一种管道对接工具及其施工方法与流程

本发明涉及管道施工技术领域，尤其是涉及一种用于相邻两个管道段对接的管道对接工具及其施工方法。

背景技术：

石油管道、天然气管道、输水管路以及城市排污管道等管路铺设，通常需要将相邻的两个管道段密封对接，管道段的一端设置有口径较大的插口，管道段的另一端为插入端，插入端的外圆面一般为一外锥面，插口的内侧面则为与外锥面适配的内锥面；两个相邻管道段对接时，外锥面或内锥面上涂抹粘结剂，一个管道段的插入端需插入另一个管道段的插口内，实现管道段的密封对接。

而目前，管道段的密封对接工作没有专门的拖拽工具，常采用人工或吊带吊装等方法施工，费时费力，对接时极易拉偏，即两个管道段无法同轴铺设，两管道段在周向上的间隙不均匀，粘接剂的厚薄不一，密封质量不高，严重影响施工质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管道对接工具及其施工方法，以解决现有技术中存在的缺少专业拉拽工具、管道段对接时费时费力且不精准的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种管道对接工具，其包括：拉拽夹紧工具，拉拽夹紧工具不承受管道段的重量，用于夹紧管道段后，仅靠与管道段之间的摩擦力沿轴向拉拽管道段；所述摩擦力在管道段的周向上对称布设；

对正工装，用于相邻两个管道段对接时的支撑和轴向对正（轴线对正）；

拉拽工具，两件所述拉拽夹紧工具分别套装在两个相邻管道段上，拉拽工具的两端分别与两件所述拉拽夹紧工具连接，用于沿轴向拉拽、迫使相邻两个管道段相对靠近对接。

进一步地，所述拉拽夹紧工具包括:左右对称设置的左夹紧部和右夹紧部，以及上下对称设置的上链板部和下链板部；

所述左夹紧部包括：左上夹板、左下夹板和左执行件；左上夹板和左下夹板的左端枢接，左上夹板和左下夹板之间形成一个左夹持口，左执行件设置于左上夹板和左下夹板之间，用于控制左夹持口大小；

所述右夹紧部包括：右上夹板、右下夹板和右执行件；右上夹板和右下夹板的右端枢接，右上夹板和右下夹板之间形成一个右夹持口，右执行件设置于右上夹板和右下夹板之间，用于控制右夹持口大小；

所述上链板部和下链板部分别由若干片依次枢接的链板组成；

所述上链板部的两端分别与所述右上夹板和左上夹板铰连接；

所述下链板部的两端分别与所述右下夹板和左下夹板铰连接；

所述左夹紧部和右夹紧部上还分别设置有用于沿轴向拉拽管道段的连接件。

本申请中，左夹紧部、上链板部、右夹紧部和下链板部依次首尾连接，合围成一个可套装管道段的环套，使用时，管道段插装在环套中，利用左执行件和右执行件调节左夹持口和右夹持口大小时，上链板部和下链板部相对靠近或相对远离，上链板部和下链板部相对靠近时将中间的管道段抱紧。管道段被抱紧或夹紧后，通过连接件，可拉拽管道段移动。

与现有的绳索固定的拉拽方式，本申请中管道段被夹持固定时受力更加均匀，管道段被夹紧后不容易滑脱，当利用驱动机构沿轴向拉拽管道段时，管道段的移动更加平稳，从而有利于管道段之间的精准对接。

进一步地，所述连接件包括左右对称设置的左连接件和右连接件。其中，两件所述拉拽夹紧工具上的两个左连接件之间、以及两个右连接件之间分别通过拉拽工具连接。

进一步地，所述左连接件设置在用于枢接所述左上夹板和左下夹板的左枢接轴的端部上；所述右连接件设置在用于枢接所述右上夹板和右下夹板的右枢接轴的端部上。

进一步地，所述连接件为挂钩、连接环或者螺纹连接结构（设置在枢接轴端部的螺纹孔或外螺纹段）。

进一步地，相邻两个所述链板之间可快拆连接；构成所述上链板部和下链板部的所述链板数量可调。

通过增加上链板部和下链板部的链板数量，从而可满足不同外径的管道段的施工要求，从而提高了本申请中加紧工具的适用范围。

优选地，相邻两个所述链板之间通过销轴可相对转动连接。

进一步地，所述左执行件包括：螺杆、压块和压紧螺母；

压块上设置有过孔，压块通过转轴枢接在所述左上夹板或左下夹板上（具体而言，所述左上夹板或左下夹板上设置有安装座，与压块一体设置的转轴两端可转动地插装在安装座的轴孔内）；

螺杆的顶端通过转轴枢接在所述左下夹板或左上夹板上（具体而言，所述左下夹板或左上夹板上设置有安装座，与螺杆一体设置的转轴两端可转动地插装在安装座的轴孔内）；螺杆的尾端穿过所述过孔后，利用所述压紧螺母旋紧；

所述右执行件包括：螺杆、压块和压紧螺母；

压块上设置有过孔，压块通过转轴枢接在所述右上夹板或右下夹板上（具体而言，所述右上夹板或右下夹板上设置有安装座，与压块一体设置的转轴两端可转动地插装在安装座的轴孔内）；

螺杆的顶端通过转轴枢接在所述右下夹板或右上夹板上（具体而言，所述右下夹板或右上夹板上设置有安装座，与螺杆一体设置的转轴两端可转动地插装在安装座的轴孔内）；螺杆的尾端穿过所述过孔后，利用所述压紧螺母旋紧。

进一步地，所述执行件为电动、气动或液动伸缩件，伸缩件包括本体和伸缩杆，本体与上夹板或下夹板铰连接，伸缩杆与下夹板或上夹板铰连接，通过伸缩杆与本体之间的相对伸缩移动带动上夹板与下夹板之间的夹角改变，进而带动上链板部和下链板部抱紧或松开管道段。

进一步地，所述链板内侧面（与管道段接触的一侧）上敷设有由柔性材料制成的防护层。其中，防护层优选采用橡胶、塑料等柔性材料制成，防止链板刮伤管道段。

进一步地，所述链板与管道段接触的内侧面为平面或者为与管道段外圆大体适配的弧形面。

进一步地，所述拉拽夹紧工具包括上卡瓦和下卡瓦；上卡瓦和下卡瓦对接抱紧所述管道段后，利用螺栓螺母等紧固件紧固连接；上卡瓦和下卡瓦上设置有用于轴向拉拽所述管道段的连接件（例如拉拽销、环或者挂钩等）；优选地，若干个连接件在管道段的周向上均匀布设。

进一步地，两件所述拉拽夹紧工具分别套装在两个相邻管道段上，两件所述拉拽夹紧工具上的两个左连接件之间、以及两个右连接件之间分别通过拉拽工具连接。

通过拉拽工具（例如紧线器，或液压或气动伸缩杆等），拉拽两个拉拽夹紧工具，进而可迫使两个管道段相互靠近。

进一步地，所述对正工装包括：底座和v型滚轮；所述v型滚轮可转动地设置在所述底座上。

使用时，每个管道段下方至少垫设两个对正工装，所述对正工装起到对正作用的同时，还可有效减小摩擦，降低施工强度。

进一步地，所述对正工装还包括：直线型限位销柱；所述底座上设置有与所述限位销柱插装配合的导向限位孔；导向限位孔中心轴线与管道段轴向平行（与v型滚轮的轴向垂直）。

当施工现场的地质较软时，2个以上的对正工装并排铺设，利用限位销柱依次穿过2个以上的对正工装上的导向限位孔，从而形成一个具有多个滚轮的工装组；两个以上的工装组间隔垫在管道段的下方，可提高支撑强度，可防止管道段和工装塌陷的问题。

进一步地，还包括用于清除管道段内杂物的扫线器，所述扫线器包括：两个间隔且同轴固定连接的盘体。

进一步地，所述盘体的周沿设置有由柔性材料制成的环圈。所述环圈通过环形夹板固定在盘体周沿的沉台上，用于清除管道内杂物时避免盘体刮伤管体内壁。

现场施工时，采用管道对接工具的施工方法具体包括如下步骤：

s1、先利用对正工装将两根管道段轴线对正；

s2、将扫线器预先插入一根管道段的管口内；

s3、在管道段上安装拉拽夹紧工具，拉拽夹紧工具距离管道段对接口处1米左右；

s4、紧线器的两端分别连接相邻两个管道段上的拉拽夹紧工具；

s5、启动紧线器（例如搬动棘轮紧线器的手柄）拉拽管道段相互靠近、插入并顶紧；

s6、管道段粘接后，拉拽牵引绳将扫线器拉出，清理两个管道段内杂物。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种管道对接工具，结构简单，使用方便，管道段被夹持固定时受力更加均匀，管道段被夹紧后不容易滑脱，沿轴向拉拽管道段时，管道段的移动更加平稳，从而有利于管道段之间的精准对接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的管道对接工具的主视图；

图2为本发明实施例1提供的管道对接工具的俯视图；

图3为本发明实施例1提供的拉拽夹紧工具的主视图；

图4为图3所示的拉拽夹紧工具的俯视图；

图5为本发明实施例中链板部的结构示意图；

图6为图5所示的链板部的俯视图；

图7为本发明实施例1中左夹紧部的局部视图；

图8为本发明实施例1中压块的结构示意图；

图9为本发明实施例1中左上夹板或左下夹板的结构示意图；

图10为本发明实施例1中执行件中螺杆的结构示意图;

图11为实施例1中拉拽夹紧工具使用状态的示意图；

图12为实施例1中对正工装与管道段的分解示意图；

图13为实施例1中对正工装的剖视图；

图14为实施例1中工装组的结构示意图；

图15为实施例1中扫线器的结构示意图；

图16为实施例2中拉拽夹紧工具的结构示意图。

附图标记：

1-管道段；10-左夹紧部；11-左下夹板；11a-通孔；12-左上夹板；13-左执行件；13a-螺杆；13b-压紧螺母；13c-第一安装座；13d-压块；13f-第二安装座；20-右夹紧部；21-右下夹板；22-右上夹板；23-右执行件；30-上链板部；31-链板；32-防护层；40-下链板部；50-连接件；51-左连接件；52-右连接件；100-管道对接工具；110-拉拽夹紧工具；111-卡瓦；120-对正工装；121-底座；122-滚轮；123-导向限位孔；124-限位销柱；130-拉拽工具；140-扫线器；141-盘体；142-环圈；143-拉环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

实施例1

如图1和2所示，本实施例公开了一种管道对接工具100，其包括：拉拽夹紧工具110，其不承受管道段1的重量，仅靠与管道段1之间的摩擦力沿轴向拉拽管道段1；而摩擦力在管道段的周向上对称布设；

对正工装120，用于相邻两个管道段1对接时的支撑和轴向对正（轴线对正）；

拉拽工具130，两件所述拉拽夹紧工具110分别套装在两个相邻管道段1上，拉拽工具130的两端分别与两件所述拉拽夹紧工具110连接，用于沿轴向拉拽、迫使相邻两个管道段1相对靠近对接。

如图3-4所示，拉拽夹紧工具110用于夹紧并拉拽管道段1，其包括:左右对称设置的左夹紧部10和右夹紧部20，以及上下对称设置的上链板部30和下链板部40；

左夹紧部10包括：左上夹板12、左下夹板11和左执行件13；左上夹板12和左下夹板11的左端枢接，左上夹板12和左下夹板11之间形成一个左夹持口，左执行件13连接于左上夹板12和左下夹板11之间，用于控制左夹持口大小。

右夹紧部20包括：右上夹板22、右下夹板21和右执行件23；右上夹板22和右下夹板21的右端枢接，右上夹板22和右下夹板21之间形成一个右夹持口，右执行件23设置于右上夹板22和右下夹板21之间，用于控制右夹持口大小；

上链板部30的两端分别与右上夹板22的左端、左上夹板12的右端通过枢接轴枢接；下链板部40的两端分别与右下夹板21的左端、左下夹板11的右端通过枢接轴枢接；左夹紧部10和右夹紧部20上还分别设置有用于沿轴向拉拽管道段1的连接件50。

如图5和6所示，上链板部30和下链板部40分别由若干片依次枢接的链板31组成；链板31的数量根据管体段1的直径大小以及链板31自身的尺度而决定。结构上类似于传动链条结构，相邻的两个链板31之间通过销轴或者螺杆等轴体枢接。链板31内侧面（与管道段接触的一侧）上敷设有由柔性材料制成的防护层32。其中，防护层32优选采用橡胶、塑料等柔性材料制成，防止链板31刮伤管道段1。

在本实施例中，防护层32为柔性垫，通过螺钉或粘接方式设置在链板31内侧。链板31之间通过螺栓、螺母以及垫片铰连接，由此实现可快速拆装，进而便于通过增加链板31数量而适用不同外径的管道。

本申请中，左夹紧部10、上链板部30、右夹紧部20和下链板部40依次首尾连接，合围成一个可套装管道段1的环套，使用时，管道段1插装在环套中，利用左执行件13和右执行件23调节左夹持口和右夹持口大小时，上链板部30和下链板部40随之相对靠近或相对远离，上链板部30和下链板部40相对靠近时将中间的管道段1抱紧。管道段1被抱紧或夹紧后，可通过连接件50，可拉拽管道段1使之移动。

与现有的绳索固定的拉拽方式，本申请中管道段1被夹持固定时受力更加均匀，管道段1被夹紧后不容易滑脱，当利用驱动机构沿轴向拉拽管道段1时，管道段1的移动更加平稳，从而有利于管道段1之间的精准对接。

连接件50包括左右对称设置的左连接件51和右连接件52。左连接件51设置在用于枢接左上夹板12和左下夹板11的左枢接轴的端部上；右连接件52设置在用于枢接右上夹板22和右下夹板21的右枢接轴的端部上。

本实施例中的连接件50为与上、下夹板之间枢接轴一体设置的吊环，枢接轴与吊环形成为吊环螺栓结构。当然，连接件50还可以为挂钩，或者为枢接轴端部设置的连接螺孔或外螺纹等。

本实施例中，执行件有螺杆、压块和压紧螺母构成。以左执行件13为例，如图7所示，左执行件13包括：螺杆13a、压块13d和压紧螺母13b。如图8-10所示，压块13d上设置有过孔，压块13d通过转轴枢接在左上夹板12上；螺杆13a的顶端通过转轴枢接在左下夹板11上；具体而言，左上夹板12设置有第一安装座13c，与压块13d一体设置的转轴两端可转动地插装在第一安装座13c的轴孔内；而左下夹板11的底部上设置有第二安装座13f，与螺杆13a一体设置的转轴两端可转动地插装在第二安装座13f的轴孔内；如图7所示，左上夹板12和左下夹板11上设置用于螺杆13a穿过的通孔11a；螺杆13a依次穿过两个夹板的通孔11a、压块13d上过孔后，利用压紧螺母13b旋紧。

而右执行件23结构与左执行件13类似，在此不再赘述。

如图11所示，使用时，两件拉拽夹紧工具110分别套装在两个相邻管道段1上，两件拉拽夹紧工具110上的两个左连接件51之间、以及两个右连接件52之间分别通过拉拽工具130连接。通过拉拽工具130（例如紧线器，或液压或气动伸缩杆等），拉拽两个拉拽夹紧工具110，进而可迫使两个管道段1相互靠近。

如图12和13所示，对正工装120包括：底座121和v型滚轮122；所述v型滚轮122可转动地设置在所述底座121上。使用时，每个管道段1下方至少垫设两个对正工装120，所述对正工装120起到对正作用的同时，还可有效减小摩擦，降低施工强度。

更为优选地，如图13和14所示，所述对正工装120还包括：直线型限位销柱124；所述底座121上设置有与所述限位销柱124插装配合的导向限位孔123；导向限位孔123中心轴线与管道段1轴向平行（与v型滚轮122的轴向垂直）。当施工现场的地质较软时，通过增设多个并排铺设的对正工装120，利用限位销柱124依次穿过2个以上的对正工装120上的导向限位孔123，从而形成一个具有多个滚轮122的工装组；两个以上的工装组间隔垫在管道段1的下方，可提高支撑强度，可防止管道段1和工装塌陷的问题。

如图15所示，本实施例还包括用于清除管道段1内杂物的扫线器140，扫线器140包括：两个间隔且同轴固定连接的盘体141，盘体141两端面设置有拉环143。所述盘体141的周沿设置有由柔性材料制成的环圈142。具体而言，环圈142通过环形夹板固定在盘体141周沿的沉台上，用于清除管道内杂物时避免盘体141刮伤管体内壁。

现场施工时：

1、先利用对正工装120将两根管道段1轴线对正；

2、将扫线器140预先插入一根管道段1的管口内；

3、在管道段1上安装拉拽夹紧工具110，拉拽夹紧工具110距离管道段1对接口处1米左右；

4、紧线器的两端分别连接相邻两个管道段1上的拉拽夹紧工具110；

5、启动紧线器（例如搬动棘轮紧线器的手柄）拉拽管道段1相互靠近、插入并顶紧；

6、管道段1粘接后，拉拽牵引绳将扫线器140拉出，清理两个管道段1内杂物。

本发明提供的一种管道对接工具，结构简单，使用方便，采用组合链板结构，采用多边形外切圆的原理实现工具的夹紧；夹紧机构的夹板具有一定的刚性，可以防止紧固变形；以及可通过增减链板31的数量来适应不同规格的管道；以及夹紧工具采用对称结构，可保证紧线收紧机构拉力均衡，防止拉偏管道，影响施工质量；夹紧工具的链板31为标准构件，互换性强，一件出现损伤可随时用另外一件替代；夹紧工具中的执行件采用特殊设计方式，保证螺栓的竖直向上，便于紧固和实现夹紧的目的；同时，根据多边形外切圆理论，链板31数越多，接触面积多大，链板31结构小，可有效增大接触面积，从而增大摩擦力，防止工具滑动；链板31用弹簧钢，可受力变形增大包覆接触面积，从而增大摩擦力，防止工具滑动。管道段1被夹紧后不容易滑脱，沿轴向拉拽管道段1时，管道段1的移动更加平稳，从而有利于管道段1之间的精准对接。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：

如图16所示，所述拉拽夹紧工具110由两个卡瓦111构成，卡瓦111包括上卡瓦和下卡瓦；上卡瓦和下卡瓦对接抱紧所述管道段1后，利用螺栓螺母等紧固件紧固连接；上卡瓦和下卡瓦上设置有用于轴向拉拽所述管道段1的连接件（例如拉拽销、环或者挂钩等）；优选地，若干个连接件在管道段1的周向上均匀布设。与实施例1相比，本实施例的制作成本更低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。