下，外箱体21和内箱体22被相互固定。连接点C3、C3’的间距被固定下来。

较佳地，主推油缸1和锁定装置3联动互锁。联动互锁是指主推油缸1和锁定装置3两者中有一个正在工作，则另一个停止工作或保持在原有状态。角度调节系统100的工作过程中，主推油缸1调整第一、第二托管架S1、S2之间的距离，锁定装置3保持在解锁状态；主推油缸1完成调整后保持压力，锁定装置3工作，将外箱体21和内箱体22锁定；锁定装置3保持锁定状态，主推油缸1卸压。

较佳地，在主推油缸1上设有位移传感器。该位移传感器可以精确测量第一、第二托管架S1、S2之间的连接点C2、C3的间距，从而获得第一、第二托管架S1、S2之间的相对角度。

图4A是图3A的AA方向剖视图。图4B是图3A的BB方向剖视图。图4C是图3A的CC方向剖视图。图5是锁定装置的结构示意图。结合图3A、3B所示，连杆箱体2包括外箱体21和内箱体22，在内、外箱体22、21上设有多个插销孔5，锁定装置3包括插销31和控制插销31工作的插销油缸32。进入锁定状态，插销31向下穿过外箱体21和内箱体22的插销孔5，使外箱体21和内箱体22被相互固定，参考图3A，内、外箱体22、21无法沿附图上下方向上做相互轴向滑动。进入解锁状态，插销31向上离开内箱体22的插销孔5，以使外箱体21和内箱体22能相对轴向滑动。

较佳地，插销油缸32为双出杆型油缸，保证插销21稳定工作。

较佳地，锁定装置3还包括传感器33，传感器33用于探测插销31的位置。参考图5，在插销油缸32上设置传感器33。作为举例而非限制，本实施例中设置了两个传感器33，分别用于探测插销31在解锁和锁定状态下的位置，从而确定插销31是否工作到位。

较佳地，外箱体21上设有多个抗磨块211。参考图3A和4B，抗磨块211的一侧贴靠在内箱体22的外壁上，在内、外箱体22、21的相对滑动过程中，内箱体22的外壁始终贴合在多个抗磨块211上，这样能够保证内、外箱体22、21之间的同轴滑动。

较佳地，外箱体21上固定有限位轴212。参考图3A和4C，限位轴212设置在外箱体21的箱体上，且垂直于外箱体21的轴线方向上。内、外箱体22、21之间的同轴滑动时，内箱体22运行至限位轴212，受到限位轴212的阻挡而停止。限位轴212的作用是限制内箱体22相对外箱体21滑动的距离，使连杆箱体2始终处于安全工作状态。

图6A是锁定装置在解锁状态下的结构示意图。图6B是锁定装置在锁定状态下的结构示意图。如图所示，外箱体21的插销孔51的孔径小于内箱体22的插销孔52的孔径。在本实用新型的优选实施例中，外箱体21的插销孔51的孔径比内箱体22的插销孔52的孔径小3～10cm。在外箱体21的插销孔51和内箱体22的插销孔52的孔径设计一定的孔径差，以保证插销31能够顺利地在内、外箱体22、21上进行插拔。如图6A所示，当外箱体21的插销孔51和内箱体22的插销孔52的轴心线重合时间，插销孔51和插销孔52的边缘有孔径差，此时锁定装置3进入锁定操作，将插销31插入到插销孔51、52中，完成锁定任务，锁定装置3进入锁定状态。在角度调节系统100工作过程中，内箱体22的插销孔52的一侧会逐渐靠近插销31，插销31和内、外箱体22、21在受力面接触。

本实用新型提供的一种托管架角度调节系统的工作过程如下：

初始情况下锁定装置处于锁定状态，插销31受内箱体22和外箱体21剪切力作用，如图6B所示。主推油缸1收缩，由主推油缸1承担第一、第二托管架S1S2拉力，参考图6A，插销5不受剪切力。接着插销油缸32收缩，插销31离开内箱体22。主推油缸1调整连接点C2、C2’的间距，当调整到需要位置时，内、外箱体22、21的插销孔51、52中心重合。然后插销油缸32伸出，插销31伸入插销孔51、52，锁定内箱体22和外箱体21，主推油缸1伸出并卸压，主推油缸1将第一、第二托管架S1、S2间的拉力转移到插销31上，从而完成第一、第二托管架S1、S2间的角度调节。

本实用新型提供的一种托管架角度调节系统具有如下优点：

1.显著提高托管架半径调节的速度。

2.无需大型辅助机器来协同工作。

3.便于远程操控。

4.减少人工参与，提高安全性。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。