一种水底管道悬跨支撑方法及装置与流程

本发明涉及水底的水底管道固定支撑技术领域，尤其是涉及水底管道悬跨的支撑技术领域，如海底管道悬跨支撑技术。

背景技术：

通讯及石油运输的需要，往往需要在水底尤其是海底铺设通讯及石油运输管道，而由于水底表面的不平整等多种因素，也需要在管道悬跨处设置支撑装置，否则因为管道的断裂会造成较大经济损失与社会影响，现有技术的水底管道悬跨支撑如海底管道悬跨支撑技术一般采用如下几种方式：1、在管道悬跨下方堆放沙包，这种方式虽然较为简单，但无法形成有效的长久支撑作用，形同虚设；2、采用水泥灌浆的方式设置支撑座固定，这种方式施工时间长，完成一个施工支撑需要近16个小时，安装麻烦，且管路与支撑座之间长期的硬摩擦等，并加大管路的弯曲载荷；如名称这应用于海洋工程的建筑支撑设备(cn201310083643.2)、公开(公告)号为cn103114568a、申请日为2013.03.17的发明，它包括漂浮底盘、固定底座、导向柱、支撑筒和支撑平台，固定底座固定在漂浮底盘上，导向柱连接在固定底座上，支撑筒套在导向柱外，支撑筒与导向柱之间的间隙形成混泥土浇筑腔，支撑平台固定在支撑筒顶部。将漂浮底盘漂浮在海面上，同时在漂浮底盘上制作混泥土的固定底座、导向柱，再将支撑筒套在导向柱外，整个设备仍漂浮在海面上，随后将混泥土灌入浇筑腔内，当重力大于漂浮底盘的浮力时，漂浮底盘沉入海底，导向柱和支撑筒长度大于所在地处的海水深度，待漂浮底盘完全沉入海底后，继续往浇筑腔内灌入混泥土，再将支撑平台固定在支撑筒顶部，支撑平台用于承载海洋工程设备。上述的这种结构和方法，同样就存在上述缺点；3、采用液压支撑的方式，如专利名称为一种用于处理海底管道悬跨的结构支撑装置(cn201510766775.4)、公开(公告)号为cn105333227a、申请日为2015.11.11的发明专利，它包括头部液压系统、主支撑板、腿部主伸缩缸、防沉板、支撑腿侧向伸缩缸、抓取机构、抓取驱动缸、定位杆、提拉缸、输油管道、吊耳等，主伸缩缸和侧向伸缩缸配合实现整体结构支撑装置的升降和角度调整，抓取机构升降由提拉缸控制，抓取管道前由定位环确定管道与抓取机构的距离，抓取驱动缸控制手抓的张开与闭合，当手爪连杆与挡块接触时管道被夹紧并实现自锁，保证夹紧的可靠性。这种方式与结构虽然较之前述第二种方式施工期相对缩短，但其成本高，施工工期仍然需要相对较长的时间，

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术的不足而提供一种成本低、施工方便简单、工期短的水底管道悬跨支撑方法。

本发明的另一目的还在于提供一种实现上述方法的装置。

为了达到以上目的，本发明专利采用如下技术方案：一种水底管道悬跨支撑方法，其特征在于，它是通过先设置一带中间隔空层的空的呈体积较小收缩状态的袋体，将该袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置，并在中间隔空层充填固化料，然后向袋体内充填液体或气体使之扩充，待固化料固化即形成稳定的水底管道支撑形状与结构。

作为上述方案的进一步说明，所述中间隔空层内充填固化料的工序设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之前，或者设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之后。

进一步地，所述中间隔空层内充填固化料采用树脂及固化剂，先充填树脂，然后再放入固化剂固化；充填树脂工序与放入固化剂固化工序可以设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之前或后。

进一步地，所述充填的液体为淡水或海水；向袋体悬跨内充填液体是通过单向阀来实现，并保证充填后的袋体内的密闭。

进一步地，所述袋体可以采用多个叠加放置，共同支撑于水底管道悬跨下方。

进一步地，所述中间隔空层的固化是采用有条件固化方式，包括温度固化、压力固化、uv固化、化学固化或时间固化方式。

进一步地，所述中间隔空层除设置有条件固化材料外，还可以采用添加增强材料方法进行增强，采用长短纤维、填料、编织物或夹心材料来实现，将增强材料与树脂的混合，袋体内外壁采用tpu材料或橡胶材料或防水布材料。

一种水底管道悬跨支撑装置，由袋体组成，其特征在于，所述袋体壁至少包括三层层状结构：内外壁层和中间的隔空层，中间隔空层内可充填增强固化材料，所述袋体上设置有充液/充气口，扩充时袋体内充填液体或气体，中间隔空层固化形成置于水底管道悬跨下方的支撑结构。

所述填充液体袋体的形状结构为台锥休、圆筒体、半圆筒体或半球体，扩充了的袋体的上端包裹管道。

所述充液口设置有单向阀，所述充填的液体为淡水或海水。

所述中间隔空层内充填的增强固化材料是由树脂和固化剂构成；所述树脂和固化剂采用环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂或已烯基树脂及粘结剂。

所述增强固化材料中还可以充填各类长短纤维、编织物或夹心材料与树脂和固化剂混合形成固化增强材料。

所述内外壁采用热塑类高分子材料、编织物材料或复合材料制成；其中所述热塑类高分子材料采用pe、pp、tpu、pu、pvc或pfp；所述编织物材料采用尼龙编织物、尼龙纤维编织物、植物纤维编织物或聚氨酯编织物；所述复合材料采用pe与tpu复合、tpu与尼龙纤维复合。

所述扩充的袋体上内还设置有经固化成形的加强筋。

所述中间隔空层内充填的增强固化材料是通过设置带单向阀的充液口充入。

与现有技术相比，本发明专利提供的水底管道悬跨支撑方法及装置具有以下有益效果：

1、本发明可以适应较多的海底地貌状况，适应悬跨高度变化性强等；

2、可以对管道进行很好的包裹，接触面非硬接触。

3、可以通过rov充液及放置于水底管道悬跨下方，施工过程简单方便，施工工期短，本发明25分钟可充填完成，而现有技术的水泥处理技术，施工需要14个小时，在海上作业时间的长短直接关系到经济效益，目前海上施工船作业费用巨大，达16万美元，因此本发明可节约大量施工费用。

4、支撑力强，其固化后的承托力完全符合支承管道的力的要求，且具有一定的自动化能力。尤其适用于海底管道悬跨支撑。

附图说明

图1为本发明的充水后支撑结构示意图。

图2为本发明的剖视结构示意图。

附图标记说明：1、袋体2、管道3、内外软体袋壁层4、中间的隔空层充填固化料5、单向阀充液口6、海水7、加强筋8中间的隔空层充填固化料单向阀充液口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明专利作进一步描述。

一种水底管道悬跨支撑方法，其包括如下步骤：先设置一带中间隔空层的空的呈体积较小收缩状态的袋体，在中间隔空层中充填增强材料，如各种长短纤维(如玻璃纤维、石英纤维或凯芙拉纤维、碳纤维)、填料、编织物或夹心材料来实现，并将增强材料与树脂的混合在其中；

将该袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置，并向在中间隔空层充填固化料如粘结剂；

然后向袋体内充填海水扩充，待固化料固化即形成稳定的水底管道支撑形状与结构。

在上述实施例中，所述中间隔空层内充填固化料的工序设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之前，或者设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之后。所述中间隔空层内充填固化料采用树脂及固化剂，先充填树脂，然后再放入固化剂固化；充填树脂工序与放入固化剂固化工序可以设置在袋体置于水底管道悬跨下方需要支撑的位置工序之前或后。若是先放固化剂和树脂等在中间隔空层中，主要是利用固化具有一定的时间，在还没有固化时即操作将其放入到水底管道悬跨下方需要支撑的位置，从而也能够实现支承效果。

上述实施例中，所述充填的液体也可以为淡水，如在淡水湖中甚至气体；向袋体悬跨内充填液体是通过单向阀来实现，并保证充填后的袋体内的密闭。

上述方法中，所述中间隔空层的固化是采用有条件固化方式，包括温度固化、压力固化、uv固化、化学固化或时间固化方式。

如图1-图2所示，一种水底管道悬跨支撑装置，由袋体1组成，所述袋体壁至少包括三层层状结构：内外壁层3和中间的隔空层，中间隔空层内可充填增强固化材料4，所述袋体1上设置有充液口，扩充时袋体1内充填海水6，中间隔空层固化形成置于水底管道2悬跨下方的支撑结构。所述充液口设置有单向阀5，所述中间隔空层内充填的增强固化材料是通过设置带单向阀8的充液口充入。

本实施例中，所述填充液体袋体的形状结构为台锥休，也可以为圆筒体、半圆筒体或半球体，扩充了的袋体的上端包裹管道。

所述中间隔空层内充填的增强固化材料是由树脂和固化剂构成；所述树脂和固化剂采用环氧树脂、不饱和树脂、酚醛树脂或已烯基树脂及粘结剂，上述树脂和固化剂均可以市购。

所述中间隔空层中还可以事先充填各类长短纤维、编织物或夹心材料，然后再与树脂和固化剂混合形成固化增强材料。

所述内外壁采用热塑类高分子材料、编织物材料或复合材料制成；其中所述热塑类高分子材料采用pe、pp、tpu、pu、pvc或pfp；所述编织物材料采用尼龙编织物、尼龙纤维编织物、植物纤维编织物或聚氨酯编织物；所述复合材料采用pe与tpu复合、tpu与尼龙纤维复合。

所述扩充的袋体上内还设置有经固化成形的加强筋。

如图2，所述袋体1内还设置有带预渗料的加强筋7，该加强筋7可以是固化后形成的上下支撑柱，如图2所示，也可以是在袋体壁周边形成的筋骨。

所述填充液体袋体的形状结构为圆筒体、半圆筒体或半球体，填充液体袋体的上端包裹管道，其内或处均可设置加强筋结构，能够进一步提高其承载能力。

所述袋体可以采用多个叠加放置，共同支撑于水底管道悬跨下方，所述多个叠加放置扩充的袋体之间还设置有相互固定连接装置，如连接绳或相互扣合的连接粘结带、摩术贴等。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。