大型结构物牵引设备及牵引操作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于牵引机械技术领域，特别是涉及一种大型结构物牵引设备及牵引操作方法。
【背景技术】
[0002]随着海洋石油勘探开发事业的发展，开发海域逐步由浅海向深海延伸，导管架、平台组块等建造规模也朝着高、大、重的方面发展，特别是大型平台的模块重量往往在万吨以上。驳运是目前海洋平台导管架等大型结构物所采用的一种主要运输方式，因此结构物装船过程显得尤为重要，甚至是关系工程成败的重要环节，引起了各国对该项作业的重视，并不断地探寻科学的方法。
[0003]深海油气田超大型结构物主要有导管架、组块、钻机模块、FPS0模块等，其中牵引移位及装船方式目前主要采用小型模块的卷扬机/液压绞车牵引方式，涉及的主要设备有绞车、跑绳、绞车动力系统，动滑轮组及中间连接用的卡环，助推千斤顶，固定卷扬机/液压绞车用的地锚、驳船上的锚固点。系统通过动滑轮组可以放大卷扬机/液压绞车的牵引力，但是滑轮组系统庞大，主要适合8000吨以下的结构物拖拉装船。由于大型油气平台具有功能齐全、处理效率高、生产成本低等一系列优势，所建造的平台常常超过1万吨，特别是针对深海油气开发的平台，采用上述牵引方式已无法满足深海油气田超大型结构物的运输。
【发明内容】
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大型结构物牵引设备及牵引操作方法。
[0005]本设备配合液压栗站和控制系统，以钢绞线作为柔性拉杆，构成完整的自动拉力系统，可实现牵引特大吨位的大型结构物，尤其适用于建筑钢结构的牵引提升、造船行业的新船入海牵引、电力电厂的大型钢梁提升、桥梁对接提升、钻井平台的牵引装船等作业。
[0006]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0007]大型结构物牵引设备，其特征在于:包括可实时检测每根钢绞线受力情况并可将监测信息反馈到控制系统的固定夹持受力检测机构、钢绞线、支架、可对牵引受力不均的多根钢绞线进行实时调整的至少两个自动调节夹持器和自动拉力千斤顶装置，所述固定夹持受力检测机构和支架均固装在大型钢结构物或船舶上，所述自动拉力千斤顶装置和分别设置在自动拉力千斤顶装置两侧的自动调节夹持器安装在支架上。
[0008]本发明还可以采用如下技术方案:
[0009]所述固定夹持受力检测机构包括第一锚具、第一夹片、第一锁紧母、拉力传感器、第一固定法兰和紧固螺钉，所述第一夹片、第一锁紧母和拉力传感器的数量与钢绞线的数量相匹配，所述第一锚具、第一夹片、第一锁紧母均固定在钢绞线一端上，所述第一固定法兰内制有多个用于穿装拉力传感器的通孔，所述拉力传感器穿过第一固定法兰与第一锚具连接紧固。
[0010]所述拉力传感器设有粗端部和细端部，所述粗端部引出信号线，所述细端部上制有外螺纹，通过外螺纹与第一锚具一端螺纹连接。
[0011 ] 所述自动调节夹持器包括第二锚具、多个第二夹片、多个弹簧、多个电磁铁、放松板、放松油缸、第二固定法兰、第三固定法兰、多个导线管和紧固螺钉，所述第二固定法兰通过紧固件连接放松板，所述放松油缸分别穿过放松板的上端和下端与第二固定法兰紧固，所述第二锚具和第二夹片夹持钢绞线，并通过螺钉固定于第三固定法兰上，在第二夹片与第三固定法兰之间装有用于防止第二夹片松脱的弹簧，所述弹簧一端上套装有用于吸住第二夹片的电磁铁，所述电磁铁与第三固定法兰固定。
[0012]所述第二锚具内制有与穿装钢绞线数量相匹配的通孔，所述通孔内装有用于夹持钢绞线的导线管。
[0013]所述自动调节夹持器为设置在自动拉力千斤顶装置前侧的第一自动调节夹持器和设置在自动拉力千斤顶装置后侧的第二自动调节夹持器。
[0014]所述自动拉力千斤顶装置包括缸外筒、缸内筒、活塞杆、钢绞线导线架、导线架固定法兰、缸口法兰、固定板、位移传感器、磁环和隔磁垫片，所述缸外筒与缸内筒之间设有静密封圈并通过螺钉固定形成环形缸体，在缸外筒、缸内筒与活塞杆之间设有动密封圈，所述缸内筒两端固装有导线架固定法兰，在两个导线架固定法兰之间固定有贯穿缸内筒的钢绞线导线架，所述活塞杆一端上固定有固定板，在固定板上装有穿过导线架固定法兰且伸入缸内筒的位移传感器，所述位移传感器上设有与导线架固定法兰固定的磁环，所述磁环与导线架固定法兰之间装有隔磁垫片。
[0015]采用所述大型结构物牵引设备的牵引操作方法，包括如下步骤:
[0016]S1.安装大型结构物牵引设备，将固定夹持受力检测机构固定到被牵引的结构物上或是固定到目标位置处，并将第一自动调节夹持器、自动拉力千斤顶装置和第二自动调节夹持器与支架组装连接，然后将大型结构物牵引设备固定到目标位置处或固定到被牵引的大型结构物体上；
[0017]S2.穿钢绞线，此时，自动拉力千斤顶装置处于退回状态，第一自动调节夹持器和第二自动调节夹持器中的第二夹片处于放松状态，第一自动调节夹持器通过电磁铁吸住第二夹片，所述放松板退回，当钢绞线穿入并达到系统设置的穿线拉力值后，与穿入钢绞线对应的电磁铁放松第二夹片，并通过弹簧弹力压紧第二夹片使其夹持钢绞线，防止钢绞线回缩，直到将钢绞线全部穿完并保证每根钢绞线的拉力相同；
[0018]S3.牵引作业，穿钢绞线完毕后，保证每根钢绞线的拉力相同，第一自动调节夹持器处于夹紧状态，第二自动调节夹持器处于放松状态，自动拉力千斤顶装置顶出，第一自动调节夹持器夹持钢绞线带动被牵引的结构物体前进或上升，固定夹持受力检测机构监测每根钢绞线的受力情况，当每根钢绞线受力均匀时，自动拉力千斤顶装置继续顶出，顶出到位后，第二自动调节夹持器夹紧钢绞线，使被牵引的结构物体保持静止状态，第一自动调节夹持器放松，自动拉力千斤顶装置退回，退回到位后，第一自动调节夹持器夹紧钢绞线，第二自动调节夹持器放松，自动拉力千斤顶装置顶出，第一自动调节夹持器夹持钢绞线带动被牵引的结构物体前进或上升，往复运动，使被牵引结构物体达到目标位置；
[0019]S4.对钢绞线受力情况的实时调整，当固定夹持受力检测机构监测到钢绞线受力不均匀时，由控制系统分析数据并发出指令信号，自动拉力千斤顶装置立即停止动作，第二自动调节夹持器夹紧钢绞线，第一自动调节夹持器放松；当自动拉力千斤顶装置退回一定距离后，第一自动调节夹持器夹紧时，与受力大的钢绞线对应的电磁铁吸住第二夹片，使第二夹片处于放松状态，与受力小的钢绞线对应的电磁铁脱开第二夹片，使第二夹片处于夹紧状态，此时，自动拉力千斤顶装置顶出，通过拉力放松第二自动调节夹持器中对应的第二夹片，使受力小的钢绞线拉力值增加；当固定夹持受力检测机构监测钢绞线受力均匀时，自动拉力千斤顶装置停止动作，同时，与受力大的钢绞线对应的第一自动调节夹持器的电磁铁放开吸住的第二夹片，使弹簧压紧第二夹片，并由第二夹片夹紧钢绞线，自动拉力千斤顶装置继续顶出，回复正常牵引动作。
[0020]本发明具有的优点和积极效果是:由于本发明采用上述技术方案，即通过本牵引设备配合液压栗站和控制系统等，以钢绞线作为柔性受力单元，液压栗站向拉力千斤顶装置提供液压油，推动自动拉力千斤顶装置的活塞伸缩运动来牵引结构物；利用固定夹持受力检测机构具有单根钢绞线受力检测的功能，并将监测数据反馈给控制系统，由控制系统发出相应的调整指令，然后通过两个自动调节夹持器的前后交替动作来夹紧或放松钢绞线，当多根钢绞线牵引受力不均时能够对其进行实时调整，最终达到每根钢绞线受力均匀的目的。本牵引设备的自动拉力千斤顶装置采用内置位移传感器，用于检测牵引位置的全过程，并且内置位移传感器结构可有效预防在运输过程中对位移传感器的磕碰，造成位移传感器失效。本牵引设备操作简便，在保证安全可靠的前提下，提高海洋