专利名称：一种海上桩管内切割装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种海上桩管内切割装置，属于海洋工程领域。
背景技术：
随着海洋石油开发的不断深入，早期的单井采油模式已经通过海底管道并入中心平台，其相应的火炬桩、栈桥等支撑桩管已经没有使用价值，相反，由于其分布在航道上，给海上航行及施工安全带来了巨大的隐患，亟需拆除；已经满设计役龄，经评估不能服役的平台，根据国家海洋局2002年6月24日公布《海洋石油平台弃置管理暂行办法》第十二条规定，废弃的平台妨碍海洋主导功能使用的必须全部拆除，在领海以内海域进行全部拆除的平台，其残留海底的桩腿等应当切割至海底表面4 m以下。海洋桩管拆除作业，目前主要采用外切割以及聚能爆破的方式进行施工。聚能爆 破切割尽管具有成本较低、效率高的优点，但是极易对周边的海底设施及环境造成破坏。而外切割方法，在施工中发现存在以下问题第一，受环境影响大，同时由于施工人员必须在海水下作业，人员作业风险较大；第二，根据要求，切割点必须在泥面以下4m施工，需要一个适于作业的空间，由于海底泥沙存在回淤现象，导致构建作业空间困难，同时作业周期一般较长。针对此，本实用新型专利提出一种基于热熔原理的内部切割装置。
发明内容本实用新型的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种能够实现海上桩管的快速内切割拆除作业的海上桩管内切割装置。本实用新型的海上桩管内切割装置，主要由导向机构和旋转切割机构整体连接组成。导向机构是把几根传动螺杆的两端通过本体固定后，传动螺杆与本体形成相对转动的对称支撑体，每根传动螺杆上设置有与传动螺杆啮合的驱动螺母，驱动螺母与折叠的导向支撑臂一端铰链，折叠的导向支撑臂的另一端铰链在传动螺杆的本体上，每根传动螺杆与导向驱动器构成同步驱动连接。旋转切割机构是将旋转切割驱动器安装于旋转切割机构与导向机构固联的本体上，其输出轴上安装主动小齿轮，从动大齿轮固定在本体的外围并与本体形成旋转配合，主动小齿轮与从动大齿轮啮合，从动大齿轮通过安装于其上的摇杆与割炬支撑臂形成滑块摇杆机构，割炬总成安装于割炬支撑臂外端。上述方案还包括在旋转切割机构的下部还固定有渗水排除装置。导向机构的传动螺杆与导向驱动器驱动连接方式优选为导向驱动器的主动链轮通过传动链与设置在传动螺杆的从动链轮连接配合。导向机构的传动螺杆设置为三或四根，每根传动螺杆上配置两个旋转螺母，与之配合的导向支撑臂为两层对称分布，导向支撑臂上安装弹性压缩机构。旋转切割机构的割炬支撑臂和割炬总成均为两个或三个对称分布。导向支撑臂的外折点上安装有辊轮。旋转切割机构的割炬支撑臂安装送风装置。[0011]装置中还配套有测控系统，该测控系统包括驱动控制系统、气体检测系统、温度检测系统、切割速度检测系统、渗水水位检测系统。本实用新型通过导向机构实现切割装置在桩管内运动的对中性，通过旋转切割机构带动割炬总成旋转实现对桩管的切割，通过渗水排出装置实现对桩管底部渗水进行排除。能够实现在管内对桩管进行切割，满足切割位置在泥面4m以下的要求。具有结构简单，操作简便；切割装置不直接与海水接触，受/对海洋环境影响较小；施工人员在水上作业，施工安全、费用低等特点。
附图I是一种新型海上桩管内切割装置总装配图附图2是图I切割装置的导向机构I部分的放大图·[0015]附图3是图I旋转切割机构2部分的放大图图中1导向机构(也称下放导向及径向定位机构)，2转转切割机构，3渗水排除装置，4导向驱动器，5主动链轮，6从动链轮，7传动链，8导向支撑臂，9传动螺杆，10驱动螺母，11弹性压缩机构，12旋转切割驱动器，13主动小齿轮，14从动大齿轮，15割炬支撑臂，16割炬总成，17送风装置。
具体实施方式
本实用型主要构成是导向机构I和转转切割机构2两部分，增加的渗水排除装置3是为了满足管内存水情况下使用，配套的控制系统是为了提高自动化程度。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明；参照附图1，导向机构I、旋转切割机构2、渗水排除装置3自顶部向下依次连接，分别驱动并实现独立运动。其中渗水排除装置3实际上可以利用水泵，并连接排水软管，实现对桩管底部渗水进行排除。参照附图2，导向机构I包括导向驱动器4、主动链轮5、从动链轮6、传动链7、导向支撑臂8、传动螺杆9。导向驱动器4安装于切割装置本体上，其输出轴上安装主动链轮5，主动链轮5通过传动链7驱动从动链轮6转动，主动链轮5和从动链轮6分别与对应传动螺杆9连接，导向支撑臂8为折叠机构，其驱动螺母10与传动螺杆9啮合，导向支撑臂8摇臂根部铰链于本体上，通过驱动传动螺杆9旋转并带动驱动螺母10沿传动螺杆9直线运动实现摇臂的同步外伸及回缩运动。在下放及径向定位机构I的导向支撑臂8上安装弹性压缩机构11，实现切割装置在桩管内运动时具有越障能力。导向机构I的驱动螺母10上下对称连接在传动螺杆9，形成导向支撑臂8为两层分布，每层优选三个或四个，均匀分布。参照附图3，旋转切割机构2包括旋转切割驱动器12、主动小齿轮13、从动大齿轮14、割炬支撑臂15、割炬总成16。旋转切割驱动器12安装于切割装置本体上，其输出轴上安装主动小齿轮13，主动小齿轮13与从动大齿轮14啮合，从动大齿轮14通过安装于其上的摇杆与割炬支撑臂15形成滑块摇杆机构，割炬总成16 (已有的热熔式切割总成)安装于割炬支撑臂15外端，实现割炬总成16同步外伸，并在外伸至指定位置后绕切割装置中心轴旋转运动。旋转切割机构2的旋转切割驱动器12可以是一个也可以是多个同步；与之配合的割炬支撑臂15和割炬总成16为可以是一个也可以是多个同步。增加的送风装置17，风口安装于割炬支撑臂15上，用于切割过程中的送风，排除可燃气体，降低作业环境温度，并提高安全性。在上述实施例的基础上，利用现有切割装置的测控系统包括驱动控制系统、可燃气体检测系统、温度检测系统、切割速度检测系统、渗水水位检测系统等，检测系统安装于装置本体上，用于对作业环境的可燃气体、温度、桩底水位、切割状态等进行检测，以便对切割控制进行调整，提高切割精确度和操作性。所属本体是指用于连接导向机构(I)和旋转切割机构(2)中各个部件固定连接的架构，以及来连接导向机构(I)和内切割机构(2)、渗水排除装置3连部分构架的总称，其中也包括图中所示的用于构成旋转配合部分的轴承等。·
权利要求1.一种海上桩管内切割装置，主要由导向机构(I)和旋转切割机构(2)整体连接组成，其特征在于，所述导向机构(I)是把几根传动螺杆(9)的两端通过本体固定后，传动螺杆(9)与本体形成相对转动的对称支撑体，每根传动螺杆(9)上设置有与传动螺杆(9)哨合的驱动螺母(10)，驱动螺母(10)与折叠的导向支撑臂(8) —端铰链，折叠的导向支撑臂(8)的另一端铰链在传动螺杆(9)的本体上，每根传动螺杆(9)与导向驱动器(4)构成同步驱动连接；所述旋转切割机构(2)是将旋转切割驱动器(12)安装于切割机构(2)与导向机构(I)固联的本体上，其输出轴上安装主动小齿轮(13)，从动大齿轮(14)固定在本体的外围并与本体形成旋转配合，主动小齿轮(13)与从动大齿轮(14)啮合，从动大齿轮(14)通过安装于其上的摇杆与割炬支撑臂(15)形成滑块摇杆机构，割炬总成(16)安装于割炬支撑臂(15)夕卜端。
2.根据权利要求I所述的海上桩管内切割装置，其特征在于在旋转切割机构(2)的下部还固定有渗水排除装置(3)。
3.根据权利要求I或2所述的海上桩管内切割装置，其特征在于导向机构(I)的传动螺杆(9)与导向驱动器(4)驱动连接方式为导向驱动器(4)的主动链轮(5)通过传动链(7)与设置在传动螺杆(9)的从动链轮(6)连接配合。
4.根据权利要求3所述的海上桩管内切割装置，其特征在于导向机构(I)的传动螺杆(9)设置为三或四根，每根传动螺杆(9)上配置两个旋转螺母(10)，与之配合的导向支撑臂(8)为两层对称分布，导向支撑臂(8)上安装弹性压缩机构(11);旋转切割机构(2)的割炬支撑臂(15)和割炬总成(16)为两个或三个对称分布。
5.根据权利要求4所述的海上桩管内切割装置，其特征在于导向支撑臂(8)的外折点上安装有辊轮。
6.根据权利要求4所述的海上桩管内切割装置，其特征在于旋转切割机构(2)的割炬支撑臂(15)安装送风装置(17)。
7.根据权利要求I或2所述的海上桩管内切割装置，其特征在于装置中还配套有测控系统，该测控系统包括驱动控制系统、气体检测系统、温度检测系统、切割速度检测系统、渗水水位检测系统。
专利摘要本实用新型涉及的是一种海上桩管内切割装置，属于海洋工程领域。该装置主要由导向机构、旋转切割机构两部分组成，其中导向机构包括导向驱动器、主动链轮、从动链轮、传动链、导向支撑臂、传动螺杆。旋转切割机构包括旋转切割驱动器、主动小齿轮、从动大齿轮、割炬支撑臂、割炬总成。其能够实现在管内对桩管进行切割，切割位置在泥面4m以下，并具有操作简便；切割装置不直接与海水接触，受/对海洋环境影响较小；施工人员在水面作业，施工安全、费用低等特点。
文档编号B23K37/02GK202684370SQ201220295158
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者张爱恩, 崔希君, 李连江, 田海庆, 商立社, 王守成, 蒙占彬, 刘海超, 张红胜 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院